普通化学习题与解答

1. 是非题（对的在括号内填“+”号，错的填“-”号）

（1）已知下列过程的热化学方程式为：

则此温度时蒸发1molUF6(l)，会放出热30.1kJ。 （-）

（2）在定温定压条件下，下列两个生成液态水的化学方程式所表达的反应放出的热

量是一相同的值。 （-） （+）

1 （3）功和热是在系统与环境之间的两种能量传递方式，在系统内部不讨论功和热。 H(g)O(g)HO(l)（4）反应的H就是反应的热效应。 （-）

22H2(g)O2(g)2H2O(l)2222、选择题（将所有正确答案的标号填入空格内）

（1）在下列反应中，进行1mol反应时放出热量最大的是 （） （）

（a）H （b）pV （c）qP （d）qV （a）都是途径函数，无确定的变化途径就无确定的数值 （b）都是途径函数，对应于某一状态有一确定值 （c）都是状态函数，变化量与途径无关

（d）都是状态函数，始终态确定，其他值也确定

 （4）在温度T的标准状态下，若已知反应A2B的标准摩尔反应焓rHm,1，与反应2AC的标准摩尔反应焓rHm,2，则反应C4B的标准摩尔反应焓rHm,3与rHm,1c

（2）通常，反应热的精确的实验数据是通过测定反应或过程的哪个物理量而获得的。

d

（3）下列对功和热的描述中，正确的是 （）

a

及rHm的关系为） H,2rm,3= （（a）2rHm,1+rHm,2 （b）rHm,1—2rHm,2 （c）rHm+ （d）2—HHH,1rm,2rm,1rm,2

d

（5）对于热力学可逆过程，下列叙述正确的是 （（a）变化速率无限小的过程 （b）可做最大功的过程 （c）循环过程

（d）能使系统与环境完全复原的过程 （

abd）

（6）在一定条件下，由乙二醇溶液、冰、水蒸气、氮气和氧气组成的系统中含有

ad）

（a）三个相 （b）四个相 （c）三种组分 （d）四种组分 （e）五种组分 （）

（a）外压 （b）温度 （c）湿度 （d）外压和温度 （a）焓只有在某种特定条件下，才与系统反应热相等 （b）焓是人为定义的一种具有能量量纲的热力学量 （c）焓是状态函数

（d）焓是系统能与环境进行交换的能量

（8）下述说法中，不正确的是 （）

*（7）一只充满氢气的气球，飞到一定高度即会爆炸，这取决于一定高度上的

d

d

3、填空题

使可燃样品（质量为）在弹式量热计内完全燃烧，以测定其反应热，必须知道： （1）弹式量热计内吸热介质（通常为水）质量和比热容； （2）钢弹组件的总热容Cb； （3）反应前后系统的温度。

*4、钢弹的总热容Cb可利用已知反应热数值的样品而求得。设将苯甲酸（C6H5COOH）

在盛有1209g水的弹式量热计的钢弹内（通入氧气）完全燃烧尽，系统的温度由上升到。已知此条件下苯甲酸完全燃烧的反应热效应为-3226kJgmol1，水的比热容为Jgg1gK1。试计算该钢弹的总热容。

解：苯甲酸的摩尔质量为122ggmol1，苯甲酸完全燃烧的反应热为：

q= -3226kJgmol1×122ggmol1 = kJ

又 qC(H2O)TCbgT

=4.18Jgg1gK11209g(298.59296.35)KCbg(298.59296.35)K

得该钢弹的总热容 Cb839JgK1

5、葡萄糖完全燃烧的热化学方程式为

当葡萄糖在人体内氧化时，上述反应热约30%可用做肌肉的活动能量。试估计一食匙葡萄糖（）在人体内氧化时，可获得的肌肉活动的能量。 解：葡萄糖C6H12O6的摩尔质量为180ggmol1，其热效应为 一食匙葡萄糖（）氧化时可获得的肌肉活动的能量为

6、已知下列热化学方程式：

不用查表，计算下列反应的qp。

〔提示：根据盖斯定律利用已知方程式，设计一循环，使消去Fe2O3和Fe3O4，而得到所需的反应方程式。若以（1），（2），（3），（4）依次表示所给出的反应方程式，则可得到

6qp,43qp,1qp,22qp,3〕

解：若以（1）、（2）、（3）、（4）依次表示上面所给出的反应方程式，则

(1)3(2)(3)2得下列方程式：

上式除以6，即得反应方程式（4），故对应的反应热效应关系为：

7、已知乙醇在大气压下正常沸点温度（351K）时的蒸发热为kJgmol1。试估算1mol液

态C2H5OH在蒸发过程中的体积功w体和U。 解：乙醇的蒸发过程是等温定压相变过程 故 qp,m=Hm39.2kJgmol1

= 〔-1××10-3×351〕kJgmol1 = kJgmol1 Umqp,mw体（）kJgmol1= kJgmol1

= qp,43qp,1qp,22qp,3168、在下列反应或过程中，qV和qp有区别吗简单说明。

（1）NH 4HS(s)25℃

（2）H 2(g)+Cl2(g)25℃

NH3(g)+H2S(g)2HCl(g)CO2(s)（3）

-78℃ CO2(g)AgNO3(aq)+NaCl(aq)-25℃ （4）

解： 根据qpqVpV

AgCl(s)+NaNO3(aq)① 对于只有凝聚相（液态和固态）的系统，V≈0，所以qpqV

② 对于有气态物质参与的系统，V是由于各气体的物质的量发生变化引起的，

则有

所以： （1）(Bg)gRT＞0，qpqV （2）(Bg)gRT=0，qpqV （3）(Bg)gRT＞0，qpqV

（4）V≈0，qpqV

BBB9、根据第8题中所列的各化学方程式和条件，试计算发生下列变化时，各自U和H之

间的能量差。 （1）NH4HS(s)分解 （2）生成HCl(g)

（3）CO2(s)（干冰）的升华 （4）沉淀出AgCl(s) 解：

NH4HS(s)25℃ NH3(g)+H2S(g)（1）

= -〔2××10-3×〕kJgmol1= kJgmol1

NH4HS(s)分解过程两者的能量差为

mol×（）kJgmol1= kJ

（2） H2(g)+Cl2(g)25℃ 2HCl(g)(Bg)=0

UmHm=0

B生成HCl(g)过程两者的能量差为0

（3） CO2(s)-78℃ CO2(g) = -〔1××10-3×（）〕J= kJgmol1

CO2(s)（干冰）的升华过程两者的能量差为

mol×（）kJgmol1= kJ

（4）AgNO 3(aq)+NaCl(aq)-25℃ V≈0，故UmHm0

沉淀出AgCl(s)过程两者的能量差为0

10、试查阅附表3的数据计算下列反应的rHm（）

AgCl(s)+NaNO3(aq)解： （1） 4NH3(g)3O2(g)2N2(g)6H2O(l)

（）/kJgmol1 0 0 fHm = 〔6×（）-4×（）〕kJgmol1 = kJgmol1

（2） C2H2(g)H2(g)C2H4(g)

（）/kJgmol1 0 fHm = （）kJgmol1 = kJgmol1

(aq) （3） NH3(g)H(aq)NH4（）/kJgmol1 0 fHm = 〔（）-（）〕kJgmol1 = kJgmol1

（4） Fe(s)Cu2(aq)Fe2(aq)Cu(s)

（）/kJgmol1 0 0 fHm = （）kJgmol1 = kJgmol1

11、计算下列反应的（1）rHm（）；（2）rUm（）和（3）进行1mol反应时的体积功

w体

解：（1） CH4(g)4Cl2(g)CCl4(l)4HCl(g)

