new-《无机化学》(上)习题答案

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1、第5章 化学热力学5-6测得2.96g氯化汞在407的1L容积的真空系统里完全蒸发达到的压力为60kPa, 求氯化汞蒸气的摩尔质量和化学式。5-825时将相同压力的5.0L氮气和15L氧气压缩到一个10.0L的真空容器中，测得总压为150kPa，求两种气体的初始压力；求混合气体中氮和氧的分压；将温度上升到210，容器的总压。 由于混合前氮气和氧气的压力相同，因此可以假定它们混合过程为等压混合（只混合，不改变压力），则根据分体积的定义，氮气和氧气混合前的体积则为分体积，混合后的总体积为15+5 = 20L，混合后的初始压力（体积20L)与混合前两种气体的初始压力相同。然后再把混合气体体积压缩到1

2、0L。5-9. 25，1.47MPa下把氨气通入容积为1.00L刚性密闭容器中，在350下用催化剂使部分氨分解为氮气和氢气，测得总压为5MPa，求氨的解离度和各组分的摩尔分数和分压。2NH3 = N2 + 3H2n平 0.593-2x x 3x0.593 -2x +x +4x = 0.965 x =0. 186mol5-10. 某乙烯和足量的氢气的混合气体的总压为6930Pa，在铂催化剂下发生如下反应：C2H4(g) + H2(g) = C2H6(g) ,反应结束时温度降至原温度后测得总压为4530Pa。求原混合气体中乙烯的摩尔分数。解： C2H4(g) + H2(g) = C2H6(g) P

3、始 X Y 0P终 0 Y-X XP始= X+Y = 6930Pa P终= Y-X+X = 4530Pa5-14.反应CaC2(s) + 2H2O(l) = Ca(OH)2(s) +C2H2(g) 在298K下的标准摩尔热力学能变化量为-128.0kJ.mol-1,求该反应的标准摩尔焓变。解：H =U +PV = U +RTnB(g)= -128.0 +8.31410-32981= -125.5 kJ.mol-15-16. 已知Al2O3(s)和MnO2(s)的标准摩尔生成焓为-1676kJ.mol-1和-521kJ.mol-1,计算1g铝与足量MnO2(s)反应产生的热量。解： 4Al(s)

4、 + 3MnO2(s) = 2Al2O3(s) + 3Mn(s) fH m /kJmol-1 0 -521 -1676 0 rHm = 2(-1676) - 3(-521) = -1789kJ.mol-15-17. 已知Cl-(aq)的标准摩尔生成焓为-167.5kJ.mol-1，计算1molHCl(g)溶于足量水中释放出多少热？解： HCl (g) +(aq) = H+ (aq) + Cl- (aq) fH m /kJmol-1 -92.307 0 -167.5 rH m= (-167.5) - (-92.307) = -75.2kJ.mol-15-21解答：5-25. 已知N2、NO和O2

5、的解离焓分别为941.7kJ.mol-1、631.8 kJ.mol-1和493.7kJ.mol-1,仅利用这些数据判断NO在常温常压下能否自发分解。解： 2NO(g) = N2(g) + O2(g)rH m= 2631.8 941.7 493.7 = -171.8kJ.mol-1 反应前后气体分子数相同，S 变化不大。 反应的G 主要取决于H ， 故G 0，反应自发。5-26. 下列反应是熵增还是熵减反应？葡萄糖燃烧；乙炔燃烧；碳酸氢钠分解；铁丝燃烧；甲烷与水蒸气反应生成水煤气；甲烷与氧气反应生成合成气。解： C6H12O6(s) + 6O2(g) = 6CO2(g) + 6H2O(l) 2C

6、2H2(g) + 5O2(g) = 4CO2(g) + 2H2O(l) 2NaHCO3(s) = Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O(l) 3Fe(s) + 2O2(g) = Fe3O4(s) CH4(g) + H2O(g) = CO (g) + 3H2(g) 2CH4(g) + O2(g) = 2CO(g) + 4H2(g)、 S0 、 S05-28. 碘钨灯灯内发生如下可逆反应： W(s) + I2(g) = WI2(g) fG m /kJ.mol-1 0 19.327 -8.37 S m /J.mol-1.K-1 33.5 260.69 251 求623K时，上式反应的rG

7、 m 估算WI2(g)在钨丝上分解所需的最低温度。解： rG 298 = -8.37-19.327 = -27.697kJ.mol-1 rS 298 = 251-33.5-260.69 = -43.19 J.mol-1.K-1 rH298 = rG 298 +298rS 298 = -27.697 + 29810-3( -43.19)= - 40.568 kJ.mol-1 rG 623 rH298 - 623rS298 = - 40.568 - 623 (-43.19)10-3 = -13.66 kJ.mol-1 WI2(g) = W(s) + I2(g) rH298 = 40.568 kJ.

