南昌大学大学化学第四章习题答案 2
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第四章化学平衡原理参考答案P 68~69综合思考题:解:①根据θθmf B m r H v H ∆=∆∑(其中B v 对生成物取正值,反应物取负值)有: ),()1(),()1(),(),(2g B H g A H g E H g D H H m f m f m f m f m r θθθθθ∆-+∆-+∆+∆=∆=2×(-4RT 1)+(-2.606RT 1)+3.5RT 1+2.5RT 1 =-4.606RT 1同理:),()1(),()1(),(),(2g B S g A S g E S g D S S m m m m m r θθθθθ-+-++=∆=2×(0.25RT 1)+(0.5RT 1)-0.3RT 1-0.7RT 1 =0.0根据吉“布斯-赫姆霍兹”方程θθθmr m r m r S T H G ∆-∆=∆有: 31100.0298606.4-⨯⨯--=∆RT G m r θ=-4.606RT 1×10-3(kJ.mol -1)<0 ∴反应正向自发。
②根据θθK RT G m r ln -=∆有:606.41010606.4ln 3131=⨯⨯--=∆-=--RT RT RT G K m r θθK θ=100.0③求Q ,根据]/[]/[]/[]/[2θθθθP P P P P P P P Q B A E D ⋅⋅=有: ]3.101/3.1015.0[]3.101/3.1010.1[]3.101/3.1015.0[]3.101/3.1015.0[2kPa kPa kPa kPa kPa kPa kPa kPa Q ⨯⋅⨯⨯⋅⨯==0.25 ∵Q<K θ∴平衡向正反应方向移动④根据)(ln 211212T T TT R H K K m r ⋅-∆=θθθ有:1606.4RT H m r -=∆θ,T 1=298K ,0.1001=θK ,T 2=398K ,?2=θK 将有关数据代入式子中得:)398298298398(298606.40.100ln2⨯-⋅⨯-=R R K θ解得:K θ2=31.4 ⑤∵K θ2< K θ1,∴由T 1升至T 2平衡向逆反应方向移动(即吸热反应方向移动)。
第四章:传质过程1. 压强为 1.013×105Pa 、温度为 25℃的系统中,N 2和O 2的混合气发生定常态扩散过程。
已知相距 5.00×10-3m 的两截面上,氧气的分压分别为 1.25×104Pa 、7.5×103Pa ;0℃时氧气在氮气中的扩散系数为 1.818×10-5 m 2·s -1。
求等物质的量反向扩散时:(1)氧气的扩散通量; (2)氮气的扩散通量;(3)与分压为 1.25×104Pa 的截面相距 2.5×10-3m 处氧气的分压。
解:(1)首先将 273K 时的扩散系数换算为 298K 时的值:P 0 T 1.75D = D 0P ( T 0) 5273 + 25 = 1.818×10-5 × 1.013×10 1.013×105 × ( 等物质的量反向扩散时氧的扩散通量为:N A= RTD l = ( p A,1– p A,2)2.119×10-51.75 =2.119×10-5 m 2·s -1273 )= 8.314 × 298 ×5.00×10-3 × (1.25×104 - 7.5×103 ) = 8.553×10-3 mol· m 2·s -1(2)由于该扩散过程为等物质的量反向扩散过程,所以 - N A= N B,即氮气的扩散通 量也为 8.553×10-3 mol· m 2·s -1。
(3)因为系统中的扩散过程为定常态,所以为定值,则:/p A,2/ = p A,1- N ARTl1.52×(1014)Pa 和反向扩散与单向扩散的传(2)H 质通量大小。
解:(1)当NH 3和H 2作等物质的量反向扩散时:N A= RTD l = ( p A,1– p A,2)1p B,m = p B.2- p B.1 = 9.65×104 - 8.614 ×104-27 = 9.12×104Pa㏑p B.2 ㏑ 9.65×10 p B.17.83×10-5 8.61×1041.013×105N A= 8.314 × 298 × 0.02 × 9.12×104 × (1.52×104 - 4.80×103)= 1.825 ×10-2 mol· m 2·s -1计算结果表明,单向扩散时的传质通量比等物质的量反向扩散时的传质通量大,前者是后者的 PPN A-5= 5.29×10l mol· m -2·s -1根据扩散量等于蒸发量,得:N A· A · dt = MρAA · A · dl23t = 995.7 × 10l 2p B,m = p B.1 - p B.2 = 9.624×104 - 1.0046×105-13 = 9.84×104Pa㏑ p B.1 p B.㏑ 9.624×10 1.006×105-51.0 =2.4×10 1.013×1058.314 × 293l G· 9.84×104( 5065 - 660)l G= 4.47×10-5m武汉大学3。