（）/kJgmol1 0 fHm rHm（）=〔（）+4×（）-0×4-（）〕kJgmol1

= kJgmol1

(298.15K)rHm(298.15K)(Bg)RT （2）rUm = kJgmol1（4-4-1）××10-3kJgmol1gK1×

= kJgmol1

（3）反应在等温等压条件下进行：

= -（4-4-1）××10-3kJgmol1gK1× = kJgmol1

B12、近时的弹式量热计内使正辛烷（C8H18,l）完全燃烧，测得此反应热效应为（对于

液体C8H18而言）。试根据此实验值，估算正辛烷（C8H18,l）完全燃烧的（1）qV,m；（2）

（）。 rHm解：

25O2(g)8CO(g)9H2O(l)122ggmol （1）正辛烷的摩尔质量为

C8H18(l) qV,m=（ ）kJgg1×ggmol1 = -5459kJgmol1 （2） qp,mqV,mB25 =-5459kJgmol1+（8- ）××10-3kJgmol1gK1

2×

(Bg)gRT

= -5470kJgmol1

 rHm（）=qp,m= -5470kJgmol1

13、利用CaCO3、CaO和CO2的fHm（）的数据，估算煅烧1000kg石灰石（以纯CaCO3计）成为生石灰所需的热量。又在理论上要消耗多少燃料煤（以标准煤的热值估算） 解：

（）/kJgmol1 fHmCaCO3(s)CaO(s)CO2(g) = 〔（）+4×（）-（）〕kJgmol1 = kJgmol1

1000kg石灰石完全分解为生石灰所需热量为

q= kJgmol1×1000×103g/100 ggmol1= ×106 kJ

标准煤的热值为MJgkg1，需耗燃料煤的质量：

m= ×106 kJ/（×103kJgkg1）= kg

14、设反应物和生成物均处于标准状态，试通过计算说明时究竟是乙炔（C2H2）还是

乙烯（C2H4）完全燃烧会放出更多的热量：（1）均以kJgmol1表示；（2）均以kJgg1表示。

解： （1）

5C2H2(g)O2(g)2CO2(g)H2O(l)2（）/kJgmol1 0 fHm= 〔（）×2+（）-（）〕kJgmol1

= kJgmol1

（）/kJgmol1 0 fHm= 〔（）×2+（）×2-（）〕kJgmol1

= kJgmol1

（2）若均以kJgg1表示，对于C2H2而言，则有 H（）= kJgmol128ggmol1 = kJgg1 对于C2H4

H（）= kJgmol126ggmol1

= kJgg1 通过计算可见，时乙烯完全燃烧放出更多的热量。

15、通过吸收气体中含有的少量乙醇可使K2Cr2O7酸性溶液变色（从橙红色变为绿色），

以检验汽车驾驶员是否酒后驾车（违反交通规则）。其化学反应可表示为

试利用标准摩尔生成焓数据求该反应的rHm（）=

解： 2Cr2O72(aq)16H(aq)3C2H5OH(l)

（）/kJgmol1 0 fHm

= 〔（）×4+（）×11+（）×3

-（）×2-（）×3〕kJgmol1

= kJgmol1

*16、试通过计算说明下列甲烷燃烧反应在进行1mol反应进度时，在定压和定容条件燃

烧热之差别，并说明差别之原因。 解： qp,mqV,m(Bg)gRT

B = （1-1-2）××10-3kJgmol1gK1× = kJgmol1

可见定压等温燃烧放热更多。因为此时系统体积减少（因反应后气体分子数减少了），环境对系统做功，这部份功以热的形式返回环境。

▲

17、在时，碳、氢和甲烷标准摩尔燃烧焓分别为，和kJgmol1，试推算出该温度下甲

烷的标准摩尔生成焓的值。

〔提示：找出甲烷的生成反应与碳（石墨）、氢（g）及甲烷（g）三个燃烧反应的关系，再利用盖斯定律的运算方法求算。注意，这种计算与反应的各个步骤在实际上能否发生无关，所需要的仅仅是各步骤在形式上是可能的〕 解： 根据题意有：

反应式（1）+2×（2）-（3）得反应式（4），故 = 〔（）+2×（）-（）〕kJgmol1 = kJgmol1

 = fHm,CH4(g)(298.15K)▲

18、环己烯的氢化焓是-120kJgmol1，苯氢化焓是-208kJgmol1，计算苯的离域焓。

〔提示：环己烯及苯的性质与氢化反应可参考大学有机化学教材，也可根据分子式进行推演——苯有三个定域双键为基础计算苯的氢化焓，这个数值与观察值（-208kJgmol1）之间的差别就是离域焓。共轭双键的离域作用带来了苯的化学稳定性〕 解： 氢化焓可表示为下列反应的焓变：

+H2若把环己烯的氢化焓作为每个双键的氢化焓，则假设的分子“环己三烯”的氢化焓环己烯 为3×（-120kJgmol1）。而苯的氢化焓为-208kJgmol1，说明苯比环己三烯稳定。这种作用来源于苯的离域作用或离域焓。故苯的离域焓为：

+H21gmol1）-（-208kJgmol） H= 3×（-120kJ苯

= -152kJgmol1

第二章 化学反应的基本原理和大气污染 +H2环己三

1、是非题（对的在括号内填“+”号，错的填“-”号）

（1）rS 为正值的反应均是自发反应。 （） （2）某一给定反应达到平衡后，若平衡条件不变，分离除去某生成物，待达到新的平衡，则各反应物和生成物的分压或浓度分别保持原有定值。 （）

(298.15K)131.3kJgmol1。由于化（3）对反应系统C(s)H2O(g)CO(g)H2(g),rHm-

-

学方程式两边物质的化学计量数（绝对值）的总和相等，所以增加总压力对平衡无影响。

（）

（4）上述（3）中反应达到平衡后，若升高温度，则正反应速率v（正）增加，逆反应速

率v（逆）减小，结果平衡向右移动。 （）

--

（5）反应的级数取决于反应方程式中反应物的化学计量数（绝对值）。 （）

（6）催化剂能改变反应历程，降低反应的活化能，但不能改变反应的rGm▲

-。 （+）

（7）在常温常压下，空气中的N2 和O2 能长期存在而不化合生成NO。且热力学计算表明

(298.15K)?0，则N2 和O2混合气必定也是动力学稳定系N2(g)O2(g)2NO(g)的rGm统。 （）

▲

++

（8）已知CCl4不会与H2O反应，但CCl4(l)2H2O(l)CO2(g)4HCl(aq)的

rGm(298.15K)379.93kJgmol1，则必定是热力学不稳定而动力学稳定的系统。（）

2、选择题（将所有正确答案的标号填入空格内）

（1）真实气体行为接近理想气体性质的外部条件是 （） （a）低温高压 （b）高温低压 （c）低温低压 （d）高温高压

（2）某温度时，反应H2(g)Br2(g)2HBr(g)的标准平衡常数K4102，则反应

HBr(g)11H2(g)Br2(g)的标准平衡常数K等于 （） 22b

b

（a）

11 （b） （c）4102 24104102（3）升高温度可以增加反应速率，最主要是因为 （） （a）增加了分子总数

（b）增加了活化分子的百分数 （c）降低了反应的活化能 （d）促使平衡向吸热方向移动

(4)已知汽车尾气无害化反应NO(g)CO(g)b

1(298.15K)0，N2(g)CO2(g)的rHm2要有利于取得有毒气体NO和CO的最大转化率，可采取的措施是 ( )

（a）低温低压 （b）高温高压 （c）低温高压 （d）高温低压

c

*

（5）温度升高而一定增大的量是 (

bc )

（a） rGm （b）吸热反应的平衡常数K

（c）液体的饱和蒸气压 （d）反应的速率常数k

（6）一个化学反应达到平衡时，下列说法中正确的是 ( ) （a）各物质的浓度或分压不随时间而变化

（b）rGm=0

a

（c）正、逆反应的速率常数相等

（d）如果寻找到该反应的高效催化剂，可提高其平衡转化率

3、填空题

(298K)92.2kJgmol1 （1）对于反应： N2(g)3H2(g)2NH3(g);rHm若升高温度(约升高100 K)，则下列各项将如何变化(填写：不变，基本不变，增大或减小。)

 rHm： 基本不变 rSm： 基本不变  rGm： 增大 K： 减小

： 增大 （逆）： 增大 v（正）v(298K)172.5kJgmol1。若增加总压（2）对于下列反应：C(s)CO2(g)2CO(g);rHmv (逆)力或升高温度或加入催化剂，则反应速率常数k (正)、k (逆)和反应速率v (正)、

