試題庫劉春英王淑濤羅立文選編第1章物質(zhì)及其變化的一些基本定律1.1典型試題及解析1.2試題1.3參考答案第2章化學(xué)反應(yīng)的方向和限度2.1典型試題及解析2.2試題2.3參考答案第3章電解質(zhì)溶液3.1典型試題及解析3.2試題3.3參考答案第4章氧化還原反應(yīng)和電化學(xué)4.1典型試題及解析4.2試題4.3參考答案第5章原子結(jié)構(gòu)和周期系5.1典型試題及解析5.2試題5.3參考答案第6章分子結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)6.1典型試題及解析6.2試題6.3參考答案第7章配位化合物7.1典型試題及解析7.2試題7.3參考答案第8章無機(jī)化合物8.1典型試題及解析8.2試題8.3參考答案第9章化學(xué)與環(huán)境9.1典型試題及解析9.2試題9.3參考答案第10章化學(xué)與材料10.1典型試題及解析10.2試題10.3參考答案第11章化學(xué)與能源11.1典型試題及解析11.2試題11.3參考答案第12章化學(xué)與生活12.1典型試題及解析12.2試題12.3參考答案第13章化學(xué)與生命13.1典型試題及解析13.2試題13.3參考答案綜合性試題(一)綜合性試題(二)綜合性試題(三)綜合性試題(四)綜合性試題五)綜合性試題(六)第1章物質(zhì)及其變化的一些基本定律1.1典型試題及解析例1-1.判斷下列說法是否正確，并說明理由。(1)對應(yīng)于某一狀態(tài)的熱力學(xué)能是可以直接測定的。(2)反應(yīng)的速率常數(shù)大，反應(yīng)速率一定高。解：(1)這種說法不對。熱力學(xué)能的絕對值是難以確定的。(2)這種說法不對。速率不僅與速率常數(shù)有關(guān)，還與濃度、壓力條件有關(guān)。例1-2.298K時，在恒容量熱計(jì)中測得1.00molC6H6（l）完全燃燒生成H2O(l)和CO2(g)時，放熱3263.9kJ。計(jì)算恒壓下1.00molC6H6（l）完全燃燒時的反應(yīng)熱效應(yīng)。解：C6H6(l)+O2(g)→3H2O(l)+6CO2(g)∵Qv=3263.9kJ，且QP=QV+△nRT∴QP=3263.9+（6-）×8.314×298×103=3267.6kJ∴QP=3267.6kJ·mol1例1-3.查表計(jì)算下列反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變：(1)Fe2O3(s)+3CO(g)=3CO2(g)+2Fe(s)(2)2NO2(s)=2NO(g)+O2(g)解：(1)Fe2O3(s)+3CO(g)=3CO2(g)+2Fe(s)824.4110.525393.5090=(νi)(生成物)–(νi)(反應(yīng)物)=[3(393.509)+20]–[824.4+3(110.525)]=24.552kJ·mol1(2)2NO2(s)=2NO(g)+O2(g)33.1890.250=(νi)(生成物)–(νi)(反應(yīng)物)=290.25+0–233.18=114.14kJ·mol1例1-4.試舉例說明質(zhì)量作用定律只適用于基元反應(yīng)的理由。解：質(zhì)量作用定律的內(nèi)容是：基元反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度以其計(jì)量數(shù)為指數(shù)的冪的連乘積成正比。許多化學(xué)反應(yīng)不是基元反應(yīng)，而是由兩個或多個基元步驟完成的復(fù)雜反應(yīng)。對于復(fù)雜反應(yīng)，其反應(yīng)的速率方程只有通過實(shí)驗(yàn)來確定。例如，反應(yīng)：2H2+2NO→2H2O+N2其速率方程為=kc(H2)c2(NO)，而不是=kc2(H2)c2(NO)。由此可見，質(zhì)量作用定律只適用于基元反應(yīng)。例1-5.簡要解釋：(1)反應(yīng)物間所有的碰撞并不是全部有效的。(2)A(g)+B(g)→C(g)，總反應(yīng)并不一定都是二級反應(yīng)。(3)在反應(yīng)機(jī)理中，最慢的一步反應(yīng)決定總反應(yīng)的速率。解：(1)由于某些參加碰撞的分子所具有的能量小于活化能，有些分子在碰撞時的取向不合適，所以所有碰撞不可能全有效。(2)大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)不是基元反應(yīng)，其反應(yīng)歷程復(fù)雜。對于復(fù)雜反應(yīng)，反應(yīng)級數(shù)不是由反應(yīng)方程式而是由實(shí)際的反應(yīng)機(jī)理來確定。通常反應(yīng)級數(shù)由實(shí)驗(yàn)測定。(3)快的反應(yīng)能迅速供給慢反應(yīng)所需的反應(yīng)物或很快消耗慢反應(yīng)的產(chǎn)物。所以總的反應(yīng)速率為最慢的一步制約。1.2試題一.填空題1.當(dāng)體系的狀態(tài)被改變時，狀態(tài)函數(shù)的變化只決定于，而與無關(guān)。2.已知反應(yīng)2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)，=483.6kJ·mol1，則(H2O，g)=kJ·mol1。3.等溫等壓條件下，只做體積功的反應(yīng)，QP=，而恒容反應(yīng)時，QV=。4.某反應(yīng)A+2B=C+D為基元反應(yīng)，其反應(yīng)速率表達(dá)式是5.根據(jù)阿侖尼烏斯公式，隨溫度的升高，其速率常數(shù)k將，反應(yīng)級數(shù)是。；對不同反應(yīng)，其活化能越大，速率常數(shù)k將二.判斷題1.化學(xué)熱力學(xué)中，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)條件是指壓力為101.325kPa，溫度為298.15K。()2.系統(tǒng)的狀態(tài)函數(shù)之一發(fā)生變化，系統(tǒng)的狀態(tài)不一定變化。()。3.反應(yīng)的焓變和反應(yīng)熱是同一概念。()4.某反應(yīng)2A+B=A2B，其反應(yīng)速率表達(dá)式是=kcx(A)cy(B)，反應(yīng)級數(shù)是x+y。()5.反應(yīng)N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)，已知某溫度下反應(yīng)速率(NH3)=0.2mol·dm3·h1，則(H2)=0.2mol·dm3·h1。()6.由Arrhenius公式可知，加快反應(yīng)速率的唯一方法是升高反應(yīng)溫度。()7.反應(yīng)A+B→C，若是基元反應(yīng)，該反應(yīng)只能是二級反應(yīng)。三.選擇題()1.如果系統(tǒng)經(jīng)過一系列變化，最后又變到初始狀態(tài)，則系統(tǒng)的()。(A)Q=0，W=0，U=0，H=0(C)Q=|W|，U=QW，H=0(B)Q≠0，W≠0，U=0，H=Q(D)Q≠|(zhì)W|，U=QW，H=0)。(B)降低了反應(yīng)的活化能2.升高溫度能提高反應(yīng)速率的主要原因是((A)增加了活化分子百分?jǐn)?shù)(C)增加了反應(yīng)物分子間的碰撞頻率(D)增大了平衡常數(shù)3.對于理想氣體的內(nèi)能有下述四種理解：(1)狀態(tài)一定，內(nèi)能也一定；(2)對應(yīng)于某一狀態(tài)的內(nèi)能是可以直接測定的；(3)對應(yīng)于某一狀態(tài)，內(nèi)能只有一個數(shù)值，不可能有兩個或兩個以上的數(shù)值；(4)狀態(tài)改變時，內(nèi)能一定跟著改變。其中正確的是：()(A)(1)，(2)四.計(jì)算題(B)(3)，(4)(C)(2)，(4)(D)(1)，(3)1.已知反應(yīng)：CO(g)+O2(g)=CO2(g)。在298K，ΔU=282.0kJ，求此反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變。2.丁酮二酸在水溶液中分解成丙酮和二氧化碳的反應(yīng)，其分解反應(yīng)速率常數(shù)在298K時為1.08104s1，在333K時為5.48102s1，試求該分解反應(yīng)的活化能。五.綜合分析題1.一般情況下，升高溫度反應(yīng)速度加快了，為什么？試用阿倫尼烏斯公式說明。2.溫度不變時，給反應(yīng)加入正催化劑，為什么反應(yīng)速度加快了，試用阿倫尼烏斯公式說明。3.簡述在合成氨生產(chǎn)中：N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)，rH=92.4kJ·mol1，工業(yè)上采用溫度控制在673773K，而不是更低些，壓力控制在30390kPa而不是更高？1.3參考答案一.填空題1.體系的始態(tài)和終態(tài)，變化途徑。2.