8、mol-1 rS 298 = 43.19 J.mol-1.K-15-29用凸透镜聚集太阳光加热分解倒置在液汞上的装满液汞试管内的氧化汞，使其分解。估算：使氧气的压力达到标态压力和1kPa所需的最低温度，并估计为使氧气压力达1kPa ，试管的长度至少为多长？解： HgO(s) = Hg(s) + O2(g)fHm/kJ.mol-1 -90.46 0 0 Sm/J.mol-1.K-1 71.1 76.02 205.138rH298 = 90.46 kJ.mol-1 rS298 = 1/2205.138 + 76.02 -71.1 = 107.5J.mol-1 K-1 标态下的分解温度1kPa下的分

9、解温度 试管的长度应大于760mm。5-30解答：2NO(g) + 2CO(g) = N2(g) + 2CO2(g) 5-31石灰窑的碳酸钙需加热到多少度才能分解？若在一个用真空泵不断抽真空的系统内，系统内的气体压力保持10Pa，加热到多少度才能分解？解： CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g)fHm /kJ.mol-1 -1206.92 -635.09 -393.509Sm /J.mol-1.K 1 92.9 39.75 213.74rH298=(-393.509)+(-635.09)(-1206.92)=178.321 kJ.mol-1 rS298 = 213.74 + 39

10、.75 92.9 = 160.59 J.mol-1.K 1 标态下的分解温度10Pa下的分解温度 第6章 化学平衡6-1 写出下列各反应的标准平衡常数表达式和实验平衡常数表达式. 2SO2(g) + O2(g) = 2SO3(g). NH4HCO3(s) = CO2(g)+NH3(g) +H2O(g) CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g) CO2(g) = CO2(aq)解： 6-2 (1) K1 = Kq2 = (2.210-3)2 = 4.8410-6 (2) K2 = 1/ Kq = 1/2.210-3 = 4.551026-4 测得合成氨反应在500的平衡浓度分别为：H

11、2=1.15mol/L,N2=0.75mol/L,NH3= 0.26mol/L,求Kq、Kc以及KP（分别用Pa和bar为气体的压力单位）。解： N2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g)6-5 已知： HCN = H+ + CN- K1 q = 4.910-10 NH3+H2O =NH4+OH- K2 q = 1.810-5 H2O = H+ + OH- K3 q = 1.010-14求反应 NH3 + HCN = NH4+ +CN- 的平衡常数。解： + - 得： NH3 + HCN = NH4+ +CN-6-6 反应CO + H2O = CO2 + H2 在749K时的平衡常数K

12、q =2.6 设反应起始时CO和H2O的浓度均为1mol/L; 起始时CO和H2O的摩尔比为1：3，求CO的平衡转化率。用计算结果说明勒沙特列原理。解： n = 0 Kc= KP = K q CO + H2O = CO2 + H2 C平 1-x 1-x x x CO + H2O = CO2 + H2 C平 1-x 3-x x x计算结果说明，增大反应物的浓度，平衡向生成物方向移动。6-7 将SO3固体置于一反应器内，加热使SO3气化并令其分解，测得温度为900K，总压为P q时，气体混合物的密度为r = 0.925g/dm3，求SO3的解离度。解： SO3 = SO2 + O2 n平 1-X

13、X X/2 n = 1+X/26-8 已知反应N2O4 = 2NO2 在308K下的标准平衡常数Kq为0.32。求反应系统的总压力为P q和2P q ，N2O4的解离度及其比。用计算的结果说明勒沙特列原理。解： N2O4 = 2NO2 n平 1-x 2x n = 1+x 将P = P q和 2P q 代入解得： x1= 27.2% x2=19.6%即增大压力，平衡朝缩小气体体积的方向移动。6-9 为使Ag2O在常温下分解，氧的分压应降为多大？解： Ag2O(s) = 2Ag(s) + O2(g) fGm /kJmol-1 -11.2 0 0rGm = 11.2 kJmol-16-12 在693

