北师大《无机化学》第四版习题参考答案11
北师大《无机化学》第四版习题答案

第十二章 配位平衡12-1 在1L 6 mol ·L -1的NH 3水中加入0.01 mol 固体CuSO 4,溶解后加入0.01 mol 固体NaOH ,铜氨络离子能否被破坏?(K 稳[Cu(NH 3)42+]=2.09×1013,K SP [Cu(OH)2]=2.2×10-20) 解:CuSO 4在过量的氨水溶液中几乎完全形成[Cu(NH 3)4]2+,则[Cu(NH 3)4]2+ === Cu 2+ + 4NH 3平衡时: 0.01-x x (6-0.04)+4x1342431009.2)496.5()01.0(])([⨯=+⋅-=+x x x NH Cu K 稳 11910792.3--⋅⨯=L mol x ])([108.3)01.0(10792.3]][[22321922OH Cu K OH Cu sp <⨯=⨯⨯=---+铜氨络离子不能被破坏。
12-2 在少量N H 4S C N 和少量Fe 3+同存于溶液中达到平衡时,加入NH 4F 使[F -]=[SCN -]= 1 mol ·L-1,问此时溶液中[FeF 63-]和 [Fe(SCN)3]浓度比为多少?(K 稳[Fe(SCN)3]=2.0×103,K 稳[FeF 63-]= 1×1016)解: ---+=+SCN FeF F SCN Fe 3][6])([363 123163633663336105102101)]([][])([][]][)([]][[⨯=⨯⨯====-----SCN Fe K FeF K SCN Fe FeF F SCN Fe SCN FeF K 稳稳12-3 在理论上,欲使1×10-5 mol 的AgI 溶于1 cm 3氨水,氨水的最低浓度应达到多少?事实上是否可能达到这种浓度?(K 稳[Ag(NH 3)2+]=1.12×107,K SP [AgI]=9.3×10-17)解: -++=+I NH Ag NH AgI ])([2233起始浓度 a 0 0达到平衡时 a-2x x x (全部溶解时:101.0-⋅=L mol x )此反应的平衡常数:9177231004.1103.91012.1)(})({--+⨯=⨯⨯⨯=⨯=AgI Ksp NH Ag K K 稳因此: 9221004.1]2[(-⨯=-=x a x K 1310-⋅=L mol a 事实上不可能达到这种浓度。
无机化学第四版课后习题答案

HA H++ A-
c平/(mol·L-1)0.10-1.7×10-31.7×10-31.7×10-3
α=
5.解:溶液的pH=9.00,c(H+)=1.0×10-9mol·L-1
故c(OH-)=1.0×10-5mol·L-1
14.解: (3)= (2)×3- (1)×2=1266.47 kJ·mol1
15.解:(1)Qp= ==4 (Al2O3, s) -3 (Fe3O4, s) =3347.6 kJ·mol1
(2)Q =4141 kJ·mol1
16.解:(1) =151.1 kJ·mol1(2) =905.47 kJ·mol1(3) =71.7 kJ·mol1
p(Ar) =1103Pa
6.解:(1) 0.114mol;
(2)
(3)
7.解:(1)p(H2) =95.43 kPa
(2)m(H2) = =0.194 g
8.解:(1)=5.0 mol
(2)=2.5 mol
结论:反应进度()的值与选用反应式中的哪个物质的量的变化来进行计算无关,但与反应式的写法有关。
(2)0.050mol·L-1HOAc溶液中,
HOAc H++ OAc-
c平/(mol·L-1)0.050-xx x
c(H+)=9.5×10-4mol·L-1
pH=-lgc(H+)=3.02
2.解:(1)pH=1.00c(H+)=0.10mol·L-1
pH=2.00c(H+)=0.010mol·L-1
= =30.32,故 = 4.81031
大学《无机化学》第四版_习题答案

