普通化学期末复习资料参考答案_62451553564790159
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普通化学习题参考答案
一、判断题(共41题)
1.因为H=U+PV,而理想气体的内能仅是温度的函数,所以理想气体的焓与p、V、T均有关。
(×)
2.体系状态发生变化后,至少有一个状态函数要发生变化。
(√)
3.任何循环过程必定是可逆过程。
(×)
4.因为ΔH=QP,而H是状态函数,所以热也是状态函数。
(×)
5.一定量的气体,从始态A变化到终态B,体系吸收100 J的热量,对外作功200 J,这不符合热力
学第一定律。
(×)
6.在一个绝热刚性容器中进行一个放热反应,则ΔU=ΔH=0。
(×)
7.一定量的某种理想气体的内能和焓只是温度的函数,与体系的体积、压力无关。
(√)
8.因为H=U+pV,所以焓是热力学能与体积功pV之和。
(×)
9.理想气体在等外压力下绝热膨胀,因为等外压力,所以QP=ΔH;又因为绝热,所以QP=0。
由此
得QP=ΔH=0。
(×)
10.在一个容器中:H2(g)+Cl2(g) = 2HCl(g)。
如果反应前后T、p、V均未发生变化,设所有气体均可
视作理想气体,因为理想气体的U=f(T),所以该反应的ΔU=0。
(×)
11.稳定单质在298.15 K时,标准摩尔生成焓和标准摩尔熵均为零。
(×)
12.标准状态规定的压力为101.325 kPa。
(×)
13.因为ΔU=Q p,ΔH=Q V,所以Q p、Q V是特定条件下的状态函数。
(×)
14.凡是遵守能量守恒及转换定律的一切过程,都能自发进行。
(×)
15.反应Na(s) + 1/2 Cl2 (g) = NaCl (s)的标准摩尔反应焓Δr H mθ等于NaCl (s)的标准摩尔生成焓。
(√)
16.CaCO3在常温下不分解,是因为其分解反应是吸热反应;在高温( T > 1173K )下分解,是因为此时放
热。
(×)
17.在刚性密闭容器中,有下列理想气体的反应达到平衡:A(g)+B(g)=C(g) ,若在恒温下加入一定
量的惰性气体,则平衡将不移动。
(√)
18.标准平衡常数的数值不仅与反应式的写法有关,而且还与标准态的选择有关。
(√)
19.反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g),因为反应前后分子数相等,所以无论总压如何变化,对平衡均
无影响。
(√)
20.在一定温度压力下,某反应的ΔG>0,所以要选用合适催化剂,使反应能够进行。
(×)
21.对于吸热反应,升高温度,正反应速度加快,逆反应速度减慢,所以平衡向正反应方向。
(×)
22.氧化还原电对的标准电极电势越高,表示该电对氧化态的氧化能力越强。
(√)
23.原电池电动势与电池反应的书写无关,而标准平衡常数却随反应式的书写而变化。
(√)
24.氧化还原反应达到平衡时。
标准电动势和标准平衡常数均为零。
(×)
25.难溶电解质离子浓度的幂的乘积就是该物质的标准溶度积常数。
(√)
26.在氧化还原反应中,正极发生还原反应,负极发生氧化反应。
(√)
27.在AgCl的水溶液中加入固体NaCl,会降低AgCl的溶解度。
(√)
28.对于分布沉淀,沉淀时所需沉淀剂浓度小的后沉淀。
(×)
29.在原电池中,电极电势高的为正极,其对应的反应为氧化反应,电极电势低的为负极,其对应的
反应为还原反应。
(×)
30.将0.1mol/L HAc稀释为0.05mol/L时,H+ 浓度也减小为原来的一半。
(×)
31.对反应2AgCl + CrO42-=Ag2CrO4+ 2Cl-,K spθ(AgCl)=1.56×10-10,K spθ(Ag2CrO4)=9.0×10-12,则
标准态下该反应应向正方向进行。
(×)
32.在含有0.1 mol/L的氨水和0.10 mol/L的NH4Ac混合溶液中加入少量强酸后,溶液的pH值将几乎
不变。
(√)
33.根据酸碱质子理论,酸或碱的定义是同一物质不能同时作为酸和碱。
(×)
34.在同一能级的轨道中,电子尽先占据不同轨道。
