第四章、第五章

第四章 化学反应与能源

一、基本概念

热力学第一定律；热效应及其计算；焓变及其计算；热力学第二定律；熵变及其计算；吉布斯函数变及其计算；化学反应自发性判据；化学平衡和标准平衡常数；平衡常数与吉布斯函数变的关系；原电池；能斯特方程； 二、教材习题

1、教材135页例4.3；136页例4.5；143页例4.10；144页例4.11 2、教材146页2、3、4、8题。 3、教材161页思考题1题。 4、教材169页例4.19

5、教材175页3、4、6、7、8题。 补充习题

一、判断对错并改正（正确的在括号内“∨”错误的“×”，并改正） 1、反应的ΔH 就是反应的热效应。( ) 2、ΔfHm?(C，金刚石，298.15 K)= 0。( ) 3、298.15 K时，指定的稳定状态的单质，其标准摩尔熵Sm? (B，298.15 K)=0。（ ） 4、H2(g)+1/2 O2(g)＝H2O (1)，2H2(g)+O2(g)＝2H2O(1)，它们所表达的反应产生的热量是一相同的数值。 二、填空题：

1、在封闭体系中，公式ΔH =Qp的适用条件是 。 2、已知CO2(g)的ΔfHm? = 一393.5 kJ·mol-1，则CO2(g)＝C (石墨)+O2(g)的反应 ΔrHm?(298.15K)为 kJ·mol-1。

3、已知反应C(石墨)+O2(g)=CO2(g)，ΔrHm?(298.15K)= 一393.5 kJ·mol-1和 C(金刚石)+O2(g)＝CO2 (g)，ΔrHm?(298.15K) = 一396 kJ·mol-1，问金刚石的 ΔfHm?(298.15K) = kJ·mol-1

4、 纯物质完美晶体 时熵值为零。

5、现有三种氧化剂FeCl3、KMnO4和H2O2 , 若要使含有Cl－，Br－,I－三种离子的混合溶液中I－氧化为I2,而Cl－，Br－不被氧化，选择 最合适。

6、氧化还原反应中氧化剂是电极电势值 的电对中的 物质；还原剂是电极电势值 的电对值的 物质。 7、原电池(－)Ag |Ag+(0.05 mol·L-1)|| Fe3+(0.3mol·L-1), Fe2+(0.02mol·L-1)| Pt (＋)的负极反应为 ，正极反应为 ，该电池的电动势为E=

8、对于电极反应MnO4－(aq) +8 H+ (aq)+ 5e ＝Mn2+ (aq) +4H2O(l),随着pH的降低，φ（MnO4－/Mn2+）将 ，因而MnO4－氧化性 。 9、在标准条件下，下列反应均自发正向进行：

Sn2+ + 2Fe 3＋＝ Sn4+（s）+ 2Fe2+

5Fe2+ + 8H+ + MnO4－ ＝ Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O

则它们中氧化剂强弱顺序为 ；还原剂的强弱顺序为 。 10、若电池反应为H2 (100.0kPa) +Br2 (l) ＝ 2H+ (l mol·L－1) + 2Br－(l mol·L－1),则该电池符号为 。

1

三、选择题

1、在下列反应中能放出最多热量的是（ ）。

A: CH4(l) + 2O2(g)＝CO2(g) +2H2O(g) B: CH4(g) + 2O2(g)＝CO2(g) +2H2O(g) C: CH4(g) + 2O2(g)＝CO2(g) +2H2O(l) D: CH4(g) + 3/2O2(g)＝CO(g) +2H2O(l) 2、下列（ ）反应Q v与Q p无区别。

78CA: CO2(s) ????? CO2(g) B:H2(g)+ Cl2(g)＝2HCl(g)

?C:NH4HS(s)＝NH3(g)+H2S(g) D: Ag+(aq) + Cl－(aq)＝ AgCl(s)

3、 不查表，对于K(s), KCl(s), Br2(g) , Br2 (l)标准熵值大小顺序为( )。 A: Br2 (l)> Br2(g)> KCl(s) >K(s) B: K(s)< KCl(s)< Br2 (l)< Br2(g) C:Br2(g)> KCl(s)> Br2 (l) > K(s) D: Br2 (l)>Br2(g)> K(s) >KCl(s) 4、 在温度T和压力p时发生下列反应达平衡时，平衡常数分别为：

(i)2H2O(g)＝2H2(g)+O2(g) K1? (ii)CO2(g)＝CO(g)+1/2O2(g) K2? 则反应：(iii)CO(g)+H2O(g)一CO2(g)+H2(g)的K?应为（ ）。

A :K? = K1?／K2? B:K? = K1?·K2?

C: K? =K1?／K2? D:K? = K2?/K1?