第四章思考题思考题4—11.质子理论和电离理论的最主要不同点是什么?答:质子理论和电离理论对酸碱的定义不同;电离理论只适用于水溶液,不适用于非水溶液,而质子理论适用于水溶液和非水溶液。
2.写出下列酸的共轭碱:H2PO4-,NH4+,HPO42-,HCO3-,H2O,苯酚。
答:HPO42-, NH3 , PO43- , CO32- , OH- , C6H5O-3.写出下列碱的共轭酸:H2PO4-,HC2O4-,HPO42-,HCO3-,H2O,C2H5OH。
答:H3PO4,H2C2O4,H2PO4-,H2CO3,H3O+,C2H5OH2+4.从下列物质中,找出共轭酸碱对:HOAc,NH4+,F-,(CH2)6N4H+,H2PO4-,CN-,OAc-,HCO3-,H3PO4,(CH2)6N4,NH3,HCN,HF,CO3-答:HOAc-OAc-,NH4+-NH3,F--HF,(CH2)6N4H+-(CH2)6N4,H2PO4--H3PO4,CN--HCN,,HCO3--CO3-5.上题的各种共轭酸和共轭碱中,哪个是最强的酸?哪个是最强的碱?试按强弱顺序把它们排列起来。
答:H3PO4﹥HF﹥HOAc﹥(CH2)6N4H+﹥H2PO4-﹥HCN﹥NH4+﹥HCO3-CO32-﹥NH3﹥CN-﹥(CH2)6N4﹥OAc-﹥F-6.写出下列物质在水溶液中的质子条件:(1)NH3·H2O; (2)NaHCO3;(3)Na2CO3。
答:NH3·H2O 〔H+〕+〔NH4+〕=〔OH-〕NaHCO3 〔H+〕+〔H2CO3〕=〔CO3-〕+〔OH-〕Na2CO3 〔HCO3-〕+〔H+〕+2[H2CO3] =〔OH-〕7.写出下列物质在水溶液中的质子条件:(1)NH4HCO3;(2)(NH4)2HPO4;(3)NH4H2PO4。
答:NH4HCO3[H+]+[H2CO3]=[NH3]+[CO32-]+[OH-](NH4)2HPO4 [H+]+[H2PO4-]+2[ H3PO4]=[NH3]+[PO43-]+[OH-]NH4H2PO4 [H+]+ [ H3PO4]=[NH3]+2[PO43-]+[OH-]+ [HPO42-] 7.欲配制pH为3左右的缓冲溶液,应选下列何种酸及其共轭碱(括号内为pK a):HOAc(4.74),甲酸(3.74),一氯乙酸(2.86),二氯乙酸(1.30),苯酚(9.95)。
有机化学第四章习题解答第四章习题解答2、(1) (CH 3)3CC ≡CCH 2C(CH 3)3 2,2,6,6-四甲基-3-庚炔(3) HC ≡C-C ≡C-CH=CH 2 1-⼰烯-3,5-⼆炔(5)(2E,4Z)-3-叔丁基-2,4-⼰⼆烯3、写出下列化合物的构造式和键线式,并⽤系统命名法命名。
(1)丙烯基⼄炔 CH 3-CH=CH-C CH 3-戊烯-1-炔(4)异丙基仲丁基⼄炔 C-CH-CH 2-CH 3CH 3CH 3-CH-C CH 32,5-⼆甲基-3-庚炔4、写出下列化合物的构造式,并⽤系统命名法命名之。
(1)5-ethyl-2-methyl-3-heptyne C-CH-CH 2-CH 3CH 2CH 3CH 3-CH-C 32-甲基-5-⼄基-3-庚炔(3)(2E,4E )-hexadiene C=CHC=CH 3C HH CH 3H(2E,4E )-⼰⼆烯8、写出下列反应的产物。
(1)(2)(7)9、⽤化学⽅法区别下列各化合物。
(1)2-甲基丁烷、3-甲基-1-丁炔、3-甲基-1-丁烯14、从⼄炔出发,合成下列化合物,其他试剂可以任选。
(1)氯⼄烯HC CH+ HClHgCl2120-180CCH2=CHCl(4)1-戊炔HC CH+ NaNH2CNa322CH3CH2CH2C CH(6)顺-2-丁烯HC CH+2 NaNH NaC CNa2CH3Br CH3C CCH32Pd-CaCO3,喹啉C=CHCH3 HH3C16、以丙炔为原料合成下列化合物(2)CH3CH2CH2CH2OH CH3C CH2Pd-CaCO3,喹啉CH3CH=CH22622CH3CH2CH2OH(4)正⼰烷CH3C CH+ NaNH2CH3C CNa CH3CH2CH2Br CHCH2CH2C CCH332CH3CH2CH2CH2CH2CH319、写出下列反应中“?”的化合物的构造式(2)(3)(炔烃的酸性⽐⽔弱)(5)(6)。