无机化学(第四版)答案第一章物质的结构1-1 在自然界中氢有三种同位素,氧也有三种同位素,问:总共有种含不同核素的水分子?由于3H太少,可以忽略不计,问:不计3H时天然水中共有多少种同位素异构水分子?1-2 天然氟是单核素(19F)元素,而天然碳有两种稳定同位素(12C和13C),在质谱仪中,每一质量数的微粒出现一个峰,氢预言在质谱仪中能出现几个相应于CF4+的峰?1-3 用质谱仪测得溴得两种天然同位素的相对原子质量和同位素丰度分别为79Br 789183占50。
54%,81Br 80。
9163占49。
46%,求溴的相对原子质量(原子量)。
1-4 铊的天然同位素203Tl和205Tl的核素质量分别为202。
97u和204。
97u,已知铊的相对原子质量(原子量)为204。
39,求铊的同位素丰度。
1-5 等质量的银制成氯化银和碘化银,测得质量比m(AgCl):m(AgBr)=1。
63810:1,又测得银和氯得相对原子质量(原子量)分别为107。
868和35。
453,求碘得相对原子质量(原子量)。
1-6 表1-1中贝采里乌斯1826年测得的铂原子量与现代测定的铂的相对原子质量(原子量)相比,有多大差别?1-7 设全球有50亿人,设每人每秒数2个金原子,需要多少年全球的人才能数完1mol金原子(1年按365天计)?1-8 试讨论,为什么有的元素的相对质量(原子量)的有效数字的位数多达9位,而有的元素的相对原子质量(原子量)的有效数字却少至3~4位?1-9 太阳系,例如地球,存在周期表所有稳定元素,而太阳却只开始发生氢燃烧,该核反应的产物只有氢,应怎样理解这个事实?1-10 中国古代哲学家认为,宇宙万物起源于一种叫“元气”的物质,“元气生阴阳,阴阳生万物”,请对比元素诞生说与这种古代哲学。
1-11 “金木水火土”是中国古代的元素论,至今仍有许多人对它们的“相生相克”深信不疑。
与化学元素论相比,它出发点最致命的错误是什么?1-12 请用计算机编一个小程序,按1.3式计算氢光谱各谱系的谱线的波长(本练习为开放式习题,并不需要所有学生都会做)。
北师大无机化学第四版下册答案

北师大无机化学第四版下册答案1. 下列关于氢原子结构叙述不正确的是: [单选题] *A. 电子在r<53pm的区域出现的概率密度大B. 电子在r=53pm处出现的概率最大C. 电子在r=53pm处出现的概率密度最大(正确答案)D. 电子在r>53pm的空间出现的概率和概率密度随r的增大都减小2. 下列说法错误的是: [单选题] *A. │Y│2表示电子出现的概率密度B. │Y│2图形与Y图形相比, 形状相同, 但│Y│2图略“瘦”些C. │Y│2在空间分布的图形称为电子云D. │Y│2值一定大于Y值(正确答案)3. 描述一确定的原子轨道(即一个空间运动状态),需用的参数是 [单选题] *A. n,lB. n,l,m(正确答案)C. n,l,m,msD. 只需n4. 下列关于p轨道电子云形状叙述正确的是: [单选题] *A. 球形对称B. 8字形平面C. 极大值在x.y.z轴上的双梨形(正确答案)D. 互相垂直的梅花瓣形5. n=4时m的最大取值为: [单选题] *A. 4B. ±4C. 3(正确答案)D. 06. 对于原子中的电子,下面量子数组容许的是: [单选题] *A. n=3, l=1, m=-1(正确答案)B. n=3, l=1, m=2C. n=2, l=2, m=-1D. n=4, l=-2, m=17. 下列对四个量子数的说法正确的是: [单选题] *A. 电子的自旋量子数是½,在某一个轨道中有两个电子,所以总自旋量子数是1或是0B. 磁量子数m=0的轨道都是球形的轨道C. 角量子数l的可能取值是从0到n的正整数D. 多电子原子中,电子的能量决定于主量子数n和角量子数l(正确答案)8. 下列多电子原子中,能量最高的为: [单选题] *A. 3, 2,-2,-1/2(正确答案)B. 2, 0, 0,-1/2C. 2, 1, 1,-1/2D. 3, 1, 1,-1/29. 下列说法错误的是: [单选题] *A. 电子所受屏蔽效应越强,电子能量越低(正确答案)B. 电子的钻穿效应越强,电子能量越低C. 屏蔽效应和钻穿效应的结果引起能级交错D. n值相同,l越小,则钻穿效应越强10. 