工科大学化学 (徐崇泉 强亮生 著) 高等教育出版社 课后答案 27页

'课后答案网您最真诚的朋友www.hackshp.cn网团队竭诚为学生服务，免费提供各门课后答案，不用积分，甚至不用注册，旨在为广大学生提供自主学习的平台！课后答案网：www.hackshp.cn视频教程网：www.efanjy.comPPT课件网：www.ppthouse.com课后答案网www.hackshp.cn 第一章化学反应热1．说明下列符号的含义。ΘΘQV∆rHm(T)∆rHm(T)∆fHm（T）ξ答：QV：等容反应热；∆rHm(T)：某温度下，反应的摩尔焓变（数值等于等压反应热）；Θ∆Hξfm(T)：某温度下某物质的标准摩尔生成焓；：反应进度。2．盖斯定律的使用条件，下列哪种说法正确？（1）等压（2）等容（3）等温、等容或等温、等压（4）等温、不做有用功，等容或等压答：正确答案为（4）。3．热力学标准态的含义？为什么要确定热力学标准态？Θ答：热力学标准态是指在温度T（但没有限定温度）和标准压力[pΘ(100kPa)]下物质所处状态。而对纯理想气体热力学标准态是指该气体处于标准压力[pΘ(100kPa)]下的状态。混合理想气体中任一组分的标准态是指该组分气体的分压为khdaw.comp时的状态。因为化学反应中的能量以及状态函数改变是受许多条件（如温度、压力、浓度、聚集状态等）的影响，为了比较方便，国际上规定了物质的热力学标准态。4．简述照明弹中的铝、镁、硝酸钠和硝酸钡等物质各起什么作用？ΘΘ∆H∆H答：金属铝、镁在燃烧时,可以放出大量热（fm,MgO==---601.7601.76601.7kJ/01.7kJ/kJ/mol,mol,momol,l,m,Al2O3==---1）产生千度以上的高温，而反应放出的热量又能使硝酸盐分解产生O1675.691675.1675.691675.69kJ/69kJ/kJ/•molmol2，又加速镁、铝的燃烧反应，使照明弹更加绚丽夺目。在其中铝和镁作为还原剂；氧气、硝酸钠和硝酸钡等作氧化剂。5．通过计算说明，氧－乙炔焰为什么可以用于金属焊接和切割？答：（5/25/2）O2+C2H2=2CO2CO2+H2O(g)O(O(g)g)Θ∆Hfm/（kJ•molmmolmol-1）02226.72226.726.7-393.-393.55-241.-241.88Θ∑∆课后答案网Θ∑∆HΘ∆m=m(生成物)－fm（反应物）rHfHΘ△m-1rH=2×(-393.5)-393.-393.5)-393.5)+5)++(-241.82)(-241(-241.82)(-241.82)–.82)––226.7226.72226.7–26.7––00==---1255.51255.1255.51255.5kJ5kJ·molmmolmol因反应放出大量热，可以熔化金属，所以可用于焊接或切割金属。6．通过计算说明，为什么称硼的氢化物（硼烷），硅的氢化物（硅烷）是高能燃料www.hackshp.cn[已ΘΘ知B∆fHm-1∆fHm-12H6（g）的＝36.56336.56kJ6.56kJ·molmmolmol，B2O3（s）的＝-1132.551132.1132.551132.55kJ55kJ·molmmolmol；SiHSiH4ΘΘ（g）的∆fHm-1，SiOSiO∆fHm-1＝34.31334.31kJ4.31kJ·mmolmol2（s）的＝-910.7kJ910.7910.7kJkJ·molmol]。解：B2H6（g）++3O3O2(g)((g)(g)=B2O3（s）+3H2O（g）Θ∆Hfm／（kJ·molmmolmol-1）3636.56336.566.56.560-1132-1132.55.55-241.-241.8282Θ△m-1rH==-1132.55+3-1132-1132.55+3.55+3×(-241.82)(-241(-241.82)(-241.82)–.82)––36.5636.56336.56–6.56––00==---1894.571894.1894.571894.57kJ57kJ·molmmolmolSiHSiH4（g）++2O2O2(g)((g)(g)=SiOSiO2（s）+2H2O（g）Θ∆Hfm／（kJ·molmmolmol-1）3434.31334.314.31.310-910.7-910.-910.77-241.-241.8282Θ△m-1rH==-910.7-910.-910.7-910.7+7++22×(-241.82)(-241(-241.82)(-241.82)–.82)––34.3134.31334.31–4.31––00=--1428.651428.1428.651428.65kJ65kJ·molmmolmol上述两个反应都放出大量热，因此B2H6（g）和SiHSiH4（g）可以作为高能燃料。7．已知下列反应的化学反应热C（石墨）++OO-12（g）==COCO2（g）ΔrHm(1)(1)==-khdaw.com393.53393.5kJ93.5kJ·molmmolmol若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com H-12（g）++(1/2)(1/2)((1/2)O1/2)O2（g）=H2O（l）ΔrHm(2)(2)==-285.82285.8kJ85.8kJ·molmmolmolC-12H6（g）+(7/2)O+(7/2+(7/2)O)O2（g）=2CO=2=2COCO2（g）+3H+3H2O（l）ΔrHm(3)(3)==-1559.81559.1559.81559.8kJ8kJ·molmmolmol不用查表，计算由石墨和氢气化合生成1mol1m1molColC2H6（g）反应的ΔrHm。解:根据Hess定律ΔrHm(C2H6))==2ΔrHm(1)(1)+++33ΔrHm(2)(2)-ΔrHm(3)(3)所以Δ-1rHm(C2H6))==22×××((－393.5)393.5393.5)393.5)+)++33×(－285.8)285.8285.8))－(－1559.8)1559.1559.8)1559.8)=8)=－84.68484.6kJ.6kJkJ···molmmolmol8．在用硝石制硝酸时，下列反应同时发生（1）KNOKNO3（s）++HH2SO4（l）==KHSOKHSOKHKHSOSO4（s）++HNOHNOHNO3（g）（2）2KNO2K2KNONO3（s）++HH2SO4（l）==KK2SO4（s）++2HNO22H2HNOHNONO3（g）制得的硝酸中80%80%是由反应（1）产生的，20%20%是由反应（2）产生的。问在25℃制取11kgHN1kgHNOkgHNOO3(g)(g)时将放出多少热量？已知KNOKNO3、H2SO4、KHSOKKHKHSOHSOSO4、HNOHNO3（g）、K2SO4的标准生成焓依次为-494.64494.6394.633、813.99813.9813.999、-1160.61160.1160.66、135.61135.635.6、-1437.791437.1437.7979（kJ·molmmolmol-1）。khdaw.com解：KNOKNO3（s）+H2SOSSOO4（l）==KHSOKHSOKHKHSOSO4（s）++HNOHNOHNO3（g）方程（1）Θ∆Hfm/(kJ•molmol-1))--494.-494.63494.6363813.9813.999-1160.6-1160-1160.6.6135.61135.635.6Θ∑∆Θ∑∆HΘ∆m=m(生成物)－fm（反应物）rHfHΘ△m-1rH(1)(1)===((－1160.61160.1160.61160.6+135.66+135.+135.6+135.6)6)－(－494.63494.6494.63494.63+3++813.99813.9813.99813.99)9))==－1344.361344.1344.361344.36kJ36kJkJ···molmmolmol2K2KNO2K2KNONO3（s）+H2SOSSOO4（l）==KK2SO4（s）+2HNO++2HNO2HNO3（g）方程（2）Θ∆Hfm/（kJ•molmmolmol-1）-4-494.-494.6394.6363813.99813.9813.999-1437.79-1437-1437.79.79135.61135.635.6Θ△m-1rH(2)=(2)=[-1437.79]+[-143[-1437.79]+[-1437.79]+27.79]+22×××(135.6)]-(135.(135.6)]-(135.6)]-[26)]-[2[2×××(-469.63)((-469.63)(-469.63)+(813.99)]=-469.63)+(813+(813.99)]=.99)]=－991.32991.3991.32991.32kJ2kJkJ···molmmolmol1000HNHNOHNOO3的相对分子量为63,63,11kgkgkgHNOHNHNOHNOO3的物质的量nn==63=15.9=15.9(mol)(mol)((mol)mol)制取11kgkgkgHNOHNHNOHNOO3(g)(g)时的反应热为80%×159.×(−1344课后答案网.36+20)%×159.×(−1041.32=)−.204×104kJ/kg9．甘油三油酸脂是一种典型的脂肪，当它在人体内代谢时发生下列反应C57H1041104104O6（s）++808080OO2（g）==557CO5757CO7COCO2（g）+52H+5+52H2H2O（l）Θ该反应的∆rHm=-3.353.3.3535×104kJkkJJ·molmmolmol-1，问如以当代男大学生平均每人每日耗能10125.3kJ1012510125.3kJ.3kJ，且以完全消耗这种脂肪来计算，每天需消耗多少脂肪？www.hackshp.cn101253.101253.n===.0302(mol)Θ33500∆Hrm解：每天消耗脂肪物质的量该脂肪相对分子量为884884；每天消耗脂肪的质量为：0.30200.302.302×884=267.0884=2884=267.0884=267.0(g)67.0(g)(g)10．葡萄糖（C6H121122O6）完全燃烧反应的方程式为C6H1122O6（s）++66O6OO2（g）=6CO6CO2（g）++6H6H2O（l）Θ该反应的∆rHm=-2820282820kJ20kJ·molmmolmol-1，反应热的约40%40%可用于肌肉活动的能量。试计算一匙葡萄糖（以3.8g3.3.8g8g计）在人体内氧化时，可获得的肌肉活动能量。解：葡萄糖相对分子量为180180；一匙葡萄糖(3.8g)(3.8g(3.8g))的物质的量为3.83.8///180180180===0.021(mol)0.0210.021(mol)(mol)一匙葡萄糖被氧化放出的热量为Θ×∆Hrm0.02100.021.021=0.02100.021.021×282028282020=59.25959.2kJ.2kJ可获得的肌肉活动能量559.25959.29.2.2×40%40%===23.723.72323.7kJ.7kJ111111．辛烷是汽油的主要成分，据附录的有关数据计算下列两个反应的热效应，并从计Θ算结果比较得出结论（已知：∆fHm（C-1）？