有机化学(上)智慧树知到课后章节答案2023年下南昌大学南昌大学第一章测试1.下列物质中属于极性物质的是()答案:CH3OCH32.根据布朗斯特德酸碱质子理论,酸的酸性越强,其共轭碱碱性()答案:越弱3.在离子型反应中,有机化合物化学键发生()答案:异裂4.下列化合物能生成分子间的氢键的是()答案:CH3OH5.下面哪种分子或离子可以作为亲电试剂()。
答案:NO2+6.NaCN是无机化合物,CH3CH2CN是有机化合物。
()答案:对7.含-OH的化合物是醇。
()答案:错第二章测试1.(CH3)2CHCH2C(CH3)2CH2CH3的CCS名称应是()答案:2,4,4-三甲基己烷2.1-氯-2-碘乙烷最稳定的纽曼(Newman)式构象是下列哪种( )?答案:3.甲基丁烷和氯气发生取代反应时,能生成的一氯化物异构体的数目是()答案:四种4.在下列哪种条件下能发生甲烷氯化反应()?答案:先将氯气用光照射再迅速与甲烷混合5.下列哪些不是自由基反应的特征()?答案:酸碱对反应有明显的催化作用6.符合分子通式CnH2n+2(n>1)的一定是烷烃。
()答案:对第三章测试1.下图中的化合物的CCS名称是()答案:7,7-二甲基双环[2.2.1]庚烷2.请写出下列反应的主要产物()答案:3.顺-1-甲基-3-叔丁基环己烷的优势构象式为()。
答案:4.下列环烷烃中加氢开环最容易的是()答案:环丙烷5.三元环张力很大,甲基环丙烷与5%KMnO4水溶液或Br2/CCl4反应,现象是()答案:KMnO4不褪色,Br2褪色第四章测试1.与一对化合物的相互关系是()答案:对映异构体2.指出下列各组异构体中,哪组是对映体()?答案:3.下列关于手性碳原子说法正确的是()。
答案:当化合物存在一个不对称碳原子时,该化合物是手性的。
4.化合物立体异构体数目为()。
答案:8种5.下列酒石酸的构型为()。
答案:2R,3R6.在下列化合物中,与不相同的是()。
生物化学知到章节测试答案智慧树2023年最新南昌大学绪论单元测试1.有关原始生物分子的定义,正确的是()参考答案:指所有生物都有,参与构成所有生物大分子的一套构件分子2.下列哪个属于共价相互作用()参考答案:氨基酸聚合成多肽3.在蛋白质和核酸分子测序方面做出突出贡献且获得诺贝尔奖的科学家是()参考答案:F. Sanger4.基因突变决定了生物进化的方向。
()参考答案:错5.范德华力本质上是偶极相互作用。
()参考答案:对第一章测试1.两个糖分子互为差向异构体时()。
参考答案:两者仅在一个碳原子上构型不同2.蔗糖和麦芽糖的区别在于()。
参考答案:蔗糖含有果糖3.下列糖分子在变旋时,哪一对会相互转换()。
参考答案:α-D-葡萄糖和β-D-葡萄糖4.糖原和支链淀粉在结构上的区别是()。
参考答案:糖原含有更多的α-1,6-糖苷键5.肝素分子中不含有下列哪些组分()。
参考答案:D-乙酰半乳糖胺6.单糖都是多羟基的醛或者酮。
()参考答案:错7.新配置的葡萄糖水溶液会随时间而改变其旋光率。
()参考答案:对8.理论上己糖有8对对映体。
()参考答案:对9.蔗糖因为没有游离的羰基而不能成脎。
()参考答案:对10.吡喃型的都是六碳糖,呋喃型的都是五碳糖。
()参考答案:错第二章测试1.血浆中的胆固醇酯是()。
参考答案:在血浆中经酶催化生成2.下列哪些物质属于胆固醇()。
参考答案:所有均是3.下列哪些物质含有胆碱()。
参考答案:神经鞘磷脂4.人体内不能合成的脂肪酸是()。
参考答案:亚油酸5.下列哪些脂质不具有极性()。
参考答案:三酰甘油6.血浆载脂蛋白LDL分子中含载脂蛋白A。
()参考答案:错7.植物油的必须脂肪酸含量丰富,所以植物油比动物油的营养价值高。
()参考答案:对8.脂肪的皂化值高表明含低分子质量的脂肪酸少。
()参考答案:错9.胆固醇为环状一元醇,不能皂化。
()参考答案:对10.糖脂和磷脂都属于两亲化合物。