-241.8。3.ΔH，ΔU。二.判斷題4.=kc(A)c2(B)，3。5.增大，越小。1.2.3.4.√5.√6.7.三.選擇題1.C2.A3.D四.計(jì)算題(略)1.283.2kJ·mol1。2.Ea=97.6kJ·mol1。五.綜合分析題1.答：阿累尼烏斯公式為k=Aexp(Ea/RT)，對給定反應(yīng)A、Ea是定數(shù)，溫度升高使exp(Ea/RT)變大，即k變大。在其它條件不變時，反應(yīng)速度完全由速度常數(shù)k決定，所以k增大必然使增大。2.答：溫度不變時，給反應(yīng)加入正催化劑，作用是降低反應(yīng)的活化能。根據(jù)k=Aexp(Ea/RT)，Ea的降低，使exp(Ea/RT)增大，A為常數(shù)，則k增大。在其它條件一定時，k與成正比，所以活化能的降低必然導(dǎo)至反應(yīng)速度的加快。3.答：對于此反應(yīng)，低溫有利于提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，但低溫反應(yīng)速度慢，使設(shè)備利用率低，單位時間合成氨量少，為使其有較高的轉(zhuǎn)化率和較快的反應(yīng)速度，單位時間內(nèi)合成較多的氨，常以催化劑的活性溫度為該反應(yīng)的控制溫度。高壓對合成氨有利，但壓力過高對設(shè)備要求高，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)高，因此，壓力不宜過高，為了得到更多的氨，常用加壓、冷卻合成氣的方法，以分離氨，使平衡右移。第2章化學(xué)反應(yīng)的方向與限度2.1典型試題及解析例2-1.判斷下列說法是否正確，并說明理由。(1)放熱反應(yīng)是自發(fā)的。(2)純單質(zhì)的、、皆為零。(3)反應(yīng)的ΔrG>0，該反應(yīng)是不能自發(fā)進(jìn)行的。(4)如反應(yīng)的ΔrH和ΔrS皆為正值，室溫下ΔrG也必為正值。(5)冰在室溫下自動融化成水，是熵增起了重要作用的結(jié)果。解：(1)這種說法不對。放熱反應(yīng)即ΔrH<0的反應(yīng)，大多數(shù)放熱反應(yīng)是自發(fā)的，但不能用ΔrH<0作為判斷反應(yīng)自發(fā)的一般標(biāo)準(zhǔn)。因?yàn)樵诘葴?、等壓條件下，決定化學(xué)反應(yīng)方向的是ΔrG，ΔrG<0的反應(yīng)是自發(fā)的。ΔrG=ΔrH-TΔrS，ΔrG的符號還與TΔrS項(xiàng)有關(guān)，對于熵減的反應(yīng)，在高溫下，即使是放熱反應(yīng)也不能自發(fā)進(jìn)行。(2)這種說法不對。應(yīng)該說穩(wěn)定的純單質(zhì)的、為零。而T/K時，即使是穩(wěn)定的純單質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)熵也不為零。應(yīng)該說0K時，任何純凈物的完美晶體的熵值為零。(3)這種說法不對。只能說在標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下，ΔrG>0該反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。判斷某一反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行，一般用ΔrG。而=+2.303RTlgQ，當(dāng)>0時，不一定大于零，所以該說法不對。(4)這種說法不對。根據(jù)吉布斯公式ΔrG=ΔrH–TΔrS，若ΔrH>0，ΔrS>0，當(dāng)溫度降低時，ΔrG增大，但不一定是正值，在低溫下可能為正值。(5)這種說法正確。冰在室溫下自動融化成水，是一個吸熱過程，但由于自動融化成水是熵增起了重要作用的結(jié)果。<且ΔG<0，所以冰在室溫下例2-2.已知=–569kJ·mol1，=–805kJ·mol1，試比較MgO(s)和SiO2(s)的穩(wěn)定性大小。[分析]通常情況下，可以用吉布斯函數(shù)變的大小來判斷化合物的穩(wěn)定性。對于同類型化合物，可以直接加以比較；但是，對于不同類型化合物，如題中所給MgO和SiO2就不能直接用根據(jù)進(jìn)行判斷比較。因?yàn)闅怏w的熵變對反應(yīng)會有顯著的影響。此時，要以消耗1molO2生成氧化物的過程的吉布斯函數(shù)變?yōu)橐罁?jù)比較MgO和SiO2的穩(wěn)定性。解：消耗1molO2生成氧化鎂的反應(yīng)為2Mg(s)+O2=2MgO(s)=2=2(569)=1138kJ·mol1同理Si(s)+O2=SiO2(s)==805kJ·mol1由計(jì)算結(jié)果知MgO比SiO2更穩(wěn)定。例2-3.估計(jì)下列各變化過程是熵增還是熵減。(1)NH4NO3爆炸2NH4NO3(s)→2N2(g)+4H2O(g)+O2(g)(2)水煤氣轉(zhuǎn)化CO(g)+H2O(g)→CO2(g)+H2(g)(3)臭氧生成3O2(g)→2O3(g)解：(1)NH4NO3爆炸后，氣體體積急劇增大，是熵值增大的過程。(2)水煤氣轉(zhuǎn)化過程氣體體積未發(fā)生變化，估計(jì)熵變很小。(3)生成臭氧后，氣體體積減小，是熵減過程。例2-4.反應(yīng)：Al2O3(s)+3Cl2(g)→2AlCl3(s)+O2(g)。(1)用兩種方法計(jì)算反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)吉布斯函數(shù)變，并判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向；(2)耦合反應(yīng)：Al2O3(s)+3Cl2(g)+3C(s)→2AlCl3(s)+3CO(g)，用最簡捷的方法計(jì)算反應(yīng)的，判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向。解：(1)Al2O3(s)+3Cl2(g)→2AlCl3(s)+O2(g)1582.401675.70628.80704.2050.92222.96110.7205.03[解法一]=2+3=2(628.8)(1582.4)=324.8kJ·mol1[解法二]=2+3=2(704.2)(1675.7)=267.3kJ·mol1=2+3=2110.7+1.5205.0350.923222.96=190.9J·K1·mol1=T=267300298(190.9)=324188Jmol1=324.2kJ·mol1兩種方法同時表明，計(jì)算結(jié)果一致(324.8kJ·mol1和324.2kJ·mol1)，298K時熱力學(xué)上不可能進(jìn)行，而逆反應(yīng)(即AlCl3燃燒的反應(yīng))是可自發(fā)進(jìn)行的。>0，說明該反應(yīng)在標(biāo)態(tài)、(2)Al2O3(s)+3Cl2(g)+3C(s)→2AlCl3(s)+3CO(g)1582.400628.8137.15最簡捷的計(jì)算方法是直接用進(jìn)行計(jì)算，將為零的兩項(xiàng)略去。=2+3-=2(628.8)+3(137.15)(1582.4)=86.65kJ·mol1該反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)吉布斯函數(shù)變<0，在標(biāo)態(tài)、298K下可自發(fā)進(jìn)行。例2-5.煤燃燒時含硫的雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為SO2和SO3，造成對大氣的污染。試用熱力學(xué)數(shù)據(jù)說明可以用CaO吸收SO3，以消除煙道廢氣的污染。解：298K時CaO(s)+SO3(g)→CaSO4(s)635.09395.71434.139.75256.6107=2=1434.1(635.09)(395.7)=403.31kJ·mol1==10739.75256.6=189.35J·K1·mol1298K時=T=403.31103298(189.35)=346.88kJ·mol1<0，所以在298K時反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行。設(shè)反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行的最高溫度為T，則(T)=(T)T(T)≈T=0即403.31103T(189.35)=0∴T=2130K(即1857℃)所以在低于2130K(1857℃)時可以用CaO吸收SO3，從而消除煙道廢氣的污染。例2-6.試用熱力學(xué)原理說明一氧化碳還原Al2O3制鋁是否可行？解：Al2O3(s)+3CO(g)=2Al(s)+3CO2(g)1582.4137.150394.41675.7110.50393.550.92197.628.33213.7=3(394.4)+0(1582.4)3(137.15)=810.65kJ·mol1因?yàn)?gt;0，所以298K時不能用CO還原Al2O3。