下面按电离能增加的顺序排列的是: [单选题] *A. C,P,SeB. O,F,Ne(正确答案)C. B,Be,LiD. Li,Na,K11. 第一电子亲和能最大的元素是: [单选题] *A. FB. Cl(正确答案)C. NaD. H12. 为表示一个原子在第三电子层上有10个电子可以写成: [单选题] *A. 310B. 3d10C. 3s23p63d2(正确答案)D. 3s23p64s213. 有A、B和C三种主族元素,若A元素阴离子与B、C元素的阳离子具有相同的电子层结构,且B的阳离子半径大于C,则这三种元素的原子序数大小次序是: [单选题] *A. B<C<AB. A<B<C(正确答案)C. C<B<AD. B>C>A14. 下列分子中心原子是sp2杂化的是: [单选题] *A. PBr3B. CH4C. BF3(正确答案)D. H2O15. 下列各组物质沸点高低顺序中正确的是: [单选题] *A. HI>HBr>HCl>HFB. H2Te>H2Se>H2S>H2OC. CH4>GeH4>SiH4D. NH3>AsH3>PH3(正确答案)16. 下列分子中偶极矩为零的是: [单选题] *A. NF3B. NO2C. PCl3D. BCl3(正确答案)17. 已知某元素的序号小于36,此元素失去三个电子后,它的角量子数为2的轨道内电子恰好半充满,此元素序号为:[单选题] *A. 25B. 26(正确答案)C. 27D. 2818. 下列物质熔沸点高低顺序正确的是: [单选题] *A. K2O>CaO>PH3>NH3B. CaO>K2O>PH3>NH3C. K2O>CaO>NH3>PH3D. CaO>K2O>NH3>PH3(正确答案)19. 加热熔化时需要打开共价键的物质是: [单选题] *A. SiO2(正确答案)B. CO2(s)C. MgCl2D. H2O20. 下列各物质化学键中同时存在键和键的是: [单选题] *A. SiO2B. H2SC. H2D. C2H4(正确答案)21. 某元素的+2氧化态离子的核外电子结构为1s22s22p63s23p63d5,此元素在周期表中的位置是: [单选题] *A. d区第四周期ⅦB族(正确答案)B. d区第四周期ⅤB族C. d区第四周期Ⅷ族D. p区第三周期ⅤA族22. 铁原子的价电子构型是: [单选题] *A. 4s2B. 4s24d6C. 3d64s2(正确答案)D. 3s23p63d623. 从中性原子Li、Be、B原子中去掉一个电子,需要大约相同的能量,而去掉第二个电子时,最难的是: [单选题] *A. Li(正确答案)B. BeC. BD. 都一样24. 电子构型相同的阳离子,其极化力最强的是: [单选题] *A.高电荷和半径大的离子B.低电荷和半径大的离子C.高电荷和半径小的离子(正确答案)D.低电荷和半径小的离子25. 在多电子原子中,决定电子能量的量子数为: [单选题] *A.nB. n和l(正确答案)C. n, l, mD. l26. 下列有关元素核外电子排布错误的是: [单选题] *A. Fe(Z = 26):1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2B. Cr (Z=24) :1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 4s1C. Cu (Z=29) :1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d9 4s2(正确答案)D. Ca(Z = 20):1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s227. 由分子轨道理论可推断,在下列四种阳离子中最稳定的是: [单选题] *A、N2+B、NO+C、O2+(正确答案)D、Be2+28. 在水分子之间存在的各种相互作用力由强到弱的顺序正确的是: [单选题] *A、氢键>取向力>色散力>诱导力B、取向力>色散力>诱导力>氢键C、氢键>色散力>取向力>诱导力(正确答案)D、氢键>诱导力>取向力>色散力29. 