无机化学思考题和课后习题答案章

第一章　思考　　1.一气柜如下图所示： 　　　　　　A N2(2L) CO2(1L)　　假设隔板（A）两侧N2和CO2的T,P相同。试问：　　（1）隔板两边气体的质量是否相等浓度是否相等物质的量不等而浓度相等　　（2）抽掉隔板（假设不影响气体的体积和气柜的密闭性）后，气柜内的T和P会改变N2、CO2物质的量和浓度是否会改变T和P会不变，N2、CO2物质的量不变而浓度会改变　　2.标准状况与标准态有何不同标准状况指气体在和101325Pa下的理想气体，标准态是在标准压力下（100kPa）的纯气体、纯液体或纯固体　　3.化学反应方程式的系数与化学计量数有何不同对某一化学反应方程式来说,化学反应方程式的系数和化学计量数的绝对值相同,但化学反应方程式的系数为正值,而反应物的化学计量数为负值,生成物的化学计量数为正值　　4.热力学能、热量、温度三者概念是否相同试说明之。　　5.试用实例说明热和功都不是状态函数。　　6.判断下列各说法是否正确：　　（1）热的物体比冷的物体含有更多的热量。×　　（2）甲物体的温度比乙物体高，明甲物体的热力学能比乙物体大。×　　（3）物体的温度越高，则所含热量越多。×　　（4）热是一种传递中的能量。√　　（5）同一体系：　　　(a)同一状态可能有多个热力学能值。×　　　(b)不同状态可能有相同的热力学能值。√7.判断下列各过程中，那个ΔU最大：　　（1）体系放出了60kJ热，并对环境做了40kJ功。　　（2）体系吸收了60kJ热，环境对体系做了40kJ功。√　　（3）体系吸收了40kJ热，并对环境做了60kJ功。　　（4）体系放出了40kJ热，环境对体系做了60kJ功。根据ΔU=Q+W,(1)ΔU=-60+(-40)=-100KJ(2)ΔU=+60+40=+100KJ,(3)ΔU=+40+(-60)=-20KJ(4)ΔU=-40+60=+20KJ因此通过计算可以看出,(2)过程的ΔU最大.8.下列各说法是否正确：　　（1）体系的焓等于恒压反应热。×　　（2）体系的焓等于体系的热量。×　　（3）体系的焓变等于恒压反应热。√　　（4）最稳定的单质焓等于零。×　　（5）最稳定的单质的生成焓值等于零。×　　（6）最稳定的纯态单质的标准生成焓等于零。√　　（7）由于CaCO3分解是吸热的，所以它的标准摩尔生成焓为负值。×　　（8）由于反应焓变的单位为kJ·mol-1，所以热化学方程式的系数不影响反应的焓变值。×　　9.判断下列各组内的反应在标准态下的恒压反应热是否相同，请说明理由。　　　（1）N2(g)+3H2(g)─→2NH3(g)　　　　　1/2N2(g)+3/2H2(g)─→NH3(g)　不同,因为两个反应的反应计量数不同.　　（2）H2(g)+Br2(g)─→2HBr(g)　　　　　H2(g)+Br2(l)─→2HBr(g)不同,因为两个反应的反应物Br2的状态不同.　　10.已知：　　　A+B─→M+N；　()1=35kJ·mol-1　　　2M+2N─→2D；　()2=-80kJ·mol-1　　则A+B─→D的()3是（）　　　（1）-10kJ·mol-1　　（3）-5kJ·mol-1√　　　（2）-45kJ·mol-1　　（4）25kJ·mol-1　　11.下列纯态单质中，哪些单质的标准摩尔生成焓不等于零：　　　（1）金刚石√　　　（3）O3(臭氧）√　　　（5）Br(l)　　　（2）Fe(s)　　　（4）Hg(g)√　　　　（6）石墨　　12.在一标准态下CO2(g)的为下列那个反应的值？　　　　(1)C(金刚石)+O2(g)─→CO2(g)　　　　(2)CO(g)+1/2O2(g)─→CO2(g)　　　　(3)C(石墨)+O2(g)─→CO2(g)√　　13.反应:H2(g)+S(g)─→H2S(g)的值是否等于H2S(g)的不等,因为S(g)不是稳定单质.　　14.已知,100KPa下，反应：　　　　N2(g)+2O2(g)─→2NO2(g)　=·mol-1,则NO2(g)的标准摩尔生成焓为：　　　　(1)·mol-1　　(3)·mol-1　　　　(2)·mol-1√　　　(4)·mol-1　习题本章作业(P24~25)：3.／5.／8.／10.／13.／15.／18.1.制备硝酸(HNO3)的反应如下：　　　4NH3+5O24NO+6H2O　　　2NO+O2─→2NO2　　　　　3NO2+H2O─→2HNO3+NO　试计算每消耗吨氨气可制取多少吨硝酸（提示：n(NH3):n(HNO3)=1:2/3.答案：吨硝酸）2.在容器为的真空钢瓶内充入氯气，当温度为时，测得瓶内气体压强为×107Pa,试计算钢瓶内氯气质量。提示：＃3.一氧气瓶的容积是32L，其中氧气的压强为。规定瓶内氧气压强降至×103kPa时就要充氧气以防混入别的气体。今有实验设备每天需用氧气400L，问一瓶氧气能用几天解：允许使用的氧气物质的量为：每天需用氧气的物质的量为：以瓶氧气可用的天数为：4.一个容积为的氧气缸安装有在×105Pa下能自动打开的安全阀，冬季时曾灌入624克氧气。夏季某天阀门突然自动打开了，试问该天气温达多少摄氏度提示：＃5.