=3(393.5)+0(1675.7)3(110.5)=826.7kJ·mol1=3213.7+228.3350.923197.6=54.04kJ·mol1=T<0時，反應(yīng)正向自發(fā)進(jìn)行。反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的最低溫度要大于15298K理論上才可行，但實(shí)踐上溫度很難達(dá)到15298K，所以用CO還原Al2O3是不可行的。例2-7.甲烷的轉(zhuǎn)化反應(yīng)為CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)，試?yán)脽崃W(xué)數(shù)據(jù)，計(jì)算此反應(yīng)在298K時的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)。解：CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)74.85241.82110.520186.27188.82197.67130.68=+3=(110.52)+0(74.85)(241.82)=206.15kJ·mol1=+3=197.67+3130.68186.27188.82=214.62J·K1·mol1=T=20662=142193.2J·mol1該反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)極小，表明在常溫時，甲烷轉(zhuǎn)化為CO和H2的反應(yīng)幾乎是不可能的。例2-8.已知298K時SO2(g)SO3(g)296.9395.2300.4370.4求1000K時反應(yīng)為2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)。解：==2(395.2)2(296.9)=196.6kJ·mol1=2(370.4)2(300.4)=140kJ·mol1===189.9J·K1·mol11000K時，(1000K)=(298K)T(298K)103=196.61000(189.9)103=6.7kJ·mol1例2-9.(1)計(jì)算298K下反應(yīng)C2H6(g，p)?C2H4(g，p)+H2(g，p)的，并判斷在標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下反應(yīng)向，并判斷反應(yīng)方向。何方向進(jìn)行。(2)計(jì)算298K下反應(yīng)：C2H6(g，p)?C2H4(g，3.0kPa)+H2(g，3.0kPa)的解：(1)C2H6(g，p)?C2H4(g，p)+H2(g，p)32.8268.150==68.15(32.82)=100.97kJ·mol1體系處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，>0，則反應(yīng)向逆向進(jìn)行。(2)由=+2.303RTlgQ=100.97+2.3038.31410-3298lg=84.1kJ·mol1>0，反應(yīng)仍向逆方向進(jìn)行。例2-10.已知在1362K時下列化學(xué)反應(yīng)的焓變和平衡常數(shù)：(1)H2(g)+1/2S2(g)?H2S(g)=21kJ·mol1，=0.80(2)3H2(g)+SO2(g)?H2S(g)+2H2O(g)=207kJ·mol1，=1.8×104計(jì)算：(3)4H2(g)+2SO2(g)?4H2O(g)+S2(g)，在1362K時的解：由(3)式=(2)式×2–(1)式×2得：和。=×2×2=(207)×2(21)×2=372kJ·mol1=()2/()2=(1.8×104)2/0.82=5.06×108例2-11.已知2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)在1062K時的平衡常數(shù)K=0.955。如在該溫度下，某一容器中含有SO2、O2和SO3三種氣體，其分壓分別為30.4kPa、60.8kPa和25.33kPa，試判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向。如果只將SO3的分壓減至3kPa，反應(yīng)方向有何變化。[分析]當(dāng)Q<K，解：(1)<0，反應(yīng)正向自發(fā)；當(dāng)Q>K，>0，反應(yīng)逆向自發(fā)。所以反應(yīng)逆向進(jìn)行。(2)所以反應(yīng)正向進(jìn)行。例2-12.反應(yīng)PCl5(g)?PCl3(g)+Cl2(g)在523K和1.01325×105Pa下達(dá)平衡時，其分解百分率為80%，求該條件下反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp。解：設(shè)開始時PCl5為1molPCl5(g)?PCl3(g)+Cl2(g)起始時物質(zhì)的量/mol1平衡時物質(zhì)的量/mol11×80%0.8則平衡時總物質(zhì)的量為1.8mol，由平衡常數(shù)Kp表達(dá)式得：000.8例2-13.苯甲醇脫氫可用來生產(chǎn)香料苯甲醛。反應(yīng)：C6H5CH2OH(g)?C6H5CHO(g)+H2(g)，523K時，，(1)假若將1.20g苯甲醇放在2.00L容器中并加熱至523K，當(dāng)平衡時苯甲醛的分壓是多少？(2)平衡時苯甲醇的分解率是多少？解：(1)M(C6H5CH2OH)=108.14C6H5CH2OH(g)?C6H5CHO(g)+H2(g)平衡時p/kPa24.1xxx∴x=18.2p(C6H5CHO)=18.2kPa(2)苯甲醇的分解率2.2試題一.填空題1.用熱力學(xué)函數(shù)符號表示下列狀態(tài)的熱力學(xué)特征：在恒溫恒壓條件下，放熱反應(yīng)的態(tài)，298.15K時，穩(wěn)定單質(zhì)的等于零；在0K時，純凈完美晶體的小于零；標(biāo)準(zhǔn)狀和等于零；自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)的小于零。2.高溫下能自發(fā)進(jìn)行，而低溫下非自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)，通常是ΔH0，ΔS0的反應(yīng)。3.H2(g)+I2(g)?2HI(g)，Pa，則自發(fā)進(jìn)行的方向是=50.3(713K)，某狀態(tài)下，p(H2)=p(I2)=5.379105Pa，p(HI)=62.59105，原因是。4.下列反應(yīng)處于平衡狀態(tài)：X(g)+Y(g)?4Z(g)ΔH=45kJ·mol1，當(dāng)同時升高溫度加入正催化劑時，正反應(yīng)速度將，化學(xué)平衡將。5.反應(yīng)NO2(g)+NO(g)?N2O3(g)，ΔH<0，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時，①T一定，壓縮容器體積，增大系統(tǒng)的總壓，平衡②T一定，保持容器體積不變，通入氖氣使系統(tǒng)總壓增加，平衡移動；移動；③V一定，p一定，升高溫度，平衡④T一定，p一定，通入氖氣，平衡移動；移動。6.對于反應(yīng)N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)，=92.2kJ·mol1，若升高溫度100K，則。(填“基本不變”、“增大”或“減小”)7.已知某條件下反應(yīng)中某種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率為25%，若加入適當(dāng)?shù)拇呋瘎?，其它條件不變，則該反應(yīng)的，，，K，，轉(zhuǎn)化率為。二.判斷題1.因?yàn)?+2.303RTlgQ，所以在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下不能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)，在非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下也一定不能自發(fā)進(jìn)行。()2.在一定溫度和壓力下，某反應(yīng)的ΔrG>0，故要尋找適合的催化劑將反應(yīng)的活化能降低，使反應(yīng)向正向進(jìn)行。()3.穩(wěn)定單質(zhì)在298K時的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓和標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵均為零。()4.可逆吸熱反應(yīng)的平衡常數(shù)隨溫度升高而增大；可逆放熱反應(yīng)的平衡常數(shù)隨溫度升高而減小。()5.