下列离子的电子结构中,未成对电子数等于零的是: [单选题] *A、Cu2+B、Mn2+(正确答案)C、Cd2+D、Fe2+30. 在下列分子或离子中,不含有孤对电子的是: [单选题] *A、H2OB、NH3C、NH4+(正确答案)D、H2S31. 同核双原子分子中,能级相近的两个原子的p轨道可组成的分子轨道数是: [单选题] *A、4B、6(正确答案)C、8D、232. 根据分子轨道理论,下列解释正确的是: [单选题] *A、F2分子中 E (π2 p ) < E (σ2 p )B、O2+离子中不存在双键,键级为2C、N2 分子的稳定性略低于O2+离子的稳定性D、CO+离子中有一个σ单电子键(正确答案)33. 第二周期元素双原子分子中有未成对电子的分子有: [单选题] *A、Be2 ,O2 两种B、N2 ,C2 两种C、B2 ,O2 两种(正确答案)D、Be2 ,C2 两种34. ClO3F分子的几何构型属于: [单选题] *A、直线形B、平面正方形C、四面体形(正确答案)D、平面三角形35. 下列各物质的摩尔质量近乎相等,其中沸点最高的可能是: [单选题] *A、C2H5OC2H5B、CH3CH2CH2SHC、(CH3)2NC2H5D、CH3CH2CH2CH2OH(正确答案)36. 按分子轨道理论,O2分子中最高能量的电子所处的分子轨道是: [单选题] *A、π2 pB、π*2 p(正确答案)C、σ 2 pD、σ *2 p37. 下列分子中属于极性分子的是 : [单选题] *A、CCl4B、CH3OCH3(正确答案)C、BCl3D、PCl538. CH3OCH3和HF分子之间存在的作用力有: [单选题] *A、取向力、诱导力、色散力、氢键B、取向力、诱导力、色散力(正确答案)C、诱导力、色散力D、色散力39. 在Br-CH=CH-Br分子中,C-Br键的轨道重叠方式是: [单选题] *A、s p-pB、s p2-sC、s p2-p(正确答案)D、s p3-p40. 原子轨道之所以要发生杂化是因为: [单选题] *A、进行电子重排B、增加配对的电子数(正确答案)C、增加成键能力D、保持共价键的方向性41. 一个稳定的分子没有价电子在反键轨道上。
无机化学(北师大等三校编,第四版,高教版, 2003)习题答案

面向二十一世纪教材北京师范大学、华中师范大学、南京师范大学编无 机 化 学(第四版,北京: 高等教育出版社, 2003) 习 题 答 案第一章 原子结构和原子周期系1-1根据原子序数给出下列元素的基态原子的核外电子组态:(a)K (b)Al (c)Cl (d)Ti(Z=22) (e)Zn(Z=30) (f)As(Z=33) 答:(a)[Ar]4s1(b)[Ne]3s23p1(c)[Ne]3s23p5(d)[Ar]3d54s2(e)[Ar] 3d104s1(f)[Ar]4s24p31-2给出下列原子或离子的价电子层电子组态,并用方框图表示轨道,填入轨道的电子用箭头表示。
(a)Be (b)N (c)F (d)Cl- (e)Ne+ (f)Fe3+ (g)As3+1-3 Li+、Na+、K+、Rb+、Cs+的基态的最外层电子组态与次外层电子组态分别如何?1-4以下+3价离子那些具有8电子外壳?Al3+、Ga3+、Bi3+、Mn3+、Sc3+答:Al3+和Sc3+具有8电子外壳。
1-5已知电中性的基态原子的价电子层电子组态分别为:(a)3s23p5(b)3d64s2(c)5s2(d)4f96s2(e)5d106s1试根据这个信息确定它们在周期表中属于那个区、哪个族、哪个周期。
答:(a)p区,ⅦA族,第三周期 (b)d区,Ⅷ族,第四周期 (c)s区,ⅡA族,第五周期 (d)f区,ⅢB族,第六周期 (e)ds区,ⅠB族,第六周期1-6根据Ti、Ge、Ag、Rb、Ne在周期表中的位置,推出它们的基态原子的电子组态。
答:Ti位于第四周期ⅣB族,它的基态原子的电子组态为[Ar]3d24s2;Ge位于第四周期ⅣA族,它的基态原子的电子组态为[Ar]3d104s24p2;Ag位于第五周期ⅠB族,它的基态原子的电子组态为[Kr] 4d105s1;Rb位于第五周期ⅠA族,它的基态原子的电子组态为[Kr] 5s1;Ne位于第二周期0族,它的基态原子的电子组态为[He] 2s22p6。