冬季草原上的空气主要含氮气(N2)、氧气(O2)和氩气(Ar)。在×104Pa及-22℃下手记得一份空气试样，竟测定其中氮气、氧气和氩气的体积分数依次为、、。求收集试样时各气体得分压。提示：根据道尔顿分压定律：6.30℃下，在一个容积为的容器中，O2，N2和CO2混和气体的总压力为，其中P(O2)为,CO2的含量为。试求：　　　(1)容器中CO2的分压；（答案：×104Pa）　　　(2)容器中N2的分压；（答案：×104Pa）　　　(3)O2的物质的质量分数；（答案：）7.用锌与盐酸反应制备氢气：　　　　Zn(s)+2H+─→Zn2++H2(g)↑　　　若用排水集气法在、25℃下（已知水的蒸气压为）收集到×10-3m3的气体。求：　　　(1)25℃时该气体中H2的分压；（答案：）　　　(2)收集到的氢气的质量。（答案：）＃8.设有10molN2(g)和20molH2(g)在合成氨装置中混合，反应后有5molNH3(g)生成,试分别按下列反应方程式中各物质的化学计数量（νB）和物质的量的变化(ΔnB)计算反应进度并作出结论。　　　(1)1/2N2(g)+3/2H2(g)─→NH3(g)（答案：ξ＝）　　　(2)N2(g)+3H2(g)─→2NH3(g)（答案：ξ＝）提示：。结论：反应进度的值与选用反应式中的哪个物质的量变化来进行计算无关，但与反应式的写法有关。9.某气缸中有气体，从环境吸收了800J热量后，在恒压下体积膨胀到,试计算系统热力学能变化(ΔU)（提示：ΔU＝Qp－pΔV=）＃10.理想气体在350K和152kPa条件下，经恒压冷却至体积为,此过程放出了1260J热。试计算　　　　(1)起始体积　　　　　　　　　(3)体系做功　　　　(2)终态温度　　　(4)热力学能变化（5）焓变提示：(问题主要出现在正负号上)11.用热化学方程式表示下列内容：在25℃及标准态下，每氧化1molNH3(g)和H2O(g)并将放热。（答案：）12.在一敞口试管内加热氯酸钾晶体时发生下列反应：2KClO3(s)─→2KCl(s)+3O2(g),并放出热。求:下该反应的ΔrHm和ΔU。（提示：）＃13.在高炉炼铁，主要反应有：　　　　C(s)+O2(g)─→CO2(g)　　　　1/2CO2(g)+1/2C(s)─→CO(g)　　　　CO(g)+1/3Fe2O3(s)─→2/3Fe(s)+CO2(g)　　　(1)分别计算时各反应的和各反应值之和；　　　(2)将上列反应方程式和并成一个总反应方程式，应用各物质的值计算总反应的并与(1)计算结果比较做出结论。（提示：(1)各反应的值之和为：(2)＝·mol-1,计算结果基本相等。可以得出结论：反应的热效应只与反应的始、终态有关，而与反应的途径无关。多数同学出现了问题）14.已知时反应：　　　3H2(g)+N2(g)─→2NH3(g)；()1=·mol-1　　　2H2(g)+O2(g)─→2H2O(g)；()2=·mol-1　　　　试计算下列反应的()3：4NH3(g)+3O2(g)─→2N2(g)+6H2O(g)（提示：反应（3）＝反应（2）×3－反应（1）×2＝·mol-1）＃15.铝热法反应如下：　　　8Al+3Fe3O4─→4Al2O3+9Fe　　(1)利用数据计算恒压反应热；(答案：)　　(2)在此反应中若用去铝，问能放出多少热量（答案：）16.利用数据，试计算下列反应的恒压反应热：　(1)Fe3O4+4H2(g)─→3Fe(s)+4H2O(g)（答案：·mol-1）　(2)4NH3(g)+5O2(g)─→4NO(g)+6H2O(g)（答案：·mol-1）　(3)3NO2(g)+H2O(l)─→3HNO3(l)+NO(g)（答案：·mol-1）17.已知Ag2O(s)+2HCl(g)─→2AgCl(s)+H2O(l)　　=·mol-1及(Ag2O，s)=·mol-1,　　试求：AgCl的标准摩尔生成焓。（答案：·mol-1）＃18.某天然气中CH4占%,C2H6占%，其余为不可燃部分。若已知　　C2H6(g)+7/2O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)　=·mol-1　　　试计算完全燃烧这种天然气的恒压反应热。(提示：（主要是摩尔体积的计算问题）第二章　思考题　　1.下列说法是否正确　　（1）质量定律适用于任何化学反应。×　　（2）反应速率常数取决于反应温度，与反应的浓度无关。√　　（3）反应活化能越大，反应速率也越大。×　　（4）要加热才能进行的反应一定是吸热反应。×　　2.以下说法是否恰当，为什么　　（1）放热反应均是自发反应。不一定　　（2）ΔrSm为负值的反应均不能自发进行。不一定　　（3）冰在室温下自动溶化成水，是熵起了主要作用的结果。是　　3．由锡石(SnO2)生产金属锡，温度尽可能低。可以单独加热矿石(产生O2)，或将锡石与碳一起加热(产生CO2)，或将锡石与氢气一起加热(产生水蒸气)。根据热力学原理，应选用何种方法（氢气一起加热）　　4.已知下列反应的平衡常数：　　　H2(g)+S(s)H2S(g)；　　　S(s)+O2(g)SO2(g)；则反应：H2(g)+SO2(g)O2(g)+H2S(g)的平衡常数是下列中的哪一个。　　