14、K和723K下氧化汞分解为汞蒸气和氧的平衡总压分别为5.16104和1.08105Pa，求在该温度区域内分解反应的标准摩尔焓和标准摩尔熵变。解： HgO(s) = Hg(g) + O2(g)P平 X X/2 P总1 = X1 +X1/2 = 5.16104 Pa X1=3.44104 PaP总2 = X2 +X2/2 = 1.08105 Pa X2=7.2104 PaG693q =-RTlnKq =- 8.314693ln0.143=1.12104 J.mol-1GT q = H q - TS q 6-14 雷雨导致空气中的氮气和氧气化合为NO。经热力学计算得知，在2033K和3000K下该反

15、应达平衡时系统中NO的体积分数分别为0.8%和4.5%，试问该反应是吸热反应还是放热反应？计算2033K时的平衡常数。解： 温度升高，平衡右移，所以该反应是吸热反应 N2 + O2 = 2NOP初/kPa 78 21 0P平 /kPa 78-0.4 21-0.4 0.86-19 已知氯气在饱和食盐水里的溶解度小于在纯水里的溶解度。试从平衡移动的原理解释。解： Cl2(g) = Cl2(aq)Cl2(aq) + H2O(l) = Cl-(aq) + HClO(aq) + H+(aq)加入食盐，增大了Cl-浓度，促使平衡和向左移动，故氯气在食盐中的溶解度降低。6-20 实验测得氯气溶于水后约有三分

16、之一的Cl2发生歧化转化为盐酸和次氯酸，求该反应的平衡常数。293K下氯气在水中的溶解度为0.09mol/L.解： Cl2(aq)+H2O(l) = Cl-(aq)+HClO(aq)+H+(aq)C平 0.06 0.03 0.03 0.036-22 超音速飞机在飞行放出的燃烧尾气中的NO会通过下列反应破坏臭气层：NO(g)+O3(g)= NO2(g)+O2(g) 已知298K和100KPa下NO，NO2和O3的生成自由能分别为：86.7、51.8 、163.6kJ.mol-1，求上面反应的KP和KC 假定反应在298K下发生前，高层大气里的NO、O3和O2的浓度分别为210-9mol/L, 1

17、10-9mol/L, 210-3mol/L，NO2的浓度为零，试计算O3的平衡浓度。解： NO(g) + O3(g) = NO2(g) + O2(g) Gq = 51.8 86.7 163.6 = -198.5 kJ.mol-1 NO(g) + O3(g) = NO2(g) + O2(g)C初 2 10-9 110-9 0 210-3C平 10-9+X X 10-9-X 210-3 +110-9-X K值很大，X06-23解： CO (g) + 1/2 O2(g) = CO2 (g)初始浓度(mol.L-1) 4.010-5 4.010-4平衡浓度(mol.L-1) 4.010-5-x 4.0

18、10-4 4.010-4 +x因而CO的平衡浓度为CO = 4.010-5-x = 4.010-5-3.810-5 = 210-6mol.L-1CO的转化率为 = 3.810-5/4.010-5 = 96%。6-26 无水三氯化铝在热力学标准压力下的以下各温度时测定的密度为：T/ 200 600 800d/kg.L-1 6.810-3 2.6510-3 1.5110-3 求三氯化铝在200和800时的分子式。 求600下的平衡物种。 求600下各物种的平衡分压。 求600的KC和KP解： 式量AlCl3 = 133.34 200的分子式为Al2Cl6 ，800时为AlCl3所以600下的平衡物

19、种为AlCl3和Al2Cl6。 设AlCl3含量为X， Al2Cl6含量为1-X。则：133.4X + 266.78(1-X) = 192.3 X= 55.78%解： Al2Cl6 = 2AlCl3补充练习题1. 已知在Br2与NO的混合物中，可能达到下列平衡： NO(g) + Br2(l) = NOBr(g) Br2(l) = Br2(g) NO(g) + Br2(g) = NOBr(g)A:如果在密闭容器中，有液体Br2存在，当温度一定时，压缩容器，平衡如何移动？B：如果在密闭容器中，无液体Br2存在，当温度一定时，压缩容器，平衡如何移动？（设仍无液溴出现）解：A：不移动 平衡向左移动 不