8H18，l）=-218.97218.9218.97218.97kJ7kJkhdaw.com·molmmolmol若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com （1）完全燃烧C8H18（l）++OO2（g）→CO2（g）++HH2O（l）（2）不完全燃烧C8H18（l）++OO2（g）→C（s）+H2O（l）解：据附录查得下列物质C8H18(l),),OO2(g)(g),,,COCO2(g),C(s),((g),C(s),(g),C(s),Hg),C(s),H2O(l)的标准生成焓变分别为218.97kJ.mol218.9218.97kJ.mol7kJ.mol-1,00,0,,－3393.53393.5kJ.mol93.5kJ.mokJ.moll-1,00,,－285.832285.83285.83kJ.mol85.83kJ.mokJ.moll-1Θ∑∆Θ∑∆Θ∆rHm=fHm(生成物)－fHm(（反应物）C8H18（l）+（25/22525/2/2）O2（g）=8CO8CO2（g）+9H2O（l）Θ∆Hfm/（kJ•molmmolmol-1）-2-218.-218.9718.97970--393.5393.53393.593.5--285.83285.8285.833Θ△m-1rH(1)=(1)=888(((---393.5)393.5393.5)393.5)+)++999(((---285.83)285.8285.83)3)－0－((-218.97)-218.-218.97)-218.97)=97)=-5501.58-5501-5501.58-5501.58kJ.58kJkJ·mmolmolC8H181188（l）+（9/29/2）O2（g）=16C16C（s）+9H2O(OO((l)Θ∆Hfm/（kJ•molmmolmol-1）-2-218.-218.9718.979700--285.83285.8285.833Θ△m-1rH(2)=00+++999(((---285.83285.8285.83285.83)3)－0－((---218.97)218.9218.97)7)==2353.52353.2353.55kJ.kJ.·molmolΘΘkhdaw.com△rHm(1)(1)>>>>△rHm(2)，结论：完全燃烧放热量大。第二章第二章第二章化学反应进化学反应进行的方向和限度行的方向和限度习题与解答1．下列说法是否正确？如不正确，请说明原因。q（1）因为QP=ΔH，而ΔH与变化途径无关，是状态函数，所以V也是状态函数。答：错,H是状态函数，但是焓变（ΔH）不是状态函数。热量、功以及状态函数的变量“Δ”都不是状态函数。ΘΘ∆H∆G（2）单质的标准生成焓课后答案网(fm)和标准生成吉布斯函数变(fm)都为零，因此其标准熵也为零。答：错，因H和G的绝对值还无法得到，因此采用相对值，根据定义，∆HΘ∆GΘ最稳定单质的fm和fm都为零，而S有绝对值，除完美晶体在OK时的熵等于0外，其它条件下的熵（包括标准熵）皆不为零。但离子的熵也是相对值，是以氢离子为相对标Θ准（H+的Sm==00）www.hackshp.cn（3）对于纯固、液、气态物质而言，100kPa1100kPa00kPa、298K29298K8K是其标准态。答：对。虽然热力学标准态不指定温度，但是任何温度都有其对应的标准态。（4）H、S、G都与温度有关，但ΔH，ΔS，ΔG都与温度关系不大。答：错，一般认为反应的ΔH，ΔS与温度关系不大，但ΔGG==ΔH-TΔS所以ΔG与温度有关。Θ∆G（5）等温等压条件下，用rm就可以判断任何一个化学反应的方向。Θ答：错，等温等压条件下用∆rGm（>0或<0）判断反应方向，而不是用∆rGm。（6）化学反应进度可以度量化学反应进行的程度，所谓1mol1m1molol反应是指各物质按化学计反应方程式进行的完全反应。答：对Θ（7）K与KC、KP在数值上是相等的，但量纲不一定相同，∑νB=0ΘKΘ答：(有关数值)KC与K的数值相等；当B时，khdaw.comP与K的数若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com ∑υB=0Θ值也相等。（有关量纲）K没有量纲；当B时，KC与KP也都没有量纲；但是∑υB≠0B时，KC与KP有量纲；N(g)+3H(g)=2NH(g)例如合成氨反应223设平衡时p(NH3))=247=247=2=247kPa47kPa；p(N2))=1kPa=1kPa=1=1kPakPa；p(H2))=10kPa=10kPa==10kPa10kPa。P22NH(Pa)223⋅247000（Pa）33PN⋅PHPa⋅(Pa)34－5－2Kp＝22=1000×10000（Pa）==6.16.16.1×10(Pa)((Pa)(Pa)假如单位用atmatm，Kp==6.16.16.1×105atmaatmatm2；或用mmHgmmmmHgHg，Kp=1.06mmHg2。θ2(pp)NH3θθ3θ(pNp)(pHp)K=222khdaw.com（247000/100000）5=1.6×103=（1000/100000）×（10000/100000）∑υB≠0Bθ可以看出时，Kp有量纲，且数值与K不等。Θ∆G（8）rm>>00，反应不能自发进行，但其平衡常数并不等于零。Θ∆G答：rm>>00，只能说明在标准态下，过程不能自发进行。在非标准态下，Θ∆G而且|rm|又不是很大时，不能用于判断反应方向。可逆反应平衡常数都不应为零。2．选择题（将正确答案的标号填入空格内）(1)(1)下列物理量属于状态函数的是①②③⑤⑦⑧。①T②p③V④W⑤H⑥ΔH⑦S⑧G答：正确答案为①②③⑤⑦⑧。课后答案网(2)(2)生产水煤气的反应为C（s）++HH2O（g）======COCOCO（g）+H2（g）Θ该反应的∆rHm==131.3131.31131.3kJ31.3kJ·molmmolmol-1，则该反应是①（∵系统ΔH>0，ΔS>0）。①低温下正向不自发，高温下正向自发；②低温下正向自发，高温下正向不自发；③任何温度下正向都自发；④任何温度下正向都不自发答：正确答案为①。www.hackshp.cnΘS3．不用查表，将下列物质按标准熵m值由大到小的顺序排列。（1）Si（s）（2）Br（l）（3）Br（g）ΘΘΘSSS答：m（3）>m（2）>m（1）ΘΘΘ∆G∆H∆S4．给出下列过程的rm，rm，rm的正负号（或零）273K27273K3KH（1）电解水生成H2和O2；（2）H2O（g）2O（l）；（3）H268K26268K8K2O（l）H2O（s）答：各变化量的符号如下表所示ΘΘΘ∆G∆H∆Srmrmrm（1）+++（2）---（3）--khdaw.com-若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 5．SiCSiC是耐高温材料，问以硅石（SiOSiO2）为原料，在标准状态和298K29298K8K时能否制得SiCSiC。解：SiOSiO2+C=SiCSiC+CΘ∆Gfm/(/(kJkJ·molmmolmol-1)--856.-856.67856.67670-62.76-62.7-62.7660Θ-1∆G=−62.76−(−856.67)=793.91kJ⋅molrm＞0。结论：不能在此条件下制备SiCSiC。6．由二氧化锰制备金属锰可采取下列两种方法（1）MnOMnOMnO2（s）++2H2H2H2（g）=Mn（s）++2H22HH2O（g）ΘΘ∆rHm=37.22=37.22kJkJ·molmmolmol-1∆rSm=94.96J·molmol-1·K-1（2）MnOMnO2（s）+2+2CC（s）==MMnn（s）++2CO22CO2CO（g）ΘΘ∆rHm=299.8=299.8kJkJ·molmmolmol-1；∆rSm=363.3J·molmol-1·K-1试通过计算确定上述两个反应在2298K29298K98K8K、标态下的反应方向？如果考虑工作温度越低越好，则采用那种方法较好？解：（1）MnOMnO2(s)(s)+++2H22HH2(g)((g)(g)g)===Mn(s)Mn(s)MnMn(s)+(s)++2H2H2O(g)OO(O(g)(g)g)khdaw.comΘΘΘ△mmm-1－29298298×8××94.9694.96994.96×4.96××1010-3--33-1)rG=△rH－T△rS=37.22kJ·molmol=8=8.92=8.922=8.922(kJ.9222(kJ(kJ·molmol(2(2)(2)MnO)MnOMnOMnO2(s)(s)+++2C(s)22C2C(s)=C(s)(s)==Mn(s)Mn(s)MnMn(s)+(s)++2CO(g)2CO(g2CO(g))ΘΘΘ△mmm–3==191.51191.5kJ91.5kJ·molmmolmol-1rG=△rH－T△rH==299.8299.82299.899.8―298298×××363.3363.33363.3×63.3××1010Θ∆G上述两个反应的rm均大于0，所以298K29298K8K，100100kPakPa下反应都不能自发正向进行。Θ∆rHm37.22T≈==391.95转1Θ−3∆S94.96×10rm（K）2998.T≈=8252.转2−33633.×10（K）答：若考虑工作温度越低越好，易采用方程（1）的方法。7．汞的冶炼可采用朱砂（课后答案网HgSHgS）在空气中灼烧2HgS2H2HgSgS（s）++3O3O2（g）=2HgO2H2HgOgO（s）++2SO2SO2SO2（g）而炉中生成的HgOHgO又将按下式分解2HgO2H2HgOgO（s）==2Hg2Hg2Hg（g）++OO2（g）试估算炉内的灼烧温度不得低于多少时，才可以得到Hg（g）？ΘΘ已知HgSHgS（s），HgOHwww.hackshp.cngO（s）的∆fHm分别是-58.25858.2kJ.2kJ·molmmolmol-1，-90.83990.83kJ0.83kJ·molmmolmol-1；∆fGmΘ分别是-50.65050.6.6，-58.56558.568.56（kJ·molmmolmol-1）；Sm分别是82.48282.4J.4J·molmol-1·K-1和70.29770.29J0.29J·molmol-1·K-1。解：查表得2HgS2H2HgSgS（s）+3O2=2HgO22H2HgOHgOgO+2SO2SO2Θ∆Hfm/（kJ·molmmolmol-1）-5-58.2--58.258.28.20--90.8390.83990.830.83-297.04-297.-297.0404ΘSm/（J·molmol-1·K-1--11）882.48282.42.4.4205.0205.03370.29770.290.29248.11248.1248.111Θ-1∆H=2×(−297.04)+2×(−90.83)−2×(−58)2.−0=−659.34kJ⋅molrmΘ−1−1∆S=2×248.11+2×70.29−3×205.03−2×824.=−143.09J⋅molKrmΘΘ∆H∆Srm＜０；rm＜0，低温自发，高温非自发。Θ∆rHm659.34T===46079.K转Θ−3∆S143.09×10rm结论（1）：当升温至T＞4607.7K4607.4607.7K7K时,反应由自发转变为非自发。