以及标准平衡常数K、平衡移动的方向等将如何分别填人下表中。

增加总压力 升高温度 加催化剂 k（正） k（逆） v（正） v（逆） 不变 增大 增大 不变 增大 增大 增大 增大 增大 增大 增大 增大 不变 增大 不变 平衡移动方向 向左 向右 不变 （3）造成平流层中臭氧层破坏的主要物质有 CFC、哈龙、N2O、NO、CCl4、CH4等；主要的温室气体有 CO2、CH4、N2O、CFC、O3等 ；形成酸雨的大气污染物主要是 SO2、NOx等 。

4、不用查表，将下列物质按其标准Sm (298K)值由大到小的顺序排列，并简单说明理由。

(a)K(s) （b)Na(s) (c)Br2(1) (d) Br2 (g) (e)KCl(s)

解：Sm（298K）值由大到小的顺序为

(d)Br2(g)＞(c)Br2(l)＞(e)KCl(s)＞(a)K(s)＞(b)Na(s)

说明 （1）同一物质Br2气态时的熵大于液态时的；

（2）一般（相对分子质量相近时）液体的熵大于固体物质的熵；

（3）一般说来，当温度和聚集状态相同时，分子或晶体结构较复杂（内部微观粒子较多）的物质的熵大于分子或晶体结构较简单（内部微观粒子较少）的物质的熵。K(s)和Na(s)的原子结构属同一族，K的结构较Na的复杂。

5、定性判断下列反应或过程中熵变的数值是正值还是负值。

（1）溶解少量食盐于水中；

（2）活性炭表面吸附氧气； （3）碳与氧气反应生成一氧化碳。

解：（1）熵变为正值；（2）熵变为负值；（3）熵变为正值。

*6、利用些列两个反应及其rGm（298K）值，计算Fe3O4（s）在298K时的标准生成吉

布斯函数。

3解： 2Fe(s)O2(g)Fe2O3(s) （1）

24Fe2O3(s)Fe(s)3Fe3O4(s) （2）

(1)4(2)，可得 33Fe(s)2O2(g)Fe3O4(s) （3）

故 fGm,Fe3O4(298K)rGm,3(298K)

1 =rGm,1(298K)4rGm,2(298K)

31 =(742.2)4(77.7)kJgmol1= kJgmol1

37、通过热力学计算说明下列水结冰过程：

在298K标准状态时能否自发进行。已知冰在298K时的标准摩尔生成吉布斯函数为

kJgmol1。

解： H2O(l)H2O(s)

fGm(298K)/kJgmol1

=﹛（）-（）﹜kJgmol1=kJgmol1＞0 故在298K的标准状态时，水结冰的过程不能自发进行。

(298K)和rGm(298K) 8、试用教材附录3中的标准热力学数据，计算下列反应的rSm(1) 3Fe(s)4H2O(l)Fe3O44H2(g) (2) Zn(s)2H(aq)Zn2(aq)H2(g) (3) CaO(s)H2O(l)Ca2(aq)2OH(aq)

1(4) AgBr(s)Ag(s)Br2(l)

2解：（1） 3Fe(s)4H2O(l)Fe3O4(s)4H2(g)

Sm(298K)/Jgmol1gK1

fGm(298K)/kJgmol1 0 0

=﹛×4+Jgmol1gK1 Jgmol1gK1 =﹛（）-（）×4﹜kJgmol1 = kJgmol1

（2） Zn(s)2H(aq)Zn2(aq)H2(g)

Sm(298K)/Jgmol1gK1 0

fGm(298K)/kJgmol1 0 0 0

=﹛+（）﹜Jgmol1gK1

= Jgmol1gK1 = kJgmol1

（3） CaO(s)H2O(l)Ca2(aq)2OH(aq)

Sm(298K)/Jgmol1gK1

fGm(298K)/kJgmol1

=﹛×2+Jgmol1gK1 Jgmol1gK1 =﹛（）×2+-（）-﹜kJgmol1 = kJgmol1

（4） AgBr(s)Ag(s)Sm(298K)/Jgmol1gK1

1Br2(l) 2fGm(298K)/kJgmol1 0 0

1 =﹛×+Jgmol1gK1 Jgmol1gK1

2= kJgmol1

9、用锡石(SnO2)制取金属锡，有建议可用下列几种方法：

（1）单独加热矿石，使之分解。

（2）用碳（以石墨计）还原矿石（加热产生CO2）。 （3）用H2（g）还原矿石（加热产生水蒸汽）。

今希望加热温度尽可能低一些。试通过计算，说明采用何种方法为宜。 解：（1）单独加热矿石SnO2使之分解的温度条件估算

fHm(298K)/kJgmol1 0 0

Sm(298K)/Jgmol1gK1

= kJgmol1

=﹛+Jgmol1gK1 Jgmol1gK1

(T)rHm(298K)TrSm(298K)0 依据 rGmT＞kJgmol1Jgmol1gK1=2841K

（2）用碳还原矿石的温度条件估算

fHm(298K)/kJgmol1 0 0

Sm(298K)/Jgmol1gK1

= ﹛（）-（）﹜kJgmol1 = kJgmol1

=﹛+Jgmol1gK1 Jgmol1gK1

T＞kJgmol1Jgmol1gK1=

（3）用H2还原矿石的温度条件估算

fHm(298K)/kJgmol1 0 0

Sm(298K)/Jgmol1gK1

= ﹛（）-（）﹜kJgmol1 = kJgmol1

=﹛+Jgmol1gK1 Jgmol1gK1

T＞kJgmol1Jgmol1gK1=841K

依据计算，用用H2还原可使矿石分解温度最低。

10、糖在新陈代谢过程中所发生的总反应可用下式表示：

若在人体内实际上只有30％上述总反加的标准吉布斯函数变可转变成为功(非体积功)，则一食匙糖在体温37℃时进行新陈代谢，可以做多少功

解： C12H22O11(s)12O2(g)12CO2(g)11H2O(l)

fHm(298K)/kJgmol1 0

Sm(298K)/Jgmol1gK1

= ﹛（）×11+（）×12-（）﹜kJgmol1 = kJgmol1

=﹛×11+××﹜Jgmol1gK1 = Jgmol1gK1

rGm(310K)= kJgmol1（273+37）K×Jgmol1gK1

= kJgmol1 转化为功（非体积功）w' =

3.8g1(5799.4kJgmol)30%= 1342ggmol11、计算利用水煤气制取合成天然气的下列反应在523K时(近似)的K值。

解：可利用公式

(523K)。 代入热力学化学数据，先求出反应的rGmfHm(298K)/kJgmol1 0

Sm(298K)/Jgmol1gK1

= ﹛（）+（）-（）﹜kJgmol1 = kJgmol1

=﹛+Jgmol1gK1 Jgmol1gK1

(T)rHm(298K)TrSm(298K) 依据 rGm≈﹛×（）×10-3﹜kJgmol1

= kJgmol1

K×10

9

12、某温度时和在密闭容器中进行反应生成SO3气体，测得起始时和平衡时(温度不变)

