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工程化学习题考试复习含答案

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习题课一
一、选择题
1． 下列情况中属于封闭体系的是（ B ）
A．氢气在盛有氯气的密闭绝热容器中燃烧B．反应N2O4（g）→2NO2（g）在密闭容器中进行
C．氢氧化钠与盐酸在烧杯里反应D．用水壶烧开水
2． 如果某一封闭系统经过一系列变化后又变到初始状态，则体系的（ C ）
A．Q=0 W=0 △U=0 △H=0 B．Q≠0 W=0 △U=0 △H=Q
C．Q= —W △U=Q+W △H=0 D．Q≠ —W △U=Q+W △H=0
3． 下列符号中，不属于状态函数的是（ E ）
A．T B．△H C．P D．U E．Q
4．下列物质的△fHm 不等于零的是（ D ）
A．Fe（s） B．C（石墨） C．Ne（g） D．Cl2（l）
5．定温下，下列哪一个反应的熵变数值最大？（ D ）
A．CO2（g）===C（s）+O2（g）
B．2SO3（g）===2SO2（g）+O2（g）
C．CaSO4·2H2O（s）===CaSO4（s）+2H2O（l）
D．2NH3（g）===3H2（g）+N2（g）
6．在等温和等压条件下，某反应的△rGm =11.6KJ·mol-1，表明该反应（ C ）
A． 一定自发B一定不自发C是否自发还需具体分析D达到平衡
7．已知热化学方程式为
Zn（s）+1/2O2（g）===ZnO（s）△rHm = —348.28 KJ·mol-1
Hg（l）+1/2O2（g）=== HgO（s）△rHm = —90.83 KJ·mol-1
由此可知Zn（s）+ HgO（s）=== ZnO（s）+ Hg（l）的△rHm 是（ C ）
A．—439.1 KJ·mol-1 B．515 KJ·mol-1
C．—257.45 KJ·mol-1 D．无法计算
8．某温度时，反应3H2（g）+N2（g）===2NH3（g）的标准平衡常数为K1 ，反应
NH3（g）===3/2 H2（g）+1/2 N2（g）的平衡常数K2 等于（ D ）
A．1/2 K1 B．—1/2 K1
C．1/ K1 D．1/ K1
9．在等温条件下，若化学平衡发生移动，其平衡常数（ C ）
A．增大 B．减小 C．不变 D．难以判断
10．某反应在973K时K 为2.92×10-2，1173K时K 为1.04，此反应为（ B ）反应
A．放热 B．吸热 C．无法判断
二、计算题
例1．N2O5在气相中的分解反应为
2 N2O5（g）→4NO2（g）＋O2（g）
已知338K时，K1＝4.87×10-3S-1；318K时， K2＝4.98×10-4S-1。求该反应的活化能Ea和298K时的速率常数K3。
解：已知T1＝338K，K1＝4.87×10-3S-1
T2＝318K，K2＝4.98×10-4S-1
依公式lg K1/ K2＝Ea/2.303R(1/T2－1/T1)得
Ea＝2.303R(T1·T2／T1－T2) lg K1/ K2
＝2.303×8.314×(338×318／338－318) lg4.87×10-3/4.98×10-4＝102KJ·mol-1
298K时的速率常数K3 lg K1/ K3＝Ea/2.303R(1/T3－1/T1)
lg K3＝lg K1－Ea/2.303R(1/T3－1/T1)
＝lg4.87×10-3－102×103/2.303×8.314(1/298－1/338) ＝-4.428 K3＝3.73×10-5S-1
例2：已知反应NO(g)＋1/2Br2(l) DNOBr(g)(溴化亚硝酰)25℃时的平衡常数K1 ＝3.6×10-15；液体溴在25℃时的蒸气压为0.0284MPa。求25℃时反应
NO(g)＋1/2Br2(g) DNOBr(g)的平衡常数K
解：已知25℃时NO(g)＋1/2Br2(l) DNOBr(g) （1）；K1 ＝3.6×10-15
从25℃时液溴的饱和蒸气压可得液态溴转化为气态溴的平衡常数
Br2(l) D Br2(g) （2）
K2 ＝0.0284MPa/101.325KPa＝0.280
1/2Br2(l) D1/2Br2(g) (3)
K3 ＝ K2 ＝0.529
由反应式(1)－(3)得NO(g)＋1/2Br2(g) DNOBr(g)
K ＝P(NOBr)/P ／[P(NO) /P ]·[[P(Br2) /P ]1/2
＝K1 ×1/ K3 ＝3.6×10-15／0.529 ＝6.8×10-15
例3：某容器中充有N2O4和NO2的混合物，n（N2O4）：n（NO2）＝10.0：1.0
在308K，0.101MPa条件下,发生反应
N2O4(g) D2 NO2(g)；K （308K）＝0.315
(1)计算平衡时各物质的分压(2)使上述反应系统体积减小到1/2，反应在308K，0.202MPa条件下进行,平衡向何方移动?在新的平衡条件下,系统的各组分分压改变了多少?