2HgO2H2HgOgO=2Hg2Hg+O2khdaw.com若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com Θ∆HfmkJ·molmol-19090.83990.830.83.8300ΘSmJ·molmol-1·K-1--117070.29770.290.29.2976.02776.026.02205.0205.033Θ()-1∆H=0+0−2×−90.83=181.66kJ⋅molrmΘ−1−1∆S=2×76.02+205.03−2×70.29=216.49J⋅molKrmΘΘ∆H∆Srm＞０；rm＞0，低温非自发，高温自发。Θ∆rHm181.66T===839.11K转Θ−3∆S216.49×10rm；结论（２）当升温至T＞839.11K839.1839.11K1K时,反应由非自发转变为自发进行。所以，当839.11K839.1839.11K1K＜T＜4607.9K4607.4607.9K9K时。才可得到Hg(g)HHg(g)g(g)。8．汽车尾气中含有CO，能否用热分解的途径消除它？1Θ已知热分解反应为CO（g）==CC（s）+2O∆rHm-1，khdaw.com2（g），该反应的==110.5110.51110.5kJ10.5kJ·molmmolmolΘ∆rSm=-89J89J·molmol-1·K-1。ΘΘΘΘΘΘ解:∵△rGm=△rHm--TT△rSm，此反应△rHm＞0，△rSm＜0∴△rGm永远大于零，Θ−1∆G(298K)=173.0kJ⋅mol说明此反应在任何温度下反应都不能自发进行，又因rm>>Θ0，K很小（9.59.5×10-25-2-25-255），平衡产率很低，故不能用热解法除CO。9．在229298K98K88KK，100kPa1100kPa00kPa条件下，金刚石和石墨的标准熵分别为2.452.2.4545J·molmol-1·K-1和5.715.5.7171J·molmol-1·K-1，它们的燃烧反应热分别为-395.40395.4395.40395.40kJ0kJ·molmmolmol-1和-393.51393.5393.51393.51kJ1kJ·molmmolmol-1，试求：Θ∆G（1）在298K29298K8K，100kPa1100kPa00kPa条件下，石墨变成金刚石的rm。（2）说明在上述条件下，石墨和金刚石那种晶型较为稳定？ΘΘ解:已知:Sm1··KK-1,Sm-1··KK-1--11(石)=5.71J=5.71=5.71J=5.71J·J··molmolmol(金)=2.45==2.45J2.45JJ···molmolmol课后答案网Θ+O++OOm-1C(石)2(g)=CO((g)=COg)=CO2(g)(g)△rH(1)(1)===---3935139351339351kJ9351kJkJ···molmmolmolΘ+O++OOm-1C(金)2(g)=CO((g)=COg)=CO2(g)(g)△rH(2)=(2)=---395.40395.4395.40395.40kJ0kJkJ···molmmolmol方程(1)(1)——方程(2)(2)得方程（3）C(石)→C（金）根据HessHess定律ΘΘΘ该反△mmm-1rH(3)=△rHwww.hackshp.cn(1)(1)--△rH(2)(2)===-393.51-393.-393.51-393.51-51--(-395.40)(-395(-395.40)(-395.40)=.40)==1.891.891.1.89kJ89kJkJ···molmmolmolΘ△m-1··KK-1--11rS=2.45=2.45---5.71=5.71=55.71=-.71=--3.263.263.3.26J26JJ···molmolmolΘΘΘ△mmm-3--33-1rG=△rH-T△rS==1.891.891.1.89-89--298298298×××(((---3.26)3.26)33.26)×.26)××1010==22.862.2.86kJ.8686kJkJ···molmmolmolΘ∵△rGm>>00∴298K,2298K,98K,100kPa1100kPa00kPa下,石墨较稳定10．计算合成氨反应N2（g）++3H3H2（g）==2NH22NH2NH3（g）在673K67673K3K时的标准平衡常数，并指出在673K67673K3K，下列三种情况下反应向何方向进行？（1）p（NH3）==304kPa3304kPa04kPa，p（N2）==171kPa171kPa1171kPa71kPa，p（H2）==2022kPa2022k2022kPaPa；（2）p（NH3）==600kPa6600kPa00kPa，p（N2）==625kPa625kPa6625kPa25kPa，p（H2）==1875kPa1875k1875kPaPa；（3）p（NH3）==100kPa1100kPa00kPa，p（N2）==725kPa725kPa7725kPa25kPa，p（H2）==2175kPa2175k2175kPaPa；Θ解：首先用热力学数据求出K。查表得N2(g)(g)++3H2(g)((g)(g)=22NHNH3(g)((g)(g)Θ△m-1）00－46.11446.116.11rH/（kJ•molmmolmolΘSm/（J·molmol-1·K-1--11）191.51191.5091.500130.57130.5130.577192.3192.344khdaw.com若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com Θ△m-1rH==222××（--46.1146.11446.116.11）==---92.2292.22992.222.22kJkJ···molmmolmolΘ△m-1··KK-1--11rS==222×××192.34192.3192.34192.34-4--333×××130.57130.5130.57130.57-7--191.50191.5191.50191.50=0=--198.53198.5198.53198.53J3JJ···molmolmolΘΘΘ△mmm-3--33rG(673K)=△rH-T△rS=--92.2292.22992.22×2.22××---673(-673(-6673(-198.53)73(-198.5198.53)198.53)×3)××1010==441.3941.39kJ41.39kJ·1.39kJkJ··molmolmol-1··KK--11Θ−∆rGm−41.39Θ−3lnK=RT=.8314×10×673=--7.3977.39777.397.397；Θ––44JΘK==6.136.136.6.13×13××1010，再求出各条件下的P，与K进行比较。Θ2(304p)(Θ()Θ3)Θ(1)(1)J1=171p2022p=6.5=6.5×××1010--44J1>K∴反应逆向进行在计算压力商（J）时，各项一定要用相对压力，而且注意分子和分母的单位要一致，在此Θ单位用的是khdaw.comkPa，得出的结果J与K进行比较后，做出判断。Θ2(600p)(Θ()Θ3)Θ(2)(2)J2=625p1875p=8.7=8.7×××1010--44J2>K∴逆向进行Θ2(100p)ΘΘ3Θ(3)(3)J3=(725p(2175)p=1.3=1.3×)××1010-5--55J3>00，∴不能用C还原出CuΘ∆G121122．已知SiFSSiFSiF4（g）、SiClSiSiClCl4（g）的标准生成吉布斯函数（fm）分别为-150615150606和-569.85569.869.8-1），试用计算说明为什么HF（g）可以腐蚀SSiOSiO（kJ·molmmolmol2，而HClHCl（g）则不能？解：4HF(g)44HF(g)HF(g)+SiOSiO2(g)(g)=SiFSiF4(g)(g)+2H2O(1)OO(O(1)(1)1)Θ△m-1）27273.2273.223.222856.67856.6856.677-150615150606237.18237.1237.188fG/（kJ•molmmolmolΘΔm-1rG==222×××(237.18)+(237.(237.18)+(237.18)+(18)+(-1506)11506)–506)––(856.67)(856.(856.67)(856.67)–67)––444×××(273.22(273.(273.22(273.22)22))==–2981.1919kJkJkkJ·J··molmmolmolΘΔrGm＜＜0，∴反应可正向进行，HF可被用来腐蚀SSiOSiO2。4HCl(g)4HCl(4HCl(g)4HCl(g)+g)++SiOSiOSiO2(g)(g)===SiClSiClSiSiClCl4(g)(g)+++2H2H2O(OO((l)khdaw.comΘ△m-1）–995.30995.305.30–856.67856.6856.677–569.85569.869.8–237.18237.1237.188fG/（kJ•molmmolmolΘ△m-1rG=2=2×××((–237.18)237.1237.18)237.18)+8)++((–569.8)569.8569.8)569.8)-()-(–8856.6856.67)856.67)-56.67)7)--44×(–95.30)95.3095.30)95.30)=)==193.71193.7193.71193.71kJ1kJkJ···molmmolmolΘ∵△rGm>>00∴不能正向进行，HClHCl不能被用来腐蚀SiOSiO2。13．试通过计算说明，为什么用BaCOBBaBaCOaCOCO3热分解制取BaOBaO，反应温度要在1580K11580K580K左右，而将BaCOBaBaCOCO3与碳黑或碎炭混合，按下式反应：BaCOBaBaCOCO3（s）++CC（s）==BaOBaOBaO（s）++2CO2CO2CO（g）Θ则所需温度可显著降低。已知BaCOBaBaCOCO∆fHm-1，3（s）和BaOBaO（s）的分别是-1216121216kJ16kJ·molmmolmolΘ-548.15548.1kJ48.1kJ·molmmolmol-1；Sm分别是112112JJ·molmol-1·K-1和72.09J72.0972.09JJ·molmol-1·K-1。解BaCOBaBaCOCO3=BaOBaO+CO2Θ△m-1）－1121612121621616－548.15548.148.1－393.53393.593.5fH/（kJ•molmmolmolΘ课后答案网Sm/（J·molmol-1·K-1--11）112111211272.09772.092.09213.6213.644Θ△m－1rH=－393.53393.5+93.5+（－548.15548.148.1）—（－121612121616）==274.4274.42274.4kJ74.4kJkJ···molmmolmolΘ△m－1··KK－1rS=213.64213.6213.64213.64+4++72.0972.09772.092.09—112112=173.73173.7173.73173.73J3JJ···molmolmolΘΘ∆H∆Srm＞０；www.hackshp.cnrm＞0，低温非自发，高温自发。