()参考答案:对第三章测试1.煤气中毒主要是因为煤气中的CO起了什么作用()参考答案:和血红蛋白结合后,血红蛋白失去了运输氧的功能,使患者因缺氧而死2.关于脯氨酸的论述正确的是()参考答案:是а-螺旋的破坏者3.如果某一蛋白质分子中的一个氨基酸发生了改变,那么该蛋白质()参考答案:功能不一定改变4.下列有关蛋白质三级结构的叙述,正确的是()参考答案:疏水基团位于分子内部5.蛋白质分子在280nm处有吸收峰,它主要是由哪种氨基酸引起的?()参考答案:色氨酸6.某一由小分子量氨基酸组成的蛋白质的相对分子质量为57 000,其氨基酸残基数目可被估算为()参考答案:5107.下列氨基酸中,哪种是天然氨基酸()参考答案:Pro8.在一个肽平面中含有的原子数为()参考答案:69.血红蛋白的氧结合曲线形状是()参考答案:S形曲线10.在具有四级结构的蛋白质分子中,每个具有三级结构的多肽链是一个亚基。
分析化学(南昌大学)智慧树知到课后章节答案2023年下南昌大学南昌大学第一章测试1.固体试样用量为0.1~10 mg的分析称为A:常量分析 B:痕量分析 C:半微量分析 D:微量分析答案:微量分析2.液体试样体积为1~10 mL的分析称为A:半微量分析 B:微量分析 C:痕量分析 D:常量分析答案:半微量分析3.指出何种分析方法是根据测定对象分的A:化学分析 B:仪器分析 C:有机分析 D:定量分析答案:有机分析4.分析化学根据作用来分可分为()和()。
A:例行分析 B:定量分析 C:定性分析 D:仲裁分析答案:例行分析;仲裁分析5.分析化学发展经历了三次巨大变革,分别为__________ ;___________ ;___________;A:现代分析化学 B:经典分析化学 C:近代分析化学 D:古代分析化学答案:现代分析化学;经典分析化学;近代分析化学第二章测试1.分析SiO2的质量分数得到两个数据:35.01%,35.42%,按有效数字规则其平均值应表示为()A:35.2% B:35.215% C:35% D:35.22%答案:35.22%2.可用下列何种方法减免分析测试中的系统误差A:增加测定次数 B:测定时保持环境的温度一致 C:认真细心操作 D:进行仪器校正答案:进行仪器校正3.指出下列表述中错误的表述A:置信水平愈高,置信区间愈宽 B:置信区间的位置取决于测定的平均值 C:置信区间的大小与测定次数的平方根成反比 D:置信水平愈高,测定的可靠性愈高答案:置信水平愈高,测定的可靠性愈高4.根据随机误差的标准正态分布曲线,某测定值出现在u = ±1.0之间的概率为68.3%,则此测定值出现在u>1.0之外的概率为________________________。
A:15.8% B:0.155 C:0.148 D:0.162答案:15.8%5.用甲醛法测得某铵盐中氮的质量分数为(%)5.15 , 5.32 , 5.22 , 5.25。
第四章化学答案work Information Technology Company.2020YEAR+第四章 习 题 及 答 案1. 是非题(对的在括号内填“十”号,错的填“—”号)(1)两种分子酸HX 溶液和HY 溶液有同样的pH 值,则这两种酸的浓度(mol ·dm -3)相同。
( — )(2)0.10mol ·dm -3NaCN 溶液的pH 值比相同浓度的NaF 溶液的pH 值要大,这表明CN -的θb K 值比F -的θb K 值要大。
( + )(3)有一由--Ac HAc 组成的缓冲溶液,若溶液中),Ac (C )HAc (C ->则该缓冲溶液抵抗外来酸的能力大于抵抗外来碱的能力。
( — )(4)PbI 2和CaCO 3的溶度积均近似为10-9,从而可知两者的饱和溶液中Pb 2+的浓度与Ca 2+的浓度近似相等。
( — )(5)MgCO 3溶度积θsp K =6.82×10-6,这意味着所有含有MgCO 3溶液中,)CO (c Mg (c 232-+=, 而且626232dm mol 1082.6)CO (c )Mg (c ---+⋅⨯=⋅( — )2. 选择题(将正确答案的标号填入空格内)(1)往HAc dm mol 10.0dm 133-⋅溶液中加入一些NaAc 晶体并使之溶解,会发生的情况是 c 。
(a )HAc 的θa K 值增大 (b )HAc 的θa K 值减少 (c )溶液的pH 值增大(d )溶液的pH 值减小(2)设氨水的浓度为c ,若将其稀释1倍,则溶液中c(OH -)为 c 。
(a)c 21(b)c K 21b ⋅θ(c)2/c K b ⋅θ(d)2c(3)下列各种物质的溶液浓度均为1kg mol 01.0-⋅,按它们的渗透压递减的顺序排列 c 。
(a )HAc -NaCl -C 6H 12O 6-CaCl 2 (b )C 6H 12O 6-HAc -NaCl -CaCl 2 (c )CaCl 2-NaCl -HAc -C 6H 12O 6 (d )CaCl 2-HAc -C 6H 12O 6-NaCl(4)设AgCl 在水中,在0.01mol ·dm -3CaCl 2中,在0.01mol ·dm -3NaCl 中以及在0.05mol ·dm -3AgNO 3中的溶解度分别为s O 、s 1、s 2和s 3,这些量之间的正确关系是 b 。