解：此反应是在恒温恒压条件下进行的,设反应开始时
n（N2O4）＝1.0mol则n（NO2）＝0.10mol；P总＝0.101MPa
N2O4(g) D2 NO2(g)
始 1.0 0.10
衡 1.0－X 0.10＋2X
平衡时，n总＝1.0－X ＋ 0.10＋2X＝1.1＋X，各物质分压为
P（N2O4）＝（1.0－X）／（1.1＋X）·P总
P（NO2）＝（0.10＋2X）／（1.1＋X）·P总
K ＝[P（NO2）/P ]2／[P（N2O4）/ P ]
0.315＝[（0.10＋2X）/（1.10＋X）]2·P总／[（1.0－X）／（1.1＋X）]·P
0.315＝[（0.10＋2X）2×0.101]／（1.0－X）（1.1＋X）×101.325×10-3 X＝0.234
P（N2O4）＝(1.0－0.234)／(1.10＋0.234) ×0.101 ＝0.058MPa
P（NO2）＝（0.10＋2×0.234）／(1.10＋0.234) ×0.101＝0.043 MPa
(2)在已达上述平衡状态时，对系统施加压力达到0.202MPa时，
P（N2O4）＝2×0.058 MPa＝0.116 MPa
P（NO2）＝2×0.043 MPa＝0.086 MPa
Q＝[P（NO2）/P ]2／[P（N2O4）/ P ]＝[0.086/101.325×10-3]2／0.116/101.325×10-3＝0.63
Q＞K ，平衡向左移动，即向分子数减少的方向移动
计算新平衡条件下各物质的分压可不管反应途径
N2O4(g) D2 NO2(g)
始 1.0 0.10
衡 1.0－y 0.10＋2y
平衡时，n总＝1.0－y ＋ 0.10＋2 y＝1.1＋y，P总＝0.202MPa
P（N2O4）＝（1.0－y）／（1.10＋y）·P总
P（NO2）＝（0.10＋2 y）／（1.10＋y）·P总
K ＝[P（NO2）/P ]2／[P（N2O4）/ P ]
0.315＝（0.10＋2 y）2×0.202／(1.10＋y)（1.0－y）×101.325×10-3 y＝0.155
P（N2O4）＝(1.0－0.155)／（1.10＋0.155）×0.202＝0.136 MPa
P（NO2）＝（0.10＋2×0.155）／（1.10＋0.155）×0.202＝0.066 MPa
△P（N2O4）＝0.136 MPa－0.058MPa＝0.078 MPa
△P（NO2）＝0.066 MPa－0.043 MPa＝0.023 MPa
当P总从0.101 MPa增加到0.202MPa时, P（N2O4）和P（NO2）均增加,但P（N2O4）的更多,说明平衡向左移动了。
例4：估算CaCO3分解的最低温度
已知:△Hf (CaCO3)＝－1206.9KJ·mol-1
△Hf (CaO)＝－635.13KJ·mol-1
△Hf (CO2)＝－393.51KJ·mol-1
S (CaCO3)＝92.9J·mol-1·K-1
S (CaO)＝38.2J·mol-1·K-1
S (CO2)＝213.7J·mol-1·K-1
解：CaCO3(S)→CaO(S)＋CO2(g)
依据公式△G＝△H－T△S,当CaCO3(S)分解时,体系达到平衡状态,此时△G＝0,即
T转＝△H (298K)／△S (298K)
△H (298K)＝[1×△Hf (CaO,S)＋1×△Hf (CO2,g)]－1×△Hf (CaCO3,s)
＝[1×(－635.13)＋1×(－393.51)] －1×(－1206.9)＝178.26 KJ·mol-1
△S (298K) ＝[1×S (CaO,S) ＋1×S (CO2,g)] －1×S (CaCO3,s)
＝(1×38.2＋1×213.7)－1×92.9＝159.0 J·mol-1·K-1