第四版无机化学习题及答案

第一章原子结构和原子周期系1-1根据原子序数给出下列元素的基态原子的核外电子组态:(a)K (b)Al (c)Cl (d)Ti(Z=22)(e)Zn(Z=30)(f)As(Z=33)答:(a)[Ar]4s1(b)[Ne]3s23p1(c)[Ne]3s23p5(d)[Ar]3d54s2(e)[Ar] 3d104s1(f)[Ar]4s24p31-2给出下列原子或离子的价电子层电子组态,并用方框图表示轨道,填入轨道的电子用箭头表示。
(a)Be (b)N (c)F (d)Cl-(e)Ne+(f)Fe3+(g)As3+1-3 Li+、Na+、K+、Rb+、Cs+的基态的最外层电子组态与次外层电子组态分别如何?1-4以下+3价离子那些具有8电子外壳?Al3+、Ga3+、Bi3+、Mn3+、Sc3+答:Al3+和Sc3+具有8电子外壳。
1-5已知电中性的基态原子的价电子层电子组态分别为:(a)3s23p5(b)3d64s2(c)5s2(d)4f96s2(e)5d106s1试根据这个信息确定它们在周期表中属于那个区、哪个族、哪个周期。
答:(a)p区,ⅦA族,第三周期(b)d区,Ⅷ族,第四周期(c)s区,ⅡA族,第五周期(d)f区,ⅢB族,第六周期(e)ds区,ⅠB族,第六周期1-6根据Ti、Ge、Ag、Rb、Ne在周期表中的位置,推出它们的基态原子的电子组态。
答:Ti位于第四周期ⅣB族,它的基态原子的电子组态为[Ar]3d24s2;Ge位于第四周期ⅣA族,它的基态原子的电子组态为[Ar]3d104s24p2;Ag位于第五周期ⅠB族,它的基态原子的电子组态为[Kr] 4d105s1;Rb位于第五周期ⅠA族,它的基态原子的电子组态为[Kr] 5s1;Ne位于第二周期0族,它的基态原子的电子组态为[He] 2s22p6。
1-7某元素的基态价层电子构型为5d36s2,给出比该元素的原子序数小4的元素的基态原子电子组态。
无机化学_第四版_北师大版_课后答案(补充:1-11章)_khdaw

无机化学_第四版_北师大版_课后答案(补充:1-11章)_khdaw第一章原子结构与元素周期系1-14Br2分子分解为Br原子需要的最低解离能为190kJ/mol,求引起溴分子解离需要吸收的最低能量子的波长与频率。
答:∵E=190kJ/mol∴每个分子解离所需要的能量为190×10-3/6.02×1023=3.156×10-19(J)所需吸收光子能量为E=hν=3.156×10-19J∴λ=c/ν=c·h/E=3×108×6.63×10-34/3.156×10-19=6.3×10-7(m)=630(nm)ν=4.76×10141-19氢原子核外电子光谱中的莱曼光谱中有一条谱线的波长为103nm,问:它相应于氢原子核外电子的哪一个跃迁?答:氢原子莱曼系的跃迁吸收光子的波数公式为ǔ=1/λ=R H·(1/12-1/n2)已知波长λ=103nm=1.03×10-7m∴1/1.03×10-7=R H·(1/12-1/n2),R H=1.09677×10-7∴n=2.95≈3∴相应于氢原子电子从n=1的轨道向n=3的轨道跃迁的过程,即从K 层→M层轨道的跃迁1-21当电子的速度达到光速的20.0%时,该电子的德布罗意波长多大?当锂原子(质量7.02amu)以相同速度飞行时,其德布罗意波长多大?答:对电子,λ=h/mv=6.63×10-34×(9.11×10-31×3×108×20%)-1=1.21×10-11m=12.1(pm)对锂原子,其m=7.02×1.660×10-24×10-3=1.165×10-26(kg)∴λ=h/mv=6.63×10-34×(1.165×10-26×3×108×20%)-1 =9.48×10-16m=9.48×10-4(pm)1-23处于K、L、M层的电子最大可能数目各为多少?答:处于K层,即n=1,而每个能层能容纳的最大电子数目为2n2∴第K层:2×12=2(个)第L层:2×22=8(个)第M层:2×32=18(个)1-24以下哪些符号是错误的?(a)6s(b)1p(c)4d(d)2d(e)3p(f)3f答:(a)6s对;(b)1p错(因为n=1,则l只能是0,即s);(c)4d对;(d)2d错(因为n=2,则l可能是0,1,即s,p轨道);(e)3p对;(f)3f错(因为n=3,则l可能是0,1,3即s,p,d轨道)。