第四章电化学与金属腐蚀-----习题解答4-2. 选择题: (1)b; (2) b; (3) b; (4) a,b4-4. 答(1)正极: Fe2+ (aq) + 2e =Fe (s)负极: Zn (s) - 2e =Zn2+ (aq);(2)正极: Fe3+ (aq) + e =Fe2+ (aq)负极: 2I- (aq) - 2e =I2 (s);.(3)正极: Sn4+ (aq) + e =Sn2+ (aq)负极: Ni (s) - 2e =Ni2+ (aq);(4)正极: MnO4- (aq) + 8H + 5e =Mn2+ (aq) + 4H2O负极: Fe2+ (aq) - e =Fe3+ (aq);4-7. 解(1) (-) Sn ∣ Sn2+ (aq, 0.0100 mol·dm-3) ¦¦ Pb2+ (aq, 1.00 mol·dm-3) ∣ Pb (+)E = ϕөPb2+/Pb - ϕөSn2+/Sn + (RT/nF)ln(C Pb2+/Cө)/(C Sn2+/Cө) = (-0.126 – (-0.138)) +(0.0592/2)log(1/0.0100) = 0.0712 V正极: Pb2+ (aq) + 2e =Pb (s)负极: Sn (s) - 2e =Sn2+ (aq);总反应式: Pb2+ (aq) + Sn (s) =Pb (s) + Sn2+ (aq)(2) (-) Pb ∣ Pb2+ (aq, 1.00 mol·dm-3) ¦¦ Sn2+ (aq, 0.0100 mol·dm-3) ∣ Sn (+)E = ϕө Sn2+/Sn - ϕөPb2+/Pb + (RT/nF)ln(C Sn2+/Cө)/ (C Pb2+/Cө) = (-0.138 – (-0.126)) +(0.0592/2)log(1/0.100) = 0.018 V正极: Sn (s)+ 2e =Sn2+ (aq)负极: Pb2+ (aq) - 2e =Pb (s);总反应式: Pb (s) + Sn2+ (aq) =Pb2+ (aq) + Sn (s)4-9. 解2Fe3+ (aq) + 2I- (aq) =2Fe2+ (aq) + I2 (s)(1)Eө = ϕө Fe3+/ Fe2+ - ϕө I2/ I_ = 0.775 – 0.535 = 0.236(2) (-) Pt ∣ I2 (s) ∣ I- (aq, 1 mol·dm-3) ¦¦ Fe3+ (aq, 1 mol·dm-3), Fe2+ (aq, 1 mol·dm-3) ∣ Pt (+) (2)ΔGө = - nFEө = -2×96485×0.236 / 1000 (KJ) = -45.5 KJ(4) E = Eө + (RT)/nF ln(C Fe3+/Cө)(C I-/Cө)/ (C Fe2+/Cө) = 0.0236 + (0.0592/2)log (10-2)2/(10)2 =0.0584 V4-10解已知: 2MnO4-(aq) + 16H+(aq) + 10Cl-(aq) ===== 2Mn2+(aq) + 5Cl2(g) + 8H2O(l)正极为: MnO4-(aq) + 8H+(aq) + 5e- ===== Mn2+(aq) + 4H2O负极为2Cl-(aq) ==== Cl2(g) + 2epH = 5.0 时:ϕ MnO4-/Mn2+ = ϕө MnO4-/Mn2+ + (RT/nF)ln[(C MnO4-/Cө) (C H+/Cө)8]/ (Mn2+/Cө) = 1.033 VϕCl2/Cl- = ϕөCl2/Cl- = 1.358 VE = ϕ MnO4-/Mn2+ - ϕCl2/Cl- < 0因此这个反应正向不能进行或逆向自发进行4-11. 解2H+ (aq) + Ni (s) ===== H2 (g) + Ni2+(aq)根据题意: E = ϕө H+/H2 - ϕөNi2+/Ni + (RT/nF)ln(C H+/Cө)2/ [(C Ni2+/Cө) (P H2/Pө)] = 0.315 V0 - ϕөNi2+/Ni + (0.0592/2)log1/[0.01×1] = 0.315 VϕөNi2+/Ni = -0.256 V4-14. 