T分解＝△H (298K)／△S (298K)＝178.26×103 J·mol-1／159.0 J·mol-1·K-1＝1121K
例5：计算320K时反应
HI(g,0.0405MPa) D1/2H2(g,1.01×10-3 MPa)＋1/2I2(g,1.01×10-3 MPa)
的平衡常数并判断反应进行的方向。
解:要计算平衡常数,必须先确定该温度下的△G ,忽略温度对△H 和△S 的影响,则
△GT ≈△H (298K) －T△S (298K)
△H (298K)＝1/2△Hf (H2,g)＋1/2△Hf (I2,g)－△Hf (HI,g)
＝1/2×0＋1/2×62.438－26.5＝4.7 KJ·mol-1
△S (298K) ＝1/2S (H2,g)＋1/2S (I2,g) －S (HI,g)
＝1/2×130.59＋1/2×260.6－206.48 ＝－10.9 J·mol-1·K-1
△G (320K) ＝△H (298K) －T△S (298K)
＝4.7－320×(－10.9) ×10-3＝8.2 KJ·mol-1
△G (320K) ＝－2.303RTlgK (320K)
lgK (320K) ＝－△G (320K)／2.303RT＝－8.2×103／2.303 ×8.314×320＝－1.34
K (320K) ＝4.6×10-2
△G(320K) ＝△G (320K) ＋2.303RTlgQ
＝8.2＋2.303 ×8.314×320×10-3×lg[(1.01/101.325)1/2·(1.01/101.325)1/2]／[40.5/101.325]＝－1.6 KJ·mol-1
△G＜0,反应能向正向进行。
习题课二
1．下列说法正确的是（ C ）
A．根据稀释定律，弱酸的浓度越小，其解离度就越大，因此酸性也越强。
B．两种酸HX和HY的水溶液具有相同的PH值，则这两种酸的浓度必然相等。
C．多元弱酸溶液中，由于Ka1 ＞＞Ka2 ，故计算多元弱酸溶液中的氢离子浓度时，可近似地用一级解离平衡进行计算。
D．弱酸或弱碱的解离平衡常数Ki 不仅与溶液温度有关，而且与其浓度有关。
2．将浓度为0.1mol·L-1的HAc溶液加水稀释一倍,则C(H+)为( C )0.1mol·L-1
A．0.05 B．0.2 C．0.05KHAc D．1/2 0.1 KHAc
3．在HAc溶液中加入下列物质时，HAc解离度增大的是（ CD ）
A．NaAc B．HCl C．NH3·H2O D．H2O
4．已知氢硫酸的Ka1 =8.91×10-8，Ka2 =1.1×10-12，0.1 mol·L-1的H2S溶液的PH值为( A )
A．4.03 B．5.97 C．6.48 D．3.97
5．在2L的0.1 mol·L-1HAc溶液中加入2L的0.05 mol·L-1的NaOH溶液，所得溶液的C（H+）为（）mol·L-1
A．2.5×10-3 B．6.6×10-4 C ．1.74×10-5 D ．3.5×10-5
6．将PH=2.00和PH=11.00的强酸和强碱溶液等量混合,所得溶液的PH值为( C )
A．1.35 B．3.35 C．2.35 D．6.50
7．有一难溶强电解质M2X，其溶度积为KSP ，则其溶解度S的表示式为( D )
A．S= KSP B．3 K SP /2 C．KSP D．3 KSP /4
8．Mg(OH)2在下列那种溶液中的溶解度最大？（ A ）
A．纯水 B．0.01 mol·L-1的MgCl2溶液中
C．0.01 mol·L-1的Ba(OH)2溶液中 D．0.01 mol·L-1的NaOH溶液中
二．1．实验测得0.020mol·L-1HAc溶液的PH值为3.23,求该HAc溶液的离解度和HAc的离解常数。
解： HAc + H2O D H3O+ +Ac－　
已知PH值＝3.23,－lg[H3O+]＝3.23
[H3O+]＝5.9×10－4