20、移动（温度一定时，液溴的蒸气压不变）。B：、平衡不存在，平衡向右移动。2. 已知反应H2(g) = 2H(g) Hq = 412.5kJ.mol-1，在3000K及P q时，H2有9%离解，问在3600K时，H2的离解率为多少？解： H2(g) = 2H(g) n平 1 0.09 20.09 n总 = 1+0.09 H2(g) = 2H(g)n平 1 x 2x n总 = 1+x第7章 化学动力学7-2. 970K下，反应2N2O =2N2+O2 起始时N2O的压力为2.93104Pa，测得反应中系统的总压变化如下所示：t/s30090020004000P(总)/104Pa3.333.633.9

21、34.14求最初300s与最后2000s的时间间隔内的平约速率。解： 2N2O = 2N2 + O2 7-3. (1) (2) k = 2.5103(3) r = 1.4 10-27-4. N2O在金表面上分解的实验数据如下：t/min020406080100C(N2O)/mol.L-10.100.080.060.040.020求分解反应的反应级数。求速率常数。求N2O消耗一半时的反应速率。该反应的半衰期与初始浓度呈什么关系?解：匀速反应，速率与反应物的浓度无关，零级反应。 v = 1.010-3 moll-1min-1 定积分得： 将Ct = C代入得:7-7 碳-14半衰期为5720a，今

22、测得北京周口店山顶洞遗址出土的古斑鹿骨化石中14C/12C比值是当今活着的生物的0.109倍，估算该化石是距今多久？周口店北京猿人距今约50万年，能否用碳-14法测定它的生活年代？解：不可行，因为C-14的放射性太弱，它可较准确断代的样品应距今100050000年间。7-9. 某反应在273K和313K下的速率常数分别为1.0610-5 s-1和2.9310-3s-1，求该反应在298K下的速率常数。 Ea = 9.98104 J.mol-1 k = 4.2410-4 s-17-10. 某一级反应，在300K时反应完成50%需时20min,在350K时反应完成50%需时5.0min，计算该反应

23、的活化能。Ea = 2.42104 J.mol-17-14. 有人提出氧气氧化溴化氢气体生成水蒸气和溴蒸气的反应历程如下： HBr + O2 HOOBr HOOBr + HBr 2HOBr HOBr + HBr H2O + Br2怎样由这三个基元反应加和起来得该反应的计量方程式？写出各基元反应的速率方程。指出该反应有哪些中间体？实验指出，该反应的表现速率方程对于HBr和O2都是一级的，在上述历程中，哪一步基元反应是速控步？解： A + B +2C 得：4HBr + O2 2H2O + 2Br2 中间体有： HOOBr 和 HOBr第一步是速控步。第8章 水溶液8-9 解答：8-12 解答（1）

24、葡萄糖大于蔗糖。因为蔗糖的分子量大于葡萄糖，二者的质量分数相同，所以葡萄糖溶液的质量摩尔浓度比蔗糖溶液大。（2）葡萄糖溶液的渗透压大。（3）NaCl溶液的渗透压大。因为NaCl是强电解质，实际溶质的浓度接近于NaCl浓度的2倍（即1mol.L-1）。（4） CaCl2溶液的渗透压大。海水的质量分数为3.5%，因而可以计算出海水中盐的质量摩尔浓度（以NaCl计）为 m。 8-13 解答则海水中实际粒子的浓度为m* = 20.62= 1.24mol.kg-1所以，海水开始结冰的温度为-2.3；开始沸腾的温度为100.64。第9章 酸碱平衡9-4. 苯甲酸的酸常数Ka = 6.410-5，试求：中和

25、1.22g苯甲酸需0.4mol.L-1的NaOH溶液多少毫升.求其共轭碱的碱常数Kb。苯甲酸在水中的溶解度为2.06g.L-1，求饱和溶液pH。解： 1.22/122 = 0.410-3 x x = 25ml pH = 39-5. 计算下列溶液的pH值：10ml5.010-3mol.L-1的NaOH。10ml0.4mol.L-1HCl与10ml0.1mol.L-1NaOH的混合液。10ml0.2mol.L-1NH3H2O与10ml0.1mol.L-1HCl混合液。10ml0.2mol.L-1HAc与10ml0.2mol.L-1NH4Cl的混合液。解： pOH= 2.3 pH = 11.7 发生