解(1) Cr2O72- (aq) + 14H+ (aq) + 6Br- (aq) ==== 2Cr3+ (aq) + 3Br2 (l) + 7H2O(l) Cr2O72- + 14H+ (aq) + 6e ====== 2Cr3+ (aq)Br2 (l) + 2e ===== 2Br-(aq)E = ϕө Cr2O72-/Cr3+ - ϕөBr2/Br- + (RT/nF)ln[(C Cr2O72-/Cө) (C H+/Cө)14 (C Br-/Cө)6]/ (C Cr3+/Cө)2= 1.232 – 1.066 + (0.0592/6) log (10-4)14 = -0.387 V < 0或ϕ Cr2O72-/Cr3+ = ϕө Cr2O72-/Cr3+ + (RT/nF)ln[(C Cr2O72-/Cө) (C H+/Cө)14]/ (C Cr3+/Cө)2= 0.680 VϕBr2/Br- = ϕөBr2/Br- = 1.066 VE = ϕ Cr2O72-/Cr3+ - ϕBr2/Br- < 0因此反应不能正向自发进行.4-16. 解Co (s) + Cl2 (g) ===== 2Cl- (aq) + Co2+ (aq)(1) E = ϕө Cl2/Cl- - ϕөCo2+/Co= 1.64 V求得ϕөCo2+/Co = -0.28 V(2) 由于Eө = 1.64 V > 0, 因此反应正向自发进行(3)从电池电动势计算公式看出:E = ϕө Cl2/Cl- - ϕөCo2+/Co + (RT/nF)ln (P Cl2/Pө)/ [(C Co2+/Cө) (C Cl-/Cө)2]电池电动势与Cl2压力成正比, 氯气压力增大, 电池电动势增大: 氯气压力减小, 电池电动势减小.(4)从电池电动势计算公式看出:E = ϕө Cl2/Cl- - ϕөCo2+/Co + (RT/nF)ln(P Cl2/Pө)/[(C Co2+/Cө) (C Cl-/Cө)]电池电动势与Co2+浓度成反比, Co2+浓度减小, 电池电动势增大.当Co2+浓度从1 mol·dm-3减小到0.0100 mol·dm-3时, 电池电动势变化值为ΔE = 0.0592/2×log (1/ 0.0100) = 0.0592 VE = 1.64 + 0.0592 = 1.704-18. 解Cu(s) +2Fe3+ (aq) ==== Cu2+ (aq) + 2Fe2+ (aq)(-) Cu ∣ Cu2+ (aq, C1) ¦¦ Fe3+ (aq, C2), Fe2+ (aq, C3) ∣ Pt (+)log K = n△E/0.059 = 2×(0.771 – 0.342)÷0.0592 = 14.5或者:ln K = nF△E/RT = 2×96485(0.771 – 0.342)÷(8.314×298.15) = 33.4K = 3.1×10144-22答: 在微酸性水膜中,铁发生吸氧腐蚀,电极反应为:阳极: Fe === Fe2+ (aq) + 2e-阴极: 1/2O2(g) + H2O(l) +2e- ====== 2OH- (aq) 在稀硫酸介质中,铁发生析氢腐蚀,电极反应为: 阳极: Fe === Fe2+ (aq) + 2e-阴极: 2H+ (aq) + 2e- ====== H2 (g)。
第四章电化学一.判断题(正确的画“∨”,错误的画“×”)1.在相同条件下,氧化还原电对中电极电势代数值愈小的还原态,其还原能力愈强。
2.在氧化还原反应中,凡是ϕθ值小的氧化态一定不能氧化ϕθ值大的还原态。
3.ϕ值仅与物质的本性有关。
4.在298K下,ϕθ值与物质的本性有关。
5.一定温度下,在氧化还原电对中氧化态的浓度降低,则还原态的还原能力增强。
6.一定温度下,在氧化还原电对中还原态的浓度增加,则氧化态的氧化能力减弱。
7.巳知半反应H2O2→O2+2H++2e-,过氧化氢是该半反应中的氧化态物质。
8.对于电极反应I2+2e-→2I-其ϕθ=0.54V,将反应改写为1/2I2+e-→I-,则ϕθ=0.27V。
9.微小浓度的改变就很容易逆转的氧化还原反应,是那些Eθ值接近于零的反应。
10.当一种氧化剂能氧化系统中的几种还原剂时,首先发生的反应一定是在E值大的电对之间。
11.已知电对Br2/Br-,Fe3+/Fe2+,I2/I-的ϕθ值分别为1.065V、0.771V、0.535V,则它们中氧化态氧化能力的顺序是:Br2>Fe3+>I212.一定温度下,Cr2O2-7的氧化性随溶液的pH值增大而增强。
13.氧化还原反应Cu+2Ag+=Cu2++2Ag,改写为1/2Cu+Ag+=1/2Cu2++Ag在标准状态下Eθ不变。
14.将13题的方程式改写为:Cu2++2Ag=Cu+2Ag+在标准状态下Eθ不变。