a＝5.9×10－4/0.020×100%＝3.0%
[Ac－] ＝[H3O+]＝5.9×10－4
[HAc] ＝0.020－5.9×10－4＝0.019
K (HAc) ＝[H3O+][Ac－]／[HAc]＝(5.9×10－4)2／0.019＝1.8×10－5
2．若在50.00 ml的0.150 mol·L-1NH3和0.200 mol·L-1NH4Cl缓冲溶液中,加入0.100ml1.00 mol·L-1的HCl,求加入HCl前后溶液的PH值各为多少?(K (NH3)＝1.8×10－5)
解：未加HCl以前
PH＝14.00－PK　(B)＋lg[B]/[BH＋] [B] ＝［NH3］＝0.150 BH＋] ＝[NH4＋] ＝0.200
∴PH＝14.00＋lg1.8×10－5＋lg0.150/0.200＝14.00―4.74―0.12＝9.14
加入0.100ml1.00 mol·L-1的HCl,此时溶液的体积为50.10ml, HCl在该溶液中的浓度为
C(HCl)＝1.00×0.100／50.10＝0.0020 mol·L-1
由于加入HCl,它产生的H3O+与缓冲溶液中的NH3反应生成NH4＋。
NH3 + H2O D NH4+ + OH－
始 0.150－0.0020 0.200＋0.0020 0
衡 0.148－X 0.202＋X X
X(0.202＋X)／(0.148－X )＝1.8×10－5 X＝1.3×10－5
C(OH－) ＝1.3×10－5 mol·L-1
加入HCl后, PH＝14.00＋lg1.3×10－5＝9.11
3．将0.2mol·dm-3的HF与0.2 mol·dm-3的NH4F溶液等量混合,计算所得溶液的PH值和HF的解离度。（K HF = 6.31×10-4）
解：两种溶液等量混合后，其浓度各减小一半，均为0.1mol·dm-3。设已解离HF的浓度为X mol·dm-3k，则
HF D H+ + F+
开始浓度/ mol·dm-3 0.1 0 0.1
平衡浓度/ mol·dm-3 0.1-X X 0.1+X

KHF = [H+]·[F+]/[ HF] = X·（0.1+X）/（0.1-X）= 6.31×10-4
因为KHF 很小，且由于同离子效应，故X很小，0.1+X≈0.1 0.1-X≈0.1，代入上式，得 X = 6.31×10-4 mol·dm-3
所以 PH =-㏒[H+] = --㏒（6.31×10-4）= 3.20
HF的解离度α= 6.31×10-4/0.1 × 100% = 0.631%
4．向含有0.250 mol·dm-3NaCl和0.005 mol·dm-3KBr的混合溶液中缓慢滴加AgNO3溶液，问：（Ksp （AgCl）=1.77×10-10，Ksp （AgBr）=5.35×10-13）
（1） 先生成何种沉淀？
（2） Cl-和Br-能否有效分步沉淀而得到分离？忽略加入AgNO3溶液后引起的体积变化。
解：（1）开始沉淀时，需要的[Ag+]分别为
AgCl： [Ag+]=Ksp （AgCl）/[ Cl-] = 1.77×10-10/0.250 = 7.08×10-10 mol·dm-3
AgBr： [Ag+]=Ksp （AgBr）/[ Br-] = 5.35×10-13/0.005 = 1.07×10-10 mol·dm-3
故先生成AgBr沉淀。
(2)当有AgCl沉淀生成时，溶液中Ag+浓度至少要达到7.08×10-10 mol·dm-3，此时溶液中
Br-浓度为
[ Br-]= Ksp （AgBr）/[Ag+] = 5.35×10-13/7.08×10-10 = 7.56×10-4 mol·dm-3。
由于7.56×10-4 mol·dm-3＞10-5 mol·dm-3
所以，此法不能使Cl-和Br-有效分步沉淀而得到分离。