(1)-　(2)　·　(3)/　　(4)　/√　　5.区别下列概念：　　　(1)与　　　　　(2)与　　　(3)J与Jc、Jp　　　　　　　(4)Kθ与Kc、Kp　　6.评论下列陈述是否正确　　　（1）因为（T）=-RTlnKθ，所以温度升高，平衡常数减小。不一定　　（2）（T）＝Σνi(生成物)+Σνi(反应物)×　　（3）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，是因为此时分解放热。×　　7.向5L密闭容器中加入3molHCl(g)和2molO2(g)，反应：4HCl(g)+O2(g)2H2O(g)+2Cl2(g)的＝kJ·mol-1，在723K达到平衡，其平衡常数为Kθ。试问：　　（1）从这些数据能计算出平衡常数吗若不能，还需要什么数据不能（须知道转化率或平衡分压或反应的熵）　　（2）标准态下，试比较723K和823K时Kθ的大小。（Kθ（723K）>Kθ（823K））　　（3）若下列两反应的平衡常数分别为和　　　　2H2O(g)2H2(g)+O2(g)　　　　　　　2HCl(g)H2(g)+2Cl2(g)　　那么，Kθ与和之间有什么关系(以式子表示)()2/　　8．对于可逆反应：　　　　　C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)；>0下列说法你认为对否为什么　　（1）达平衡时各反应物和生成物的分压一定相等。×　　（2）改变生成物的分压，使J<Kθ，平衡将向右移动。√　　（3）升高温度使υ正增大；υ逆减小，故平衡向右移动；×　　（4）由于反应前后分子数目相等，所以增加压力对平衡无影响。×　　（5）加入催化剂使υ正增加，故平衡向右移动。×9.可逆反应：达平衡时，A(g)+B(g)2C(g)(<0)如果改变下述各项条件，试将其它各项发生的变化填入表中。 操作条件 υ正 υ逆 k正 k逆 平衡常数 平衡移动方向 增加A(g)分压 ↑ -↑ -─ -─ -─ 正正- 压缩体积 -↑ -↑ -─ -─ -─ 逆- 降低温度 -↓ -↓ -↓ -↓ -↑ -正 使用正催化剂 -↑ -↑ -↑ -↑ -─ 不变-　　10．根据平衡移动原理，讨论下列反应：　　2Cl2(g)+2H2O(g)4HCl(g)+O2(g)；(298．15K)>0将Cl2，H2O，HCl，O2四种气体混合后，反应达平衡时，若进行下列各项操作，对平衡数值各有何影响(操作项目中没有注明的是指温度不变、体积不变)？　　　　操作项目　　　　　　　平衡数值　　(1)加O2　　　　　　　H2O的物质的量-↑　　(2)加O2　　　　　　　　HCl的物质的量↓　　(3)加O2　　　　　　　O2的物质的量-↑　　(4)增大容器的体积　　H2O的物质的量↓　　(5)减小容器的体积　　Cl2的物质的量-↑　　(6)减小容器的体积　　Cl2的分压-↑　　(7)减小容器的体积　　Kθ不变　　(8)升高温度　　　　　Kθ-↑　　(9)升高温度　　　　　HCl的分压-↑　　(10)加催化剂　　　　　HCl的物质的量　不变　　11.设有反应A(g)+B(g)─→2C(g),A、B、C都是理想气体，在25℃、1×105Pa条件下，若分别按下列两种过程变化，那么变化过程的Q、W、、、、各是多少(1)体系放热·mol-1,而没有做功；(2)体系做了最大功，放出·mol-1的热。 过程 Q W体积 W非体积 ① -0 0- - – -– ② -0 -– -– -–解:(提示:在等温\等压下,体系的减小等于体系素做的最大非体积功)由于体系的H、U、S、G都是状态函数，其改变量与过程的途径无关，所以以上2个过程的、、、是相同的。由(1)可知，W＝0，Q＝·mol-1,根据热力学第一定律：＝Qp+W＝+p(V2-V1)=+ΔnRT因为Δn＝0，所以＝Q＝kJ·mol-1由(2)可知，体系作了最大非体积功，且放出kJ·mol-1的热。根据＝Q+W非体积可知：·mol-1＝kJ·mol-1+W非体积所以：W非体积＝＝kJ·mol-1因为：＝-T＝kJ·×＝kJ·mol-1所以：＝·mol-1·K-112.能否用Kθ来判断反应自发性为什么不能13.若基元反应A─→2B的活化能为Ea,而其逆反应活化能为Ea',问　　(1)加催化剂后，Ea和Ea'各有何变化等值降低　　(2)加不同的催化剂对Ea的影响是否相同Ea值不同　　(3)提高反应温度，Ea、Ea'各有何变化不变　　(4)改变起始浓度，Ea有何变化不变　　*14.状态函数p、T、V、U、H、S、G中哪些具有加和性（指其值与体系中物质的量有关）V、U、H、S、G　　习题作业：P60~622./3./6./8./11./13./15./18.1.应用公式（T）=（T）-T（T）,计算下列反应的值，并判断反应在及标准态下能自发向右进行。　　8Al(s)+3Fe3O4(s)─→4Al2O3(s)+9Fe(s)(提示：)#2.通过计算说明下列反应：　　　　2CuO(s)─→Cu2O(s)+1/2O2(g)　　(1)在常温(298K)、标准态下能自发进行？　　