只要溫度不變，可逆反應(yīng)反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率也不變。()6.C2H4(g)+H2(g)→C2H6(g)是熵增反應(yīng)。()7.反應(yīng)Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)，(298K)=15.2J·mol1·K1，則(500K)≈15.2J·mol1·K1。()8.催化劑能改變反應(yīng)歷程，降低反應(yīng)的活化能，但不能改變反應(yīng)的三.選擇題。()1.已知某反應(yīng)的<1，則該反應(yīng)的值應(yīng)是()。(A)=0(B)>0(C)<0(D)<12.已知：H2(g)+S(s)?H2S(g)S(s)+O2(g)?SO2(g)則反應(yīng)H2(g)+SO2(g)?O2(g)+H2S(g)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)是()。(A)+(B)(C)(D)/3.某溫度時，反應(yīng)H2(g)+Br2(g)=2HBr(g)的K=4102，則反應(yīng)HBr(g)=H2(g)+Br2(g)的K等于()。(A)(B)(C)4102(D)4.一個氣相反應(yīng)mA(g)+nB(g)?qC(g)，達(dá)到平衡時()。(A)=0(B)Qp=1(C)Qp=K(D)反應(yīng)物分壓和等于產(chǎn)物分壓和5.將固體NH4NO3溶于水中，溶液變冷，則該過程的ΔG、ΔH、ΔS的符號依次是((A)+(B)++(C)+(D)++)。6.在100K時，反應(yīng)A(g)+B(g)→C(g)+D(g)在密閉容器中達(dá)到平衡，若此時在該平衡體系中引入稀有氣體，則平衡將()。(A)正向移動(B)逆向移動(C)不發(fā)生移動(D)不能確定7.已知反應(yīng)C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)，rH=131kJ·mol1，為增大水煤氣的產(chǎn)率，需采取()。(A)增大壓力(B)升高溫度(C)降低溫度(D)使用催化劑8.在密閉容器中，盛有NO2氣體，在等溫下建立下列平衡2NO2(紅棕色)?N2O4(無色)，rH<0，若升高溫度，則顏色將()。(A)變深9.對于反應(yīng)3O2(g)→2O3(g)，rH=288.4kJ·mol1，下列哪個條件有助于該反應(yīng)進(jìn)行((A)高溫低壓(B)高溫高壓(C)低溫低壓(D)多加臭氧10.反應(yīng)CH3OH(l)+NH3(g)=CH3NH2(g)+H2O(g)，在標(biāo)準(zhǔn)條件下，某溫度時，自發(fā)向右進(jìn)行，若該溫(B)變淺(C)不變(D)不一定)。度下反應(yīng)的=17kJ·mol1，=17kJ·mol1，則關(guān)于該反應(yīng)表述正確的是()。(A)rH>0，rG<0(B)rH<0，rG>0(C)rH>0，rG>0(D)rH<0，rG<011.反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)在853K達(dá)到平衡時的氣體分壓：SO2為22.4kPa，O2為33.0kPa，SO3為46.0kPa，則此溫度下上述反應(yīng)的平衡常數(shù)的數(shù)值為（）。(A)0.0622(B)0.128(C)7.81(D)12.912.某反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾Gibbs自由能變化在773K時為1.00kJ·mol1，在此溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù))。是((A)1.27(B)1.17(C)1.00(D)0.85613.下列說法中正確的是()。(A)熵總是隨著物質(zhì)聚集狀態(tài)的變化而增大。(B)熵總是隨著溫度的升高而減小。(C)熵與溫度無關(guān)。(D)0K標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時，任何完整晶態(tài)物質(zhì)的熵值都為0。四.計(jì)算題1.反應(yīng)PCl5(g)+PCl3(g)?Cl2(g)在298K時的熱力學(xué)數(shù)據(jù)如表所列：PCl5374.9PCl3287.0Cl20/kJ·mol1364.6311.78223.1試通過計(jì)算說明：①反應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時能否自發(fā)進(jìn)行？②標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的溫度是多少？③標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，600K時，反應(yīng)的2.已知反應(yīng)及熱力學(xué)數(shù)據(jù)如下：=？Ca(OH)2(s)+CO2(g)=CaCO3(s)+H2O(l)Ca(OH)2(s)CO2(g)CaCO3(s)H2O(l)898.5394.41128.8237.1/kJ·mol11986.1393.51206.9285.8/kJ·mol試通過計(jì)算說明：①標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，298K時，反應(yīng)的=？②當(dāng)溫度升高到353K時，的變化率為多少？該變化率說明什么？3.在250℃時，將0.70mol的PCl5置于2.0dm3的密閉容器內(nèi)使其達(dá)平衡，經(jīng)測定PCl5的物質(zhì)的量為0.20mol。(1)求該反應(yīng)PCl5(g)+PCl3(g)?Cl2(g)在250℃達(dá)平衡時的Kc及PCl5的百分轉(zhuǎn)化率。(2)在溫度不變的條件下，在上述平衡體系中再加入0.20mol的PCl5，使其重新達(dá)平衡，求各物質(zhì)的平衡濃度及PCl5的百分轉(zhuǎn)化率。4.在497℃時，101.325kPa下，某一容器中2NO2(g)?2NO(g)+O2(g)建立平衡，有56%的NO2離解為NO和O2。(1)求，(2)若要使離解度增加到80%，平衡時的壓力為多少？五.綜合分析題1.根據(jù)熱力學(xué)計(jì)算吉布斯函數(shù)變?yōu)樨?fù)值的反應(yīng)，在該條件下，卻觀察不到明顯的反應(yīng)，為什么？(用碰撞理論說明)。2.溫度對反應(yīng)：mA+nB?pC，H<0，升高溫度，對反應(yīng)速率和化學(xué)平衡有何影響？為什么？3.催化劑能影響反應(yīng)速率，但不能影響化學(xué)平衡，為什么？4.標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)改變，平衡是否一定移動？而平衡發(fā)生移動，標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)是否一定改變呢？2.3參考答案一.填空題1.ΔrH；，；S；ΔrG。2.>，>。3.逆向進(jìn)行，Q=135.4>4.加快，向左移動。=50.3或ΔrG>0。5.向右，不，向左，向左。6.基本不變，基本不變，增大，減小，增大，增大。7.25%。二.判斷題1.2.3.4.√5.6.7.8.三.選擇題1.B2.D3.B4.C5.D6.C7.B8.A9.B10.A11.D12.D13.D四.計(jì)算題(略)1.①2.①(298K)=37.2kJ·mol1>0，不能自發(fā)進(jìn)行；②T>516K；③＝17.38。＝6.1721012②平衡常數(shù)的變化率為1056數(shù)量級，說明溫度升高平衡常數(shù)顯著增大，平衡向右移動。3.(1)Kc=0.625，Kp=26.8，PCl5的百分轉(zhuǎn)化率1=71.4%。(2)c(PCl3)=c(Cl2)=0.30mol·dm3，c(PCl5)=0.15mol·dm3，PCl5的百分轉(zhuǎn)化率為2=66.67%。4.(1)=0.354；(2)p=7.85kPa。五.綜合分析題1.答：熱力學(xué)計(jì)算只是用始態(tài)與終態(tài)自由能之差進(jìn)行判斷反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行。而實(shí)際反應(yīng)卻需要一個活化能,活化能越大，活化分子數(shù)越少，難于發(fā)生有效碰撞，而觀察不到有明顯的反應(yīng)發(fā)生。2.答：升高溫度，可以加快正逆反應(yīng)的反應(yīng)速度，平衡將逆向移動。因升高溫度使速度常數(shù)增大，反應(yīng)速度則加快。(或從活化分子百分?jǐn)?shù)增大，有效碰撞增多，微觀角度說明)。依據(jù)勒夏特列原理，升高溫度，平衡向吸熱方向移動。給出反應(yīng)，逆向吸熱，正向放熱，所以平衡將逆向移動。3.