15.在标准条件下,反应:2MnO4-+10 Cl-+16H+=2 Mn2++5 Cl2+8H2O的原电池图式为:(-)Pt|Cl2|Cl-‖MnO4-,Mn2+,H+(cθ)|Pt(+)16.巳知ϕθ(Fe3+/Fe2+)=0.77V,ϕθ(Sn4+/Sn2+)=0.15V,则氧化还原反应进行的方向为:Sn4++Fe2+ = Sn2++2 Fe3+(在标准条件下)17.锌的浓差电池,其原电池符号为:(-)Zn|Zn2+(1.0 mol·L-1) ‖Zn2+(0.0010 mol·L-1) ∣Zn(+)18.巳知ϕθ(Br2/Br-)=1.07V,ϕθ(Fe3+/Fe2+)=0.77V,在标准条件下则Br-的还原能力较Fe2+强。
第四章习题答案
4-1 指出下列各种酸的共轭碱:
H 2O 、H 3PO 4、HCO 3-、NH 4+
解: H 2O 的共轭碱是OH-
H 3PO 4的共轭碱是H 2PO 42-
HCO 3-的共轭碱是CO 32-
NH 4+的共轭碱是NH 3
4-2 指出下列各种碱的共轭酸:
H 2O 、HPO 42-、C 2O 42-、HCO 3-
解:H 2O 的共轭酸是H 3O +
HPO 42-的共轭酸是H 2PO 4-
C 2O 42-的共轭酸是HC 2O 4-
HCO 3-的共轭酸是H 2CO 3
4-3 从下列物质中找出共轭酸碱对,并按酸性由强到弱的顺序排列:
H 2PO 4-、NH 3、H 2S 、-COOH 、PO 43-、H 2SO 3、HS -、NH 4+、HCOOH 、HSO 3- 解: NH 4+- NH 3,H 2S- HS -,HCOOH - -COOH ,H 2SO 3- HSO 3-
酸性从强到弱的顺序排列:H 2SO 3,HCOOH ,NH 4+,H 2S
4-4 试计算0.20 mol·L -1氨水在以下情况的解离度以及[OH -]:
(1) 将溶液稀释一倍;(2)加入NH 4Cl ,使NH 4Cl 浓度为0.10 mol·L -1;(3)上述浓度氨水。
%34.11034.110
.01034.1)(OH 23
b =⨯=⨯==---
c c α (2) NH 3·H 2O = NH 4+ + OH -
起始浓度 0.2 0.1 0
平衡浓度 0.2(1-α) 0.1+0.2α 0.2α
)NH ()(OH )(NH 34b c c c K -+
=
1.8⨯10-5=( 0.1+0.2α)( 0.2α)/ 0.2(1-α)
1-α≈1 0.1+0.2α≈0.1
得: α=0.018%
C(OH)= 0.2α=3.6⨯10-5 mol ⋅L -1
(3)方法同(1)。
4-5 已知琥珀酸(CH 2COOH)2(以H 2A 表示)的pK a1=4.19,pK a2=5.57。
试计算在pH 4.88
时,H 2A 、HA -和A 2-的分布系数δ2、δ1、δ0。
解:
pH=4.88 〔H +〕=1.32×10-5
4-6 试计算:
(1) c (H 2S) = 0.10 mol·L -1 H 2S 溶液的S 2-浓度和pH 。
(2) 0.30mol·L -1HCl 溶液中通入H 2S 并达到饱和时的S 2-浓度。
(答:[S 2-]=1.4×10-13, pH=4;[S 2-]=1.6×10-12)
解:(1) 解:已知 H 2S
H + + HS - (1);
HS - H + + S 2- (2)
K a1/K a2=1.1⨯10-7/1.3⨯10-13 >101.6,可按一元弱酸处理。
又因c a /K a1>500,
c a ⋅K a1 >20 K w , 可采用近似式计算:
4
7a1a 100.1101.110.0)H (--+⨯=⨯⨯=⋅=K c c
按一元弱酸处理: c (HS -) ≈ c (H +) = 1.0⨯10-4(mol ⋅L -1) 注意:实际 c (H +) >1.0⨯10-4而 c (HS -) <1.0⨯10-4 。
(1)+(2): H 2S 2H + + S 2-
K = K a1K a2=1.35 ⨯10-20 c a ≈ c (H 2S) = 0.10mol ⋅L -1
13
242022a1a12104.1)100.1(10.01035.1)H ()S H ()S (---+-
⨯=⨯⨯⨯=⋅⋅=c c K K c (2)由于H 2S 的K a1和K a2都很小,远小于溶液中氢离子浓度,所以该溶液中H 2S
绝大部分均以H 2S 分子形式存在,仅有极少部分电离为HS -和更少的S 2-,因此在0.3 mol•L -1HCl 溶液中通人H 2S 至饱和后,溶液的氢离子浓度仍近似为0.3mol•L -1。