(√)
35.原子轨道就是原子核外电子出现概率最大的区域。
(×)
36.原子轨道是指原子运动的轨迹。
(×)
37.铜的电子排布为1S22S22P63S23P63d94S2。
(×)
38.氢原子核外只有一个电子,也只能有一个样子轨道。
(×)
39.主量子数n=2,只有2s和2p这两个原子轨道。
(×)
40.n=2,l=1,m=0的原子轨道2pz轨道。
(√)
41.2p轨道是哑铃形的,2p电子沿字轨道运动。
(×)
二、选择题(共54题)
1、对于反应PCl5(g) ═PCl3(g) + Cl2(g),恒压条件下升高温度,会增大PCl5的分解率。
则判断该反应
为 A 。
A、吸热反应
B、放热反应
C、无热效应反应
D、无法判定
2、在刚性密闭容器中,有下列理想气体的反应达到平衡:A(g)+B(g)=C(g) ,若在恒温下加入一定量
的惰性气体,则平衡将 C 。
A、向右移动
B、向左移动
C、不移动
D、无法判定
3、如果体系经过一系列变化后,又回到初始终态,则体系的 C 。
A、Q=0, W=0,△U=0,△H=0;
B、Q≠0, W≠0,△U=0,△H=0
C、Q=-W,△U=Q+W,△H=0;
D、Q ≠ -W,△U=Q+W,△H=0
4、H2的燃烧焓等于 A 。
A、H2O(l) 的生成焓
B、H2O(g) 的生成焓
C、零
D、H2O2(g) 的生成焓
5、下列反应中表达式正确的是 A 。
A、Na(s)+1/2 Cl2 (g) = NaCl(s) Δr H mθ=Δf H mθ(NaCl,s)
B、C(石墨) + H2(g) = 1/2 C2H4(g) Δr H mθ=Δf H mθ (C2H4,g)
C、CO(g)+ 1/2 O2(g) = CO2(g) Δr H mθ=Δf H mθ (CO2,g)
D、CH3OH(g) + O2(g) = CO (g) + 2H2O(g) Δr H mθ=Δc H mθ(CH3OH,g)
6、已知反应2NH3=N2+3H2在等温条件下,标准平衡常数为0.25,那么,在此条件下,氨的合成反应 0.5N2+1.5H2=NH3的标准平衡常数为 D 。
A、4
B、0.5
C、1
D、2
7、理想气体化学反应 A(g)=C(g)+D(g),在恒温下增大总压时(改变体积),反应物转化率将___B___。
A、增大
B、减少
C、不变
D、不能确定
8、下列叙述不正确的是 C 。
A、给定反应的标准平衡常数仅是温度的函数
B、催化剂不能改变平衡常数的大小
C、化学平衡发生移动,平衡常数必发生变化
D、平衡常数发生变化,化学平衡必定发生移动,达到新的平衡
9、关于功W符号的判断,下列说法 B 是准确的。
A、系统对环境做功,W为正
B、环境对系统做功,W为正
C、环境对系统做功,W为负 D都不准确
10、某反应在一定条件下转化率为25%,当有催化剂存在时,其平衡转化率 B 25%。
A、大于
B、等于
C、小于
D、不能判定
11、催化剂加入使反应的热效应 C 。
A、增大
B、减小
C、不能改变
12、某反应的速率常数k为0.107 min-1,则反应物浓度从1.0 mol/L变到0.7 mol/L和浓度从0.01 mol/L
变到0.007 mol/L所需时间的比值为 D 。
A、10
B、100
C、0.01
D、1
13、在描述一级反应特征时, A 是不正确的。
A、c A- t为一直线关系。
B、反应物消耗的百分数相同时所需的时间一样 (同一反应)
C、速率常数的单位为(时间)-1
14、一定温度下化学反应体系的反应级数越小,一般反应速率随时间的延长 B 。
A、下降越快
B、下降越慢
C、升高越快
D、升高越慢
15、对两个活化能不同的反应,当温度同样从T1升至T2时,具有活化能高的反应,其反应速率增加的倍数比活化能低的反应增加的倍数 B 。
A、小
B、大
C、一样
D、不能确定
16、反应A → 2B 在温度T时的速率方程为dc A/dt =-k•c A,则此反应的半衰期为 A 。
A、ln2/k
B、2ln2/k
C、k/ln2
D、k•ln2
17、25℃时,1.0 L 0.1mol/L的NH3•H2O溶液中加入NH4Cl晶体(设体积不变),则使 D 。