答：因?yàn)榇呋瘎┠芷鸬礁淖兎磻?yīng)歷程，從而改變反應(yīng)活化能的作用，所以能影響反應(yīng)速度，但由于催化劑同時改變正、逆反應(yīng)的活化能，同等速度的影響正、逆反應(yīng)速度，而不改變反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài)，所以不影響化學(xué)平衡。4.答：平衡發(fā)生移動，標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)不一定改變。若溫度保持不變，反應(yīng)物濃度或分壓等其它條件改變而引起的平衡的移動，此時標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)不變；但由于溫度改變引起平衡移動，此時標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)改變。第3章電解質(zhì)溶液3.1典型試題及解析例3-1.若要比較一些難溶電解質(zhì)溶解度的大小，是否可以根據(jù)難溶電解質(zhì)溶度積大小直接比較，即：溶度積較大的，溶解度應(yīng)較大；溶度積較小的，溶解度也較小，為什么？答:同一類型的難溶電解質(zhì)可以根據(jù)難溶電解質(zhì)溶度積大小直接比較，否則不能。因?yàn)榇嬖谥瘜W(xué)計(jì)量數(shù)的方次問題。例3-2.寫出下列各種物質(zhì)的共軛酸。HSH2OS2[Al(OH)(H2O)5]2+HS[Al(H2O)6]3+解：H2SH3O+例3-3.寫出下列各種物質(zhì)的共軛堿。H3PO4HAcHSHNO3HClO[Al(H2O)6]3+解：AcS2[Zn(OH)(H2O)5]+ClO例3-4.要使沉淀溶解，可采用哪些措施？舉例說明。答:措施主要有加酸、加堿、加配合劑(形成配合物)、加氧化劑。例如：Fe(OH)3+3HCl=FeCl3+3H2OAl(OH)3+NaOH=Na[Al(OH)4]AgCl+2NH3=[Ag(NH3)2]Cl3CuS+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O↓+3S例3-5.計(jì)算下列各溶液的pH值：(1)20cm30.10moldm3HCl和20cm30.10moldm3NH3H2O溶液混合；(2)20cm30.10moldm3HCl和20cm30.20moldm3NH3H2O溶液混合；(3)20cm30.10moldm3NaOH和20cm30.20moldm3NH4Cl溶液混合；(4)20cm30.20moldm3HAc和20cm30.10moldm3NaOH溶液混合；(5)20cm30.10moldm3HCl和20cm30.20moldm3NaAc溶液混合；(6)20cm30.10moldm3NaOH和20cm30.10moldm3NH4Cl溶液混合。解：(1)HCl為強(qiáng)酸，NH3為弱堿，兩者量皆為0.1020=2mmol，故能完全反應(yīng)，生成NH4Cl。設(shè)平衡時，c(H+)=xmol·dm3+H2O?NH3H2O+H+，平衡濃度/moldm30.050xxx又所以解得x=5.310-6mol·dm3pH=lgc(H+)=lg(5.3106)=5.28(2)HCl物質(zhì)的量0.1020=2mmol強(qiáng)酸，NH3H2O物質(zhì)的量0.2020=4mmol強(qiáng)堿，兩者溶液混合后，部分中和，得一緩沖溶液：NH3H2O的解離平衡為：NH3H2O?+OH，pH=14pOH(3)NaOH為強(qiáng)堿，其物質(zhì)的量為0.1020=2mmol，NH4Cl為弱堿強(qiáng)酸鹽，其物質(zhì)的量為0.2020=4mmol，兩溶液混合后：+OH?NH3H2O反應(yīng)后，生成NH3H2O的濃度為：剩余的濃度為：即c(NH3H2O)=c()，得到一緩沖溶液，由(2)中計(jì)算知pH=9.26(4)混合后，HAc部分可被NaOH中和，剩余HAc的濃度為：生成的NaAc濃度：故混合后變成了一緩沖溶液：HAc?Ac+H+平衡濃度/moldm30.050x0.050+xx(5)NaAc的量大于HCl的量，混合后，生成HAc的濃度為：剩余NaAc的濃度為：根據(jù)(4)小題計(jì)算知pH=4.74(6)NaOH的量等于NH4Cl的量，兩溶液混合后完全發(fā)生中和反應(yīng)，生成NH3H2O的濃度為：所以pH=14pOH=14+lg(9.49104)=10.98例3-6.判斷下列反應(yīng)的方向(用箭頭表示，未注明者為標(biāo)準(zhǔn)條件)，并通過計(jì)算說明理由。(1)BaSO4(s)+(0.1mol·dm3)()BaCO3(s)+(0.01mol·dm3)已知：(BaSO4)=1.1×1010，(BaCO3)=5.1×109(2)Mg(OH)2(s)+2()Mg2+(0.01mol·dm3)+2NH3H2O(0.1mol·dm3)已知：(NH3H2O)=1.8×105，(Mg(OH)2)=1.8×1011解：(1)BaSO4(s)?Ba2++，(BaSO4)，①BaCO3(s)?Ba2++反應(yīng)式①－②＝③，(BaCO3)，②即BaSO4(s)+?BaCO3(s)+，，③所以反應(yīng)向左進(jìn)行。(2)Mg(OH)2(s)?Mg2++2OH，(Mg(OH)2)，①2NH3H2O?2+2OH，(NH3H2O)，②反應(yīng)式①－②＝③即Mg(OH)2(s)+2?Mg2++2NH3H2O，，③所以反應(yīng)向右進(jìn)行。例3-7.在含有Mn2+、Pb2+各0.010mol·dm3溶液中通入H2S達(dá)飽和(H2S濃度為0.10mol·dm3)，問溶液的c(H+)應(yīng)控制在何值時，可使Mn2+與Pb2+分離？已知：(MnS)=1.41015，(PbS)=3.41028，(H2S)=1.1107，(H2S)=1.01014。解：Pb2+完全沉淀時(即c(Pb2+)<1.0105mol·dm3)，溶液中c(S2)至少要達(dá)到：此時c(H+)為：即c(H+)≤1.8mol·dm3時PbS沉淀完全。Mn2+不形成MnS沉淀時溶液中最大的c(S2)為：此時c(H+)為：把c(H+)控制在1.8mol·dm32.8105mol·dm3之間或pH控制在小于4.55，通H2S達(dá)飽和，就可分離Pb2+和Mn2+。例3-8.一溶液含有Fe2+和Fe3+，它們的濃度都是0.050mol·dm3，如果要求Fe3+離子沉淀完全而Fe2+離子不生成沉淀，須控制pH值為多少？已知：解：pHmin=14pOH=14[lg(6.51012)]=2.81pH=2.81，這是Fe3+離子沉淀完全時的最低pH。若使Fe2+不沉淀，溶液的pH值不能高于Fe2+開始沉淀時的pH。即pHmax=14[lg(3.110-8)]=6.49所以若要分離Fe2+和Fe3+，溶液的pH須控制在2.816.49之間。例3-9.將50cm3含0.95gMgCl2的溶液與等體積的1.80mol·dm3氨水混合，問在所得的溶液中應(yīng)加入多少克固體NH4Cl才可防止Mg(OH)2沉淀生成？已知：(NH3·H2O)=1.8105，Mg(OH)2的=5.611012解：Mg(OH)2的解離平衡為：Mg(OH)2(s)?Mg2+(aq)+2OH(aq)，MgCl2的摩爾質(zhì)量為95.21g·mol1，混合后總體積為100cm3，則要使Mg(OH)2沉淀生成，所需的c(OH)為：NH3·H2O的解離平衡為：NH3·H2O?+OH，為防止Mg(OH)2沉淀生成應(yīng)加入固體NH4Cl的質(zhì)量為：M=2.20.10053.49=11.8g例3-10.Ag2CrO4分別用Na2SO4和NaCl溶液處理，是否會出現(xiàn)沉淀轉(zhuǎn)化現(xiàn)象，為什么？[分析]沉淀轉(zhuǎn)化是有條件的，一般來說，由一種難溶電解質(zhì)轉(zhuǎn)化為另一種更難溶電解質(zhì)是比較容易的，反之則比較困難，甚至不可能轉(zhuǎn)化。轉(zhuǎn)化的可能程度可以用反應(yīng)平衡常數(shù)的數(shù)值來衡量。常利用轉(zhuǎn)化平衡式和難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)來計(jì)算它的平衡常數(shù)。解：(1)沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)為：Ag2CrO4(s)+?Ag2SO4(s)+沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)K很小，反應(yīng)向右趨勢很小，故Ag2CrO4不能轉(zhuǎn)化為Ag2SO4。(2)沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)為：Ag2CrO4(s)+2Cl?2AgCl(s)+沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)K很大，反應(yīng)向右趨勢相應(yīng)較大，故Ag2CrO4能轉(zhuǎn)化為AgCl。3.2試題一.填空題1.