Θ∆rHm2744.×1000=Θ∆S173.73转化温度T=rm==1580K1580K11580K580KBaCOBaBaCOCO3+C=BaOBaO+2CO2COΘ△m-1）－11216121216216160－548.15548.148.1－110.53110.5110.533fH/（kJ•molmmolmolΘSm/（J·molmol-1·K-1--11）11211121125.745.5.747472.09772.092.09197.56197.5197.566Θ△m－1）rH==22×(－110.53)+110.5110.53)+3)+（－548.15548.148.1）－0－（－121612121616）==446.84446.8446.844（kJkJ···molmmolmolΘ△m－1··KK－1)rS==22×197.56197.5197.56197.56+6++72.0972.09772.09-2.09--5.745.745.5.74–74––112112112===349.47.0(J349.4349.47.0(J349.47.0(J·7.0(J··molmolmolΘ∆Hrm446.84×1000Θ∆S转化温度T=rm=349.47==1278.61278.1278.66（K）第三章第三章化学反应速率化学反应速化学反应速率率khdaw.com若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 习题与解答1．下列说法是否正确？如不正确，请说明原因。（1）每种分子都具有各自特有的活化能。答：不正确，活化能是活化分子所具有的最低能量与反应物分子平均能量之差。（前提:发生化学反应；特点:活化能是个差值，是对化学反应而言的。）（2）影响反应速率的几个主要因素对反应速率常数也都有影响。答：温度和催化剂同时影响反应速率和速率常数；浓度和压强只影响反应速率。（3）如果某反应速率方程中每一反应物的级数，都与相应化学计量方程式中的化学计量数相同，则该反应必是元反应。答：否，例如H2+I2=2HI==2=2HI2HIHI速率方程为v=kc（H2）c（I2），曾经长期被认为是简单反应。但研究表明，此反应经历了两个步骤2c(I)K=2①I2⇔I2（快反应，可逆平衡）；c(I2)；c(I)=K⋅c(I2)；H+I2→2HI②2（慢反应，元反应）；khdaw.comν=k⋅c(H)⋅c2(I)c2(I)=K⋅c(I)根据质量作用定律22；[将2带入]ν=k⋅c(H)⋅K⋅c(I)k⋅c(H)⋅c(I)得到其速率方程：222=22虽然其速率方程看起来是元反应，但此反应是复杂反应。（4）加催化剂不仅可以加快反应速率，还可影响平衡，也可使热力学认为不能进行的反应自发进行.答：否，加催化剂只改变反应速率，不能影响化学平衡，也不能改变反应方向。（5）反应级数只能是0或正整数。答：错，反应级数不仅可以为0或正整数，而且可以为小数或负数。（6）所有化学反应速率都和温度成正比。答：不对，多数化学反应符合ArrheniusArrheArrheniusnius公式，但是一部分化学反应速率与温度的关系比较复杂，甚至有些反应（例如NO+ONONO+O+O2=NO=NO2）与温度成反比。（7）升高温度可以加快所有化学反应的速率。答：错[见(6)](6(6)])]。2．选择题（将正确答案的标号填入空格内）课后答案网（1）已知反应A++2B2B2B===2D22DD的速率方程为v=kc（A）c2（B），则该反应（③）①是元反应②是非元反应③应由实验确定④无法确定答：（1）题的正确答案是③。（2）升高温度可以增加反应速率，主要原因是（②）www.hackshp.cn①增加分子总数②增加活化分子总数③降低反应的活化能④使反应向吸热方向进行答：（2）题的正确答案是②。（3）链反应的基本步骤有（②），在链传递过程中，产生的自由基数目大于消耗掉的自由基数目的链反应是（④）。①链的引发，链的传递②链的引发，链的传递，链的终止③直链反应④支链反应答：（3）题的正确答案是②和④。3．用锌和稀硫酸制取氢气，该反应的ΔrH为负值，在反应开始后的一段时间内反应速率加快，后来反应速率又变慢，试从浓度、温度等因素来解释此现象。答：开始时，因为反应放热，使体系温度升高，加快反应了速率；随反应物的消耗，其浓度下降，反应速率随之变慢。4．反应A（g）++BB（g）==2D2D（g），ΔrH为负值，当达到化学平衡时，如改变下表中各项条件，试将其他各项发生的变化的情况填入表中：改变条件增加A的分压增加压力降低温度使用催化剂正反应速率khdaw.com若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 速率常数k正答：改变条件增加A的分压增加压力降低温度使用催化剂正反应速率↗—↘↗速率常数k正——↘↗5．化学反应发生爆炸的原因是什么？H2和O2的混合物（2:12:1）的爆炸半岛图上为什么存在三个爆炸极限？答。通常发生在自由基产生速率大于其销毁速率时，温度、压力和混合气体的组成都是影响爆炸的重要因素。在爆炸半岛图上，当压力处于第一与第二爆炸极限时，支链反应速率加快，自由基产生速率大于销毁速率而发生爆炸；当压力升至第二和第三爆炸区间时，自由基销毁速率大于产生速率，进入慢速反应区，不发生爆炸；当压力达到第三爆炸限以上时，发生的是热爆炸。6．在660K66660K0K时，反应2NO2NO+++OO2==2NO2NO2NO2的有关实验数据如下表-1）c（O-1-1-1）c（NO）/（molmol·L2）/（molmol·L）v（NO）/（molmmolmol·L·skhdaw.com0.01000.010.0100.01000.010.0102.52.5×10-3--330.0.01000.010.0100100.02000.020.0205.05.0×10-3--330.0.03000.030.0300300.02000.020.0204.54.5×10-2--22求：（1）反应的速率方程及反应级数（2）速率常数k-1，c（O-1（3）c（NO）==0.035mol00.035mol.035mol·L2）==0.025mol0.0250.025molmol·L时的反应速率。xyv=kc(NO)⋅c(O)解：（1）速率方程通式可写作：2将各级浓度及相应反应速率数据代入上式，可得2.52.5×10-3--33=k(0.01)x(0.01)(0.01(0.01))y①5.05.0×10-3--33=k(0.01)x(0.02)(0.02(0.02))y②4.54.5×10-2--22=k(0.03)x(0.02)(0.02(0.02))y③由（1）、（2）可得yy===11，由（1）、（3）可得xx===22。将xx=2,=2,=2,yy===11代入速率方程，可2[c(O得v=k[c（NO）]2)]；反应级数为3级（2）将yy=1=1=1，x=2课后答案网代入①②③中任意式，可得k==2.52.52.5×103··molmmolmolol···ll-1··ss--11（3）将k值及浓度数据代入速率方程，v==2.52.52.5×××10103××(0.035)((0.035)0.035)2××0.0250.02500.025=.025==7.67.67.6×××1010-2--22momolmol·l··ll-1··ss--1160Co7．放射性27所产生的强γ辐射，广泛用于癌症治疗。放射性物质的强度以“居里”表示。某医院一个20居里的钴源，经一定时间后钴源的剩余量只有www.hackshp.cn55.35.3居里。问这一钴源60Co已有多少时间了。已知27的半衰期为5.26a55.26a.26a。.0693.0693−1由t=，可得，k==.0132a1解：此反应为一级反应，2k.526act=−kt-1、cc0将k==0.132a0.1320.132aa0==2020居里、ct==5.35.35.3居里，代入ln，3.5则ln20==---0.1320.13200.132.132t；t==10.06a10.0610.06aa8．某药物分解反应为一级反应，在37℃时，反应速率常数k为0.46h00.46h.46h-1，若服用该药0.16g00.16g.16g，问该药在胃中停留多长时间方可分解90%90%。ct=−ktc解：将ct==(((1-1-1-90%)9090%)×%)××0.160.160.0.16=16==0.016g0.0160.016gg代入一级反应速率方程为khdaw.comln0，，得若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com .0016ln.016=－0.460.0.4646t；t==5h5h9．在5500K50500K00K0K时，硝基甲烷（CH3NONNOO2）的半衰期是6650s65650s50s0s。试求该一级反应的（1）速率常数。（2）硝基甲烷的浓度由0.05mol0.05m0.05molol·L-1减至0.0125mol0.0120.0125mol5mol·L-1所需时间。（3）继（2）之后1h硝基甲烷的浓度。.0693.0693−3k===.107×10t6501解：（1）一级反应；2（s-1）--11,c1（2）ct==0.0125mol0.0120.0125mol0.0125mol·5mol··LLo==0.05mol0.05m0.05mol0.05mol·ol··LL代入一级反应速率方程，可得ct=.00125lnc0ln.005=－1.071.1.0707×103t；t==1300s1300s11300s300st1（或推论，反应由0.05mol0.05m0.05mol0.05mol·ol··LL-1减至00.0120.0125mol0.0125mol·.0125mol5mol··LL1经历两个半衰期，因此t==222××2=1300s）khdaw.com（3）继（2）以后，反应时间为t==13001300131300+360000+3600++3600=3600==4900490049490000（s），代入速率方程表达式，ct得ln.005==---1.071.071.1.0707×10--33×490049490000；c––44t==2.642.642.2.64×64××1010101100．在稀的蔗糖溶液中（即水大量存在）发生下列反应：C1122H222222O111111（aaqq）++HH2O（l）2C6H121122O6（aaqq）该反应为一级反应，若该反应的速率常数k为0.034h0.0340.034hh-1，且蔗糖溶液的起始浓度为0.01000.010.010molmol·L-1，试求：（1）蔗糖水解反应的起始速率；（2）5h后蔗糖的浓度。解：（1）该一级反应的速率方程可写作v=kkcc（C12H222222O111111）起始速率v==0.0340.03400.034×.034××0.0100.01000.010=.010==3.43.43.4×××1010--44mmolmolol···LL-1··ss-1--11ctct课后答案网ln=−.0034×5（2）llnnc0==--kktt.001ct==0.00840.0080.00840.0084mol4molmol···LL-1111111．