26、中和反应，pH 取决于剩余的HCl。过量的NH3与产物NH4Cl组成缓冲体系 pH取决于HAc的电离pH= 2.889-8. 25标准压力下的CO2气体在水中的溶解度为0.034mol.L-1,求溶液的pH值和CO32-。解：pH = 3.929-9. 将15g P2O5溶于热水，稀释至750ml, 设P2O5全部转化为H3PO4，计算溶液中的各组分浓度。K1=7.1110-3 K2=6.2310-8 K3=4.510-13解：H3PO4 = H+ + H2PO4- C平 0.28 - x x x即：H+ = H2PO4- = 0.042mol.L-1HPO42- K2 = 6.2310-8P

27、O43- = 6.710-19 mol.L-19-10. 某弱酸HA，0.015mol.L-1电离度为0.80%，浓度为0.1mol.L-1电离度多大？解：9-11. 计算0.100mol.L-1Na2CO3溶液的pH值和电离度。解： CO32- + H2O = HCO3- + OH-pOH = 2.37 pH = 11.369-12. 某未知浓度的一元弱酸用未知浓度的NaOH滴定，当用去3.26mlNaOH时，混合溶液的pH=4.00，当用去18.30ml时，混合溶液的pH=5.00。求该弱酸的电离常数。解：联立解得：n酸 = 37.5x Ka = 9.5210-69-13. 缓冲溶液HAc

28、-Ac-的总浓度为1.0mol.L-1，当溶液的pH为：4.00；5.00，HAc和Ac-的浓度分别为多大？解： 9-14. 欲配pH=5.0的缓冲溶液，需称取多少克NaAc3H2O固体溶解在300ml0.5mol.L-1的HAc溶液中？解： x = 36.3g9-15. 某含杂质的一元碱样品0.5000g(分子量为59.1)，用0.1000mol.L-1HCl滴定，需用75.00ml;在滴定过程中，加入49.00ml酸时，溶液的pH=10.65。求该碱的电离常数和样品的纯度。解：9-16. 将Na2CO3和NaHCO3混合物30g配成1L溶液，测得溶液的pH=10.62。计算溶液含Na2CO

29、3和NaHCO3各多少克？解：设NaHCO3含x克则Na2CO3为: 30 7.59 = 22.41g9-19. 计算10ml0.3mol.L-1的HAc和20ml浓度为0.15mol.L-1 HCN混合得到的溶液中的H+、Ac-、CN-。解： KHAc = 1.7610-5 KHCN = 4.9310-10 KHAc KHCN H+取决于HAc的电离CN- = 3.710-8 mol.L-19-20. 今有ClCH2COOH、HCOOH和(CH3)2AsO2H,它们的电离常数分别为：1.4010-3、1.7710-4、6.4010-7、试问：配制pH=3.5的缓冲溶液选用哪种酸最好？需要多少

30、毫升浓度为4.0mol.L-1的酸和多少克NaOH才能配成1L共轭酸碱对的总浓度为1.0mol.L-1的缓冲溶液。解：选用HCOOH最好。 9-22. 分别计算下列混合溶液的pH值：50.0ml0.200mol.L-1NH4Cl和50.0ml0.200mol.L-1NaOH.50.0ml0.200mol.L-1NH4Cl和25.0ml0.200mol.L-1NaOH 25.0ml0.200mol.L-1NH4Cl和50.0ml0.200mol.L-1NaOH 20.0ml1.00mol.L-1H2C2O4和30.0ml1. 00mol.L-1NaOH解： 完全反应，生成氨水。 pOH = 2.