系统的总压力分别为300 kPa和220 kPa。试利用上述实验数据求该温度时反应：

2SO2(g)O2(g)2SO3(g)的标准平衡常数和SO2的转化率。

解：设平衡时SO3的物质的量为xmol

起始时物质的量/mol 0 平衡时物质的量/mol x

x x 2在恒温恒容条件下，系统总压与系统的总物质的量成正比，故

300 kPa：220 kPa=（+）：（x+

x+x） 2得 x= SO2的转化率为：

平衡时各物质的摩尔分数为

6.41.6）mol= 28.86.46.40.8xeq(O2)=（）mol/（）mol=

228.86.46.4xeq(SO3)= （）mol=

28.8xeq(SO2)=（）mol/（

根据分压定律，各气体平衡时的分压分别为 peq(SO2)=

1.6×220 kPa= 40 kPa 8.80.8peq(O2)= ×220 kPa= 20 kPa

8.86.4peq(SO3)= ×220 kPa= 160 kPa

8.8(160/100)2 ==80 2(40/100)(20/100)13、已知下列反应：

在740 K时的K＝。若在该温度下，在密闭容器中将还原为银，试计算最少需用H2的物质的量。

解：设最少需用H2的物质的量为xmol

起始时物质的量/mol x 0 0 反应中物质的量的变化/mol 平衡时物质的量/mol 0 x

因在定温定压下，气体的分压之比为其物质的量的比。故 x3.8mol *14、已知下列反应：

在不同温度时反应的标准平衡常数值如下：

 T/K K1 K2

973

1073

1173 1273

试汁算在上述各温度时反应：

的标准平衡常数K，并说明此反应是放热还是吸热的。 解：Fe(s)CO2(g)ƒFeO(s)CO(g) （1）

Fe(s)H2O(g)ƒFeO(s)H2(g) （2）

（1）-（2）得

CO2(g)H2(g)ƒCO(g)H2O(g) （3）

根据多重平衡规则，有

各不同温度时反应的标准平衡常数值如下：

K1/K2 T/K K1 K2 K3

973

1073 1173 1273

从计算结果得知，当温度升高时，K3值增大，故反应（3）是吸热反应。

15、已知反应：

(298.15K)92.3kJgmol1，求在500K 时的K2在 时的K1=×1016，rHm值〔近似计算，

不查Sm （）和fGm （）数据〕。

解：根据范特霍夫等压方程式，得

K292.31103Jgmol1500K298Kln()= 16114.9108.314JgKgmol500K298K16、利用标准热力学函数估算反应：

在873K 时的标准摩尔吉布斯函数变和标准平衡常数。若系统中各组分气体的分压为

p(CO2)p(H2)127kPa，p(CO)p(H2O)76kPa （注意：此时系统不一定处于平衡

状态），计算此条件下反应的摩尔吉布斯函数变，并判断反应进行的方向。

解： CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)

fHm(298K)/kJgmol1 0

Sm(298K)/Jgmol1gK1

= ﹛（）+（）-（）﹜kJgmol1 = kJgmol1

=﹛+Jgmol1gK1 Jgmol1gK1

= kJgmol1×Jgmol1gK1=kJgmol1

4.43kJgmol1 = = 3118.31410kJgKgmol873KK(873K)=

rGm(T)rGm(T)RTln(pB/p)vBB

11(76kPa/100kPa)2rGm(873K)4.43kJgmol8.31410kJgKgmol873Kln(127kPa/100kPa)213

= kJgmol1

rGm(873K)0，故此条件反应正向正反应进行。

17、对于一个在标准态下是吸热、熵减的化学反应，当温度升高时，根据吕·查德里原

rHmTrSm理判断，反应将向吸热的正方向移动；而根据公式rGm判断，rGm将变

得更正（正值更大），即反应更不利于向正方向进行。在这两种矛盾的判断中，哪一种是正确的简要说明原因。（提示：可参阅参考文献〔9〕上册417页）

解：前一种判断是正确的。当温度改变时，应用K来判断平衡移动的方向。由范特霍夫

rHmK2TTK随温度的变化率只与rHm等压方程式ln有关。当rHm＞0，(21)可知，

K1RTT12即吸热反应，T升高，K变大，反应将向正反应（即吸热反应）移动。

18、研究指出下列反应在一定温度范围内为元反应

（1）写出该反应的反应速率方程。 （2）该反应的总级数是多少

（3）其他条件不变，如果将容器的体积增加到原来的2倍，反应速率如何变化 （4）如果容器体积不变而将NO的浓度增加到原来的3倍，反应速率又将怎样变化 解： 2NO(g)Cl2(g)2NOCl(g) （1）由于上述反应为元反应，据质量作用定律： （2）反应的总级数n=2+1=3

（3）其他条件不变，容器的体积增加到原来的2倍时，反应物浓度则降低为原来的1/2。 即反应速率为原来的1/8。

（4）若NO的浓度增加到原来的3倍，则 即反应速率为原来的9倍。

19、已知某药物是按一级反应分解的，在25℃分解反应速率常数k=×10-5h-1。该药物的

起始浓度为94单位/cm3，若其浓度下降至45单位/cm3，就无临床价值，不能继续使用。问该药物的有效期应当定为多长 解：根据公式lnc0kt得 c =3.52104h4年

20、根据实验结果，在高温时焦炭中碳与二氧化碳的反应：

其活化能为kJgmol1，计算自900K升高到1000K时，反应速率的变化。 解：由阿仑尼乌斯公式，得

lnv(T2)/v(T1)lnk(T2)/k(T1)Ea(T2T1)

RT2T1167.4kJgmol1(1000900)K== 3118.31410kJgKgmol1000K900K即反应温度自900K升高到1000K时，反应速率增大倍。

21、将含有molgdm3Na3AsO3 和molgdm3Na2S2O3的溶液与过量的

稀硫酸溶液混合均匀，产生下列反应：

今由实验测得在17℃时，从混合开始至溶液刚出现黄色的As2S3沉淀共需时1515s；若将

上述溶液温度升高10℃，重复上述实验，测得需时500s，试求该反应的活化能Ea值。(提示：实验中，反应速率常用某物质一定浓度改变所需的时间来表示。)

解：该反应17℃（290K）时，所需时间t1=1515s；27℃（300K）时，所需时间t1=500s。因反应速率与反应所需时间成反比，故可得 即 lnEa1515s300K290K()= 11500s8.314JgKgmol300K290KEa=×104Jgmol1=kJgmol1

22、在没有催化剂存在时，H2O2 的分解反应：

的活化能为75kJgmol1。当有铁催化剂存在时，该反应的活化能就降低到54kJgmol1。计算在298K 时此两种反应速率的比值。

解：设无催化剂存在时，该反应的活化能Ea,1=75kJgmol1，反应速率为v1；使用铁催化剂时，该反应的活化能Ea,2=54kJgmol1，反应速率为v2。根据阿仑尼乌斯公式：

lnkEa，在相同温度和其他条件下 ART(7554)kJgmol1 ==

8.314103kJgK1gmol1298K故两反应速率的比值为

v24.8103。 v10。问： 23、对于制取水煤气的下列平衡系统：C(s)H2O(g)CO(g)H2(g);rHm（1）欲使平衡向右移动，可采取哪些措施

（2）欲使正反应进行得较快且较完全（平衡向右移动）的适宜条件如何这些措施对K及、k（逆）的影响各如何 k（正）

解：根据吕·查德里原理：

（1） 欲使平衡向右移动，可采取以下措施：增加H2O(g)的分压（或浓度）；减少CO(g)或H2(g)的分压（或浓度）；减少系统总压力；增加反应温度。

（2） 使正反应进行得较快且较完全条件有：增加温度，这使得K及k（正）、k（逆）

rHmrSm均增大。因为lnK，当rHm＞0时，温度升高，K增大。RTREaRTkAe，当温度升高时，k（正）、k（逆）均增大。增加H2O(g)的分压（或

浓度），此时K及k（正）、k（逆）均不变，因为K及k（正）、k（逆）均与反应物浓度无关。

24、设汽车内燃机内温度因燃料燃烧反应达到1300℃，试利用标准热力学函数估算此温

11度时反应N2(g)O2(g)NO(g)的rGm和K的数值，并联系反应速率简单说明在大

22气污染中的影响。

解：

11N2(g)O2(g)NO(g) 22fHm(298K)/kJgmol1 0 0

Sm(298K)/Jgmol1gK1

= kJgmol1

=﹛

11Jgmol1gK1 Jgmol1gK1 22 = kJgmol1×Jgmol1gK1=kJgmol1

70.86kJgmol1 = =

8.314103kJgK1gmol11573K常温下，实际上该反应不能发生。但在如内燃机室内温度下，则有NO生成，且在这样的高温下，反应速率较大，故可造成大气污染。