(2)在700K时、标准态下能否自发进行（提示：（1）（2））#3.碘钨灯可提高白炽灯的发光效率并延长其使用寿命。其原理是由于灯管内所含少量碘发生了如下可逆反应,即　　W(s)+I2(g)WI2(g)当生成的WI2(g)扩散到灯丝附近的高温区时，又会立即分解出W而重新沉积至灯管上。已知时：　　　　　　　　　　　　　　　W(s)　　　　　WI2(g)　　/(kJ·mol-1)　　　0　　　　　　　　/(J·mol-1·K-1)　　　　　　　　251　　(1)若灯管壁温度为623K，计算上式反应的(623K)　　(2)求WI2(g)在灯丝上发生分解所需的最低温度。（提示：（1）（2））4.写出下列反应的平衡常数Kc、Kp、Kθ的表达式:　　(1)CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)　　(2)NH3(g)1/2N2(g)+3/2H2(g)　　(3)CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)　　(4)Al2O3(s)+3H2(g)2Al(s)+3H2O(g)(注意：固体和溶剂液体不计入平衡常数)5.时，下列反应：2H2O2(l)2H2O(l)+O2(g)的=kJ·mol-1,=J·mol-1·K-1,试分别计算该反应在和的Kθ值。（提示：）#6.试判断下列反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　　(1)在、标准态下能否自发进行？　　(2)计算时该反应的Kθ值。（提示：）7.将空气中的N2(g)变成各种含氨的化合物的反应叫做固氮反应。根据计算下列3种固氮反应的及Kθ，并从热力学角度选择那个反应最好？　　N2(g)+O2(g)─→2NO(g)　　2N2(g)+O2(g)─→2N2O(g)　　N2(g)+3H2(g)─→2NH3(g)（提示：）#8.求下列反应的、、，并用这些数据分析利用该反应净化汽车尾气中NO和CO的可能性。　　CO(g)+NO(g)─→CO2(g)+1/2N2(g)（提示:）9.设汽车内燃机内温度因燃料燃烧反应达到1300℃,试估算此温度时下列反应　　1/2N2(g)+1/2O2(g)─→NO(g)的和Kθ值。（提示：）10.在699K时，反应H2(g)+I2(g)2HI(g)的Kp=,如果将和作用于的容器内，问在该温度下达到平衡时合成了多少HI（提示：平衡分压／kPa2x）#11.反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)在某温度下Kp=1,在此温度下于容器中加入：　　　、×105Pa的CO(g)　　　、×105Pa的CO(g)　　　、×105Pa的H2O(g)　　　、×105Pa的H2(g)　问反应向哪个方向进行(提示：在恒温下由p1V1=p2V2分别求出将气体加入该容器后的分压。P(CO)=×105Pa，P(H2O)=×105Pa，P(CO2)=×105Pa，P(H2)=×105Pa起始分压／105Pa反应商J为：平衡向正方向移动。)12.在时反应：NH4HS(s)NH3(g)+H2S(g)的Kθ=，求：　　(1)平衡时该气体混合物的总压。　　(2)在同样的实验中，NH3的最初分压为kPa时，H2S的平衡分压为多少（提示：（1）平衡分压为：xx则标准平衡常数为：所以平衡时的总压为：p=2×26kPa=52kPa(2)T不变，则平衡常数不变。平衡分压为：+yy所以H2S的平衡分压为17kPa）#13.反应：PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)　　(1)523K时，将的PCl5注入容积为的密闭容器中，平衡时有被分解了。试计算该温度下的平衡常数Kc、Kθ和PCl5的分解百分数。　　(2)若在上述容器中已达平衡后，再加入，则PCl5的分解百分数与未加Cl2时相比有何不同？　　(3)如开始时注入的同时，注入，则平衡时PCl5的分解百分数又是多少比较(2)、(3)所得结果，可得出什么结论(提示：（1）起始浓度为／(mol·L-1)00平衡浓度浓度为／(mol·L-1)Kc=·L-1，α(PCl5)=71%起始分压为00平衡分压为（2）新的平衡浓度为：+y+2)-yT不变，则Kc＝mol·L-1不变，y=mol·L-1，α(PCl5)=68%（3）起始浓度为／(mol·L-1)0平衡浓度为／(mol·L-1)z+zKc不变，z=mol·L-1，α(PCl5)=68%。比较（2）（3）说明最终浓度及转化率只与始终态有关，与加入的过程无关。）14.在673K下，容器内N2、H2、NH3三种气体的平衡浓度分别为：c(N2)=·L-1，c(H2)=·L-1，c(NH3)＝·L-1。若使N2的平衡浓度增加到·L-1，需从容器中取走多少摩尔的H2才能使体系重新达到平衡（提示：先求出平衡常数Kc.平衡浓度为／(mol·L-1)所以Kc＝mol·L-1N2的平衡浓度发生变化后：起始浓度为／(mol·L-1)新的平衡浓度／(mol·L-1)+（3×）-x（2×）所以从容器中取走的氢气为：x=）#15.