31、88 pH = 11.12 剩余的NH4Cl和生成的氨水组成缓冲体系 碱度取决于过剩的碱 pOH = 1.17 pH = 12.83 H2C2O4 + NaOH = NaHC2O4 + H2O 剩余10mlNaOH NaHC2O4 + NaOH = Na2C2O4 + H2O 反应产生的Na2C2O4与剩余的NaHC2O4组成缓冲体系第10章 沉淀溶解平衡10-1. 25时PbI2在纯水中溶解度为1.2910-3 mol.L-1,求PbI2的溶度积。 25时BaCrO4在纯水中溶解度为2.9110-3 g.L-1,求BaCrO4的溶度积。解： 10-3. AgIO3和Ag2CrO4的溶度积分别

32、为9.210-9 和1.1210-12 ，通过计算说明：哪种物质在水中的溶解度大？哪种物质在0.01mol.L-1的AgNO3溶液中溶解度大?解： AgIO3 = Ag+ + IO3-Ag2CrO4 = 2Ag+ + CrO42- C平 2S2 S2Ksp = Ag+2CrO42- = 4S23 S2 = 6.5410-5 mol.L-1 AgIO3 = Ag+ + IO3-C平 0.01+x xKsp =（0.01+x) x = 9.210-9 x = 9.210-7 mol.L-1Ag2CrO4 = 2Ag+ + CrO42-C平 0.01+2y y Ksp =（0.01+2y)2 y =

33、 1.1210-12 y = 1.1210-8 mol.L-110-4. 现有100 ml Ca2+和Ba2+的混合液，两种离子的浓度都为0.01 mol.L-1。用Na2SO4作沉淀剂能否将两种离子分离？加入多少Na2SO4才能使BaSO4完全沉淀？解： Ksp(CaSO4) = 7.110-5 Ksp(BaSO4) = 1.0710-10Ca2+沉淀时： 此时： 可将两种离子分离。 沉淀完全Ba2+(定性)，溶液中的SO42-浓度为： W = 142.04 ( 0.01+1.0710-5) 0.1= 0.142g10-8. 1L多大浓度的NH4Cl溶液可使1g Mg(OH)2沉淀溶解?解：

34、2NH4+ + Mg(OH)2 = Mg2+ + 2NH3H2O C平 x 0.017 20.017C0(NH4Cl) = 0.033 + 0.034 = 0.067 mol.L-110-9. 在0.1 mol.L-1 HAc和0.1 mol.L-1 CuSO4溶液中通入H2S达饱和，是否有CuS沉淀生成？解：10-10. 计算下列反应的平衡常数，并讨论反应的方向: PbS + 2HAc Pb2+ + H2S + 2Ac-平衡常数很小，所以反应逆向进行10-12. 定量分析中用AgNO3溶液滴定Cl-溶液，用K2CrO4作指示剂，问滴定终点时溶液中的CrO42-离子的浓度多大合适？设终点时溶液

35、体积为50ml，在滴定开始时应加入0.1mol.L-1的K2CrO4溶液多少毫升？解：Cl-定量沉淀时：此时Ag2CrO4沉淀指示终点3.610-550 = 0.1x x = 0.02ml 10-14. 今有一溶液，每毫升含Mg2+和Fe2+各1mg，试计算：析出Mg(OH)2和Fe(OH)2沉淀的最低pH值。解：要使Mg(OH)2： pOH = 4.93 pH = 9.07要使Fe(OH)2：pOH = 7.28 pH = 6.7210-15. 用Na2CO3和Na2S溶液处理AgI固体，能不能将AgI固体转化为Ag2CO3和Ag2S？解：2AgI + CO32- = Ag2CO3 + 2I

36、-不能转化2AgI + S2- = Ag2S + 2I- 能转化第11章 氧化还原反应11-9用能斯特方程计算来说明，使Fe + Cu2+ = Fe2+ + Cu的反应逆转是否有现实的可能性？解: Fe + Cu2+ = Fe2+ + Cu要使E0 必须 实际工作中很难达到，故要使反应逆转是不可能的。11-10. 用能斯特方程计算与二氧化锰反应得到氯气的盐酸在热力学理论上的最低浓度解： MnO2 + 4H+ +2e- = Mn2+ + 2H2O jq= 1.228V Cl2 + 2e- = 2Cl- jq = 1.358V 设要使反应进行的HCl的最低浓度为x。 x = 5.4 mol.L-1

37、11-12. 利用半反应2H+ + 2e- = H2的标准电极电势和醋酸的电离常数计算半反应的标准电极电势。 2HAc + 2e- = H2 + 2Ac-解：标态时，HAc=Ac-=1mol.L-1, p(H2) =pq11-13. 利用半反应Cu2+ + 2e- = Cu 和Cu(NH3)42+ +2e- = Cu + 4NH3的标准电极电势(-0.065V)计算配合反应 Cu2+ + 4NH3 = Cu(NH3)42+ 的平衡常数。解： Cu2+ + 2e- = Cu Cu(NH3)42+ +2e- = Cu + 4NH3 - 得： Cu2+ + 4NH3 = Cu(NH3)42+ K =