A、NH3•H2O 的解离常数增大
B、NH3•H2O 解离度增大
C、溶液的PH值增大
D、溶液的PH值降低
18、AgCl(s)在 B 中溶解度最小。
A、0.1 mol/L AgNO3
B、0.1 mol/L 的BaCl2溶液
C、纯水
19、下列混合溶液具有缓冲作用的是 B 。
A、0.2 mol·L-1的NH4Cl和0.2 mol·L-1的NaOH溶液等体积混合
B、0.2 mol·L-1的NH4Cl和0.1 mol·L-1的NaOH溶液等体积混合
C、0.2 mol·L-1的HAc和0.2 mol·L-1的NaOH溶液等体积混合
D、0.2 mol·L-1的NaAc和0.2 mol·L-1的HCl溶液等体积混合
20、两种分子酸HX溶液和HY溶液有同样的pH值,则这两种酸的浓度 C 。
A、相同
B、不同
C、不一定相同
D、不能确定
21、在温度T时,某反应的速率常数k为4.62×10-2 (min)-1,则可判断该反应为 B 级反应。
A、零
B、一
C、二
D、不能判断
22、根据酸碱质子理论,HPO42-、H2O的共轭碱分别是 A 。
A、PO43-、OH-
B、H2PO4-、H+
C、H3PO4、H+
D、不能判断
23、已知反应 A- + H2B+ = HA + HB标态下向右进行。
根据酸碱质子理论,反应中较强的酸是,较强的碱是。
A
A、H2B+,A-
B、H2B+ ,HB
C、HA ,A-
D、HA、HB
24、一封闭系统经一循环过程热和功分别为Q和W,则(Q+W) A 。
A、大于0
B、等于 0
C、小于0
D、不能判断
25、已知乙烷裂解反应的活化能Ea=302.17 kJ•mol-1,丁烷裂解反应的活化能Ea=233.68 kJ•mol-1,当温
度由700℃增加到800℃时,它们的反应速率将分别增加倍。
D
A、1.51,1.77
B、3.02,1.77
C、3.02,3.54
D、32.36,14.79
26、已知反应:C2H2(g)+2.5O2(g)→2CO2(g)+H2O(l)的△r H mθ(1)=–1301.0 kJ·mol-1,C(石墨)+ O2(g)→CO2(g)的△r H mθ (2)= -393.5 kJ·mol-1,H2(g)+0.5O2(g)→H2O(l)的△r H mθ= A 。
A、228.2
B、-228.2
C、114.1
D、-114.1
27、反应2A(s)+B2(g) → 2AB(g),△r H mθ > 0,欲使平衡向正方向移动,下列操作无用的是 B 。
A、增加B2的分压
B、加入催化剂
C、升高温度
D、减小AB的分压
28已知反应C(石墨)+½O2(g)=CO(g)的标准摩尔反应焓△H<0,下列说法中何者是不正确的 B 。
A、△H是负值
B、△H等于C(石墨)的标准摩尔燃烧焓
C、△H等于CO(g)的标准摩尔生成焓
D、△H与反应的△U数值不相等
29、对于化学平衡,以下叙述中不正确的是 A 。
A、化学平衡时,各物质吉布斯函数相等
B、化学平衡态,都有一个特征常数用来表征
C、化学平衡时,系统热力学性质不随时间变化
D、化学平衡态,就是化学反应在该条件下随时间变化的限度
30、在900℃时氧化铜在密闭的抽空容器中分解,其反应为 2CuO(s)=Cu2O(s)+1/2O2(g) 测得平衡时氧气
的压力为1671.9Pa,则反应的平衡常数Kθ为 D 。
A、40.89
B、1671.9
C、0.0165
D、0.1285
31、利用溶度积规则可以判断沉淀转化的方向,对于反应 2AgCl + CrO42-=Ag2CrO4 + 2Cl-,K spθ(AgCl)
=1.56×10-10,K spθ(Ag2CrO4 )= 9.0×10-12,则标准态下该反应应向 B 方向进行。
A、正
B、逆
C、不移动
D、不能确定
32、已知在25℃时,Mg(OH)2的K spθ为1.2×10-11,那么在0.01mol·L-1的NaOH溶液中的溶解度为
C 。
A、1.2×10-9 mol · L-1
B、2.4×10-9 mol · L-1