在749K条件下，在密闭容器中进行下列反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)　　Kc=，求：　　(1)当H2O与CO物质的量之比为1时，CO的转化率为多少？　　(2)当H2O与CO物质的量之比为3时，CO的转化率为多少？　　(3)根据计算结果，你能得出什么结论（提示：在体积恒定时，物质的量之比等于浓度之比，故当H2O与CO物质的量之比为1时，则c(H2O)/c(CO)=1.（1）起始浓度为／(mol·L-1)cc00平衡浓度／(mol·L-1)c-xc-xxx所以：（2）设达到平衡后，已转化的CO浓度为x’mol·L-1，Kc=不变起始浓度为／(mol·L-1)c3c00平衡浓度／(mol·L-1)c-x’3c-x’x’x’所以：通过计算说明：增加反应物中某一物质的浓度，可以提高另一物质的转化率；增加反应物的浓度，平衡向生成物方向移动。）16.将NO和O2注入一保持在673K的固定容器中，在反应发生以前，它们的分压分别为p(NO)=101kPa，p(O2)=286kPa。当反应：2NO(g)+O2(g)2NO2(g)达平衡时，p(NO2)=。计算该反应的Kθ和值。（答案：Kθ＝，＝·mol-1）*17.已知反应：1/2H2(g)+1/2Cl2(g)─→HCl(g)在时的Kθ＝×1016，＝·mol-1，求在500K时的Kθ值[近似计算，不查Sθ和数据。(提示：)#18.在下，以下两个化学反应：　　(1)H2O(l)+1/2O2(g)─→H2O2(aq),()1=·L-1>0　　(2)Zn(s)+1/2O2(g)─→ZnO(s),()2=·L-1<0可知前者不能自发进行。若把两个反应耦合起来：　①“aq”表示水合之意。　　Zn(S)+H2O(l)+O2(g)─→ZnO+H2O(aq)　①不查热力学数据，请问此耦合反应在能否自发进行为什么（提示：，即该耦合反应在上述条件下能自发进行。）第三章酸碱反应和沉淀反应思考题1．阐述下列化学名词、概念的含义。　解离常数，解离度，分步解离，水解常数，水解度，分步水解，水的离子积，　缓冲溶液，溶度积，溶度积规则，分步沉淀，沉淀完全，沉淀转化。2．在氨水中加入下列物质时，NH3·H2O的解离度和溶液的pH值将如何变化？　(1)加NH4C1；NH3·H2O的解离度下降，pH值↓(2)加NaOH；NH3·H2O的解离度下降，pH值↑(3)加HCl；NH3·H2O的解离度增大，pH值↓(4)加水稀释。解离度α↑，溶液pH值的变化与加水的多少有关。3．是非题：(1)酸性水溶液中不含OH-，碱性水溶液中不含H+；×(2)1×10-5mol·L-1的盐酸溶液冲稀1000倍，溶液的pH值等于；×(3)使甲基橙显黄色的溶液一定是碱性的；×(4)在一定温度下，改变溶液的pH值，水的离子积不变；√(5)弱电解质的解离度随弱电解质浓度降低而增大；√(6)H2S溶液中c(H+)=2c(S2-)×4．下列说法是否正确为什么？　(1)将氨水和NaOH溶液的浓度各稀释为原来的1/2，则两种溶液中OH-浓度均减小为原来的1/2；×　(2)若HCI溶液的浓度为HOAc溶液的2倍，则HCl溶液中H+浓度也为HOAc溶液中H+浓度的2倍；×　(3)中和同浓度、等体积的一元酸所需的碱量基本上是相等的，所以同浓度的一元酸溶液中H+浓度基本上也是相等的；前半句√、后半句×　(4)氨水的浓度越小，解离度越大，溶液中OH-浓度也必越大。5．根据弱电解质的解离常数，确定下列各溶液在相同浓度下，pH值由大到小的顺序。①NaOH　②NaCN③NaOAc　④Na3PO4　⑤NH4OAc⑥HCOONH4　⑦(NH4)2SO4⑧H3PO4⑨HCl　⑩H2SO4。6．试回答下列问题；(1)如何配制SnCl2、Bi(NO3)3、Na2S溶液？先用浓HCl溶解SnCl2固体、先用浓HNO3溶解Bi(NO3)3固体、先用浓NaOH溶解Na2S固体后再稀释。(2)将Na2CO3和FeCl3溶液混合，其产物是什么Fe(OH)3↓+CO2↑7．现有mol·L-1HCl溶液与mol·L-1氨水，在下列各情况下如何计算混合溶液的pH值？　(1)两种溶液等体积混合；pH=　(2)两种溶液按2:l的体积混合；pH=　(3)两种溶液按1:2的体积混合。pH=8．农村用草木灰作为钾肥(含碳酸钾)，试解释为什么草木灰不宜与氮肥(如NH4C1)混合使用。9．试解答下列问题：　(1)能否将·L-1NaOH溶液稀释至c(OH-)=×10-8mol·L-1不能　(2)CaCO3在下列哪种试剂中的溶解度最大？　纯水；mol·L-1NaHCO3溶液；·L-1Na2CO3溶液；·L-1CaCl2溶液；·L-1KNO3溶液。在KNO3溶液中　(3)洗涤BaSO4沉淀时，往往使用稀H2SO4，而不用蒸馏水；SO42-的同离子效应，BaSO4沉淀的损失最小　(4)Ag2CrO4在·L-1AgNO3溶液中的溶解度小于在K2CrO4溶液中的溶解度。通过计算Ag2CrO4在·L-1AgNO3溶液中的溶解度为：s=1×10-8mol·L-1,Ag2CrO4在·L-1K2CrO4溶液中的溶解度为：s=5×10-6mol·L-111.