某病人发烧至4400℃，使体内某一酶催化反应的速率常数增大为正常体温（37℃）时的11.231.1.23.2323倍。试求该催化反应的活化能。kEaT−T221ln=()解：由阿氏公式www.hackshp.cnk==AA·eEa/RT，可得k1RT1T2将T1==273273273+++373737===310K,3310K,10K,T2==273273273+++404040===313K,3313K,13K,k2==1.231.231.1.2323k1代入公式，有kEaT−T221ln=()kRTT112；.123k1Ea313−310=()−3k.8314×10310×313ln1∴Eaa===55.7055.70555.70kJ5.70kJ•molmmolmol-1121122．反应2NOCl22NOClNOCl（g）==2NO2NO2NO（g）++ClCl-12（g）的活化能为1101kJ1101kJ01kJ·molmol，-5-1-1，试求400K40400K0K时的速率常数k300K30300K0K时，速率常数k1为2.802.2.8080×10L·molmmolmol·s2。kEaT−T221ln=()kRTT解：由112；khdaw.com若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com k2101400−300ln=()−5−3有.280×10.8314×10300×400；k-1··ss--112==0.6980.69800.698L.698LL···molmolmol131133；已知青霉素G的分解反应是一级反应，37℃时其活化能为884.88484.84.8.8kJ·molmmolmol-1，指前因子A为4.24.2×10121122h-1，试求3377℃时该反应的速率常数k。解：代入阿氏公式k==AAA···ee-Ea/RT得−312−84.8/4.314×10×(273+37)k=4.2×10e=7.2=7.2×××1010––33h--11141144．300K330300K00K0K时，下列反应H2O2（aq）==HH2O（l）+（1/21/2）O2（g）的活化能为75.3kJ75.3k75.3kJJ·molmol-1。若用I-催化，活化能降为56.5kJ56.5k56.5kJJ·molmol-1；若用酶催化，活化能降为25.1kJ25.1k25.1kJJ·molmol-1。试计算在相同温度下，该反应用I–催化及酶催化时，其反应速率分别是无催化剂时的多少倍？khdaw.com解：由ArrheniusArrheArrheniusnius公式，有k==AAA···ee-Ea/RT−Ea−/RTk1()−e1()=753.−565.k−Ea(无)/RT.8314×10−3×300用I-催化时，(无)e=e=1.9=1.9×××10103倍ke−Ea(酶)/RT(酶)=753.−251.k−Ea(无)/RT−3(无)e=e.8341×10×300=5.5=5.5×××10108倍有酶催化时，第四第四章第四章章溶液及溶液中的离子平衡溶液及溶液溶液及溶液中的离子平衡中的离子平衡习题与解答1．下列说法是否正确？如不正确，请说明原因。（1）物质的量浓度的优点是与温度无关，而质量摩尔浓度和物质的量分数课后答案网与温度有关。答：否，（体积）物质的量浓度与温度有关，而质量摩尔浓度和物质的量分数浓度都与温度无关。（2）直链羧酸通式为CH3(CH((CH(CH2)nCOOHCOCOOHOH，当n值增大时，羧酸在极性溶剂水中的溶解度变小，而在非极性溶剂如www.hackshp.cnCClCCl4中的溶解度将增大。答：对。（3）溶液的蒸气压随着溶解的质量的增加而增加。答：错，溶液的蒸气压随所溶解的难挥发溶质的质量增加而降低，从而引起溶液的沸点上升和凝固点降低。对难挥发、非电解质的稀溶液，其蒸气压下降满足下式*p⋅xΔp=质Δp：蒸气压下降值；Kp：凝固点降低常数，与溶剂的性质有关；b：质量摩尔浓度。若溶质是易挥发的，则蒸气压上升。（4）由于海水和淡水的渗透压不同，所以海水和淡水鱼不能调换生活环境，否则将会引起鱼体细胞的肿胀和萎缩，使其难以生存。答：对。（5）在氢硫酸（H+(aq)(a(aq)q)和S2-（aqaaqq）浓度之比应为2:1。2S）中，H答：否，H+）>>c（S2-）,这是因为氢离子浓度主要来自于一级解离，2S溶液中c（H2-离子浓度近似等于其二级解离常数，而且K而Sa1>>Ka2。（6）缓冲溶液是指在一定范围内溶液的pH不因稀释或外加酸（或碱）而发生明显改变的溶液。khdaw.com若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 答：不确切，缓冲溶液是指在一定范围内,溶液的pH不因稀释、浓缩或外加少量酸（或碱）而发生明显改变的溶液。2．选择题（将正确答案的标号填入空格内，正确答案可以不止一个）:（1）通常加热可以使固体在液体中的溶解度增大是由于__①_。①固体在液体中溶解多为吸热过程，②固体在液体中溶解多为放热过程③固体的熵值增加④液体的熵值增加正确答案为①。（2）要提高萃取分离的效率，可__③_____。①多加萃取剂②升高温度③多次萃取④降低温正确答案为③。（3）在两只烧杯中分别装上纯水和饱和的糖水，并用钟罩将其罩住，将发现_②_③__。①装有纯水的烧杯中的纯水逐渐增加②装有纯水的烧杯中的纯水逐渐减少khdaw.com③装有饱和糖水的烧杯中的水逐渐增加④装有饱和糖水的烧杯中的水逐渐减少正确答案为②和③。3．试用溶度积规则解释下列事实:（1）Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液中。-2+-答：NH4Cl为强酸弱碱盐，显酸性，可中和部分OH，[Mg(OH)2=Mg+2OH]使Mg(OH)2的离子积小于溶度积而溶解。（2）ZnSZnS能溶于盐酸和稀硫酸，而CuSCuS却不能溶于盐酸和稀硫酸，但能溶于硝酸中。2−K1K2c(H2S)c(S)=2+答：由式c(H)可知，c(S22--)与溶液中c(H+)2有关，当溶液中c(H+)增加时，c(S2—)c减小，在盐酸和稀硫酸溶液中的c（H+）足以使c(Zn2+)与c(S2—)的离子积小于ZnSZnS的溶度积（K-2-24-244-3-37-377spZnS==1.61.61.6×10），而KspCuS==6.36.36.3×10,非氧化性酸2+2—)的离子积小于CuSCuS的溶度积，只有氧化性酸（HNOHNO不足以使c(Cu)与c(S3等）可以将S2-氧化，而大大降低课后答案网c(S2—)),,使CuSCuS溶解.（3）BaSOBaBaSOSO4不溶于稀盐酸中。+-不能与BaSOBBaBaSOaSOSO2+22++2—答：盐酸中的H或Cl4中解离出来的离子（Ba或SOSSOO4）反应，即盐酸不能降低溶液中c(Ba2+2—)，所以BaSOBaBaSOSO)或c(SO44不溶于稀盐酸。4．填充题:（1）热电厂废水排放造成热污染的原因是___热的废水使天然水体的温度www.hackshp.cn升高，溶解氧的浓度降低，厌氧菌和水藻增加，水体质量恶化___。（2）水中加乙二醇可以防冻的原因是水中溶解溶质后使水的凝固点降低。（3）氯化钙和五氧化二磷可用作干燥剂的原因是_在它们的表面所形成的溶液的蒸气压显著下降，可不断地吸收水蒸气，使体系中的水分降低。（4）人体输液用的生理盐水及葡萄糖溶液的浓度不能随意改的原因是_保证所输入的液体与人体血液的渗透压相近或相等__。35．盐酸含HCl37.0%(质量分数)，密度为1.19g/cm。计算:（1）盐酸的物质的量浓度(c)。（2）盐酸的质量摩尔浓度(bB)。（3）HCl和H2O的物质的量分数(x2和x1)。1000×.119×370.%解：(1)盐酸的分子量为36.5,c=365.=12.06molmol·L-11000×370.%(2(2)(2))bB=365.×1(−370.%)=16.09molmol·kg-1--11khdaw.com若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 370.%/365.=.0225370.%/365.+1(−370.%)/18(3)x2=；x1=1-x2=0.7756．由于食盐对草地有损伤，因此有人建议用化肥如硝酸铵或硫酸铵代替食盐来融化人行道旁的冰雪。下列化合物各100g溶于1kg水中，问哪一种冰点下降的多？若各0.1mol溶于1kg水中，又问哪一种冰点下降的多？（1）NaClNaNaClCl(2)(2)NH4NONNOO3(3(3)(3))(NH(NH4)2SO4答:根据依数性定律，答案分别为（1）；（3）NaClNaNaClClNH4NONNOO3(N(NH(NHH4)2SO4100g物质含离子数100×2/58.5100×2/80100×3/132（mol）0.1mol物质含离子0.20.20.3数（mol）khdaw.com7．3.62g尼古丁溶于73.4g水中，其凝固点降低了0.563℃。求尼古丁的相对分子质量。∆t=Kf⋅bB-1解：由公式可得bB=0.563/1.86=0.303mol·kg.362×1000M==1628.尼古丁的分子量为734.×.0303-18．树干内部树汁上升是渗透压所致.设树汁是浓度为0.200.0.2020mol•L的溶液,在树汁的半透-1膜外部水中非电解质浓度为0.02mol•L.试估计在25℃时,树汁能够上升多高。解：根据求渗透压公式Π=ΔcRT=(0.20-0.02)×8.314×298=446kPa≈48m-19.252255℃时,0.1moll甲胺（CH3NH2）溶液的解离为6.9%+-CH3NH2(aq)+H2O(l)=CH3NH3(aq)+OH(aq)试问:相同浓度的甲胺与氨水哪个碱性强?-)=c（CH-1解：甲胺中c(OH课后答案网3NHNNHH2）•α==0.10.10.1×××6.9%6.9%6.6.9%=9%==0.00690.0060.00690.0069mol9molmol···LL0.1mo0.0.1mol0.1mol·1moll··ll1氨水中KC−5c(OH-))==bb=.174×10×1.0==0.001330.0010.001330.00133mol33molmolLL-1结论：相同浓度时，甲胺的碱性更强-11100．在1L0.1molLwww.hackshp.cnHAc溶液中,需加入多少克的NaAc·3H2O才能使溶液的pH为5.5？（假设NaAc·3H2O的加入不改变HAc的体积）。caKa解：该系统为缓冲溶液c（H+）=cs；1.010-5.5-5-5.5.5==1.741.741.1.74×74××1010-5--55cs；c-1。s==0.0550.05500.055mol.055molmol•L需加醋酸00.550.0.55.5555×136=74.8g11．某一元弱碱（MMOHMOHMOH）的相对分子量为125125，在25℃时将1g此碱溶于0.1L水中,ΘK所得溶液的pH为11.0,求该弱碱的解离常数b。1×1000−1c==.008mol⋅Lb解：为弱碱电离体系统，此弱碱的浓度125×100，−−14−110.(OH)=10/10=Kc=K×.008cbbb，khdaw.com若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 求出Kb=1.25××1010-5--55。