北京师范大学华中师范大学南京师范大学无机化学教研室《无机化学第4版配套题库名校考研课后习题章节题库

目 录第一部分 名校考研真题
绪 论
第1章 原子结构与元素周期系
第2章 分子结构
第3章 晶体结构
第4章 配合物
第5章 化学热力学基础
第6章 化学平衡常数
第7章 化学动力学基础
第8章 水溶液
第9章 酸碱平衡
第10章 沉淀平衡
第11章 电化学基础
第12章 配位平衡
第二部分 课后习题
绪 论
第1章 原子结构与元素周期系第2章 分子结构
第3章 晶体结构
第4章 配合物
第5章 化学热力学基础
第6章 化学平衡常数
第7章 化学动力学基础
第8章 水溶液
第9章 酸碱平衡
第10章 沉淀平衡
第11章 电化学基础
第12章 配位平衡
第三部分 章节题库
绪 论
第1章 原子结构与元素周期系第2章 分子结构
第3章 晶体结构
第4章 配合物
第5章 化学热力学基础
第6章 化学平衡常数
第7章 化学动力学基础
第8章 水溶液
第9章 酸碱平衡
第10章 沉淀平衡
第11章 电化学基础
第12章 配位平衡
第四部分 模拟试题
北京师范大学、华中师范大学、南京师范大学无机化学教研室《无机化学》(第4版)配套模拟试题及详解
第一部分 名校考研真题
说明:本部分从指定北京师范大学、华中师范大学、南京师范大学无机化学教研室主编的《无机化学》(第4版)为考研参考书目的名校历年考研真题中挑选最具代表性的部分,并对其进行了详细的解答。
所选考研真题既注重对基础知识的掌握,让学员具有扎实的专业基础;又对一些重难点部分(包括教材中未涉及到的知识点)进行详细阐释,以使学员不遗漏任何一个重要知识点。
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精心整理第十一章电化学基础11-1用氧化数法配平下列方程式(1)KClO 3→KClO 4+KCl(2)Ca 5(PO 4)3F+C+SiO 2→CaSiO3+CaF 2+P 4+CO(3)NaNO 2+NH 4Cl →N 2+NaCl+H 2O(4)K 2Cr 2O 7+FeSO 4+H 2SO 4→Cr 2(SO 4)3+Fe 2(SO 4)3+K 2SO 4+H 2O(5)CsCl+Ca →CaCl 2+Cs解:(((((11-2(1(2(3(4(5解:(2(3(4(511-3.用半反应法(离子-电子法)配平下列方程式(1)K 2Cr 2O 7+H 2S+H 2SO 4——K 2SO 4+Cr 2(SO 4)3+H 2O(2)MnO 42-+H 2O 2———O 2+Mn 2+(酸性溶液)(3)Zn+NO 3-+OH -——NH 3+Zn (OH )42-(4)Cr (OH )4-+H 2O 2——CrO 42-(5)Hg+NO 3-+H +——Hg 22++NO解:(1)K 2Cr 2O 7+3H 2S+4H 2SO 4==K 2SO 4+Cr 2(SO 4)3+7H 2O+3S(2)MnO 42-+2H 2O 2+4H +==2O 2+Mn 2++4H 2O(3)Zn+NO 3-+3H 2O+OH -==NH 3+Zn (OH )42-(4)2Cr(OH)4-+3H2O2+2OH==-2CrO42-+8H2O(5)6Hg+2NO3-+8H+==3Hg22++2NO+4H2O11-4将下列反应设计成原电池,用标准电极电势判断标准态下电池的正极和负极,电子传递的方向,正极和负极的电极反应,电池的电动势,写出电池符号.(1)Zn+2Ag+=Zn2++2Ag(2)2Fe3++Fe=3Fe2+(3)Zn+2H+=Zn2++H2(4)H2+Cl2=2HCl(5)3I2+6KOH=KIO3+5KI+3H2O11-5写出下列各对半反应组成的原电池的电池反应、电池符号,并计算标准电动势。