5．若某酸性溶液中Fe3+和Mg2+浓度都为0.01 mol·dm-3，试计算说明是否能控制一定的PH值，使其分别沉淀出来而得到分离。（Ksp （Fe(OH)3）=2.64×10-39, Ksp （Mg(OH)2）=5.61×10-12）
解：Ksp （Fe(OH)3）=[ Fe3+][OH-]3
当Fe(OH)3刚开始沉淀时有
[OH-]=3 Ksp （Fe(OH)3）/[ Fe3+]

=3 2.64×10-39/0.01
=6.41×10-13
PH=14+lg[OH-]=1.81
当Fe(OH)3沉淀完全时
[OH-]=3 2.64×10-39/1.0×10-5
=6.42×10-12
PH=14+ lg[OH-]=2.81
当Mg(OH)2刚开始沉淀时
Ksp （Mg(OH)2）=[ Mg2+][OH-]2
[OH-]= 2 Ksp （Mg(OH)2）/[ Mg2+]

= 2 5.61×10-12 /0.01 =2.37×10-5
PH=14+ lg[OH-]=9.37
当Mg(OH)2沉淀完全时
[OH-]= 2 5.61×10-12 /1.0×10-5 =7.49×10-4 PH=14+ lg[OH-]=10.87
由计算可知，只要控制PH值在2.81-9.37之间，就可使Fe3+完全沉淀，而Mg2+不沉淀。待Fe3+沉淀完全后，调节溶液PH＞10.87，即可使Mg2+完全沉淀，从而使Fe3+和Mg2+得到分离。
习题课三
1．下列有关Cu-Zn原电池的叙述中错误的是（ Ｃ ）
A ．盐桥中的电解质可保持两个半电池中的电荷平衡 B ．盐桥中的电解质不能参与电池反应
C ．电子通过盐桥流动 Ｄ．盐桥用于维持氧化还原反应的进行
　2．在一个氧化还原反应中，如果两个电对的电极电势相差越大，则该氧化还原反应（ Ｃ ）
A ．速率越大 B ．速率越小 C ．能正向自发进行　　Ｄ．能逆向进行
3．根据反应装配成原电池，其电池符号为（ D ）
A．
B．
C．
D．
4．根据反应构成原电池，测得该电池E =0.455V，已知
E I2/I- =0.535V，则E S4O62-/S2O32-为( C )V。
A．－0.080 B．0.990 C．0.080 D．－0.990
5．对于电池反应，欲使其电动势增大，可采取的措施有（ AC ）
A．降低Zn2+浓度 B．增大Zn2+浓度
C．增大Cu2+浓度 D．减小Cu2+浓度
二、1．如果把下列氧化还原反应装配成原电池，试以符号表示原电池，并写出正、负极反应式
（1）Zn＋CdSO4＝ZnSO4＋Cd （2）Fe2＋＋Ag＋＝Fe3＋＋Ag
解：（1）（－）Zn│ZnSO4（C1）║CdSO4（C2）│Cd（＋）
正极：Cd2＋＋2eD Cd 负极：Zn－2eD Zn2＋
(2) （－）Pt│Fe2＋（C1），Fe3＋（C2）║Ag＋（C3）│Ag（＋）
正极：Ag＋＋eD Ag 负极：Fe2＋－eD Fe3＋
2．将锡和铅的金属片分别插入含有该金属离子的盐溶液中组成原电池：
（1）[Sn2＋]＝1，[Pb2＋] ＝1 （2）[Sn2＋]＝1，[Pb2＋] ＝0.01
已知E Sn2＋/ Sn＝－0.1375V E Pb2＋/ Pb＝－0.1262V
计算它们的电动势,分别写出电池的符号,两极反应和电池反应方程式
解：（1）[Sn2＋]＝[Pb2＋] ＝1，故此时两电极处于标准状态。因
ESn2＋/ Sn＝E Sn2＋/ Sn＝－0.1375V＜EPb2＋/ Pb＝E Pb2＋/ Pb＝－0.1262V
故此时Pb2＋为氧化剂，Sn为还原剂，即Sn为负极，Pb为正极
E（电池）＝E （电池）＝E Pb2＋/ Pb－E Sn2＋/ Sn ＝－0.1262V－（－0.1375V）＝0.0113V
(－) Sn│Sn2＋（1mol·L－1）║Pb2＋（1mol·L－1）│Pb（＋）
负极：Sn－2eD Sn2＋ 正极：Pb2＋＋2eD Pb