C、1.2×10-7 mol · L-1
D、1.7×10-5 mol · L-1
33、将某氧化还原反应组成原电池,下列说法正确的是 B 。
A、负极发生还原反应,正极发生氧化反应
B、负极是还原态物质失去电子,正极是氧化态物质得到电子
C、氧化还原反应达到平衡时Kθ为零
D、氧化还原反应达到平衡时Eθ为零
34、反应: Zn + 2H+ (x mol·dm-3) = Zn2+(1mol·dm-3) + H2(100kPa) 构成的原电池的电动势为0.46V,Φθ(Zn2+ / Zn ) =-0.76V, 则pH值为 D 。
A、10.2 V
B、2.5 V
C、3 V
D、5.1 V
35、现有原电池(-)Pt | Fe3+,Fe2+ || Ce4+,Ce3+ | Pt (+),则氧化还原反应为 C 。
A、Ce3+ + Fe3+= Fe2++Ce4+
B、3Ce4+ + Ce= 4Ce3+
C、Ce4+ + Fe2+= Fe3++Ce3+
D、2Ce4+ + Fe= Fe2++2Ce3+
36、反应Ag+(0.01mol/L)+Fe2+(1.0mol/L)=Ag+Fe3+(1.0mol/L)的反应方向是 B 。
已知Φθ(Ag+/Ag ) =0.799 V,Φθ (Fe3+/Fe2+) =0.771 V 。
A、正
B、逆
C、平衡
D、不反应
37、将下列电极反应中有关离子浓度减小一半,而E值增加的是 C 。
A、Cu2+ + 2e = Cu
B、2H+ + 2e = 2H2
C、I2 + 2e = 2I-
D、Fe3+ + e = Fe2+
38、在298 K下,若使电池(-)Pt | H2(g,p1) | HCl (c mol·L-1) | H2(g,p2) | Pt(+)的电动势为正值,则必须使 B 。
A、p1 = p2
B、p1 > p2
C、p1 < p2
D、p1 和 p2都可以取任意值
39、下列电对中,若降低pH值,其氧化性改变的是 C 。
A、Fe3+/Fe2+
B、Pb2+/Pb
C、MnO4-/Mn2+
D、Cl2/Cl-
40、将下列反应设计成原电池时,不用惰性电极的是 C 。
A、H2 + Cl2= 2HCl
B、2Fe3+ + Cu= 2Fe2+ + Cu2+
C、Ag+ + Cl-= AgCl
D、2Hg2+ + Sn2+= Hg22+ + Sn4+
41、对于分步沉淀,下列叙述正确的是 B 。
A、被沉淀离子浓度小的先沉淀
B、沉淀时所需沉淀剂浓度小的先沉淀
C、溶解度小的物质先沉淀
D、被沉淀离子浓度大的先沉淀
42、设AgCl在水中、在0.01 mol/L的CaCl2中、在0.01 mol·L-1的NaCl中及在0.05 mol/L AgNO3中
的溶解度分别为s0、s1、s2、s3(mol·L-1),这些量之间关系正确的是 B 。
A、s0 > s1 > s2 > s3
B、s0 > s2 > s1 > s3
C、s0 > s1 = s2 > s3
D、s0 > s2 > s3 > s1
43、下列电池中,电池的电动势与 Cl-离子的活度无关的是 C 。
A、(-)Zn│ZnCl2(aq)│C l2(g)│Pt (+)
B、(-)Zn│ZnCl2(aq)‖KCl(aq)│AgCl(s)│Ag(+)
C、(-)Ag│AgCl(s)│KCl(aq)│Cl2(g)│Pt(+)
D、(-)Hg│Hg2Cl2(s)│KCl(aq)‖AgNO3(aq)│Ag(+)
44、下列各组量子数哪个是不合理的 A 。
A、n=1, 1=1, m=0
B、n=3, 1=2, m=1
C、n=2, 1=0, m=-1
D、n=4,1=2,m=-2
45、磁量子数m描述核外电子运动状态的 D 。
A、电子能量高低
B、电子自旋方向
C、电子云形状
D、电子云的空间伸展方向
46、鲍林(pauli)原理的要点是 B 。
A、需用四个不同量子数来描述原子中每个电子
B、在同一原子中,不可能有四个量子数完全相同的两个电子存在
C、每一个电子层,可容纳8个电子
D、在一个原子轨道中可容纳自旋平行的两个电子
47、在多电子原子中,轨道能级与 B 。
A、n有关
B、n,l有关