38、 7.1101311-17. 利用Cr2O72- + H2O = 2CrO42- + 2H+ 的K=1014和Ag2CrO4的溶度积以及Ag+ + e- = Ag的标准电极电势求2Ag2CrO4 + 2H+ + 4e- = 4Ag + Cr2O72- + H2O的jq。解： Cr2O72- + H2O = 2CrO42- + 2H+ K1=1014 Ag2CrO4 = 2Ag+ + CrO42- K2=1.1210-122 - 得：2Ag2CrO4 + 2H+ = Cr2O72- + 4Ag+ + H2O当Cr2O72- =H+ =1.0mol.L-1 Ag+ + e- = Ag jq = 0

39、.7996V11-18. 由标准自由能计算Cl2(g) +2e- = 2Cl-(aq)的标准电极电势。解： Cl2(g) +2e- = 2Cl-(aq)fGqm/kJ.mol-1 0 -131.311-21. 写出以K2CO3熔融盐为电解质的氢氧燃料电池的电极反应和电池反应。解： 负极：H2 + CO32- = H2O + CO2 + 2e 正极：O2 + 2CO2 + 4e- = 2CO32-电池反应：2H2 + O2 = 2H2O11-22. 碱性银锌可充电干电池的氧化剂为Ag2O，电解质为KOH水溶液，写出电极反应和电池反应。解： 负极：Zn + 2OH- = Zn(OH)2 +2e-

40、正极：Ag2O + H2O + 2e- = 2Ag + 2OH-电池反应： Zn + Ag2O + H2O = 2Ag + Zn(OH)211-23. 为什么检测铅蓄电池电解质硫酸的浓度可以确定蓄电池充电是否充足？铅蓄电池充电为什么会放出气体？是什么气体？解：2PbSO4 + 2H2O = Pb + PbO2 + 2H2SO4因为充电过程，有硫酸生成，使其浓度增大。由于充电时水会发生电解，故放出的气体为氢气和氧气。11-25. 电解含铬酐0.23kg.dm3, 体积100dm3的水溶液镀铬。使用1500A电流通电10.0h，阴极的质量增加了0.679kg。阴极和阳极放出的气体的体积比为1.60

41、3。问沉积出0.679kg铬耗用的电量是总用电量的百分之几？阴极和阳极放出的气体在标准状态下的体积比。阴极和阳极放出气体的反应的电流效率分别多大？试解释这可能是什么缘故？写出电解的总反应。解：电解反应：2CrO3 = 2Cr + 3O2由于阴极有气体产生，说明电解时除了铬还原外，水发生了电解。若86%的电能消耗在水的电解上： 2CrO3 = 2Cr + 3O2 (阳极) 2H2O = 2H2 (阴极) + O2 (阳极) 实际上阴极和阳极放出的气体体积比为1.603，故有其余过程发生。设水电解消耗的电量为Q2将Q1 = 7.56106 C代入得： Q2 = 3.05107C还有29.5%的电流

42、消耗在其它反应上，可能是Cr()与Cr()之间的循环转化上。11-26. 久置空气中的银器会变黑，经分析证实，黑色物质是Ag2S。通过计算说明，考虑热力学趋势，以下哪一个反应的可能性更大？ 2Ag(s) + H2S(g) = Ag2S(s) + H2(g) 2Ag(s) + H2S(g) + 1/2 O2(g) = Ag2S(s) + H2O(l)解： - 得：1/2 O2(g) + H2(g) = H2O(l)rGmq = fGmq(H2O,l) = - 231.129kJ.mol-1 反应的可能性更大。11-28. 解释如下现象：镀锡的铁，铁先腐蚀，镀锌的铁，锌先腐蚀。锂的电离势和升华热都