第三章 水化学与水污染

1. 是非题（对的在括号内填“+”号，错的填“-”号）

（1）两种分子酸HX溶液和HY溶液有同样的pH，则这两种酸的浓度（moldm3）相同。 （-）

moldm3NaCN溶液的pH比相同浓度的NaF溶液的pH要大， （2）这表明CN的Kb值比F的Kb值大。 （+）

（3）有一由HAcAc组成的缓冲溶液，若溶液中c(HAc)c(Ac)，则该缓冲溶液

抵抗外来酸的能力大于抵抗外来碱的能力。 （-）

（4）PbI2和CaCO3的溶度积均近似为10-9，从而可知在它们的饱和溶液中，前者的

Pb2浓度与后者的Ca2浓度近似相等。 （-）

（5）MgCO3的溶度积均为Ks6.82106，这意味着所有含有固体MgCO3的溶液中，

c(Mg2)c(CO32)，而且c(Mg2)c(CO32)6.82106。 （-）

2、选择题（将所有正确答案的标号填入空格内）

（1）往dm3moldm3HAc 溶液中加入一些NaAc晶体并使之溶解，会发生的情况是 （

bc）

（a）HAc的值增大 （b）HAc的值减小 （c）溶液的pH值增大 （d）溶液的pH值减小

（2）设氨水的浓度为c，若将其稀释1倍，则溶液中c(OH)为 （）

c

Kbc/2（a） （b） （c） （d）2c

（3）下列各种物质的溶液浓度均为moldm3，按它们的渗透压递减的顺序排列正确的是 （） （a）HAcNaClC6H12O6CaCl2 （b）C6H12O6HAcNaClCaCl2 （c）CaCl2NaClHAcC6H12O6 （d）CaCl2HAcC6H12O6NaCl

（4）设AgCl在水中，在moldm3CaCl2 中，在moldm3NaCl 中，以及在（）

（a）s0s1s2s3 （b）s0s2s1s3

（c）s0s1s2s3 （d）s0s2s3s1

（5）下列固体物质在同浓度Na2S2O3溶液中溶解度（以1dm3溶液中Na2S2O3能溶解该物质的物质的量计）最大的是 （） （a）Ag2S （b）AgBr （c）AgCl （d）AgI （提示：考虑Ks）

c

moldm3AgNO3 中的溶解度分别为s0、s1、s2和s3 ，这些量之间对的正确关系是

b

c

3、填空题

在下列各系统中，各加入约 NH4Cl固体，并使其溶解，对所指定的性质（定性地）影响如何并简单指明原因。

（1）moldm3HCl溶液（pH） 不变

（2）moldm3NH3水溶液（氨在水溶液中的解离度） 减小 （3）纯水（pH） 变小

（4）带有PbCl2沉淀的饱和溶液（PbCl2的溶解度） 降低 4、将下列水溶液按其凝固点的高低顺序排列为 （6）（4）（5）（7）（2）（1）（3） （1）1molkg1NaCl； （2）1molkg1C6H12O6； （3）1molkg1H2SO4； （4）molkg1CH3COOH； （5）molkg1NaCl； （6）molkg1C6H12O6； （7）molkg1CaCl2

*5、对极稀的同浓度溶液来说，MgSO4的摩尔电导率差不多是NaCl摩尔电导率的两倍。

而凝固点下降却大致相同，试解释之。

解：MgSO4与NaCl均为AB型强电解质，故其凝固点下降大致相同。但MgSO4解离后生

2成的Mg2和SO4带2价电荷，而NaCl解离后生成的Na和Cl带1价电荷，故两者的摩

尔电导率不同。

6、海水中盐的总浓度为moldm3（以质量分数计约为%）。若均以主要组分NaCl计，试

估算海水开始结冰的温度和沸腾的温度，以及在25℃时用反渗透法提取纯水所需要的最低压力（设海水中盐的总浓度若以质量摩尔浓度m表示时也近似为mlkg1）。 解： 故海又 故海＝℃

故25℃时用反渗透法提取纯水所需的最低压力为。

Tfpkfpm1.853Kkgmol120.60molkg12.2K水开始结冰的温度为℃

－℃＝－℃。

Tbpkbpm0.515Kkgmol120.60molkg10.62K水沸腾的温度为℃+℃

7、利用水蒸发器提高卧室的湿度。卧室温度为25℃，体积为 ×104dm3：假设开始时室

内空气完全干燥，也没有潮气从室内选出。（假设水蒸气符合理想气体行为。）

（1）问需使多少克水蒸发才能确保室内空气为水蒸气所饱和（25℃时水蒸气压＝） （2）如果将800g水放人蒸发器中，室内最终的水蒸气压力是多少

（3）如果将400g水放入蒸发器中，室内最终的水蒸气压力是多少

解：（1）假设室内水蒸气符合理想气体行为

mi（2）从（1）可知，25℃时700gpVnRTRT水蒸发即可使室内空气为水蒸气所iiMi饱和，所以放入800g水，室内最终水蒸气压力仍为。 （3）400g水放入蒸发器中，室内水蒸气压力为

8、（1）写出下列各物质的共扼酸：

2（a）CO32 （b）HS （c）H2O （d）HPO4 （e）NH3 （f）S2

（2）写出下列各种物质的共扼碱

（a）H3PO4 （b）HAc （c）HS （d）HNO2 （e）HClO （f）H2CO3

解： （1） 质子碱 共轭酸 （2） 质子碱 共轭酸

9、在某温度下moldm3氢氰酸（HCN）溶液的解离度为％，试求在该温度时HCN的

解离常数。

解：因为0.007%很小，可采用近似计算 所以 Kac20.10(0.007%)24.91010 即该温度时，HCN的解离常数是4.91010。

10、计算moldm3次氯酸（HClO）溶液中的H浓度和次氯酸的解离度。

解： HClO的Ka2.95108

c0为物质的起始浓度。

11、已知氨水溶液的浓度为moldm3。

（1）求该溶液中的OH的浓度、pH和氨的解离度。

（2）在上述溶液中加入NH4Cl晶体，使其溶解后NH4Cl的浓度为moldm3。求所得溶液的OH的浓度、pH和氨的解离度。

（3）比较上述（1）、（2）两小题的计算结果，说明了什么 解：NH3的Kb1.77105

（1）ceq(OH)Kbc1.771050.20moldm31.9103moldm3 （2）溶液中存在下列溶解平衡：

（3）通过计算说明，同离子效应可大大降低弱酸在溶液中的离解度，因而ceq(OH)下降。

12、试计算25℃时moldm3H3PO4溶液中H的浓度和溶液的PH（提示：在moldm3酸

溶液中，当Ka＞104时，不能应用稀释定律近似计算)。

解：H3PO4是中强酸，Ka17.52103104，故不能应用稀释定律近似计算其中平衡时的H浓度。又H3PO4为三元酸，在水溶液中逐级解离，但Ka16.25108较小，故ceq(H)可按一级解离平衡作近似计算。