电池反应：Sn＋Pb2＋＝Sn2＋＋Pb
（2）EPb2＋/ Pb＝E Pb2＋/ Pb＋0.059/2lg[Pb2＋]＝－0.1262＋0.059/2lg0.01＝－0.1852V
ESn2＋/ Sn＝E Sn2＋/ Sn＝－0.1375V
∵EPb2＋/ Pb＜ESn2＋/ Sn ∴Sn为正极，Pb为负极
(－) Pb│Pb2＋（0.01mol·L－1）║Sn2＋（1mol·L－1）│Sn（＋）
负极：Pb－2eD Pb2＋ 正极：Sn 2＋＋2eD Sn 电池反应：Pb＋Sn 2＋＝Pb2＋＋Sn
3．试写出下列各电池的电极反应、电池反应、并计算电池的电动势。
（1）(－)（ Pt）H2（100KPa）│H＋（1mol·L－1）║Br－（1mol·L－1）│Br2（l）（ Pt）（＋）
（2）(－)Ag│Ag＋（0.05mol·L－1）║Fe3＋（0.3mol·L－1）, Fe2＋（0.02mol·L－1）│Pt（＋）
(3) (－)（ Pt）H2（50KPa）│H＋（0.5mol·L－1）║Sn4＋（0.7mol·L－1）, Sn2＋
（0. 5mol·L－1）│Pt（＋）
其中E Br2/ Br－＝1.087V E Ag＋/ Ag＝0.7996V E Fe3＋/ Fe2＋＝0.771V
E Sn4＋/ Sn2＋＝0.151V
解：（1）负极：H2－2eD2 H＋ 正极：Br2＋2eD2 Br－ 电池反应：H2＋Br2＝2 H＋＋2 Br－
E（电池）＝E （电池）＝E （正）－E （负）＝1.087V－0.00V＝1.087V
(2) 负极：Ag－eD Ag＋ 正极：Fe3＋＋eD Fe2＋ 电池反应：Ag＋Fe3＋＝Ag＋＋Fe2＋
E＝E（正）－E（负）
＝E Fe3＋/ Fe2＋＋0.059/1·lg[Fe3＋]/[ Fe2＋] －(E Ag＋/ Ag ＋0.059/1·lg[Ag＋])
＝(E Fe3＋/ Fe2＋－E Ag＋/ Ag) ＋0.059/1·lg[Fe3＋]/ [ Fe2＋] [Ag＋]
＝(0.771－0.7996) ＋0.059/1·lg0.3/0.05×0.02＝0.1176V
(3)负极：H2－2eD2 H＋ 正极：Sn4＋＋2eD Sn2＋ 电池反应：H2＋Sn4＋＝2 H＋＋Sn2＋
E＝E（正）－E（负）
＝（E Sn4＋/ Sn2＋＋0.059/2lg[Sn4＋]/[ Sn2＋]－(E H＋/ H2＋0.059/2lg[H＋] 2/P( H2)/P
＝(0.151－0) ＋0.059/2lg[Sn4＋] ·(P( H2)/P )／[ Sn2＋] ·[H＋] 2
＝0.151＋0.059/2lg0.7×(50/100)／0.5×(0.5)2＝0.1642V
4．298.15K,向Ag、AgNO3组成的半电池中加入HCl至其中Cl－浓度为0.5 mol·L－1时,计算Ag＋/ Ag电对的电极电势。(E Ag＋/ Ag＝0.7996V KSP (AgCl)＝1.77×10－10)
解：E Ag＋/ Ag＝E Ag＋/ Ag＋0.059 lg[Ag＋]
＝E Ag＋/ Ag＋0.059 lg KSP (AgCl)/[ Cl－]＝0.7996＋0.059 lg1.77×10－10/0.5＝0.242V
5．将Ag电极插入AgNO3溶液,Cu电极插入0.1 mol·L－1的Cu(NO3)2溶液。两个半电池相连,在Ag半电池中加入过量KBr沉淀,并使AgBr饱和溶液中CBr－＝0.1 mol·L－1,这时测得电动势为0.21V,Ag电极为负极,试计算AgBr的溶度积常数。
(E Ag＋/ Ag＝0.7996V E Cu2＋/ Cu＝0.347V)
解：Ag电极为负极，此时电池反应为2Ag＋Cu2+＝2Ag＋＋Cu
E＝Ｅ ＋0.059/2lg[Cu2＋]/[ Ag＋]2
＝Ｅ ＋0.059/2lg[Cu2＋]/(KSP (AgBr)/[ Br－])2