许多难溶于水的化学试剂如难溶的碳酸盐、硫化物、银盐、钡盐、铬酸盐等，常用沉淀法合成。沉淀工艺条件一般为操作液浓度宜适当稀一点，合成温度宜高一点，加沉淀剂宜慢一点，为什么(提示：与获得的晶粒大小、纯度有关)。主要是为了获得纯度高、晶粒大的产品。第四章氧化还原反应思　考　题1.分别将元素Mn、N在下列两组物质中的氧化数按高到低顺序排列。　(1)⑤KMnO4,③MnO2,④K2MnO4,①MnSO4,②MnO(OH)　(2)②N2,⑦N2O5,③N2O,⑤N2O3,⑥NO2,④NO,①NH32.试分别写出碳在下列各物质中的共价键数目和氧化数.　CH3Cl（-2）,CH4（-4）,CHCl3（+2）,CH2Cl2（0）,CCl4（+4）(共价键数目均为4)3.指出下列各物质中各元素的氧化数。　Cs+,（+1）F-,（-1）NH4+,（-3，+1）H3O+,（+1，-2）H2O2,（+1，-1）Na2O2（+1，-1）,KO2,（+1，-1／2）CH3OH,（-2，+1，-2）Cr2O72-,（+6，-2）KCr(SO4)2·12H2O（+1，+3，+6，-2，+1）4.判断下列氧化还原反应方程式写是否正确,并把错误予以改正。　(1)3Ag2S+8HNO3─→6AgNO3+3S↓+2NO↑+4H2O√　(2)4MnO4-+4H+─→4MnO2+（3）2O2↑+2H2O×　(3)（2）NO2-+（4）2H++2I-─→（2）NO+I2+（2）H2O×　(4)K2Cr2O7+6Fe2++14H+─→2Cr3++6Fe3++7H2O+2K+×Cr2O7+6Fe2++14H+─→2Cr3++6Fe3++7H2O　(5)FeS+4HNO3─→Fe(NO3)3+S↓+NO↑+2H2O√　(6)（3）Fe2++NO3-+4H+─→（3）Fe3++NO↑+2H2O×5.指出下列各原电池符号的表示式是否正确,并把错误的予以改正。　(1)氧化还原反应:Fe(s)+Ag+(aq)─→Fe2+(aq)+Ag(s)原电池符号:(-)Ag∣Ag+‖Fe2+│Fe(+)×(-)Fe∣Fe2+（c1）‖Ag+（c2）│Ag(+)　(2)氧化还原反应:Fe3+(aq)+2I-(aq)─→Fe2+(aq)+I2(s)原电池符号:(-)Pt,I2(s)∣I-(c1)‖Fe2+(c2)│Fe3+(c3)(+)×(-)Pt,I2(s)∣I-(c1)‖Fe3+(c2)，Fe2+(c3)∣Pt(+)　(3)氧化还原反应:2Fe2+·L-1)+Cl2(100kPa)=2Fe3+·L-1)+2Cl-·L-1)　原电池符号:(-)Pt∣Fe2+(mol·L-1),Fe3+·L-1)‖Cl2(100kPa)∣Cl-·L-1),Pt(+)×(-)Pt∣Fe2+·L-1),Fe3+·L-1)‖Cl-·L-1)∣Cl2(100kPa),Pt(+)6.氧化还原电对当氧化型或还原型物质发生下列变化时,电极电势将发生怎样的变化？　(1)氧化型物质生成沉淀；↓　(2)还原型物质生成弱酸。↑7.填写下列空白:　(1)下列氧化剂:KClO4,Br2,FeCl3,KMnO4,H2O2当其溶液中　H+浓度增大时,氧化能力增强的是KClO4,KMnO4,H2O2,不变的是Br2,FeCl3。　(2)下列电对中,Eθ值最小的是OH-/H2。　H+/H2,H2O/H2,OH-/H2,HF/H2,HCN/H2,H+/H28.下列电对中,若浓度增大,哪种电对的电极电势增大、不变或变小？　Cl2/Cl-,Cr2O72-/Cr3+,Fe(OH)3/Fe(OH)2Cr2O72-/Cr3+↑,Fe(OH)3/Fe(OH)2↑，Cl2/Cl-不变9.下列说法是否正确？　(1)由于Eθ(Fe2+/Fe)=,Eθ(Fe3+/Fe2+)=,故Fe3+与Fe2+能发生氧化还原反应；×　(2)因为电极反应Ni2++2e-=Ni的=,故2Ni2++4e-=2Ni的＝2；×　(3)在氧化还原反应中，若两个电对的Eθ值相差越大，则反应进行得越快；×10.试用标准电极电势值判断下列每组物质能否共存并说明理由。 　　(1)Fe3+和Sn2+ (2)Fe3+和Cu 　　(3)Fe3+和Fe (4)Fe2+和Cr2O72-(酸性介质); 　　(5)Fe2+和MnO4-(酸性介质)； (6)Cl-、Br-和I- 　　(7)Fe2+和Sn4+ (8)I2和Sn2+(1)不能。Eθ(Fe3+／Fe2+)>Eθ(Sn4+/Sn2+),2Fe3++Sn2+→2Fe2++Sn4+(2)不能。Eθ(Fe3+／Fe2+)>Eθ(Cu2+/Cu),2Fe3++Cu→2Fe2++Cu2+(3)不能。Eθ(Fe3+／Fe2+)>Eθ(Fe2+/Fe),2Fe3++Fe→3Fe2+(4)不能。Eθ(Cr2O72-／Cr3+)>Eθ(Fe3+/Fe2+),Cr2O72-+6Fe2++14H+→2Cr3++6Fe3++7H2O(5)可共存，都为最低氧化态。(6)不能。Eθ(I2／I-)>Eθ(Sn4+/Sn2+),I2+Sn2+→2I-+Sn4+11.