121122．Pb(NOPbPb(NO(NO-1，问3)2溶液与BaClBaBaClCl2溶液混合，设混合液中Pb(NOPbPb(NO(NO3)2的浓度为0.20mol0.20m0.20molol•L((1)(1)在混合溶液中Cl-的浓度等于55.05.0×10-4molmol•L-1时，是否有沉淀生成?((2)(2)混合溶液中Cl-的浓度多大时，开始生成沉淀?(3)((3)(3)混合溶液中Cl-的平衡浓度为66.06.0×10-2molmol•L-1时，残留于溶液中的Pb2+2+的浓度为多少?解：（1）离子积c(Pb2+)c(Cl-1)2==00.20.2×(5.0(5(5.0.0×10-4--44)2=5==55×1100-8--88>TeTTee课后答案网>>SeSSee；（2）电负性SSeSe>e>TeTTee>>SbSSbb；（3）原子半径SbSb>>TeTTee>>SeSSee；（4）第一电离能Se>Te>SbSe>TeSe>Te>Sb>Sb。8．设有元素A、B、C、D、E、G、L和M，试按下列所给予的条件，推断出它们的符号及在周期表中的位置（周期、族），并写出它们的外层电子构型。（1）A、B、C为同一周期的金属元素，已知C有三个电子层，它们的原子半径在所属周期中为最大，且Awww.hackshp.cn>>BBB>>>CC；答：1）有三个电子层，半径最大是第三周期的前三个元素，A：NaNa，IA族,,3s,3s1；B：Mg,Mg,IIAIIAIIA族,,3s3s3s2；C：Al,AlAl,Al,IIIA,IIIA族,,3s3s33ss23p33pp1；（2）D、E为非金属元素，与氢化合生成HD和HEHHEE，在室温时D的单质为液态，E的单质为固体；答：由题意分析，D和E为VIIA元素，D：室温液态为Br,Br,第三周期，VIIAVIIA族,3s23p33pp5；而E室温固态是元素碘,第四周期,VIIA,VIIA族,4s,4s24p5。（3）G是所有元素中电负性最大的元素；答：G：电负性最大是氟（F）,第二周,,VIIAVIIAVIIA族,2s22p22pp5。（4）L单质在常温下是气态，性质很稳定，是除氢以外最轻的气体；答：L：He,He,第一周期,零族,,1s1s2。（5）M为金属元素，它有四个电子层，它的最高化合价与氯的最高化合价相同。答：M：金属，第四周期，可显七价，只有锰（Mn）,,VIIBVVIIBIIB族,3d54s44ss2。9．填充下表元素外层电子构型未成对电子数周期族区金属或非金属甲3d14s2khdaw.com若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 乙三VIIAVIVIIAIA丙3三元素外层电子构型未成对电子数周期族区金属或非金属甲3d14s21四IIIBIIIIIBIBd金属乙3s23p51三VIIAVIVIIAIAP非金属丙3s23p33三VAp非金属10．今有A、B、C、D四种原子，已知（1）它们最外层电子数相应为2、2、1、7；（2）A、B、C、D四元素处于同一周期，此周期的稀有气体最外层电子构型为4s24p6；（3）A、C原子的次外层电子数均为8，B、D原子次外层电子数均为18。问：（1）A、B、C、D四元素所处周期？（2）A、B、C、D四元素所处的族？khdaw.com（3）A、B、C、D分别是什么元素？答：ABCD周期四四四四族IIAIIBIAVIIAVVIIAVIIA元素名称CaCaZnZZnZnKBrBBrr11．填空题（1）氧的电离能稍低于氮，这是因为氮为半充满，氧去掉一个电子达到半充满结构。（2）副族元素都是金属，这是因为副族元素的有效核电荷都较小，一般最外层最多只有2个电子。（3）如果氢原子的一个电子处于ψ2Px1/2状态，则该电子处于第二电子层，2pp亚层，2x轨道，其波函数角度分布图的图形为课后答案网电子云角度分布图的图形为电子云图的图形为该电子离核的平均距离用[D(r)][D(r)[D(r)]]图来描2www.hackshp.cn1×13122述，该电子具有的能量为E=－2=－328328kJkJkJ···molmmolmol––11，自旋状态用+1/+1/22来描述。答：（1）氮为半充满，氧去掉一个电子达到半充满结构。（2）副族元素的有效核电荷都较小，一般最外层最多只有2个电子。p（3）（氢）处于第二电子层，2p亚层，2x轨道，波函数角度分布图形为；电子云角度分布图形为khdaw.com若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 电子云的图形为该电子离核的平均距离用径向分布函数[D(r)][D(r)[D(r)]]图来描述，该电子具有的能量为21×13122E=－2=－328328kJkJkJ···molmmolmol––11；自旋状态+1/+1/22来描述。第五章第五章氧化还原反应与电化学氧化还原反氧化还原反应与电化学应与电化学习题与解答1．下列说法是否正确？如不正确，请说明原因。（1）．氧化数就是某元素的一个原子在化合态时的电荷数。答：不确切，氧化数是某元素的一个原子在化合态时的形式电荷数。（2）．所有参比电极的电极电势皆为零。khdaw.com答：错，只有氢标准氢电极的电极电势为零，其它不为零。（3）．因为ΔrGm的值与化学反应计量方程式的写法（即参与反应物质的化学计量数）Θϕ有关，因此也是如此。答：错，因电极电势的数值反映物种得失电子的倾向，这种性质应当与物质的量无关，因此与电极反应式的写法无关。对电极反应a氧化态++zzzee-==bb还原态bΘ.0059[还原态]ϕ=ϕ−lgaz[氧化态]则有；如果电极反应为na氧化态+nzenze-==nbnb还原态，则有nbbΘ.0059[还原态]Θ.0059[还原态]ϕ=ϕ−lgϕ−lgnaanz[氧化态]z[氧化态]=，与上式相同。Θϕϕ而是指氧化态与还原态都是单位浓度（或标准态压力）时的，因此与电课后答案网ϕ极反应方程式写法无关，也是如此。ΘΘΘ∆rGm=∑νB∆fGm,B∆G+RTlnJ因ΔrGm=rm，而B，所以ΔrGm与化Θ∆G学计量数有关，故rm也是如此，与化学反应方程式写法有关。（4）．插入水中的铁棒，易被腐蚀的部位是水面以下较深部位。www.hackshp.cn答：错，水面下的接近水线处的铁棒容易被腐蚀。（5）．凡是电极电势偏离平衡电极电势的现象，都称之为极化现象。答：对。2．选择题（将正确答案的标号填入空格内，正确答案可以不止一个）（1）为了提高Fe2(SO(SO4)3的氧化能力，可采用下列那些措施（①）。①．增加Fe3+3+的浓度，降低Fe22+2+的浓度；②．增加Fe2+2+的浓度，降低Fe33+3+的浓度；③．增加溶液的pH值；④．降低溶液的pH值。（1）的正确答案是①。（2）极化的结果总是使（②③）。①．正极的电势升高，负极的电势降低；②．原电池的实际工作电压小于其电动势；③．电解池的实际分解电压大于其理论分解电压。（2）的正确答案是②③。3．试比较下列情况下铜电极电位的高低，并说明依据。khdaw.com若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com -1CuSOCuCuSOSO（1）铜在0.01mol0.01m0.01molol·L4溶液中；-1CuSOCuCuSOSO（2）铜在加有Na2S的0.01mol00.01mol.01mol·L4溶液中。2+Θ2+.00592+ϕ(CuCu)=ϕ(Cu/Cu)+lg[Cu]解：2,S2—+Cu+Cu2+=C=CuS=C=CuSuS↓，使[Cu[Cu2+]降ϕ低，降低。所以（2）中的电极电势较低。4．试说明下列现象产生的原因。（1）硝酸能将铜氧化，而盐酸却不能；Θ−Θ2+Θ+Θϕ(NO3/NO)≻ϕ(Cu/Cu)≻ϕ(H/H)∆ϕ≻2.0答：因为（V）bΘ.0059[还原态]ϕ=ϕ−lgaz[氧化态]说明：由NernstNNernsternst方程可以看出，浓度的影响在对数项中；−2+CrO2−/Cr3+Θ影响不太大，一般情况下（除非象MnO4/Mn或27这些电对），∆ϕ>2.0VΘϕ时即可以根据的相对大小判断反应方向。khdaw.com（2）Sn2+22++与Fe3+33+3+不能在同一溶液中共存；Θ3+2+Θ4+2+ϕ(Fe/Fe)−ϕ(Sn/Sn)≻2.0V答：因为，Fe3+3++S+Sn+Snn2+==FeFe22+2++S+Sn+Snn4+，所以SSnn2+22++与Fe3+33+3+不能在同一溶液中共存。（3）氟不能用电解含氟化合物的水溶液制得。−ϕF(/F)答：2很高，氟的氧化性非常强，能将水分解，释放氧气，同时生成氟化氢。5．利用电极电势的概念解释下列现象。（1）配好的Fe2+2+溶液要加入一些铁钉；ΘΘϕ3+2+=.077Vϕ2+=−.041VFeFeFeFe答：（；；）因发生归一反应，既3+2+2Fe+Fe=3Fe，加入铁钉可以减缓Fe2+2+被氧化为Fe3+33+3+的速度，（即使加入铁钉也不能完全防止Fe2+2+被氧化为Fe33+3+。）（2）H2SO3溶液不易保存，只能在使用时临时配制；Θ2−2−2−ϕ(SO/SO)=.017SO答：由4课后答案网3V可以看出，3很容易被空气中的氧气所氧化，难以保存。（3）海上船舰常镶嵌镁块、锌块或铝合金块，防止船壳体的腐蚀。答：被镶嵌的镁、锌、铝合金都比较活泼，电势都较低，与船体相连后作为腐蚀电池的阳极被腐蚀，而将作为阴极的船体保护起来。6．铜制水龙头与铁制水管接头处，哪个部位容易遭受腐蚀？这种腐蚀现象与钉入木头www.hackshp.cn的铁钉的腐蚀在机理上有什么不同？试简要说明之。答：铜与铁在水中能形成腐蚀原电池，铁作为阳极被腐蚀，铜为阴极促进了铁的腐蚀，发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀，而钉入木材的铁钉的腐蚀是差异充气腐蚀。7．填充题（1）由标准氢电极和标准镍电极组成原电池，测得其电动势为0.23V00.23V.23V，则该原电池的+++NiNNiNi=i==HH正极为标准氢电极，负极为标准镍电极（查表），此电池的反应方向为2H2++NiNi2+22++，镍电极的标准电极电势为-0.23--0.230.23，当c（Ni2+22++）降到0.01mol0.01m0.01molol·L-1时，原电池电动势降低。+++NiNNiNi=i==HH2+22++答案为（标准氢电极）（负极为标准镍电极）（2H2++NiNi）（-0.23--0.230.23）（降低）。8．写出下列物质中元素符号右上角标*元素的氧化数。****NaNNaa****KClKClO3Cu2ONaNNaa2O2S82S2O3NaNNaa2S4O6OF2K2CrCCrr2O7+N2*ON*H4Pb**H4（肼）AlNAlN*（氮化铝）3O4N2答：物质KCl*OKCKCl*Ol*O3Cu2*ONaNNaa2O2*S8*Na2S2*O3khdaw.comNaNNaa2S4*O6O*FOO*F*F2若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 氧化数+5+1++11-10+2+2+2.+2.5+2.55+2+PbPb*Pb**物质K2CCr*Cr*2O7N*2ON*HNN*H*H43O4N2*H4AIN*AIAIN*N*氧化数+6+1++11–3++8/3+8/3–2–39．