0.21＝(0.347－0.7996)＋0.059/2 lg0.1×0.12/[ KSP (AgBr)] 2
lg KSP (AgBr)＝－12.73
KSP (AgBr) ＝1.86×10－13
6．试估计反应Zn(S)＋Cu2＋(aq)＝Zn2＋(aq)＋Cu(S)进行的程度(298K)。
解：Ｅ ＝Ｅ Cu2＋/ Cu－Ｅ Zn 2＋/ Zn＝0.337－(－0.763)＝1.10V
n＝2，lgK ＝nＥ /0.0592＝37.2 K ＝[Zn2＋]/[ Cu2＋]＝1.6×1037
K 值很大,说明反应进行得十分完全,如果平衡时C Zn 2＋＝1.0 mol·L－1,则C Zn 2＋仅为
10－37 mol·L－1左右。
7．试计算25℃时,反应Sn(S)＋Pb2＋(aq) ＝Sn2＋(aq)＋Pb (S)的平衡常数；如果反应开始时,
C( Pb2＋)＝2.0 mol·L－1,平衡时C( Pb2＋)和C(Sn 2＋)各为多少?
解：Sn(S)＋Pb2＋(aq) ＝Sn2＋(aq)＋Pb (S)
衡 2.0－X X
Ｅ ＝Ｅ Pb2＋/ Pb－Ｅ Sn 2＋/ Sn＝－0.126－（－0.136）＝0.010V
lgK ＝nＥ /0.0592＝2×0.010／0.0592＝0.34
K ＝2.19,[ Sn 2＋]/[ Pb2＋]＝K X/(2.0－X)＝2.19 X＝1.4
C(Sn 2＋) ＝1.4 mol·L－1, C( Pb2＋) ＝0.6 mol·L－1
8．已知298K时下列半反应的E 值，试求的AgCl溶度积常数KSP 。
Ag＋＋eD Ag E Ag＋/ Ag＝0.7996V
AgCl＋eD Ag＋Cl－ E AgCl / Ag＝0.222V
解：设计一个原电池
（－）Ag│AgCl（S）│Cl－（1mol·L－1）║Ag＋（1mol·L－1）│Ag（＋）
电极反应为Ag＋＋eD Ag Ag＋Cl－-eD AgCl
电池反应为Ag＋＋Cl－＝AgCl（S）
E ＝E Ag＋/ Ag－E AgCl / Ag＝0.7996V－0.222V＝0.577V
lgK ＝nＥ /0.0592, K ＝1/ KSP
－lg KSP ＝nＥ /0.0592, n＝1 lg KSP ＝－0.577/0.0592＝－9.75 KSP ＝1.8×10－10
9．已知E Fe3＋/ Fe2＋＝0.77V, E Ag＋/ Ag＝0.80V,用其组成原电池。若向Ag半电池中加入氨水至其中C（NH3）＝C [Ag（NH3）2] ＋＝1mol·L－1时，电动势比E 大还是小？为什么？此时E Ag＋/ Ag为多少？已知 [Ag（NH3）2] ＋的K稳＝107
解：E Ag＋/ Ag＝0.80V＞E Fe3＋/ Fe2＋＝0.77V
加氨水前E （电池）＝E Ag＋/ Ag－E Fe3＋/ Fe2＋＝0.80V－0.77V＝0.03V
电池反应为Ag＋＋Fe2＋＝Ag＋Fe3＋
向Ag半电池中加入氨水后,发生如下反应
Ag＋＋2 NH3D[Ag（NH3）2] ＋
K稳 ＝[Ag（NH3）2] ＋/[ Ag＋][ NH3] 2＝107
[ Ag＋] ＝[Ag（NH3）2] ＋/[ NH3] 2·K稳 ＝1/12·107＝10－7
此时EAg＋/ Ag＝E Ag＋/ Ag＋0.059lg[ Ag＋]＝0.80＋0.059lg10－7＝0.387V
∵EAg＋/ Ag＝0.387V＜E Fe3＋/ Fe2＋＝0.77V ∴此时Ag为负极
E＝E Fe3＋/ Fe2＋－EAg＋/ Ag＝0.77V－0.387V＝0.383V
10．某溶液中含C(CdSO4)＝10－2 mol·L－1的CdSO4, C(ZnSO4)＝10－2 mol·L－1的ZnSO4。把该溶液放在两个铂电极间电解,试问:1.哪一种金属首先沉积在阴极上?