回答下列问题:　(1)化学反应的ΔrHm,ΔrSm,ΔrGm和电池电动势E及电极电势E值的大小,哪些与化学反应方程式的写法无关电池电动势E及电极电势E与化学反应方程式的写法无关　(2)为何H2S水溶液不能长期保存易被空气氧化生成S　(3)能否用铁制容器盛放CuSO4溶液不能，Fe+Cu2+→Fe2++Cu　(4)配制SnCl2溶液时,为防止Sn2+被空气中氧所氧化,通常在溶液中加入少许Sn粒,为什么Sn4++Sn→2Sn2+　(5)铁溶于过量盐酸或稀硝酸,其氧化产物有何不同Fe2+,Fe3+　(6)为何金属Ag不能从稀H2SO4或HCl中置换出H2气,却能从氢碘酸中置换出H2气Eθ(Ag+／Ag)>Eθ(H+/H2),而Eθ(AgI／Ag)<Eθ(H+/H2)12.化学试剂厂制备FeCl2·6H2O首先用盐酸与铁作用制取FeCl2溶液,然后考虑到原料来源、成本、反应速率、产品纯度、设备安全条件等因素选择把Fe2+氧化成Fe3+的氧化剂，现有双氧水、氯气、硝酸三种候选氧化剂，请问采用哪种为宜选H2O2　　提示：成本：Cl2<HNO3<H2O2　　　　　反应速率:HNO3>H2O2>Cl213.根据下列元素电势图:　　　Cu2+Cu+Cu　　　　　　　Ag2+Ag+Ag　　　　　　　Fe3+Fe2+－Fe　　　　　　　Au3+Au+Au　试问:　(1)Cu+,Ag+,Fe2+、Au+等离子哪些能发生歧化反应Cu+和Au+　(2)在空气中(注意氧气的存在),上述四种元素各自最稳定的是哪种离子Cu2+、Ag+、Fe3+、Au3+第四章氧化还原反应习题1.指出下列各物质中硫的氧化数:　H2S,S,SCl2,SO2,Na2S2O6,Na2S2O8硫的氧化数分别是-2，0，+2，+4，+5，+62.用氧化数法配平下列各氧化还原方程式:　(1)3Cu+8HNO3(稀)─→3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O　　(2)4Zn+5H2SO4(浓稀)─→4ZnSO4+H2S↑+4H2O　　(3)KClO3+6FeSO4+3H2SO4─→KCl+3Fe2(SO4)3+3H2O　　(4)3Cu2S+22HNO3─→6Cu(NO3)2+3H2SO4+10NO↑+8H2O3.用离子-电子法配平下列反应方程式:　(1)I-+H2O2+H+─→I2+H2O　(2)Cr2O72-+H2S+H+─→Cr3++S　(3)ClO3-+Fe2++H+─→Cl-+Fe3+　(4)Cl2+OH-─→Cl-+ClO-　(5)Zn+ClO-+OH-─→Zn(OH)42-+Cl-　(6)MnO4-+SO32-+OH-─→MnO42-+SO42-4.将下列氧化还原反应成原电池,并写出原电池符号:　(1)Cl2(g)+2I-─→I2+2Cl-解：（1）（-）Pt,I2(s)︱I-(c1)‖Cl(c2)︱Cl2(Pθ),Pt(+)　(2)MnO4-+5Fe2++8H+─→Mn2++5Fe3++4H2O(2)(-)Pt︱Fe2+(c1),Fe3+(c2)‖MnO4-(c3),Mn2+(c4),H+(c5)︱Pt(+)　(3)Zn+CdSO4→ZnSO4+Cd(3)(-)Zn︱ZnSO4(c1)‖CdSO4(c2)︱Cd(+)5.下列物质在一定条件下均可作为氧化剂KMnO4,K2Cr2O7,FeCl3,H2O2,I2,Br2,Cl2,F2,PbO2。试根据它们在酸性介质中对应的标准电极电势数据把上述物质按其氧化能力递增顺序重新排列,并写出它们对应的还原产物。解：由于Eθ(I2／I-)〈Eθ(Fe3+／Fe2+)<Eθ(Br2／Br-)<Eθ(Cl2／Cl-)<Eθ(Cr2O72-／Cr3+)<Eθ(PbO2／Pb2+)<Eθ(MnO4-／Mn2+)<Eθ(H2O2／H2O)<Eθ(F2／HF)。故氧化能力顺序为：I2〈FeCl3<Br2<Cl2<K2Cr2O7<PbO2<KMnO4<H2O2<F2。对应的还原产物为I-，Fe2+,Br-,Cr3+,Cl-,Pb2+,Mn2+,H2O,HF。6.下列物质在一定条件下均可作为还原剂SnCl2,FeCl2,KI,Zn,H2,Mg,Al，H2S。试根据它们在酸性介质中对应的标准电极电势数据把上述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：由于Eθ(Fe3+／Fe2+)〉Eθ(I2／I-)〉Eθ（Sn4+/Sn2+）>Eθ(S/H2S)>Eθ(H+/H2)>Eθ(Zn2+/Zn)>Eθ(Al3+/Al)>Eθ(Mg2+/Mg)。故还原能力顺序为：FeCl2〈KI〈SnCl2〈H2S〈H2〈Zn〈Al<Mg。对应的氧化产物为Fe3+,I2,Sn4+,S,H+,Zn2+,Al3+,Mg2+。7.根据给定条件判断下列反应自发进行的方向。　(1)标准态下根据Eθ值2Br-+2Fe3+─→Br2+2Fe2+Eθ(Fe3+／Fe2+)〈Eθ(Br2／Br-)，反应自发向左进行。　(2)实验测知Cu-Ag原电池Eθ值为。　