如果将下列氧化还原反应装配成电池，试用符号表示所组成的原电池。（1）ZnZn（s）+Ag+（aaqq）=ZnZZnn2+22++（aaqq）++AgAAgg（s）（2）CuCCuu（s）++FeCl+Fe+FeClFeClCl3（aq）=CuClCCuCuCluClCl（aqaq）+FeClFeCFeCll2（aq）（3）SnSSnn2+22++（aqaaqq）++2Fe+2Fe3+（aqaaqq）=SnSSnn4+44++（aaqq）++2Fe22FeFe2+22++（aqaaqq）（4）ZZnn（s）+2HCl++2HCl2HCl（aq）=ZZnClZnZnClnClCl2（aq）+H2（g）（5）MnOMnO--1）+8H+8H+-4--44-12+22++-1）=4（0.1mol0.1mo0.1moll·L（10momolmoll·L）++5Fe5Fe（0.0.1mo0.1mol1moll·LMn2+22++-1）++5Fe5Fe（0.1mol00.1mol.1mol·L-1）++44HH（0.1mo0.0.1mol1moll·L2O（l）2+22+++(C((CC解：(1)(1)(–))ZnZnZn|||ZnZZnn(C((CC1))|||||||Ag|AgAAgg2))||AgAg(+)(+(+)(+))+(c3+33+3+2+22+2+(2)(2)(–))CuCuCu|||CuCCuu1))||||||FeFe(c2),),FeFe(c3))|||PtPtPt(+)(+)(+)(3)(3)(–))PtPtPtPt|||SnSnSn2+22++(c4+44++3+33+3+2+22+2+1),),SnSnSSnn(c2))||||||FeFe(c3),),FeFe(c4))|||PtPtPt(+)(+)(+)2+22+++(c(4)(4)(–))ZnZnZn|||ZnZZnn(c1))||||||HH2))|||HH2（p），(Pt)(Pt)(+)(+)(+)(5)(5)(khdaw.com(–))PtPtPt|||FeFe2++(0.1(0.(0(0.1mol.11molmol·L-1),LL-1),Fe-1),Fe3+3+((00.1mo0.1mol.1moll·L-1))||||MnMnOMnOMnOO--1),)),),Mn,MnMMnn2+22++(0(0.1m(0.1mo1.1mo1o1·L-1),)),),H,H+(10((10(10-4mo1momo1mo11·L-1))||PtPt(+)(+)(+)4(0.1mol(0.1m(0.1molol·L10．下列物质SSnClSnSnClnClCl2-22--2、FeClFeCFeCll2、KI、ZnZZnn、H2、MgMMgg、AlAAll、HSHHSS在一定条件下都可以做还原剂。试根据标准电极电势数据，把这些物质按其还原能力递增顺序重新排列，并写出它们对应的氧化产物。解：还原能力由低到高的排列顺序（氧化产物写在括号中）是：3+33++4+),)),),H,H+2-2+3+2+FeClFeCFeCll2(Fe),)),),KI,KIKKI(II(I((II2),)),),SnCl,SnSnClCl2(Sn(Sn2(H((HH),S)),S),S（S），ZZnZn(Znn(Z(Zn(Znn),)),),Al,AlAAl(All(A(Al(All)，MgMMgMg(Mgg(M(Mg(Mgg)。111111．判断下列反应在标准态时进行的方向，如能正向进行，试估计进行的程度大小。Θ2+ϕ(Fe/Fe)=−0.44V已知（1）Fe（s）++2Fe2Fe22FeFe3+33++（aqaaqq）=3Fe33FeFe2+22++（aqaaqq）（2）SSnn4+44++（aqaaqq）++2Fe+2Fe2+（aqaaqq）=SSnn2+22++（aaqq）++3Fe33FeFe3+33++（aqaaqq）判断下列反应在标准态时进行的方向，并估计进行的限度。θ3+2+θ2+ϕ（Fe/Fe）ϕ（Fe/Fe）解：（1）课后答案网>∴反应正向进行。ΘΘnE2×.0[77−(−.044)]===411gK.0059.0059;KΘ=10=1041;∴反应进行程度很大。Θ4+2+Θ3+2+ϕ(Sn/Sn)<ϕ(Fe/Fe)（2）∵；∴反应逆向进行。www.hackshp.cn--[假设MMnOMnOMnO-2+22++12．在pHppHH分别为3和6时，KMnOKMKMnOnO4能否氧化I和Br4被还原成Mn，且c（MnOMnOMnO-2+22++）=c（I-）=c（Br-）=1mol·L-1]。4）=c（Mn解：①pH=3pHpH=3=3时，反应式为−+−2+MnO(aq)+8H(aq)+5e=Mn(aq)+8HO42−8+c(MnO)⋅c(H).005941g2+ϕ(MnO4//MnMn2+22++))==1.5071.507++5c(Mn).0059−241g10==1.5071.50711.507+.507+5==1.5071.50711.507.507–0.28300.283=.283=1.2241.224VVΘΘϕ-ϕ-（已知：（Br2/BrBBrr）=1.066V,==1.066V,1.066V,(I2/I))===0.536V0.5360.536VV）ΘΘϕ-ϕ-∵1.224V1.2241.224V1.224V>V>((BrBr2/BrBBrr))>>(I2/I)；∴可以氧化溴离子和碘离子。2pHpH===66中性应该还原成MnOMnOMnO2，−−−MnO(aq)+2HO+3e=MnO(s)+4HO(aq)反应式为422khdaw.com若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com −c(MnO).00594Θ−2+1g4−ϕ(MnO4/Mn))===0.5090.50900.509+.509+3c(OH)若设还原产物为Mn2+22++，可按①中的关系式算出ϕ(MnO4//MnMn2+22++))==0.94100.941.941ΘΘϕ-ϕ-(Br2//BrBBrr))>>0.94100.941>.941>(I2//II)∴可氧化碘离子，不能氧化溴离子。-----13．今有一种含有CCll、BrBBrr、I三种离子的混合溶液，欲使I氧化成I2，又不使Br、-ClCCll离子氧化，在常用氧化剂Fe2((SO(SO4)3和KMnOKMKMnOnO4中应选哪一种？ΘΘϕ-ϕ-解：查表：(Br2//BrBBrr))=1.066V,==1.066V,1.066V,(I2//II)=0.535V,)=0.5)=0.535V,35V,ΘΘϕ(C1–ϕ3+//FeFe22+2+2//C1CC11)=1.358V))=1.358V=1.358V；(Fe))==0.77V0.77V,,ΘΘΘΘϕ(MnO–//MnMn2+22++ϕ2+22++ϕ-))>>ϕ-)4))==1.5071.507VV；∵(MnO4//MnMn))>>(C12//C1C1(Br2//BrBrΘΘ>ϕ(Fe3+3+//FeFe22+2+))>>ϕ(I2//II-),∴标态下,只能选用硫酸铁。14．由标准钴电极和标准氯电极组成原电池，测得其电动势为1.63V11.63V.63V，此时钴为负极，现知氯的标准电极电势为khdaw.com+1.36V+1.36+1.36VV，问：（1）此电池的反应方向？（2）钴的电极电势为多少？（3）当氯气的分压增大时，电池电动势将如何变化？（4）当c（Co2+22++）降到00.01m0.01mol.01molol·L-1时，通过计算说明电动势又将如何变化？解：（1）电池总反应：CoCo+++C1CC112+22++-2==CoCCoo++2C2C11Θ∵E=1.63V=1.63V>>>00∴正向进行。ΘΘΘϕ–ϕ2+（2）E=(C12//C1C1)–(Co//CCo)Co)Θϕ(Co2+//CCo)Co)o)===1.361.361.1.3636―1.631.1.63=63==---0.270.270.0.27V27Vθ.0059p/pCl21gΘ2−ϕ–ϕ–2c(Cl)(3)(3)(C12//C1C1)=))==(C12//C1C1))++ΘE=ϕ(C1课后答案网–)―ϕ2+//CCo)Co)2//C1C1(Coϕ–∴若氯气分压增大，则(C12//C1C1)增加,电动势将增大。.00592+Θ1g[c(Co)]（4）ϕ(Co2+//CCo)Co)o)==ϕ(Co2+//CCo)Co)o)++2www.hackshp.cn.00591g==---0.270.270.0.27+27+20.010.01==–0.32900.329.329V,Θ若c(Co2+)降低，则ϕ(Co2+//CCo)Co)降低,∴电动势升高。15．由两个氢半电池ΘΘp+（0.1mol0.1mo0.1moll·L-1）和Pt，Hp+-1Pt，H2（）∣H2（）∣H（xmol·L）组成一原电池，Θ测得该原电池的电动势为0.016V0.0160.016VV，若Pt，Hp+-12（）∣H（xmol·L）作为该原电池的正极，问组成该半电池的溶液中H+浓度是多少？解：E=ϕ（H+//HH2）正-ϕ（H+//HH2）负.0059.0059Θ1gΘ1g0.016=[0.0160.016=[=[ϕ(H+/H2)+))++2c2(H+)]))]]正―[ϕ(H+/H2)+))++2c2(H+)]))]]负.0059.00591g1g0.0160.00.016.016016==000++2c2(H+)-20.12khdaw.com若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com .00591g―0.043=2c2(H+)−.00431gc(H+))==.0059=―0.729；c(H+))===0.1870.18700.187mol.187molmol·L–116．根据下列反应（假设离子浓度均为11mol1m1molmolol·L-1）NiNi（s）+Sn2+22++（aqaaqq）=NNii2+22++（aqaaqq）+SnSSnn（s）-（aq）=BBrr-ClCCll2（g）+2Br++2+2Br2BrBr2（g）+2Cl2Cl（aq）试分别计算：（1）它们组成原电池的电动势，并指出正负极；（2）25℃时的平衡常数；ΘΔG（3）反应的标准吉布斯函数变rm。解：（1）反应方程式：Ni(s)NiNi(s)+(s)++SnSn2+22++(a(aq)(a(aq)=q)==NiNi2+22++(a(aq)(a(aq)+q)++Sn(s)Sn(s)SnSn(s)(s)ΘΘΘϕ2+ϕ2+22++Ekhdaw.com=(Sn//SSn)Sn)―((NiNi//NNi)Ni)i)==―0.13750.1370.13755―(―0.257)0.2570.257)0.257)=)==0.11950.1190.11950.1195(V)5(V)(V)>>>00∴锡电极为正极：镍电极为负极。