设0.10moldm3H3PO4溶液中H的平衡浓度为xmoldm3，则 平衡时浓度/moldm3 0.10x x x 求解得：

即 ceq(H)2.4102moldm3

13、利用书末附录6和附录7的数据（不进行具体计算）将下列化合物的moldm3溶液

按pH增大的顺序排列之。

（1）HAc *（2）NaAc （3）H2SO4 （4）NH3 *（5）NH4Cl （6）NH4Ac 解：pH的由小到大的顺序为

（3）H2SO4，（1）HAc，（5）NH4Cl，（6）NH4Ac，（2）NaAc，（4）NH3

14、取moldm3某一元弱酸溶液，与moldm3KOH溶液混合，将混合溶液稀释至

100cm3，测得此溶液的pH为。求此一元弱酸的解离常数。 解： 混合溶液总体积为100cm3，则某一元弱酸HA的浓度为： KOH的浓度为：

一元弱酸HA与KOH中和后，HA过量，组成HAA缓冲溶液，其中， 已知pH5.25lgceq(H)/c

15、在烧杯中盛放moldm3氨的水溶液，逐步加入moldm3HCl溶液。试计算：

（1）当加入HCl后，混合液的pH； （2）当加入HCl后，混合液的pH； （3）当加入HCl后，混合液的pH；

解：（1）20.00cm30.100moldm3NH3与10.00cm30.100moldm3HCl混合中和后，NH3过量，反应又生成了NH4Cl，所以组成NH4NH3缓冲溶液。

（2）20.00cm30.100moldm3NH3与20.00cm30.100moldm3HCl混合，等量中和，生成

，其浓度为： NH4（3）20.00cm30.100moldm3NH3与30.00cm30.100moldm3HCl混合中和后，HCl过量，

HCl的浓度为：

16、现有dm3由HF和F组成的缓冲溶液。试计算：

（1）当该缓冲溶液中含有HF和 molNaF时，其pH等于多少

*（2）往（1）缓冲溶液中加入 NaOH(s)，并使其完全溶解（没溶解后溶液的总体积仍为dm3）。问该溶液的pH等于多少

（3）当缓冲溶液的pH=时，ceq(HF)和ceq(F)的比值为多少 解： （1）缓冲溶液的pH计算：

（2）加入固体NaOH，相当于NaOH的物质的量： NaOH与HF反应，HF过量，并生成NaF，两者的浓度为： （3）当溶液pH＝时：

17、现有125 moldm3NaAc溶液，欲配制250cm3pH为的缓冲溶液，需加入moldm3HAc溶液的体积多少立方厘米

解： HAcAc缓冲溶液中，已知pH＝，pKa4.75，设需加HAc溶液的体积为x。

18、判断下列反应进行的方向，并作简单说明（设备反应物质的浓度均为

1moldm3）

解： （1）Cu(NH3)4Zn2Zn(NH3)4Cu2逆向进行。因属同类型的配离子，

22Ki(Cu(NH3)4)4.781014222；

Ki(Zn(NH3)4)3.48101022，

Ki(Cu(NH3)4)Ki(Zn(NH3)4)，即Zn(NH3)4更不稳定，因此反应逆向进行。 （2）PbCO3(s)S2PbS(s)CO32，正向进行。因属同类型的难溶电解质，

Ks(PbS)9.041029；Ks(PbCO3)1.82108，Ks(PbS)Ks(PbCO3)，即PbS更难溶，

因此反应正向进行。

19、根据PbI2的溶度积，计算（在25℃时）：

（1）PbI2在水中的溶解度（moldm3）； （2）PbI2饱和溶液中Pb2和I离子的浓度；

（3）PbI2在moldm3KI的饱和溶液中Pb2离子的浓度； （4）PbI2在moldm3Pb(NO3)2溶液中的溶解度（moldm3）。 解：（1）设PbI2在水中的溶解度为s（以moldm3为单位），则根据 可得 ceq(Pb2)s ceq(I)2s （2）ceq(Pb2)s1.29103moldm3

（3）在0.010moldm3KI溶液中，c(I)0.010moldm3 （4）在0.010moldm3Pb(NO3)2溶液中，c(Pb2)0.010moldm3 此时PbI2的溶解度为4.6104moldm3

*20、应用标准热力学数据计算时AgCl的溶度积常数。

解： AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)

fGm(298K)/kJmol1

21、将Pb(NO3)2溶液与NaCl溶液混合，设混合液中Pb(NO3)2的浓度为moldm3问：

（1）当在混合溶液中Cl的浓度等于×104moldm3时，是否有沉淀生成 （2）当混合溶液中Cl的浓度多大时，开始生成沉淀

（3）当混合溶液中Cl的浓度为×10-2moldm3时，残留于溶液中Pb2的浓度为多少

解： （1）PbCl2(s)ƒPb2(aq)2Cl(aq)

由于 Qc(Pb2)c(Cl)0.20(5.0104)25.0108

2所以 QKs，无沉淀生成。 （2）

ceq(Cl)Ks(PbCl2)/ceq(Pb2)1.17105/0.20moldm37.6103moldm32即当c(Cl)7.6103moldm3时，开始生成沉淀。

（3）ceq(Pb2)Ks(PbCl2)/ceq(Cl)(1.17105)/(6.0102)2moldm3

即当混合溶液中Cl的浓度为6.0102moldm3时，残留于溶液中Pb2的浓度为

3.3103moldm3。

22、若加入F来净化水，使F在水中的质量分数为×10-4％。问往含Ca2浓度为

×10-4moldm3的水中按上述情况加入F时，是否会产生沉淀

解： 因溶液中各离子浓度很低，溶液的密度可近似地以水的密度计。加入的F使溶液中F浓度为：

因 Ks(CaF2)1.461010Q，故不会生成CaF2沉淀。

23、胶体粒子为什么会带电Fe(OH)3溶胶的胶粒带有何种电荷比较浓度均为1moldm3的下列溶液；NaCl、Na2SO4和Na3PO4对Fe(OH)3溶胶聚沉能力的大小次序。 解： 由于胶体是一个高度分散的系统，胶体粒子的总表面积非常大，具有高度的吸附能力，且能选择性的吸附某种粒子，因此胶体粒子带有电荷。Fe(OH)3溶胶的胶核选择性的吸附FeO离子，故Fe(OH)3溶胶的胶粒带正电荷。