(1)Fe(2)Cu2+(3)Zn2+(4)Cu2+(5)O211-6(氧11-7半反应半反应11—8Fe3+]ϕ11-9用能斯特方程计算来说明,使Fe+Cu2+=Fe2++Cu的反应逆转是否有现实的可能性?解:ΦΘ(Cu+/Cu)=0.345V,ΦΘ(Fe2+/Fe)=-0.4402V要使反应逆转,就要使ΦΘ(Fe2+/Fe)>ΦΘ(Cu2+/Cu)由能斯特方程得[Fe2+]/[Cu2+]>1026.5=3.2×102611-10用能斯特方程计算与二氧化锰反应得到氯气的盐酸在热力学理论上的最低浓度解:设与二氧化锰反应得到氯气的盐酸在热力学理论上的最低浓度是X,因:反应方程式为:MnO2+4HCl=MnCl2+2H2O+Cl2↑半反应为:MnO2+4H++2e-=Mn2++2H2O(正)Cl2+2e-=2Cl-(负)要使反应顺利进行,须φ(MnO2/Mn2+)=φ(Cl2/Cl-)φθ(MnO 2/Mn 2+)=1.228V ,φθ(Cl 2/Cl -)=1.3583V所以任意状况φ(MnO 2/Mn 2+)=1.228+0.0592/2lg[H +]4φ(Cl 2/Cl -)=1.3583+0.0592/2lg1/[Cl -]21.228+0.0592/2lg[H +]4=1.3583+0.0592/2lg1/[Cl -]2解得:x=5.4mol.L -1答:与二氧化锰反应得到氯气的盐酸在热力学理论上的最低浓度是5.4mol.L -1。
11-11用能斯特方程计算电对H 3AsO 4/H 3AsO 3在PH=0,2,4,6,8,9时的电极电势,用计算结果绘制PH-电势图,并用该图判断反应H 3AsO 4+2I -+2H +=H 3AsO 3+I 2+2H 2O 在不同酸度下的反应方向。
解:半反应为:H 3A S O 4+2H ++2e -=H 3A S O 3+H 2O (正)即pH 〈0.76时反应向右进行,即(H 3AsO 4/H 3AsO 3)>(I 2/I -) 11-12利用半反应2H ++2e -⇔H 2的标准电极电势和醋酸的电离常数计算半反应的标准电极电势。
2HAc+2e -⇔H 2+2Ac -解:ϕθ(H+/H2)=0,Ka(HAc)=1.8⨯10-5 ∴ 对于2HAc+2e -⇔H 2+2Ac -, ϕθ(HAc/H 2)=ϕθ(H+/H2)+20592.0Lg[H +]2 =0.0592⨯Lg(1.8⨯10-5)V=-0.28V 11-13利用半反应Cu 2++2e-⇔Cu 和Cu (NH 3)42++2e-⇔Cu+4NH 3的标准电极电势(-0.065V )计算配合反应Cu 2++4NH 3⇔Cu (NH 3)42+的平衡常数。
解:以半反应Cu 2++2e-⇔Cu 为正极,Cu+4NH 3⇔Cu (NH 3)42++2e-为负极∴ 总反应Cu 2++4NH 3⇔Cu (NH 3)42+即:Eθ =0.345V-(-0.065V )=0.41VLgK θ=nEθ/0.0592,n=2∴ K θ=7.1⨯101311-14利用半反应Ag ++e-⇔Ag 和AgCL 的溶度积计算半反应AgCL+e-⇔Ag+CL -的标准电极电势。
解:要求半反应AgCL+e-⇔Ag+CL -的标准电极电势,只须Ag ++e-⇔Ag 的能斯特方程式修正项的[Ag +]=k sp =1.77⨯10-10mol/l∴ϕθ(AgCL/Ag +)=ϕ(Ag +/Ag)=ϕθ(Ag +/Ag)+0.0592Lg[Ag +]11-15∴ϕ由ϕ=-11-16解:把s+2e =S 2-(-)∴Eθ =0.141v+0.476v=0.617v总反应:2H ++S 2-=H 2S .由LgK θ=0592.02θE 可解:K θ=6.99⨯1020∴Ka (H 2S )=1/K θ=1.4⨯10-2111-17利用Cr 2O 72-+H 2O ⇔2CrO 42-+2H +的K=1014和Ag 2CrO 4的溶度Ag ++e-⇔Ag 的标准电极电势求2Ag 2CrO 4+2H ++4e -⇔4Ag+Cr 2O 72-+H 2O 的标准电极电势。