C、n,l,m有关
D、n,l,m,m s都有关
48、下列离子的电子排布与氩原子核外电子排布不同的是 A 。
A、Mg2+
B、S2-
C、K+
D、Cl-
49、量子力学中所说的原子轨道是指 C 。
A、波函数φ(n,l,m,ms)
B、电子云
C、波函数φ(n,l,m)
D、概率密度
50、在薛定谔方程中,波函数ψ描述的是 D 。
A 、原子轨道
B 、核外电子运动的轨迹
C 、几率密度
D 、核外电子的空间运动状态
51、水具有反常高的沸点,是因为分子间存在 A 。
A 、氢键
B 、色散力
C 、诱导力
D 、取向力 52、化合物[Co(NH 3)4Cl 2]Br 的名称是 D 。
A 、溴化二氯四氨钴酸盐(Ⅱ)
B 、溴化二氯四氨钴酸盐(Ⅲ)
C 、溴化二氯四氨合钴(Ⅱ)
D 、溴化二氯四氨合钴(Ⅲ)
53、sp 3杂化轨道是由 A 。
A 、一条ns 轨道与三条np 轨道杂化而成
B 、一条ls 轨道与三条2p 轨道杂化而成
C 、一条ls 轨道与三条3p 轨道杂化而成
D 、一个s 电子与三个p 电子杂化而成。
54、O 2分子间,HF 分子间,HCl 和H 2分子间都存在 A 。
A 、色散力
B 、诱导力
C 、取向力
D 、氢键
三、计算题(19题)
1、已知25℃时:
CO 2 (g) H 2O(l) C 2H 5OH(l)
Δf H m θ /kJ·mol
-1 -393.5 -285.83 Δc H m θ/kJ·mol -1: -1366.8
求乙醇在25℃时Δf H m θ(C 2H 5OH ,l)。
解:(1)乙醇的燃烧反应为:
)
,(),(),(3),(2)
(3)(2)(3)(52522222252l OH H C H l OH H C H l O H H g CO H H l O H g CO g O l OH H C m c m f m f m f m r θθθθθ∆=∆-∆+∆=∆+=+
∴25(,)r m c m H H C H OH l θθ∆=∆=-1366.8 kJ·mol -1
(2)252225(,)2(,)3(,)(,)f m f m f m c m H C H OH l H CO g H H O l H C H OH l θθθθ
∆=∆+∆-∆
=-277.69 kJ·mol -1
2、1000K 时,将1.00 molSO 2与1.00 molO 2充入容积为5.00dm 3密闭容器中。
平衡时有0.85 mol SO 3生成。
计算反应:2SO 2 (g) + O 2 (g)
2SO 3 (g)在1000K 时的平衡常数K θ。
解: 2SO 2 (g) + O 2 (g) 2SO 3 (g) 起始物质的量(mol ): 1 1 0
变化量(mol ): -2x -x 2x =0.85
平衡物质的量(mol ): 1-2x 1-x 0.85
即: 0.15 0.575 0.85
平衡时的分压: 0.15/RT V ⨯ 0.575/RT V ⨯ 0.85/RT V ⨯
则:220.85/[
]0.15/0.575/[]RT V P K RT V RT V P P θθθθ⨯=⨯⨯⋅,解得:K θ=3.34
3、298.15K 时,K Θ(HAc )=1.76×10-5,求0.10mol∙L -1HAc 溶液中的H +、Ac -的浓度、溶液的PH 值及HAc 的解离度α。
解:设达到平衡时溶液中的c(H +)为xmol·L -1
HAc= H + + Ac -
起始浓度/mol·L -1 0.10 0 0
平衡浓度/mol·L -1 0.10-x x x
代入HAc 解离常数表达式:
K Θ(HAc )=)
()()(HAc c Ac c H c eq eq eq -+⋅=x x -10.02=1.76×10-5 ∵ c/ K a Θ > 500(c 为HAc 的起始浓度),则0.10-x≈0.10
于是 10
.02
x =c α2=1.76×10-5 解得: x=51076.110.0-⨯⨯=1.33×10-3
即 c(H +)=c(Ac -)=1.33×10-3 mol·L -1