对Fe(OH)3溶胶聚沉能力从大到小依次为：

▲

25、工业废水的排放标准规定Cd2降到mgdm3以下即可排放。若用加消石灰中和沉

淀法除去Cd2，按理论上计算，废水溶液中的pH至少应为多少 解：根据工业废水排放标准，要求废水中： 为使QKs以生成Cd(OH)2沉淀，需使

= 7.7105moldm3

即废水中的pH值应是：

▲

26、某电镀公司将含CN废水排入河流。环保监察人员发现，每排放一次氰化物，该

段河水的BOD就上升mgdm3。假设反应为

求CN在该段河水中的浓度（moldm3）。（提示：BOD即生化需氧量，指水中有机物出微生物作用进行生物氧化，在—定期间内所消耗溶解氧的量。）

解：根据反应式，每排放1molCN，需耗O2（即O2），因BOD的值增加3.0moldm3，所以CN在河水中增加的浓度为：

第四章 电化学与金属腐蚀

1. 是非题（对的在括号内填“+”号，错的填“-”号）

（1）取两根金属铜棒，将一根插入盛有moldm个浓差原电池。

3CuSO4溶液的烧杯中，另一根插入盛

有1moldm3CuSO4溶液的烧杯中，并用盐桥将两支烧杯中的溶液连接起来，可以组成一

（+）

2 （2）金属铁可以置换Cu，因此三氯化铁不能与金属铜发生反应。 （-） （3）电动势E（或电极电势）的数值与电池反应（或半反应式）的写法无关，而

平衡常数K的数值随反应式的写法（即化学计量数不同）而变。 （+）

（4）钢铁在大气中的中性或酸性水膜中主要发生吸氧腐蚀，只有在酸性较强的水膜中才主要发生析氢腐蚀。 （+）

（5）有下列原电池：

若往CdSO4溶液中加入少量Na2S溶液，或往CuSO4溶液中加入少量CuSO45H2O晶体，都会使原电池的电动势变小。 （-）

2、选择题（将所有正确答案的标号填入空格内）

（1）在标准条件下，下列反应均向正方向进行：

（a）Sn2和Fe3 （b）Cr2O72和Sn2 （c）Cr3和Sn4 （d）Cr2O72和Fe3

（2）有一个原电池由两个氢电极组成，其中一个是标准氢电极，为了得到最大的电动势，另一个电极浸入的酸性溶液设p(H2)100kPa应为 （）

（a）0.1moldm3HCl

（b）0.1moldm3HAc0.1moldm3NaAc （c）0.1moldm3HAc （d）0.1moldm3H3PO4 （3）在下列电池反应中

（a）5.051027moldm3 （b）5.711021moldm3 （c）7.101014moldm3 （d）7.561011moldm3

（4）电镀工艺是将欲镀零件作为电解池的（ ）；阳极氧化是将需要处理的部件作为电解池的（ ） （

当该原电池的电动势为零时，Cu2的浓度为 （）

它们中间最强的氧化剂和最强的还原剂是 （）

b

b

b

a，b）

（a）阴极 （b）阳极 （c）任意一个极

3、填空题

（1）有一种含Cl、Br和I的溶液，要使I被氧化，而Cl、Br不被氧化，则在以下常用的氧化剂中应选（ d ）为最适宜。

（a）KMnO4酸性溶液，（b）K2Cr2O7酸性溶液，（c）氯水，（d）Fe2(SO4)3溶液 （2）有下列原电池：

()PtFe2(1moldm3),Fe3(0.01moldm3)Fe2(1moldm3),Fe3(1moldm3)Pt()该原

电池得负极反应为（Fe2Fe3e），正极反应为（Fe3eFe2）。 （3）电解含有下列金属离子的盐类水溶液：

Li、Na、K、Zn2、Ca2、Ba2、Ag。其中（Zn2、Ag）能被还原成金属单质，

（Li、Na、K、Ca2、Ba2）不能被还原成金属单质。

4、根据下列原电池反应，分别写出各原电池中正、负电极的电极反应（须配平）。

（1）ZnFe2Zn2Fe （2）2I2Fe3I22Fe2 （3）NiSn4Ni2Sn2

（4）5Fe28HMnO4Mn25Fe34H2O 解：（1）负极：Zn(s)Zn2(aq)2e 正极：Fe2(aq)2eFe(s)

（2）负极：2I(aq)I2(s)2e 正极：Fe3(aq)eFe2(aq)

（3）负极：Ni(s)Ni2(aq)2e 正极：Sn4(aq)2eSn2(aq)

（4）负极：Fe2(s)Fe3(aq)e

(aq)8H(aq)5eMn2(aq)4H2O(l) 正极：MnO45、将上题各氧化还原反应组成原电池，分别用图示表示各原电池。

解：（1）()ZnZn2Fe2Fe()

（2）()PtI2IFe2,Fe3Pt() （3）()NiNi2Sn2,Sn4Pt()

,HPt() （4）()PtFe2,Fe3Mn2,MnO46、参见标准电极电势表，分别选择一种合适的氧化剂，能够氧化：

（1）Cl成Cl2；（2）Pb成Pb2；（3）Fe2成Fe3

再分别选择一种合适的还原剂，能够还原：（a）Fe3成Fe2；（b）Ag成Ag； （c）NO2成NO 解：合适的氧化剂为：

（1）酸化的MnO4；（2）HNO3；（3）Cl2 合适的还原剂为：

（1）Zn；（2）Sn2；（3）I

注：本题答案不单一，同学们可根据原理自行选择。

7、将锡和铅的金属片分别插入含有该金属离子的溶液中并组成原电池（用图示表示，

要注明浓度）。

（1）c(Sn2)0.0100moldm3；c(Pb2)1.00moldm3 （2）c(Sn2)1.00moldm3；c(Pb2)0.100moldm3

分别计算原电池的电动势，写出原电池的两电极反应和电池总反应式。 解：查教材附录，(Sn2/Sn)0.1375V，(Pb2/Pb)0.1262V

（1）当c(Sn2)0.010moldm3；c(Pb2)1.00moldm3时：

故以锡电极做原电池负极，铅电极做正极。

原电池图示为：()SnSn2(0.0100moldm3)Pb2(1.00moldm3)Pt() 正极反应：Pb22ePb 负极反应：SnSn22e

电池总反应式：Pb2SnPbSn2

原电池电动势：E(Pb2/Pb)(Sn2/Sn) =（）V=

（2）当c(Sn2)1.00moldm3；c(Pb2)0.100moldm3时：

故以铅电极做原电池负极，锡电极做正极。

原电池图示为：()PbPb2(0.100moldm3)Sn2(1.00moldm3)Sn() 正极反应：Sn22eSn 负极反应：PbPb22e

电池总反应式：Sn2PbSnPb2

原电池电动势：E(Sn2/Sn)(Pb2/Pb) =（）V=

8、求反应ZnFe2(aq)Zn2(aq)Fe在是的标准平衡常数。若将过量极细的锌粉加入

Fe2溶液中，求平衡时Fe2(aq)浓度对Zn2(aq)浓度的比值。

解： Zn(s)Fe2(aq)Zn2(aq)Fe(s)

= -（）=

故ceq(Fe2)/ceq(Zn2)1/K2.31011，反应进行得相当完全。

9、将下列反应组成原电池（温度为）：

（1） 计算原电池的标准电动势； （2） 计算反应的标准摩尔吉布斯函数变； （3） 用图示表示原电池；

（4） 计算c(I)1.0102moldm3以及c(Fe3)c(Fe2)/10时原电池的电动势。 解：（1）查阅教材附录：(Fe3/Fe2)0.771V；(I2/I)0.5355V。 = - =

nFE （2）rGm（3）原电池图示：()PtI2IFe3,Fe2Pt() （4）

2c(Fe)/c0.05917VH(aq)离子外，其余10、当EEpH=，除lg223nc(I)/cc(Fe)/c有关物质均处于标准条件下，下列反应能否自发进

2行试通过计算说明之。

(aq)16H(aq)10Cl(aq)5Cl2(g)2Mn2(aq)8H2O(l)组成原电解： 由反应2MnO4池。

(aq)8H(aq)5eMn2(aq)4H2O(l) 正极：MnO4 负极：2Cl(aq)Cl2(g)2e 当pH=，其他物质均处于标准条件时：

/Mn2)(Cl2/Cl)，故该反应不能自发进行。 可见(MnO411、由镍电极与标准氢电极组成原电池。若c(Ni2)0.0100moldm3时，原电池的电动

势为，其中镍为负极，计算镍电极的标准电极电势。 解： 该原电池的图示为：

因为 E(H/H2)(Ni2/Ni)0.315V 所以 (Ni2/Ni)00.315V0.315V 又

0.05917Vlgc(Ni2)/c则 n12、由(Ni2/Ni)0.315V0.05917Vlg0.01000.256V两个氢电极：

2(Ni2/Ni)(Ni2/Ni)PtH2(100kPa)H(0.10moldm3)和PtH2(100kPa)H(xmoldm3)组成原电池，测得该原电池的电动势为。若后一电极作为该原电池的正极，问组成该电极的溶液中H的浓度

x的值是多少

解：依题意，原电池应为：

13、判断下列氧化还原反应进行的方向（25℃的标准状态下）：

（1）AgFe2AgFe3

（2）2Cr33I27H2OCr2O726I14H （3）Cu2FeCl3CuCl22FeCl2

解：25℃的标准状态下，查阅教材附录相关数据，得到各对电池的标准电极电势值，并对比相应标准电极电势的大小。

（1）(Ag/Ag)(Fe3/Fe2)；反应向右进行（正向自发） （2）(Cr2O72/Cr3)(I2/I)；反应向左进行（逆向自发） （3）(Cu2/Cu)(Fe3/Fe2)；反应向右进行（正向自发）

14、在pH=时，下列反应能否自发进行试通过计算说明之（除H及OH外，其他物质均

处于标准条件下）。

（1）Cr2O72(aq)H(aq)Br(aq)Br2(l)Cr3(aq)H2O(l)