解:要求半反应2Ag 2CrO 4+2H ++4e -⇔4Ag+Cr 2O 72-+H 2O 的标准电极电势,只须Ag ++e-⇔Ag 的能斯特方程式修正项的[Ag +]2=k sp /[CrO 42-]又 Cr 2O 72-+H 2O ⇔2CrO 42-+2H +的K=[CrO 42-]2[H +]2/[Cr 2O 72-]=[CrO 42-]2精心整理∴ϕθ(Ag 2CrO 4/Ag )=ϕ(Ag +/Ag)=ϕθ(Ag +/Ag)+0.0592Lg 2/1K Ksp=0.7996V+0.0592Lg )1035(1210/1012.1÷-⨯v=0.2387v解:{K=[CrO 42-]2[H +]2/[Cr 2O 72-]=1014ΨΟ(Ag +/Ag )=0.7996VAg 2CrO 4=2Ag ++CrO 42-Ksp=[Ag]2[CrO 42-][Cr 2O 72-]=1mol/L[CrO 42-]=1mol/LΨ=ΨΟ(Ag +/Ag )+(1/4)lg ([H +]2[Ag +]4[CrO 42-]2/[Cr 2O 72-])=0.7996+(1/4)⨯0.0592lg (1014⨯Ksp 2)=0.7996+0.0148⨯lg (1014⨯1.1210-12)=0.7996+0.03=0.83V}11-18∴即211-19由 解:Cu ++e-ϕ3θ=11-20MnO 4-+e 代入可解得:1=2.2395V要求半反应:MnO 42-+2H 2O+2e -⇔MnO 2+4OH -的标准电极电势,MnO 42-+4H ++2e -⇔MnO 2+2H 2O 的能斯特方程式修正项的[H +]=10-14∴ϕθ=ϕ(MnO 42-/MnO 2)=ϕθ+0.0592/2Lg[H +]4=2.2395V+0.0592/2Lg10-56V=0.5819V11-21写出以K 2CO 3熔融盐为电解质的氢氧燃料电池的电极反应和电池反应。
(注:在该电解质中不存在游离的O 2-和HCO 3-,为使电解质溶液的组成保持稳定,需在空气中添加一种物质,这种物质是电池放出的反应产物)。
11-22碱性银锌可充电干电池的氧化剂为Ag 2O ,电解质为KOH 水溶液,试写出它的电极反应和电池反应。
11-23为什么检测铅蓄电池电解质硫酸的浓度可以确定蓄电池充电是否充足?铅蓄电池充电为什么会放出气体?是什么气体?11-24光合作用发生的总反应是:6CO2(g)+6H2O(l) C6H12O6(g)+6O2(g)在25C下反应的△Hθ=2.816106J.mol-1,△Sθ=-182J.K-1.mol-1。
假设反应的产物可以设计成一个原电池,在电极上氧气和葡萄糖分别被还原和氧化成水和二氧化碳。
这样,我们可以通过光合反应的正逆两个反应把光能转化为电能了。
(1)求原电池的电动势。
(2)为使上列光合反应发生需要多少摩500nm的光子?(3)用一个边长10m的充满绿藻的正方形游泳池里发生的光合作用的产物来发电,平均1cm2∴Eθ(2)11-26Ag+H211-27Zn,氧化11-28(!(2解:电极电势的大小主要与离子势、升华热和水化热有关,锂的电极电势比钠低的原因主要是由于两金属的水化热相差很大(3)铜和锌在元素周期系里是邻居,然而它们在金属活动顺序中的位置却相去甚远,试通过波恩—哈伯循环分析铜和锌的电极电势相差这么大主要是由什么能量项决定的。
解:铜的汽化热比锌大,使铜的活性比锌差很多,这主要是由于两金属汽化热相差较大的缘故。
(4)有人说,燃料电池是“一种通过燃烧反应使化学能直接转化为电能的装置”。
这种说法正确吗?说明理由。
燃料电池的理论效率有可能超过100%吗?燃料电池的工作温度与燃料电池的理论效率呈什么关系?解:燃烧电池的理论效率有可能超过100%,当反应为S增大反应时,理论效率就将超过100%,而且在此条件下,温度越高理论效率也将越高。
(5)铁能置换铜而三氯化铁能溶解铜。
解:铁能置换铜以及FeCl3能溶解铜都是由于其对应的电对的电极电势决定的。
(6)ZnO22-{即Zn(OH)42-}的碱性溶液能把铜转化为Cu(OH)42-而把铜溶解。
解:这是由电极电势决定的。
(7)将MnSO4溶液滴入KMnO4酸性溶液得到MnO2沉淀。
解:这是由电极电势决定的。