pH=-lgc(H +)=-lg(1.33×10-3)=2.88
α=10
.01033.13
-⨯×100%=1.33%
4、在0.10 mol·L -1的HAc 溶液中,加入固体NaAc,使其浓度达到0.20 mol·L -1(假设加入NaAc 后溶液的体积不变)。
求加入NaAc 后,溶液的pH 值和HAc 的解离度。
已知K Θ(HAc)=1.76×10-5
解:加入NaAc 后,设HAc 解离了x mol·L -1。
HAc = H + + Ac -
起始浓度/mol·L -1 0.10 0 0.20
平衡浓度/mol·L -1 0.10-x x 0.20+x
K Θ(HAc)=x
x x -+10.0)20.0(=1.76×10-5 ∵c/ K Θ>500,加之同离子效应,解离量更小,
∴0.20+x≈0.20,0.10-x≈0.10
解得:x=8.8×10-6
C’(H +)=8.8×10-6 mol·L -1 pH’=5.06 α’=8.8×10-3 %
5、0.02 dm 3 0.60 mol/dm 3的氨水和0.01 dm 3 1.8 mol/dm 3的NH 4Cl 混合,求混合溶液的PH 值。
已知
3,b NH K =1.77×10-5。
解:混合后,30.0200.600.0200.010NH C ⨯=
+=0.4 mol·md -3 40.010 1.80.0200.010
NH CL C ⨯=+=0.6 mol·md -3 3,C()pH=14p + lg
C()b NH K 弱碱-共砈酸=14+lg (1.77×10-5)+lg (0.4/0.6)=9.07 6、在0.10mol/L FeCl 3溶液中,加入等体积的含有0.20mol/LNH 3·H 2O 和2.0mol/LNH 4Cl 的混合溶液,
问能否产生Fe(OH)3沉淀。
已知:K sp Θ[Fe (OH )3]=2.64×10-39
解:由于等体积混合,所以各物质的浓度均减少一倍,即
C(Fe 3+)=0.10/2=0.05mol/L C(NH 4Cl)=2.0/2=1.0mol/L
C(NH 3·H 2O)=0.20/2=0.10mol/L
设c(OH -)为xmol/L ,则有:(()c(b c c OH K θ-=碱)共轭酸)
= 1.7×10-6mol/L Q c =c(Fe 3+)·c 3(OH -)=5.0×10-2×1.7×10-6=2.5×10-19> K sp Θ[Fe (OH )3]
∴ 有Fe(OH)3沉淀生成。
7、计算出c(Cl -)=c(CrO 42-)=0.01mol/L 的溶液中,加入AgNO 3谁先沉淀。
已知Ksp θ(AgCl)=1.56×10
-10;Ksp θ( Ag 2CrO 4)= 9×10-12
解:根据溶度积规则,可分别计算出c(Cl -)=c(CrO 42-)=0.01mol/L 的溶液中,生成AgCl 和Ag 2CrO 4
沉淀所需的Ag +的最低浓度。
AgCl: c 1(Ag +)min=)
()(-Cl c AgCl K sp θ=210100.11056.1--⨯⨯=1.56×10-8 Ag 2CrO 4: c 2(Ag +)min=)()
(2442-CrO c CrO Ag K sp θ=21210
0.1100.9--⨯⨯=3.0×10-5 可见,在Cl -和CrO 42-等浓度共存的条件下,c 1(Ag +)min 《c 2(Ag +)min ,因此,AgCl 较Ag 2CrO 4先沉淀出来。
8、计算298K 时,AgCl 在0.01mol/L NaCl 溶液中的溶解度,并与其在纯水中的溶解度作比较。
已知
K s Θ(AgCl)=1.56×10-10。
解:(1)设AgCl 在0.01mol/LNaCl 溶液中的溶解度为smol/L 。
AgCl(s) Ag + + Cl -
平衡浓度/mol/L s s+0.01
K s Θ(AgCl)=c(Ag +)·c(Cl -)=s(s+0.01)=1.56×10-10
∵ AgCl 的溶解度很小,再加上同离子效应,故可采用近似计算:
0.01+s≈0.01
解得 s =1.56×10-8 mol/L