(-)Cu∣Cu2+·L-1)‖Ag+·L-1)│Ag(+)　Cu2++2AgCu+2Ag+E=Eθ（Ag+/Ag）-Eθ(Cu2+/Cu)>0,反应自发向左进行。　(3)H2(g)+1/2O2(g)H2O(l)=·mol-1rGm<0,反应自发向右进行。8.己知:MnO4-+8H++5e-Mn2++4H2O　Eθ＝,　　　　Fe3++e-Fe2+　Eθ＝,　(1)判断下列反应的方向:　　　MnO4-+5Fe2++8H+Mn2++5Fe3++4H2OEθ(MnO4-／Mn2+)〉Eθ(Fe3+／Fe2+)，该反应能自发向右进行。　(2)将这两个半电池组成原电池,写出电池符号,标出正、负极,并计算其标准电动势。（-）Pt︱Fe2+,Fe3+‖MnO4-,Mn2+,H+︱Pt(+)E=Eθ(MnO4-／Mn2+)-Eθ(Fe3+／Fe2+)=　(3)当H+离子浓度为10mol·L-1,其他离子浓度均为1mol·L-1时,计算该电池的电动势。E(MnO4-／Mn2+)=Eθ(MnO4-／Mn2+)+=E=E(MnO4-／Mn2+)-Eθ(Fe3+／Fe2+)=9.写出按下列各反应设计成的原电池符号,并计算各原电池的电动势E(注:浓度单位均为mol·L-1)　(1)Zn(s)+Ni2+─→Zn2++Ni(s)E(Zn2+/Zn)=　(2)Cr2O72-+6Cl-(10)+14H+(10)─→2Cr3++3Cl2+7H2O(l)E(Cl2/Cl-)=+,E=10.求下列情况下在时有关电对的电极电势:　(1)金属铜放在·L-1的Cu2+溶液中,E(Cu2+/Cu)＝？　*(2)在上述(1)的溶液申加入固体Na2S,使溶液中的c(S2-)＝·L-1,求:E(Cu2+/Cu)＝　(3)100kPa氢气通入·L-1HCl溶液中,E(H+/H2)＝？　(4)在上述(3)的溶液中加入固体NaOH,E(H+/H2)＝？　(5)在上述(3)的溶液中加入固体NaOAc(忽略加入固体时引起的溶液体积变化),E(H+/H2)＝？11.已知在时,下列原电池的电动势为。试计算Ag+的浓度　(-)Cu∣Cu2+·L-1)‖Ag+(xmol·L-1)∣Ag(+)E(Cu2+/Cu)=++2)lg=+E=E(Ag+/Ag)-E(Cu2+/Cu)=Eθ(Ag+/Ag)+*lg{c(Ag+)/cθ}=+*X=12.己知半电池反应:　　Ag++e-Ag　Eθ(Ag+/Ag)=　　AgBr(s)+e-Ag+Br-Eθ(AgBr/Ag)=,试计算(AgBr)解：Eθ（AgBr/Ag）=E(Ag+/Ag)=Eθ(Ag+/Ag)+*lg{c(Ag+)/cθ}=Eθ(Ag+/Ag)+*lg(AgBr)=+*lg(AgBr)(AgBr)=*10-13*13.今有氢电极其溶液由浓度均为·L-1的弱酸(HA)及其钾盐(KA)所组成.若将此氢电极与另一电极组成原电池,测得其电动势为E=,并知氢电极为正极,另一电极的E=－。问该氢电极中溶液的pH值和弱酸(HA)的解离常数各为多少PH=,Kθa(HA)=*10-514．计算下列反应在下的标准平衡常数(Kθ)。　　MnO2+2Cl-+4H+Mn2++Cl2+2H2O15.在Ag+和Cu2+浓度分别为×10-2mol·L-1和·L-1的混合溶液中加入Fe粉,哪种金属离子先被还原当第二种离子被还原时,第一种金属离子在溶液中的浓度是多少E(Cu2+/Cu)=,E(Ag+/Ag)=,Eθ(Fe2+/Fe)={E(Ag+/Ag)-Eθ(Fe2+/Fe)}>{E(Cu2+/Cu)-Eθ(Fe2+/Fe)}故Ag+先被Fe还原。C(Ag+)=*16.己知反应:2Ag++Zn2Ag+Zn2+　(1)开始时Ag+和Zn2+的浓度分别为·L-1和·L-1,求E(Ag+/Ag),E(Zn2+/Zn)及E值。E(Ag+/Ag)=,E(Zn2+/Zn)=,E==+　(2)计算反应的Kθ,Eθ及Kθ=*1052,Eθ=+,=*　(3)求达平衡时溶液中剩余的Ag+浓度。C(Ag+)=*17.已知锰的元素电势图:　　MnO4-MnO42-　　MnO2　　Mn3+Mn2+Mn　　　　　　│　　　　　　　　　││　　　　　　│　　　　　　└────────────┘└─────────┘　(1)求(MnO4-/MnO2)和(MnO2/Mn3+)+,+　(2)指出图哪些物质能发生歧化反应MnO42-,Mn3+　(3)指出金属Mn溶于稀HCl或H2SO4中的产物是Mn2+还是Mn3+,为什么是Mn2+，故反应式为Mn+2H+Mn2++H218.根据铬在酸性介质中的电势图:　　Cr2O72-Cr3+－Cr2+－Cr　(1)计算(Cr2O72-/Cr2+)和(Cr3+/Cr)+,　(2)判断Cr3+和Cr2+在酸性介质中是否稳定Cr3+和Cr2+均不歧化，但Eθ(Cr2O72-／Cr3+)〉Eθ（O2/H2O），Cr3+不易被氧化，较稳定。而Eθ（Cr3+/Cr2+）<<Eθ（O2/H2O）,所以Cr2+极不稳定，在酸性介质中极易被空气中的氧气氧化成Cr3+。思考题1.“原子”为什么不像过去那样定义为组成的基本粒子2.量子力学的轨道概念与波尔原子模型的轨道有什么区别和联系3.波函数与原子轨道有何关系与电子云有何关系4.