根據(jù)酸堿質(zhì)子理論，下列分子或離子中：H2O、OH、HS、HCl、NH3、、S2，為酸的是，為堿的是，為兩性物質(zhì)的是。2.緩沖溶液的pH值首先決定于和的大小，其次才與有關(guān)。緩沖溶液的緩沖容量一般表示為和。當(dāng)時，緩沖溶液具有最大的緩沖容量。若在一定的范圍內(nèi)稀釋緩沖溶液，則無變化。3.一元弱酸HCN溶液，加水稀釋，HCN的解離度將，溶液的c(H+)將，HCN的解離常數(shù)將。4.將0.1mol·dm3NH3H2O中，加入少量NH4Ac固體，NH3H2O的解離度將，pH值將，這種現(xiàn)象稱為。5.在酸堿質(zhì)子理論中，是質(zhì)子的給予體，是質(zhì)子的接受體。這種共扼酸堿對，是相互依存，相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系，稱為。。共扼酸的酸性越強(qiáng)，其共扼堿的堿性，其電離常數(shù)和的乘積為6.在相同濃度的Cl和的混合溶液中逐滴加入AgNO3溶液，先生成色沉淀，后生成色沉淀，這種現(xiàn)象叫做。已知：(AgCl)=1.561010，(Ag2CrO4)=9.01012。7.在色的Ag2CrO4沉淀中加入一定量的NaCl溶液，沉淀的顏色變?yōu)樯磻?yīng)的離子方程式為，這種現(xiàn)象稱為。8.按照酸堿質(zhì)子理論，[Fe(H2O)5(OH)]2+的共軛酸是9.現(xiàn)有BaSO4多相平衡體系，加入BaCl2溶液，由于10.在AgCl的飽和溶液中加入KNO3，則AgCl的溶解度會，共軛堿是。效應(yīng)，溶解度將會，這種現(xiàn)象稱為。。11.根據(jù)溶度積規(guī)則，使難溶電解質(zhì)沉淀溶解的原則是，常用的方法有、等。二.判斷題1.二元弱酸的負(fù)二價離子的濃度近似等于。()2.0.10dm31.0mol·dm3的NaOH溶液，與0.10dm32.0mol·dm3的NH4Cl溶液混合即可作為緩沖溶液。()3.在HAcAc共軛酸堿對中HAc是弱酸，Ac是強(qiáng)堿。()4.PbI2和CaCO3的溶度積均近似為109，從而可知在它們的飽和溶液中，前者的Pb2+濃度與后者的Ca2+濃度近似相等。()5.室溫下，飽和H2S溶液中，c(H+):c(S2)=2:1。()()6.對緩沖溶液進(jìn)行稀釋，其pH值始終保持不變。7.所謂沉淀完全就是用沉淀劑將溶液中某一離子除凈。8.難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)越小，溶解度越小。()()9.一定溫度下，AgCl水溶液中，Ag+與Cl濃度的乘積是一個常數(shù)。()10.AgCl和Ag2CrO4的溶度積分別為1.561010和9.01012，則AgCl的溶解度大于Ag2CrO4的溶解度。()三.選擇題1.將等體積、等濃度的HAc與NaAc的稀溶液相混合，()不發(fā)生變化。(A)pH值(B)HAc的解離常數(shù)(D)HAc的濃度(C)解離度2.在下列溶液中，AgCl的溶解度最大的是()。(A)0.1mol·dm3的NH3·H2O(B)純水(D)0.1mol·dm3的NaCl(C)0.1mol·dm3的HCl3.PbI2沉淀的(PbI2)＝8.49109，則PbI2在水中的溶解度s(mol·dm3)是()。(A)s=(B)s=(C)s=(D)s=4.已知Fe(OH)2的=1.81015，則在pH=7.0的緩沖溶液中，F(xiàn)e(OH)3的溶解度是()mol·dm3。(A)0.18(B)1.3104(C)7.6106(D)1.81085.配制pH=9.0的緩沖溶液，選擇最佳緩沖對為()。(A)HNO2－NaNO2(B)HAc－NaAcp(HNO2)=3.14(HAc)=4.76p(C)NaH2PO4－Na2HPO4p(H3PO4)=7.20(D)NH3－NH4Clp(NH3)=4.766.某溶液含有KCl、KBr、K2CrO4濃度均為0.01mol·dm3，向溶液中逐滴加入0.01mol·dm3的AgNO3溶液時，最先和最后沉淀的是((Ag2CrO4)=9.01012。)。已知：(AgCl)=1.561010，(AgBr)=7.71013，(A)AgBr，Ag2CrO4(B)Ag2CrO4，AgCl(D)共同沉淀(C)AgBr，AgCl7.一醋酸溶液的pH值與1.0103mol·dm3鹽酸相同，則醋酸溶液的濃度為()。((HAc)=1.74105)(A)1.74104mol·dm3(C)1.74mol·dm3(B)5.75104mol·dm3(D)0.0575mol·dm38.在生產(chǎn)試劑NaCl工藝中，為除去溶液中取的措施是()。離子，而加入BaCl2和Na2CO3。為實(shí)現(xiàn)這一條件，應(yīng)采已知：(BaSO4)=1.11010，(BaCO3)=5.1109。(A)BaCl2和Na2CO3可同時或分步加入到溶液中；(B)BaCl2和Na2CO3必須同時加入到溶液中，最后過濾除去BaSO4、BaCO3等；(C)必須先加入BaCl2溶液，過濾除去BaSO4后再加入Na2CO3；(D)以上措施均能實(shí)現(xiàn)工藝條件。9.Mg(OH)2的溶度積是1.2×1011(291K)，在該溫度時，下列pH值中，哪一個是Mg(OH)2飽和溶液的pH值()。(A)11.46(B)10.46(C)9.73(D)5.7610.抑制FeCl3水解應(yīng)()。(A)升高溫度11.Al2(SO4)3溶液與Na2CO3溶液混合生成((A)Al2(CO3)3和Na2SO4(B)Al(OH)3和Na2SO4(B)加鹽酸(C)加水稀釋)。(C)Al(OH)3和Na2SO4并放出CO212.AgBr沉淀易溶于下列哪一種水溶液中()。(A)H2SO4(B)AgNO3(C)NaOH(D)Na2S2O313.影響緩沖溶液的緩沖容量的因素有()和()。(A)緩沖溶液的pH值(C)緩沖溶液的總濃度(B)弱酸(或弱堿)的()值(D)緩沖組分的濃度比)。14.向NaHCO3溶液中加入適量的Na2CO3，則((A)溶液的pH值減小(B)溶液的pH值不變(C)HCO3的解離度減小(D)HCO3的解離度增大15.1.0dm3水中含0.20mol某一元弱酸(其)。=104.8)和0.020mol該弱酸的鈉鹽，則該溶液的pH值為((A)2.8(B)3.8(C)4.8(D)5.8四.判斷下列反應(yīng)進(jìn)行的方向，并簡單說明。(未注明者為標(biāo)準(zhǔn)條件)PbCO3(s)+S2==PbS(s)+已知：(PbCO3)=3.31014，(PbS)=3.41028。五.計(jì)算題1.現(xiàn)有125cm31.0mol·dm3的NaAc溶液，欲配制250cm3pH值為5.0的緩沖溶液，需要加入6.0mol·dm3的HAc溶液多少cm3？已知：p(HAc)=4.762.(1)在10cm31.5103mol·dm3的MnSO4溶液中，加入5.0cm30.15mol·dm3的氨水溶液，能否生成Mn(OH)2沉淀？已知：=1.8105，Mn(OH)2的=1.91013(2)若在原MnSO4溶液中，先加入0.495g(NH4)2SO4固體(忽略體積變化)，然后再加入上述氨水5.0cm3，能否生成Mn(OH)2沉淀？3.計(jì)算：在298K時，Ag2CrO4(s)在0.1mol·dm3AgNO3溶液中的溶解度。已知：六.綜合分析題1.欲使溶液中某離子沉淀完全，加入的沉淀劑應(yīng)該是越多越好。這種說法對不對？為什么？2.鹽效應(yīng)和同離子效應(yīng)均影響難溶強(qiáng)電解質(zhì)的溶解度，這兩種影響有何分別與聯(lián)系？3.什么是溶度積規(guī)則？如何應(yīng)用該規(guī)則判斷沉淀的生成和溶解？為什么有時按溶度積規(guī)則計(jì)算應(yīng)當(dāng)有沉淀產(chǎn)生，實(shí)際上卻觀察不到？4.因?yàn)锽aSO4的比BaCO3的小，所以不能通過與Na2CO3溶液作用將BaSO4轉(zhuǎn)化成BaCO3，此結(jié)論正確嗎？為什么？3.3參考答案一.填空題1.H2O、HS、HCl、；H2O、OH、HS、NH3、、S2；H2O、HS、。2.，；c酸/c鹽和c堿/c鹽；1；1；c酸/c鹽(或c堿/c鹽)=1；pH值。4.降低，減小，同離子效應(yīng)。3.增大，減小，不變。5.質(zhì)子酸，質(zhì)子堿，酸堿共扼關(guān)系，越弱，7.磚紅，白，Ag2CrO4+2Cl=2AgCl(s)+8.[Fe(H2O)6]3+，[Fe(H2O)4(OH)2]+。。6.白，磚紅，分步沉淀。，沉淀的轉(zhuǎn)化。9.同離子；減小。10.升高；鹽效應(yīng)。二.判斷題11.離子積Q<；酸溶解、配位溶解。1.√2.√3.√4.5.6.7.8.9.10.三.選擇題1.B2.A3.C4.A5.D6.A7.D8.C9.B10.B11.C12.D13.AC14.C15.B四.反應(yīng)向右進(jìn)行五.計(jì)算題(略)1.12cm3。2.(1)有沉淀生成；(2)無沉淀生成。3.溶解度s=1.12×1010mol·dm3。六.綜合分析題1.答：不對。如在Pb2+溶液中加入Cl可生成沉淀，但過量后沉淀溶解生成，沉淀又溶解了。2.答：鹽效應(yīng)使難溶強(qiáng)電解質(zhì)的溶解度增大；同離子效應(yīng)使難溶強(qiáng)電解質(zhì)的溶解度減小。