(2)纯水中, AgCl(s) Ag + + Cl -
平衡浓度/mol/L s s
K s Θ(AgCl)=c(Ag +)·c(Cl -)=s×s =1.56×10-10
解得 s =1.25×10-
5 mol/L
9、将下列反应组成原电池(298.15 K ):3222()2()()2()I aq Fe aq I s Fe aq -+++=+ (1)写出该反应的原电池符号;
(2)计算原电池的E θ;
(3)若c (I -
)=0.01 mol/L ,c (Fe 3+)=0.1 c (Fe 2+),计算原电池的电动势;
已知:32(/)Fe Fe θϕ++=0.771V ,2(/)I I θϕ-=0.5355V 解:(1) 原电池的图示为:2()|()|()I Pt I s I a ---┆┆3232()()|()Fe Fe Fe a Fe a Pt ++++
+,
(2) 322(/)(/)E Fe Fe I I θθθθθϕϕϕϕ++-+-=-=- =0.771V -0.5355V
=0.2355 V
(3)0.0592lg E E Q n θ=-
=22
322
0.0592[()]lg 2[()][()]c Fe E c Fe c I θ++--⋅ =()θθ
ϕϕ+--222220.0592[()]lg 2[0.1()][0.01]c Fe c Fe ++-⋅ =0.058V
10、判断标准状态下反应的方向:23Ag Fe
Ag Fe +++++ 已知:32(/)Fe Fe θϕ++=0.771V , (/)Ag Ag θϕ+=0.7990V
解: 32(/)(/)E Ag Ag Fe Fe θ
θθθθϕϕϕϕ++++-=-=- =0.7990V -0.771V =0.028V > 0
所以,反应向正方向进行。
11、将下列反应组成原电池(298.15 K ):232()2()2()2()Cl g Fe aq Cl aq Fe aq +-+
+=+
(1)写出该反应的原电池符号;
(2)计算原电池的标准电动势E θ;
(3)若c (Cl -)=0.01 mol/L ,P (Cl 2)=100 kPa ,c (Fe 3+)=0.1 c (Fe 2+),计算原电池的电动势;
已知:θϕ(Fe 3+/ Fe 2+)= 0.771 V ,θ
ϕ(Cl 2/ Cl -)= 1.358 V
解:(1)原电池的图示为:322()||||()|()Pt Fe Fe Cl Cl g Pt ++--+, (2)322(/)(/)E Cl Cl Fe Fe θθθθθϕϕϕϕ-+++-=-=-
=1.358-0.771=0.587(V )
(3)0.0592lg E E Q n
θ=- =(θθ
ϕϕ+--)32222220.0592[()][()]lg 2[()][()/]c Fe c Cl c Fe p Cl p θ+-+⋅-⋅ =222
222
0.0592[0.1()]0.010.587lg 2[()][100/100]c Fe c Fe ++⋅⋅-⋅=0.765 (V ) 12、判断反应:Pb 2+(aq )+Sn (s )=Pb (s )+Sn 2+(aq ),
1) 标态下,反应能否自发?
2) c (Pb 2+)=0.1mol·L -1,c (Sn 2+)=1.0mol·L -1时,反应能否自发?
已知Θϕ(Pb 2+/Pb )= -0.1263V ,Θϕ(Sn 2+/Sn )= -0.1364V
解:(1)E Θ= -0.1263+0.1364=0.0101V>0,反应可以正向自发进行。
(2)当c (Pb 2+)=0.1mol·L -1,c (Sn 2+)=1.0mol·L -1时
E =E Θ-0.0592n
lg J =0.0101-0.05922lg 22()()Sn Pb c c ++ =-0.0194(V )<0
所以,该反应不能自发进行。
13、 分析可逆电池 Ag |AgCl (s) |Cl - (C) |Cl 2 (g , p ) | Pt 的电极电势、电动势及标准电动势与 Cl -
离子浓度C 及 Cl 2 压力有什么关系?