(aq)H(aq)Cl(aq)Cl2(l)Mn2(aq)H2O(l) （2）MnO4解： pH=，其他物质均处于标准条件下：

（1）反应Cr2O72(aq)H(aq)Br(aq)Br2(l)Cr3(aq)H2O(l)组成原电池：

正极：Cr2O7214H6e2Cr37H2O 负极：2BrBr22e

2c(CrO)/cc(H)/c0.05917V272323(Cr2O7/Cr)(Cr2O7/Cr)lg236c(Cr)/c14因(Cr2O72/Cr3)(Br2/Br)，故正反应不能自发进行。

(aq)H(aq)Cl(aq)Cl2(l)Mn2(aq)H2O(l)组成原电池： （2）反应MnO48H5eMn24H2O 正极：MnO4负极：2ClCl22e

/Mn2)(Cl2/Cl)，故正反应不能自发进行。 因(MnO415、计算下列反应的标准平衡常数和所组成的原电池的标准电动势。

又当等体积的2moldm3Fe3和2moldm3I溶液混合后，会产生什么现象 解：

1Fe3(aq)I(aq)Fe2(aq)I2(s)2= - =

当量溶液等体积混合后，离子浓度均变为1moldm3，据上述计算，E0，反应正向进行，溶液由浅黄色转变为棕黄色，并（或）由紫黑色碘沉淀析出。

16、由标准钴电极(Co2/Co)与标准氯电极组成原电池，测得其电动势为，此时钴电极

为负极。已知(Cl2/Cl)1.36V，问： （1）标准钴电极的电极电势为多少（不查表） （2）此电池反应的方向如何

（3）当氯气的压力增大或减小时，原电池的电动势将发生怎样的变化

（4）当Co2的浓度降低到0.010moldm3，原电池的电动势将如何变化数值是多少 解： （1）依据题意，钴电极为负极，氯电极为正极： （2）原电池反应为：CoCl2Co22Cl （3）

p(Cl2)/pRT(Cl2/Cl)(Cl2/Cl)ln当nFc(Cl)/c2p(Cl2)增大时，(Cl2/Cl)增

大，原电池电动势E值增大；当p(Cl2)减小时，

(Cl2/Cl)减小，原电池电动势E值减小。 (4) 当Co2的浓度为0.010moldm3时， 原电池的电动势增加了。

17、从标准电极电势值分析下列反应向哪个方向进行

实验室中是根据什么原理，采取什么措施，利用上述反应制备氯气的

解： 根据教材附录数据可知，(MnO2/Mn2)1.224V，(Cl2/Cl)1.358V。

(MnO2/Mn2)(Cl2/Cl)，故在标准状态下，反应向左进行（正向非自发）。然而

MnO2的氧化性受介质酸度的影响较大。从MnO2/Mn2电极的半反应式：MnO2(s)4H(aq)2eMn2(aq)2H2O可得出H浓度对其电极电势的影响为：

即值随H浓度

的增大而增大，所以实验室用4c(H)/cRT22lg浓盐酸(MnO2/Mn)(MnO2/Mn)（如12moldm3）与2nFc(Mn)/cMnO2在加热条件下反应以增加MnO2的氧化

性；与此同时，c(Cl)的增加及加热使p(Cl2)降低，均使(Cl2/Cl)减小，增加了Cl的

还原性，使(MnO2/Mn2)(Cl2/Cl)，反应正向进行。此外，加热还可使反应速率增加。

18、用图示表示下列反应可能组成的原电池，并利用标准电极电势数据计算反应的标准

平衡常数。

解： 原电池图示为：

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19、为什么Cu在水溶液中不稳定，容易发生歧化反应25℃时歧化反应的rGm和K分

别是多少

（提示：铜的歧化反应为2Cu(aq)Cu2(aq)Cu(s)）

解：歧化反应：2Cu(aq)Cu2(aq)Cu(s)

查教材附录可知，(Cu/Cu)0.521V，而(Cu2/Cu)可利用(Cu/Cu)与

(Cu2/Cu)0.3419V通过计算而得：

(Cu2/Cu)(Cu2/Cu) 所以 E = – = > 0

可见，Cu在水溶液中不稳定，容易发生歧化反应。

20、用两级反应表示下列物质的主要电解产物。

（1）电解NiSO4溶液，阳极用镍，阴极用铁； （2）电解熔融MgCl2，阳极用石墨，阴极用铁； （3）电解KOH，两级都用铂。 解： （1）阳极：Ni(s)Ni2(aq)2e 阴极：Ni2(aq)2eNi(s) （2）阳极：2Cl(aq)Cl2(g)2e 阴极：Mg22eMg(s)

（3）阳极：4OH(aq)2H2O(l)O2(g)4e 阴极：2H2O(l)2e2OH(aq)H2(g)

*21、电解镍盐溶液，其中c(Ni2)0.10moldm3。如果在阴极上只要Ni析出，而不析

出氢气，计算溶液的最小pH值（设氢气在Ni上的超电势为）。 解： 电解镍盐溶液时，阴极可能发生的反应为： 镍的析出电势：

氢的析出电势： (H/H)(H/H)0.05917lgc(H)/c2(阴)222为使氢气不析出，需满足

(Ni2/Ni)(H/H2)，即： 则 c(H)0.044moldm3 溶液的最小pH值为。

22、分别写出铁在微酸性水膜中，与铁完全浸没在稀硫酸（1moldm3）中发生腐蚀的

两级反应式。

解： 铁在微酸性水膜中发生吸氧腐蚀，电极反应为： 阳极：Fe(s)Fe2(aq)2e

阴极：O2(g)2H2O(l)4e4OH(aq) 铁浸没在稀硫酸发生析氢腐蚀，电极反应为：

阳极：Fe(s)Fe2(aq)2e 阴极：2H(aq)2eH2(g)

*23、已知下列两个电池的标准电极电势如下：

Ag(aq)eAg(s)； (Ag/Ag)0.7990V AgBr(s)eAg(s)Br(aq)； (AgBr/Ag)0.0730V

试从值及能斯特方程，计算AgBr的溶度积。 解： 若将两电极组成原电池：

电池总反应式为 Ag(aq)Br(aq)AgBr(s) 设反应的平衡常数为： 而

n(Ag/Ag)(AgBr/Ag)nE12lgKK1.9100.05917V0.05917VKs(AgBr)5.21013

；

*24、银不能溶于1.0moldm3的HCl溶液，却可以溶于1.0moldm3的HI溶液，试通过计

算说明之。

（提示：溶解反应为：2Ag(s)2H(aq)2I(aq)2AgI(s)H2(g)，可从(Ag/Ag)及Ks(AgI)，求出(AgI/Ag)，再判别） 解： 设计原电池：

该原电池总反应式为：Ag(aq)Cl(aq)AgCl(s)，反应的平衡常数为 又

n(Ag/Ag)(AgCl/Ag)nE同lgK0.05917V理，设计另一原电池： 0.05917V银在盐酸中的溶解反应为：

因为(H/H2)(AgCl/Ag)，所以银不溶于1.0moldm3的HCl溶液。 银在HI中的溶解反应为：

因为(H/H2)(AgI/Ag)，所以银能溶于1.0moldm3的HI溶液。

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25、氢气在锌电极上的超电势与电极上通过的电流密度j的关系为：

在298K时，用Zn做阴极，惰性物质做阳极，电解液浓度为0.1molkg1的ZnSO4溶液，设pH为。若要使H2(g)不与Zn同时析出，应控制电流密度在什么范围内（提示：注意分析超电势使氢电极电势增大还是减小）

解：Zn作阴极，电解液浓度为0.1molkg1(0.1moldm3)的ZnSO4溶液，阴极可能发生的反应为： 锌的析出电势：

氢气的析出电势 p(H)p2：

为使氢气不与Zn同时析出，即Zn析出，氢气不析出，则要求： 则 (阴)0.3772V

由 0.72V0.116Vlgj0.3772V 解得 j1.1103Acm2