2.当另一种金属开始沉积时,溶液中先析出的那种金属离子所剩余的浓度为多少?
已知：E Zn 2＋/ Zn＝－0.7618V E Cd2＋/Cd＝－0.4030 V
解：(1) EZn 2＋/ Zn＝E Zn 2＋/ Zn＋0.059/2 lg[Zn 2＋]＝－0.7618＋0.059/2 lg10－2＝－0.8208V
ECd2＋/Cd＝E Cd2＋/Cd＋0.059/2 lg10－2＝－0.4030 ＋0.059/2 lg10－2＝－0.4620V
∵EZn 2＋/ Zn＝－0.8208V＜ECd2＋/Cd＝－0.4620V
∴阴极上Cd2＋先放电而析出Cd。
(2)当Zn 2＋开始沉积时, ECd2＋/Cd＝EZn 2＋/ Zn＝－0.8208V
－0.8208＝－0.4030 ＋0.059/2 lg[Cd2＋] lg[Cd2＋]＝－14.16 [Cd2＋] ＝6.88×10－15
C(Cd2＋) ＝6.88×10－15 mol·L－1
习题课四
1．试判断有无以下的电子运动状态，为什么？（4）正确
（1）n=1，l=1，m=0 （2）n=2，l=0，m=±1
（3）n=3，l=3，m=±3 （4）n=4，l=3，m=±2
2．某元素的外层结构为3s2sp4，求此元素的原子序数。
1s22s22p63s23p4 2+2+6+2+4=16 为硫元素
3．选出下列各组中第一电离能最大的一个元素
（1）Na、Mg、Al （2）Na、K、Rb （3）Si、P、S （4）Li、Be、B
Mg＞Al＞Na Na＞K＞Rb P＞S＞Si Be＞B＞Li
4．写出下列原子或离子的外层电子结构。
（1）17号元素Cl和Cl— 3s23p5 3s23p6
（2）29号元素Cu和Cu+ 3d104s1 3d9
5．下列几种元素中电负性最大的是（ E ）
A．Na B．Ca C． S D． I E． Cl
6．下列几种元素中原子半径最大的是（ A ）
A．Ca B．Al C．Cl D．Se
7．关于原子轨道的描述，正确的是（ A ）
A． 只有当n，l，m取一组合理值时的ψ（n，l，m）；
B． 只有当n，l取一组合理值时的ψ（n，l）；
C． 只有当n取正整数时的ψ（n）；
D． 只有当n，l，m，ms取一组合理值时的（n，l，m，ms）
8．在下列说法中，正确的是（ D ）
A． s电子绕核旋转，其轨道为一圆圈；
B． n=1时，有自旋方向相反的2条原子轨道；
C． n=4时，有4s、4p、4d、4f共4条原子轨道；
D． n=4时，其原子轨道总数为16，电子层最大电子容量为32。
9．在下列各组量子数中，取值合理的是（ A ）
A．3，2，—2，+1/2 B．4，—1，0，—1/2 C．4，1，—2，0 D．3，3，—3，—1
10．试计算主族元素从第11号元素Na到第17号元素P的最外层电子的有效电荷
Na的电子层结构为1s22s22p63s1
z’=11—（0.85×8+1.00×2）=2.20
Mg的电子层结构为1s22s22p63s2
z’=12—（0.35×1+0.85×8+1.00×2）=2.85
Al的电子层结构为1s22s22p63s23p1
z’=13—（0.35×2+0.85×8+1.00×2）=3.50
Si的电子层结构为1s22s22p63s23p2
z’=14—（0.35×3+0.85×8+1.00×2）=4.15
P的电子层结构为1s22s22p63s23p3
z’=15