解、负极 --+→+e AgCl(s))(Cl Ag C
正极 )(Cl e )(Cl 221C p --→+
电池反应 Ag Cl ()AgCl(s)+→122p
由此看出,负极电势与浓度C 有关,正极电势与C 及 p 都有关,而电池电动势只与 p 有关,与C 无关。
标准电动势应为各物均处标准态下的电动势,故与实际电池的 Cl 2 压力无关。
14、反应CO(g) + H 2O (g) = CO 2 (g)+ H 2
(g)的K θ(973K)=0.71,如果各组分分压都为1.5×105Pa ,说明反应方向。
解:Q=1,K θ (973K)=0.71< Q=1,∴ 逆方向进行。
15、已知:N 2H 4(g) 的f m H ϑ∆= 95.8 kJ/mol ,反应H 2(g) + H 2O 2(g) = 2H 2O(g) 的r m H ϑ∆= -348.6 kJ/mol 。
求该反应N 2H 4(g) + 2H 2O 2(g) = N 2(g) + 4H 2O(g)的r m H ϑ∆。
解:由N 2H 4=N 2 + 2H 2得:1r m H ϑ∆=-f m H ϑ∆=- 95.8 kJ/mol (1)
H 2(g) + H 2O 2(g) = 2H 2O(g) 的2r m H ϑ∆= -348.6 kJ/mol (2)
∴ (1)+ 2×(2)即为所求方程。
∴ r m H ϑ∆=1r m H ϑ∆+22r m H ϑ∆=-793 kJ/mol
16、713.15K ,反应: H 2 (g) + I 2 (g) =2HI(g)的K θ =49.0 ,设开始时H 2和I 2物质的量均为1.0mol ,求平
衡时这三种物质的量及I 2 (g)的转化率。
解: H 2 (g) + I 2 (g) = 2HI(g)
起始物质的量: 1 1
平衡物质的量: 1-x 1-x 2x
平衡时分压: 1.0x RT V - 1.0x RT V - 2x RT V
则:22/[
](1.0)/(1.0)/x RT V P K x RT V x RT V P P θθθθ⨯=-⨯-⨯⋅ 解得:x =0.778 mol 平衡时各物质的量分别为:n (H 2 ) = n (I 2 ) = 0.222 mol ,n (HI) =1.556 mol
I 2转化率为:0.778/1×100%=77.8%
17、计算下列溶液的pH 值。
(1) 0.1mol·L -1的NH 3·H 2O 溶液。
(2) Mn(OH)2饱和溶液。
(3) 20 mL 0.1 mol·L -1 NaOH 和20 mL 0.2 mol·L -1 NH 4Cl 溶液混合。
已知: θK (NH 3·H 2O)=1.8 510-; θsp K ( Mn(OH)2)=2.06 1310
- 解:(1)∵
5108.11.0-⨯⨯=1.34×10-5 mol/L ∴ PH =14 + lgc (OH -)=9.13 (2
∴ 531331044.74/1006.2242)(---⨯=⨯⨯⨯==ϑsp
K OH c mol/L
∴ PH =14 + lgc (OH -)=9.87
(3)混合时,NaOH 全部消耗,生成40ml 0.05M 的氨水,同时NH 4Cl 的浓度为0.05M ,形成一
缓冲溶液。
∴5b () 1.810c c OH K c θ-=⋅⨯-碱
共轭酸=
∴P H =14-P OH =9.26
18、将氧化还原反应:Cu + Cl 2 = Cu 2+ + 2Cl -,已知p (Cl 2)=100kPa ,c (Cu 2+)=0.1mol/L ,c (Cl
-)=0.1mol/L ,写出此原电池的符号并计算其电动势。
已知:θθϕϕ2+-2(Cu /Cu)=0.34V, (Cl /Cl )=1.36V
解:氧化剂电对组成的电极为正极,还原剂电对组成的电对为负极,则原电池符号为:
(-)Cu│Cu 2+ (0.1mol/L) Cl -
(0.1mol/L)│Cl 2(100kPa)│Pt (+)
由能斯特方程得: 2lg Cu c θϕϕ+2+2+0.0592(Cu /Cu)=(Cu /Cu)+
2
=0.31V 2/[]Cl p c θθϕϕ-2Cl --
22p 0.0592(Cl /Cl )=(Cl /Cl )+lg 2=1.42V ∴ 原电池的电动势为:E =1.01V
19、将反应:Cl 2(g )+ Cu =2Cl - + Cu 2+组成原电池(298.15K )。
(1) 写出原电池图示及电极反应;
(2) 求该反应的标准平衡常数K θ;
(3) 若c (Cl -)=0.01 mol·L -1,c (Cu 2+)=0.1 mol·L -
1,氯气的分压为100kPa ,计算该电池的电动势及电池反应的m r G ∆。
解:(1)(-)Cu | Cu 2+ ||Cl -|Cl 2 (g , p ) | Pt (+) 负极:Cu -2e = Cu 2+
正极:Cl 2(g )-2e =2Cl -
(2)由RT F nE K /lg θθ=得:0592.0/)34.035.1(2lg -⨯=θK
所以:K θ=1.32×1034
(3)由Q n
E E lg 0592.0-=θ得:
θθθp Cl p c Cu c c Cl c E /)()/(]/)([lg 20592.0)34.035.1(222+-⨯--= =1
1.001.0lg 2059
2.001.12⨯- =1.158V
nEF G r -=∆ =-2×1.158×96485=-223.5 kJ/mol。