5、对原电池(－)Zn| Zn2+(c1)|| Ag+(c2)| Ag (＋)，欲使其电动势增加，可采取的措施有( )

A:增大Zn2+的浓度 B:增加Ag+的浓度 C:加大锌电极面积 D:降低Ag+的浓度

6、对于反应K2Cr2O7+6FeSO4+7H2SO4=Cr2(SO4)3 +3Fe2(SO4)3 +K2SO4+7H2O，

其△rGm = －nEF，式中 n 等于( B )

A:1 B:6 C:3 D:12

四、计算题：

1、利用ΔfHm?、Sm?和ΔfGm?数据，计算反应：MgCO3 (s) ＝ MgO (s) +CO2 (g) (1) 在298.15K, 100kPa时的ΔrHm?ΔrSm?和ΔrGm?；

（2）在1123K、100kPa时的ΔrGm?（1123K）和K?（1123K）值； （3）若此时的p(CO2)为100kPa，进行分解的最低温度是多少？

2、燃烧含硫较高的煤炭时，往炉中投入生石灰经下列反应可除去三氧化硫减少 大气污染，CaO（s） + SO3（g） = CaSO4（s），近似计算，并判断这个反应 在100kpa下，燃烧炉温度为1100k时反应能否自发进行？并计算不能自发进行 的温度为多少K？

3、用电对MnO4－/Mn2+ 、Cl2/ Cl－组成原电池： ⑴ 写出原电池的电极反应和电池反应； ⑵ 计算反应在298.15K时平衡常数； ⑶ 当c ( H+)= 5.0mol·L-1,其它离子浓度均为1.0mol·L-1，p (Cl2) = 100kPa时，该电池反应的△rGm和E各为多少？

4、由钴电极和标准氯电极组成原电池，测得其电动势为1.63v，此时钴电极作负极。已知氯的标准电极电势为1.358v，问： （1）此电池反应的方向如何？

（2）钴标准电极的电极电势是多少？ （3）当Co2+ 浓度降低至0.01mol·L-1时，电池的电动式将如何变化？变化值是多 少？

2

5、某电极正极为Pt，电极反应为Cl2+2e == 2Cl－，负极为Co电极，若正极中 c(Cl－) = 1 mol·L－1，p(Cl2) = 100 kPa，负极中c(Co2+) =1 mol·L－1，此时测得电池的电动势为1.63v。

（1）写出该电池的符号。

（2）若φ?（Cl2/ Cl－）=1.36，计算 φ?（Co 2+/ Co）？ 6、2、糖在新陈代谢过程中所发生的总反应可用下式表示：

C12H22O11(s) ＋ 12O2(s) == 12CO2(g) ＋11H2O(l) 若在人体实际上只有 30％上述总反应的标准吉布斯函数变可转变为功（非体积功），则以食匙（3.8g）糖在体温37℃时进行新陈代谢，可以做多少功？

已知： C12H22O11(s) ＋ 12O2(s) ΔfHm ?(298.15K)/ kJ·mol-1 －2225.5 0 Sm ?(298.15K)/J·mol-1·K-1 360.2 250.138

3

== 12CO2(g) ＋11H2O(l) －393.509 －285.83 213.74 69.912

第五章 水溶液中的化学反应和水体保护

一、基本概念

酸碱理论；缓冲溶液及其PH值的计算；沉淀溶解平衡；溶度积；溶度积规则； 二、教材习题

1、教材186页1、8题。 2、教材196页1、4、题 补充习题

一、判断对错并改正（正确的在括号内“∨”错误的“×”，并改正）

1、 难挥发非电解质稀溶液的依数性不仅与溶质种类有关，而且与溶液的浓度成正比。 ( ) 2、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。( ) 3、有一由HAc—NaAc组成的缓冲溶液，若溶液中c(HAc)>c (NaAc)，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、在多元弱酸中，由于第一级解离产生的H+对第二级解离有同离子效应，因此Ka1

－－

5、常温下，Ks(Ag2CrO4)=1.12×1012，Ks(AgCl)= 1.77×1010，所以AgCl的溶解度大于Ag2CrO4的溶解度。 ( )

6 用水稀释AgCl的饱和溶液后，AgCl的溶度积和溶解度都不变。 ( ) 二、填空题

1、酸碱质子理论认为，HCO3－既是酸也是碱，其共轭酸是 ，共轭碱是 。 三、选择题

1、要配制pH＝9的缓冲溶液，最好选用（ ）。

－8 ?

A：Na2HPO4－NaH2PO4(Ka2 ＝6.3 ×10) B：Na2CO3－NaHCO3 (K?a1 ＝4.7 ×10－11) C：NH3H2O－NH4Cl (K?b ＝1.76 ×10－5 ) D：HAc －NH4Ac (K?a ＝1.8 ×10－5) 四、计算题 1、某化工厂的废水中经化验室分析含Cd2+离子的浓度为10－5 mol·L-1，加入NaOH

－

溶液使其生成Cd(OH)2沉淀，计算开始生成沉淀时，溶液的最低OH浓度应为多少？（以mol·L-1表示） 若Cd2+离子的浓度小于0.10 mg·L－1可以排放，此时溶液的最小pH应为多少?（已知：Ks? [Cd(OH)2]=5.27×10－15、MCd =112.4 g·mol-1） 2、某溶液含0.10 mol·L-1的Cl－和0.10 mol·L-1的CrO42－，如果向该溶液中慢慢逐滴滴入AgNO3稀溶液，问先生成什么沉淀?当第二种离子沉淀时，第一种离子浓度是多少? 3、一种混合溶液中含有3.0×10－2 mol·L-1 Pb2+ 和 2.0×10－2 mol·L-1Cr3+ ,若向其中逐滴加入浓NaOH溶液（忽略溶液体积的变化），Pb2+与Cr3+均有可能形成氢氧化物沉淀。问：

（1）哪种离子先被沉淀？

（2）若要分离这两种离子，溶液的pH 应控制在什么范围？

4