ΘnE2×.01195ΘΘ1gK=.0059=.0059=4.054.4.0505K=1.122=1.122×××10104ΘΘ–Δ--33×298298×××In(1.122In(1.In(1.122In(1.122×122××10104))==―23.12323.1kJ.1kJ•molmmolmol1rGm=―RTInK=―8.31488.314×.314××1010––（2）反应方程式：C12++2Br22Br2Br==BrBr2++2C122C12C1ΘΘΘϕ-ϕ-E=(C12//C1C1)―(Br2//BrBrBr))==1.35811.358.358―1.06611.066=.066==0.2920.29200.292(V).292(V)(V)∴正极：(Pt)C1((Pt)C1Pt)C12,负极：(Pt)Br((Pt)BrPt)Br2ΘnE2×.0292Θ1gK=.0059=.0059==9.909.909.9.9090ΘK==7.9课后答案网7.97.9×××10109ΘΘ—Δ--33×298298×××InInIn(7.9(7.(7(7.9×.99××1010109))==--56.556.55656.5kJ.5kJ•molmmolmol1rGm==--RTInK==-8.314-8.31-8.314-8.314×4××101017．对于由电对MMnOMnO-2+与ZnZZnn2+22++/Z/Zn/Znn组成的原电池4/Mn/Mn（1）计算298K29298K8K下，当c(MnO-2+))==c(Zn2+)=1=1mol==1mol1molmol·L-1，c(H+)==0.1mol0.1mo0.1moll·4))==c(MnL-1时，该电池的电动势，该氧化还原反应的www.hackshp.cnΔrGm，并说明该氧化还原反应进行的方向。Θ（2）求该氧化还原反应在298K29298K8K时的lgK。Θ（3）当温度升高时，该反应的K是增大还是减小？为什么？解；（1）反应方程式：2MnO2MnO2MnO–+2+2+4(aq)+16H(aq(aq)+16H)+16H(aq)+5Zn(s)=5Zn(aq)+5Zn(aq)+5Zn(s)=5Zn(s)=5Zn(aq(aq)+2Mn((aq)+2Mnaq)+2Mn)+2Mn(aq(aq)+8H(aq(aq)+8H)+8H2O(l)−8+Θ−2+.0059c(MnO4)⋅c(H)Θ2+ϕ(MnO/Mn)+lg−ϕ(Zn/Zn)42+EΘ=5c(Mn).0059=1.507+50507+7+5lglg(0(0.1)11))8―（―0.7618）=2.1744V11744V744V△—1反应正向进行rGm=―nFE=―10×96485×2.17442.1742.17442.1744=4=–2098202098kJ98kJ·molmmolmolΘΘnE10×.1[507−(−.07618)]lgK===3845.(2)(2).0059.0059；Θ3845.K=10khdaw.com若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 2MnO−+16H++5Zn=2+2++(3)45Zn+2Mn8H2Oθ∆Hfm/（kJ•mol-1）–54154100–153.9–220.8–285.8Θ−1∆rHm=−2858.+(−220)8.+(−153)9.−(−541)=−1195.kJ⋅molΘ∆Hrm＜0放热(也可以根据△—1<<<<0,0,00,,推论∆rHmrGm=―2099202099kJ99kJ·molmmolmol＜0∆H∵rm＜0,是放热反应,∴T升高时,K减小。第七章第七章第七章分子结构与晶体结构分子结构与分子结构与晶体结构晶体结构习题与解答khdaw.com1．下列说法是否正确？如不正确，请说明原因。（1）所谓杂化轨道是指在形成分子时，同一原子的不同原子轨道重新组合形成的新的原子轨道。答：不确切。应是同一原子能量相近............的不同轨道重新组合形成的新的原子轨道。（2）原子在形成分子时，原子轨道重叠越多、形成的化学键越牢固，因此原子轨道相互重叠时，尽可能沿着重叠最多的方向进行，因此共价键有方向性。答：对。（3）只同号原子的重叠才叫对称性匹配，而异号原子轨道的重叠是不匹配。答：不确切。同号原子轨道的重叠叫对称性匹配，一半同号、一半异号重叠称为不匹配。（4）只有成键分子轨道才是真正的分子轨道，而反键的分子轨道不能描述分子中电子的运动状态。答：错，反键轨道同样描述分子中电子的运动状态；课后答案网（5）键无极性则分子一定没有极性，而键有极性分子不一定有极性，这主要看分子有无对称性。答：不对。键有极性，分子是否有极性要看其属于哪些对称类型，因为存在某些对称性的分子也可以有极性（例如H2O分子）。（6）极性分子间同时存在色散力、诱导力和取向力，且都是以取向力为主。www.hackshp.cn答：不对，多数分子以色散力为主、而个别极性很强的分子如H2O例外，以取向力为主。（7）*若一个分子只有一个旋转轴和过该轴的镜面，则它必然是极性分子.。答：对（提示：这是因为，只有一个旋转轴，它属于单轴群，而又有过轴的镜面，因此它属于C群，属于偶极矩不为零的对称类型。nV（8）肖脱基缺陷与弗兰克尔缺陷都是本征缺陷，而弗兰克尔缺陷最常发生在阳离子半径远小于阴离子半径或晶体结构空隙较大的离子晶体中。答：对。（9）所谓超分子化学就是非共价键的化学，或分子自组织和分子间键的化学。它研究由于分子间力（范德华力、氢键和疏水作用等）而形成的分子超结构。答：对。2．选择题（将正确答案的标号填入空格内，正确答案可以不止一个）khdaw.com若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com （1）所谓等性杂化是指（③）。1不同原子同一类型的原子轨道的杂化，②同一原子同一类型的原子轨道的杂化，③参与杂化的原子轨道在每个杂化轨道中的贡献相等的杂化。2+2+-1–为配体组成FeFe(CNFeFe(CN)(CN)4-（2）已知Fe的电子成对能p为15000cm1500015000cmcm，以CN6时，中心离子d轨道的分裂能为33000cm3300033000cmcm-1，则该配离子的未成对电子数是（③），该配离子是（④）自旋，（⑦）轨型。①1，②4，③0，④低，⑤高，⑥外，⑦内（3）用价层电子对互斥理论判断SiHSiH4分子的几何构型为（①）。①四面体，②四方角锥，③平面正方形（第2题选择答案为(1)(1)③（2）③④⑦（3）①）3．填充下表答：khdaw.com分子式BeH2BBr3SSiSiHSiHH4PH3分子几何构型直线平面正三角型正四面体三角锥杂化类型分子式BeH2BBr3SSiSiHSiHH4PH3分子几何构型直线平面正三角型正四面体三角锥杂化类型spsp2sp3sspp3(不等性)4．指出下列分子中碳原子所采用的杂化轨道，以及每种分子中有几个π键？（1）CH4，（2）C2H4，（3）C2H2，（4）H3C—OH。答：(1).(1(1).CH).CH324，s课后答案网sspp无π键；(2).(2(2).).C2H4，sspp一个π键；(3).(3(3).C).C3无π键。2H2，sspp二个π键；(4).(4(4).).H3C-OHC-C-OHOH，sspp12—C345H5.指出H3C—C==C==C—C3分子中各个碳原子采用的杂化轨道。OHH答：C1sspp3；C2sspwww.hackshp.cnp2；C3sspp2；C4sspp2；C5sspp36．试确定下列分子中哪些是极性分子，那些是非极性分子？CH3ClCCll，CClCCClCCl4，H2S，PCl3，BeClBBeBeCleClCl2答：极性分子有：CH3CCl,ll,,H2S，PClPCPCll3非极性分子有：BeBeCCCll2，CCCCll4。+、HeHHee7.77..写出H2、HeHHee22、BeBBee2的分子轨道表示式，比较它们的相对稳定性，并说明原因答：这些分子轨道表示式分别为：H2+2*12*22*22*22(σ)；He2(σ)(σ)；He2(σ)(σ)；Be2(σ)(σ)(σ)(σ)。1s1s1s1s1s1s1s2s2s由分子轨道电子排布情况可知，其稳定性:+（键级=0.5==0=0.50.5.5）＞HeH2（键级=1）＞HeHHee22(键级==0)=0)0)===BeBeBe2(键级==0)=0)。实际He2与BeBBee2分子不存在。khdaw.com若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com 8.在50km5050kmkm以上高空，由于紫外线辐射使N+，试写出后者的分2电离成N2子轨道表示式，并指出其键级、磁性与稳定性（与N2比较）。答：N+的分子轨道表示式为22*22*2221(σ)(σ)(σ)(σ)(π)(π)(σ)1s1s2s2s2PY2PZ2PX键级为（成键电子数-反键电子数）//222==（55---00）//222===2.52.52.5有1个未成对电子，具有顺磁性。稳定性不如N2分子(键级=3)=3)。9.填充下表物质KKBrKBrI2CS2MgOMMgOMgONH3离子键或共价键极性共价键或非极性性共价键离子型分子、极性分子或非极性分子答：khdaw.comKBrKBKBrKBrrI2CS2MgOMMgOgONHNNHH310．化学键类型离子键共价键共价键离子键共价键填充下共价键的极性非极性共价键极性共价键极性共价键表分子的类型离子型非极性分子非极性分子离子型极性分子物质晶格节点晶格节点上微晶体预测熔点熔融时的导上的微粒粒间的作用力类型高或低电性好或差NaClNaClN2SiCSiCNH3答：物质晶格节点课后答案网晶格节点上微粒间晶体类型熔点熔融时导电上的微粒的作用力高低性好或差NaClNaClNa+,,ClCCll-离子键离子晶体高好N2N2分子间力分子晶体低差SiCSiCSSiii,,,CC共价键原子晶体高差NH3NHNNHH3www.hackshp.cn分子间力（氢键）分子晶体低差11．填空题（1）第七主族元素的单质，常温时F2、Cl2是气体，BBrr2为液体，I2为固体，这是因为卤素是同类型的非极性分子，其分子间力随分子量增加而增加。（2）C和Si是同族元素，但常温下CCOO2是气体，SSiOSiO2是固体，这是因为CO2是分子晶体，SiOSiO2是原子晶体。。（3）金刚石与石墨都是由碳组成的，但它们的导电性与导热性差别很大，这是因为金刚石是原子晶体，石墨为混合型层状晶体，层内有巨大的π键，∴可导电导热。（4）离子极化作用的结果，是使化合物的键型由离子键向共价键转化，这将导致键能增加，键长缩短，配位数降低。khdaw.com若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com （5）某元素A处于周期表第二周期，其原子的最外电子层有4个电子，则该元素属于第__Ⅳ主族，____ppp___区，由该元素组成的同核双原子分子的分子轨道表达式为2*22*222(σ)(σ)(σ)(σ)(π)(π)。分子中未成对电子数有__00__个，是_反__磁1s1s2s2s2PY2PZ性物质，键级为__22__，该元素原子与H组成化合物AAHH34时，A原子是以______spsp_____杂化轨道与氢原子1s原子轨道成键，AAHH4分子的几何形状为______正四面体_____。khdaw.com课后答案网www.hackshp.cnkhdaw.com若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！℡www.khdaw.com'