理解了以上近似条件后,可以方便的利用Ka 的定义做出如下估算:
(注:硫化氢饱和溶液的浓度约为0.1mol·L -1)
设达到平衡后溶液中HS -和S 2-的浓度分别为a ,b ,则
H 2S H + + HS -
0.1 0.3 a
0.3×a/0.1=K a1
HS - H + + S 2-
a 0.3 b
0.3×b/a=K a2
于是b=0.1×K a1×K a2/(0.3×0.3)=1.37×10-20
4-7写出下列物质在水溶液中的质子条件式:
(1) NH 4Cl ;(2) NH 4Ac ;(3) (NH 4) 2HPO 4;(4) HCOOH ;(5) Na 2S ;(6) Na 2C 2O 4
解:(1) NH 4Cl : c (H +) = c (NH 3) + c (OH -)
(2)NH 4A C : c (HAc) + c (H +) = c (NH 3) + c (OH -)
(3) (NH 4) 2HPO 4 (4) HCOOH (5) Na 2S : c c(H 2PO 4-)+2c(H 3PO 4) + c (H +)= c (NH 3) +c(PO 43-) +c (OH -)
c (HCOOH) + c (H +) = c (OH -)
c(OH -) = c(H +) + c(HS -) + 2c(H 2S )
(6)Na 2C 2O 4: c(OH -) = c(H +) + c(HC 2O 4-) + 2c(H 2C 2O 4)
4-8计算浓度为0.12mol·L -1的下列物质水溶液的pH (括号内为p K a θ):
(1) 苯酚(9.99); (2) 丙烯酸(4.25); (3) 氯化丁基铵(C 4H 9NH 3Cl)(9.39)。
解:(1) p K a = 9.89 c ( H +) =
689.9a a 109.31012.0--⨯=⨯=⋅K c pH = 5.41 (2) p K a = 4.25 c ( H +) =
325.4a a 106.21012.0--⨯=⨯=⋅K c pH = 2.59 (3) p K a = 9.39 c ( H +) =
639.9a a 100.71012.0--⨯=⨯=⋅K c pH = 5.15 (4)p K a = 5.25 c ( H +) = 425.5a a 102.81012.0--⨯=⨯=⋅K c pH = 3.09
4-9计算下列溶液的pH :
(1) 0.10mol·L -1KH 2PO 4; (2) 0.05mol·L -1Na 2HPO 4。
解: (1) pH=4.66
5
8321+10×22.2=10×3.6×10×5.7==][a a K K H 0
113832+10×64.1=10×3.4×10×3.6==][a a K K H
(2)
pH=9.70
4-10计算下列水溶液的pH:
(1) 0.10mol·L-1乳酸和0.10mol·L-1乳酸钠(p K aθ= 3.58);
(2) 0.010mol·L-1邻硝基酚和0.012mol·L-1邻硝基酚的钠盐(p K aθ= 7.21)
解:(1) pH = p K a- lg c a/c b=3.58-lg0.1/0.1=3.58
(2)pH = p K a- lg c a/c b=7.21-lg0.01/0.012=7.29
4-11一溶液含1.28 g L-1苯甲酸和3.65g L-1苯甲酸钠,求其pH。
(答:4.59)
4-12 欲配制pH 为5.0的缓冲溶液,请用计算说明在下列两种体系中选择哪一种较合适?
(1) HAc-NaAc ;
(2) NH 3·H 2O-NH 4Cl 。
解:CH 3COOH p K a= -lg 1.76⨯10-5=4.75
NH 4Cl p K a=-lg5.6⨯10-10=9.25
显然CH 3COOH 的 p K a 更接近所需pH ,应选CH 3COOH 。
4-13 欲配制pH=10.0的缓冲溶液1L 。
用了16.0 mol L -1氨水420mL ,需加NH 4Cl 多少克?(答:65.4g )
解:先求cb 和Ka
根据公式pH =p K a -lg c a /c b 可知
lg c a =pK a +lg c b -pH =9.26+lg6.72-10.0=0.0874
c a =1.23mol L -1
m a =c a V M a =1.23mol L -1×1.00L ×53.49g mol -1=65.4g 26
.91110==•72.6=1420.0×0.16=Kb Kw K L mol L
L L mol c a b。