43、比钠大，为什么锂的jq更小？铜和锌在元素周期系是邻居，然而它们在金属活动顺序中的位置却相去甚远，试通过波恩哈伯循环分析铜和锌的电极电势相差这么大主要是由什么能量项决定？燃料电池是“一种通过燃烧反应使化学能直接转化为电能的装置”的说法正确吗？燃料电池的理论效率有可能超过100%吗？其工作温度与理论效率呈什么关系？铁能置换铜而三氯化铁能溶解铜。ZnO22-的碱性溶液能把铜转化为Cu(OH)42-,使其溶解将MnSO4溶液滴入KMnO4酸性溶液得到MnO2沉淀。Cu+(aq)在水溶液中会歧化为铜和Cu2+(aq)Cr2+在水溶液中不稳定，会与水反应。将Cl2水溶液滴入I-、Br-的混合液中，相继得到

44、的产物是I2、HIO3和Br2，而不是I2，Br2和HIO3。解： jq(Zn2+/Zn) jq(Fe2+/Fe) jq(Sn2+/Sn) 活泼性大的金属先被腐蚀 这是由于Li+半径小，水合热特别大的缘故。 由于Zn的升华热特别小，使其总能量减小。 不正确.电池中发生的氧化还原反应与燃烧反应相同，却不是燃烧反应（燃烧反应的标志是发光发热）。 当电池反应的S0时，G的绝对值大于H，所以燃料电池的理论效率有可能超过100%。 G =H-TS S0 T 则hS0 T 则h Fe + Cu2+ = Fe2+ + Cu Eq = jq(Cu2+/Cu) jq(Fe2+/Fe) = 0.345 - (-0

45、.44)0 2Fe3+ + Cu2+ = 2Fe2+ +Cu Eq = jq(Fe3+/Fe2+) jq(Cu2+/Cu) = 0.771 0.345 0 Zn(OH)42- + Cu = Cu(OH)42- + Zn 3Mn2+ + 2MnO4- + 2H2O = 5MnO2+ 4H+ Eq = jq(MnO4-/MnO2)jq(MnO2/Mn2+) =1.6791.2280 2Cu+ = Cu2+ + Cu Eq = jq(Cu+/Cu) jq(Cu2+/Cu+) = 0.522 0.1520 2Cr2+ + 2H+ = Cr3+ + H2 Eq = jq(H+/H2) jq(Cr3+/C

46、r2+) = 0 （-0.41）0 因为Cl2 与Br-反应存在动力学障碍，反应速率慢。jq(Br2/Br-) = 1.085V jq(IO3-/I2) =1.195V11-29. 以M代表储氢材料，MH为负极材料，KOH为电解质，写出镍氢电池的电极反应和电池反应。解：负极：MH + OH- = H2O + M + e-正极：NiO(OH) + H2O + e- = Ni(OH)2 + OH- 电池反应：MH + NiO(OH) = Ni(OH)2 + M11-30.如若甘汞电极的电极电势为零，氧的电极电势多大.解：jq(O2/H2O) = 1.229 - jq(Hg2Cl2/Hg) = 1.

47、229 - 0.2801 = 0.949V补充练习题1. 解释下列现象:Ag活动顺序位于H之后,但它可从HI中置换出H2.分别用硝酸钠和稀硫酸均不能氧化Fe2+,但二者的混合溶液却可以.久置于空气中的氢硫酸溶液会变混浊.得不到FeI3这种化合物.解： Ag在HI中生成AgI沉淀 q(AgI/Ag)=-0.152V 2Ag + 2HI = 2AgI+ H2 q(HNO3/NO)=0.96V q(Fe3+/Fe2+)=0.77V 4H+ + NO3- + 3Fe2+ = 3Fe3+ + NO+ 2H2O q(O2/H2O)=1.229V q(S/H2S)=0.15V O2 + 2H2S = 2S+ 2H2O q(Fe3+/Fe2+)=0.77V q(I2/I-)=0.54V 2 Fe3+ + 2I- = 2Fe2+ + I22. 计算反应Fe + Cu2+ = Fe2+ + Cu的平衡常数,若反应结束后溶液中Fe2+=0.1mol/L,试问此时溶液中的Cu2+浓度为多少?解: Fe + Cu2+ = Fe2+ + CuC平 X 0.117. 已知Eq(F2/F-)=2.87V,Ka(HF)=6.610-4,求 q(F2/HF)解: F2+ 2e- = 2F- q = 2.87V F2+ 2e- +2H+ = 2HF q =?当c(HF) = c(H+) =1.0 molL-1 35