同離子效應(yīng)引起的溶解度的變化很大；鹽效應(yīng)引起的溶解度的變化很小，一般情況下不予考慮。3.答：當(dāng)Q<時，溶液不飽和，若體系中有沉淀物，則沉淀物將發(fā)生溶解。時，沉淀從溶液中析出。時，飽和溶液與沉淀物平衡。當(dāng)Q>當(dāng)Q=這就是溶度積規(guī)則，經(jīng)常用它來判斷沉淀的生成和溶解。在配制溶液或進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)時，有時候計(jì)算的Q已經(jīng)略大于由于Q是按濃度c計(jì)算的，不是按活度a計(jì)算的。，但尚未觀察到有沉淀生成。這可能是即使活度之積已經(jīng)略大于溶度積，也可能觀察不到沉淀的生成，因?yàn)槿芤嚎赡芤赃^飽和狀態(tài)存在，由于沒有結(jié)晶中心存在，固相暫時不能析出，所以觀察不到沉淀的生成。此外人眼的觀察能力有限，溶液中產(chǎn)生的沉淀量過少時，也可能觀察不到。4.答：不正確。溶解度大的沉淀轉(zhuǎn)化為溶解度小的沉淀較為容易，溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化為溶解度大的沉淀，較為困難。BaSO4、BaCO3的溶解度相差不大，BaCO3稍小于BaSO4，那么只要Na2CO3的濃度足夠，轉(zhuǎn)化可以實(shí)現(xiàn)。第4章氧化還原反應(yīng)與電化學(xué)4.1典型試題及解析例4-1.求Fe3O4中Fe的氧化數(shù)。解：已知O的氧化數(shù)為-2，設(shè)Fe的氧化數(shù)為x，根據(jù)中性分子中各元素原子氧化數(shù)的代數(shù)和為零的規(guī)則有：3x+4×(-2)=0x=8/3即Fe3O4中Fe的平均氧化數(shù)為8/3。由此可見，氧化數(shù)可以是整數(shù)，也可能為分?jǐn)?shù)。在判斷共價化合物中元素原子的氧化數(shù)時，不要與共價鍵數(shù)相混淆。例如H2分子中H的氧化數(shù)為0，但共價鍵數(shù)為1。例4-2.用離子－電子法配平方程式：CrO2+Br2→CrO42+Br解：若為分子方程式，需先寫出未配平的離子反應(yīng)方程式。本題已知即離子反應(yīng)方程式。(1)將反應(yīng)分解為成兩個半反應(yīng)方程式，即一個氧化反應(yīng)，一個還原反應(yīng)：還原反應(yīng)：Br2→Br①氧化反應(yīng)：CrO2→CrO42②(2)配平上述兩個半反應(yīng)方程式，先配平原子數(shù)，再配平電荷數(shù)：配平半反應(yīng)①時，先配平溴原子數(shù)，半反應(yīng)左側(cè)溴原子數(shù)是2，右側(cè)溴原子數(shù)是1，在右側(cè)Br前配上系數(shù)2，則原子數(shù)配平。再配平電荷：半反應(yīng)左側(cè)電荷是零，右側(cè)電荷是-2，左側(cè)加上2個電子，則電荷配平。即得配平的半反應(yīng)方程式③。配平半反應(yīng)②時，半反應(yīng)左側(cè)CrO2比右側(cè)CrO42少2個氧原子，為使方程式兩側(cè)氧原子數(shù)相等，可根據(jù)以下經(jīng)驗(yàn)規(guī)則在半反應(yīng)兩側(cè)通過加H+、OH或者H2O配平，注意中性介質(zhì)中反應(yīng)產(chǎn)物可以是H+或OH離子，但這兩種離子不可能同時存在于方程式的同一側(cè)。本例題中反應(yīng)是在堿性介質(zhì)中進(jìn)行，半反應(yīng)②左側(cè)CrO2氧原子比右側(cè)CrO42少2個，采取添加OH－的辦法，左側(cè)反應(yīng)物中每添加2個OH離子，就可增加1個氧原子，同時生成1個H2O；現(xiàn)在需要增加2個氧原子，則需添加4個OH離子，同時生成2個H2O分子。此時半反應(yīng)兩側(cè)的鉻原子、氧原子、氫原子都已配平。然后配平電荷：半反應(yīng)左側(cè)電荷是-5（CrO2與4OH），右側(cè)電荷是-2（CrO42），左側(cè)失去3個電子，則電荷配平。即得配平的半反應(yīng)方程式④。還原反應(yīng)：Br2+2e→2Br③氧化反應(yīng)：CrO2+4OH-3e→CrO42+2H2O④(3)根據(jù)反應(yīng)中得失電子總數(shù)相等的原則合并兩個半反應(yīng)方程式，將兩個半反應(yīng)分別乘以適當(dāng)?shù)南禂?shù)得其最小公倍數(shù)后相加：由③式可知氧化劑得到2個電子，由④式可知還原劑失去3個電子，為使得失電子總數(shù)相等，需由③式乘3，④式乘2，然后將兩式合并、整理，即可得到配平后的離子方程式?！?+)Br2+2e→2BrCrO2+4OH3e→CrO42+2H2O×23Br2+2CrO2+8OH→6Br+2CrO42+4H2O(4)核對方程式兩側(cè)的電荷數(shù)與原子數(shù)，確認(rèn)配平后將“箭頭”改為“等號”。3Br2+2CrO2+8OH=6Br+2CrO42+4H2O例4-3.試將下列氧化還原反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池：SnCl2+2FeCl3=SnCl4+2FeCl2(1)指出電池正、負(fù)極；(2)寫出原電池符號；(3)計(jì)算該原電池的標(biāo)準(zhǔn)電動勢。解：(1)寫出上述反應(yīng)的離子方程式，并將其分解為氧化、還原兩個半反應(yīng)：氧化反應(yīng)：Sn2+-2e→Sn4+還原反應(yīng)：2Fe3++2e→2Fe2+原電池中負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，所以Sn4+/Sn2+電對組成原電池的負(fù)極，F(xiàn)e3+/Fe2+電對組成原電池的正極。(2)原電池符號：()Pt|Sn2+(c1)，Sn4+(c2)||Fe3+(c3)，F(xiàn)e2+(c4)|Pt(+)該原電池中正、負(fù)極都是由兩種離子組成的氧化還原電極，為使氧化還原反應(yīng)中得失的電子能夠輸出或輸入，所以需要在電極中都插入惰性材料鉑絲Pt作為導(dǎo)體，Pt不參加電極反應(yīng)，僅起傳輸電子的作用，這種電極稱為惰性電極。Sn2+(c1)、Sn4+(c2)及Fe3+(c3)、Fe2+(c4)之間無相界面，故用“，”分隔。(3)原電池標(biāo)準(zhǔn)電動勢用正極（氧化劑）標(biāo)準(zhǔn)電極電勢減負(fù)極（還原劑）標(biāo)準(zhǔn)電極電勢：例4-4.判斷下列說法是否正確。(1)ClO3被還原為Cl得到6e，而ClO被還原為Cl僅得到1e，則(2)已知Fe3++e?Fe2+，，則3Fe3++3e?3Fe2+，。。(3)元素Li的電負(fù)性為0.97，元素K的電負(fù)性為0.91，則。解：(1)錯誤。氧化還原反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目與電量有關(guān)，但與電極電勢大小無關(guān)。判斷物質(zhì)氧化還原能力的強(qiáng)弱是以θ大小為依據(jù)的，而不是根據(jù)電子轉(zhuǎn)移數(shù)目多少來衡量。(2)錯誤。標(biāo)準(zhǔn)電極電勢取決于電極本性，與電子轉(zhuǎn)移數(shù)目、反應(yīng)式及計(jì)量系數(shù)無關(guān)。(3)錯誤。電負(fù)性大小指元素在化合物中吸引成鍵電子能力的高低。電極電勢指元素在水溶液中與標(biāo)準(zhǔn)氫電極相比較時得失電子的能力。不能直接從電負(fù)性判斷其電極電勢高低。例4-5.標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下溶液中加入Sn2+，若溶液中同時有Hg2+和Cl2，哪一個先與Sn2+反應(yīng)？解：溶液中同時存在幾種氧化劑，且都能與某一還原劑發(fā)生氧化還原反應(yīng)，一般電極電勢差值越大的氧化劑與還原劑之間越容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。查表可知：。故可能發(fā)生下面兩個反應(yīng)：，，Cl2+Sn2+?2Cl+Sn4+Hg2++Sn2+?Hg+Sn4+由于前者的電極電勢差值較大，所以首先是Cl2與Sn2+之間發(fā)生氧化還原反應(yīng)。應(yīng)注意，當(dāng)一種氧化劑能同時氧化幾種還原劑時，首先氧化最強(qiáng)的還原劑，但在判斷氧化還原反應(yīng)的次序時，還要考慮反應(yīng)速率、還原劑的濃度等因素，否則容易得出錯誤的結(jié)論。，故S2O82能把Mn2+氧化為MnO，即若將4例4-6.，S2O82加到含Mn2+的溶液中，溶液中應(yīng)出現(xiàn)MnO的特征紫紅色。事實(shí)上即使加熱溶液也看不到紫紅4色，但只要向溶液中加入少量Ag+，溶液立即呈現(xiàn)紫紅色。試解釋該現(xiàn)象。解：氧化還原反應(yīng)的實(shí)際次序不僅與電極電勢差值大小有關(guān)，還與反應(yīng)速率有關(guān)。而電極電勢差值的大小僅僅反映了該氧化還原反應(yīng)推動力的大小，不涉及化學(xué)動力學(xué)問題。即使有些氧化還原反應(yīng)中的氧化劑與還原劑之間的電極電勢差足夠大，發(fā)生反應(yīng)的推動力足夠大，但由于反應(yīng)速率很慢，實(shí)際反應(yīng)基本不發(fā)生。據(jù)本題題意可知，S2O82與Mn2+的反應(yīng)速率很慢，只有當(dāng)催化劑Ag+存在時，反應(yīng)才能迅速進(jìn)行。例4-7.計(jì)算298.15K時，p(O2)=100kPa，pH=7時的解：此電對的電極反應(yīng)為：O2+2H2O+4e?4OHpH=7時，c(OH)=107mol·dm3，。已知。例4-8.將Cl2通入12mol·dm3的HCl溶液中至101325Pa，計(jì)算此時氯電極的。已知：。解：氯電極的電極反應(yīng)為：Cl2+2e?2Cl例4-9.在含有Ag+/Ag電對的體系中，電極反應(yīng)為：Ag++e?Ag，至溶液中c(Cl)維持1.00mol·dm3時，試計(jì)算此時的=0.7991V，若加入NaCl溶液值。解：向該體系中加入NaCl溶液，便會有AgCl沉淀產(chǎn)生：Ag++Cl?AgCl↓c(Cl)=1.00mol·dm3時，c(Ag+)=Ksp,AgCl/c(Cl)=1.77×1010(mol·dm3)值與值相比較，由于AgCl沉淀的生成，Ag+平衡濃度的減小，Ag+/Ag電對的電極電勢下降，使Ag+的氧化能力降低。例4-10.若以電對Ag+/Ag與AgCl/Ag組成原電池，在此體系中加入NaCl溶液至溶液中Cl平衡濃度維持1.00mol·dm3時，計(jì)算此時的值。解：Ag++e?AgAgCl(s)+e?Ag+Cl該原電池反應(yīng)達(dá)到平衡時上述兩電對的電極電勢必然相等：=由例4-9可知，c(Cl)=1.00mol·dm3時，c(Ag+)=1.77×1010mol·dm3，代入上式：=0.22V對照例4-9表明，例4-9計(jì)算所得的值實(shí)際正是例4-10求得的。例4-11.完成下列反應(yīng)方程式的配平，并利用標(biāo)準(zhǔn)電極電勢判斷下列反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行。(1)Cr2O72+Cl→Cr3++Cl2c(H+)=4mol·dm3，其余物質(zhì)均為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)。(2)Mg2++Cu→?(3)H2O2+Fe2+→?Cr2O72Fe3+/Fe2已知Cl2/ClCu2+/Cu0.34/Cr3++/V1.361.330.77已知Mg2+/MgH2O2/H2OO2/H2O2Fe2+/Fe/V-2.3751.770.682-0.409解：(1)Cr2O72+6Cl+14H+=2Cr3++3Cl2+7H2O當(dāng)c(H+)=4moldm3時，還原反應(yīng)：Cr2O72+14H++6e=2Cr3++7H2O0故反應(yīng)能正向自發(fā)進(jìn)行，即c(H+)=4mol·dm3時Cr2O72能氧化Cl。若所有反應(yīng)物均為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，則0，即標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下Cr2O72不能氧化Cl。利用公式還可求相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)。即有些含氧酸及其鹽參加的氧化還原反應(yīng)，如KMnO4、K2Cr2O7、H3AsO4等，溶液的酸堿度有時會導(dǎo)致反應(yīng)方向的改變。(2)Mg2++Cu=Mg+Cu2+0故不能正向自發(fā)。(3)由鐵元素以Fe2+形式存在可以判斷該反應(yīng)在酸性介質(zhì)中進(jìn)行，H2O2中O為1價，故H2O2既可以用作還原劑，發(fā)生氧化反應(yīng)；也可以用作氧化劑，發(fā)生還原反應(yīng)。①H2O2用作還原劑時：H2O2+Fe2+=O2+2H++Fe0故反應(yīng)不能正向自發(fā)。②H2O2用作氧化劑時：H2O2+2H++2Fe2+=2H2O+2Fe3+0故反應(yīng)能正向自發(fā)進(jìn)行。例4-12.兩個均由Zn2+/Zn電對構(gòu)成的電極，其中Zn2+分別為0.001mol·dm3和1mol·dm3，這兩個電極能否構(gòu)成原電池？若能，判斷原電池正負(fù)極，寫出原電池符號，并計(jì)算其電動勢。解：任意兩電極間只要有電勢差，就可產(chǎn)生電流構(gòu)成原電池。根據(jù)Nernst方程，分別計(jì)算此兩電極的電極電勢。，故：c(Zn2+)=0.001mol·dm3時，c(Zn2+)=1mol·dm3時，所以兩個已知電極可以構(gòu)成原電池，代數(shù)值高者為正極，代數(shù)值低者為負(fù)極，原電池符號：()Zn|Zn2+(0.001mol·dm3)||Zn2+(1mol·dm3)|Zn(+)電池電動勢E=+－=0.7626(0.851)=0.088V上述原電池正、負(fù)極電對相同，只是半電池內(nèi)c(Zn2+)不同，這種原電池又稱濃差電池。例4-13.計(jì)算下述反應(yīng)在298K時的平衡常數(shù)：2Ag++Cu=2Ag+Cu2+解：根據(jù)此反應(yīng)組成的原電池，其兩極反應(yīng)分別為：正極：2Ag++2e=2Ag=0.7991V=0.3419V負(fù)極：Cu2e=Cu2+E=0.79960.3419＝0.4577VK=1015.46=2.88×1015例4-14.判斷下列反應(yīng)進(jìn)行的程度：2H++2Fe2+=H2+2Fe3+解：此反應(yīng)組成的原電池其兩極反應(yīng)分別為：正極：2H++2e=H2=0V負(fù)極：2Fe2+2e=2Fe3+Eθ=00.771＝0.771V=0.771VK=1026.05=8.91×1027K很小，所以反應(yīng)進(jìn)行的程度很小，其逆反應(yīng)進(jìn)行的程度會很徹底。例4-15.已知，，。設(shè)其它離子處于標(biāo)準(zhǔn)態(tài)，試求：(1)KMnO4能同時氧化Br和I時溶液的pH范圍；(2)KMnO4能氧化I，但不能同時氧化Br時溶液的pH范圍。(3)pH=5.0，其余物質(zhì)為標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時KMnO4能否將I、Br氧化？若能則：①將其組成原電池，并寫出原電池符號；②求此條件下的電動勢E；③計(jì)算該原電池反應(yīng)的rGm和K。解：(1)由已知標(biāo)準(zhǔn)電極電勢判斷，KMnO4能氧化Br時必然能夠氧化I，即此時電對MnO4/Mn2+的電極電勢必然大于1.07：因此，當(dāng)溶液的pH值小于4.65時KMnO4能同時氧化Br和I離子。由此可見，H+或OH離子參加的電極反應(yīng)中，若H+或OH離子濃度改變，則相應(yīng)的電對的電極電勢也會發(fā)生變化。一般KMnO4等含氧酸鹽的氧化能力與溶液的酸度即pH值有關(guān)，酸性介質(zhì)中其氧化性增強(qiáng)。(2)根據(jù)題意，求KMnO4能氧化I但不能同時氧化Br時溶液的pH范圍，即求電極電勢的取值范圍，并需滿足。即溶液的pH需控制在4.65~10.24之間才能滿足MnO4能氧化I，但不能氧化Br。(3)pH=5.0，其余物質(zhì)處于標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時，，，，所以MnO4可氧化I，但不能氧化Br?；蚋鶕?jù)(1)的結(jié)論，此時pH=5，位于4.65~10.24范圍內(nèi)，故MnO4可氧化I，但不氧化Br。①將電對MnO4/Mn2+與I2/I組成原電池，前者為正極，后者為負(fù)極。原電池符號為：(－)Pt|I2(s)|I(c)||MnO4(c)，H+(105mol·dm3)，Mn2+(c)|Pt(+)②該電池電動勢③該原電池的電池反應(yīng)為：2MnO4+16H++10I=2Mn2++5I2(s)+8H2OrGm=nFE=10×96485×0.97=935.9kJ·mol1K=1.0×10164K極大，表明該反應(yīng)進(jìn)行得很完全，即平衡時MnO4幾乎都被還原為Mn2+。但根據(jù)電極電勢的相對大小，僅能判斷氧化還原反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的方向和限度，不能判斷反應(yīng)速率大小。例4-16.試?yán)肏+/H2電對的θ計(jì)算298K時HAc/H2電對的θ值。解：解法一：根據(jù)多重平衡規(guī)則計(jì)算。2H++2e=H2(1)HAc=H++Ac(2)2HAc+2e=H2+2Ac(3)多重平衡規(guī)則，式(3)=式(1)+2×式(2)，故有：解法二：根據(jù)Ner