基础化学习题答案1-8(3)

17.575h。

8.

因为是一级反应：根据一级反应公式：lgc

c 1 90% 0.1；

kt2.303

lgc0 其中：c0 1；

代入公式：lg0.1 10.

0.46t2.303

lg1； 2.303 0.46t； t 5.01h

根据Arrhenius公式推倒式：ln

k2k1

EaR

(

T2 T1T1 T2

)；

把：k2 7.0 10 5；k1 2.0 10 5；T2 670K； T1 650K代入：7.0 102.0 10

5 5

ln

67 06505()；Ea 2.268 10J mol8.31467 0650

Ea

1

226.8KJ mol

1

11.

EaRT

根据Arrhenius公式：k Ae

；所以：

k2k1

AeAe

Ea2RTEa1RT

；

k3k1

AeAe

Ea3RTEa1RT

。

把：k1 75.3 10J mol上式： k2k1

AeAe

565008.314 300753008.314 300

3 1

；k2 56.5 10J mol

3 1

；k1 25.1 10J mol

3 1

代入

1.877 10倍；

3

k2k1

AeAe

251008.314 300753008.314 300

8

5.507 10倍。

基础化学习题答案

第七章 氧化还原与电极电势

1、写出下列电池中电极反应和电池反应： (1) (－)Zn Zn2+ Br，Br2（aq） Pt (+)

－

(2) (－) Cu，Cu (OH)2(s) OH－ Cu2+ Cu (+) 答：(1)电极反应： 正极：Br2

+ 2e 负极：Zn –

2e

2Br - 还原反应 Zn2+ 氧化反应

Zn2+ + 2Br -

电池反应：Zn + Br2

(2)电极反应： 正极：Cu2+

+ 2e

Cu 还原反应

Cu(OH)2 氧化反应 Zn2+ + 2Br -

负极：Cu – 2e + 2OH-

电池反应：Zn + Br2

2、配平下列各反应方程式，并将它们设计组成原电池，写出电池组成式： (1) MnO4－＋Cl－＋H

+(2) Ag+＋I－

AgI(s)

－

－

Mn2+＋Cl2＋H2O

答：(1) 2 MnO4＋10Cl＋16H

+2Mn2+＋5Cl2＋8H2O

(-)Pt，Cl2 (p) Cl－ (c) || MnO4－(c)，Mn2+ (c)，H+(c) | Pt(+) (2) Ag+＋I

－

AgI(s)

(-)Ag，AgI I－(c) || Ag+(c) | Ag (+) 3、根据标准电极电势

(1) 按由强到弱顺序排列下列氧化剂：

KMnO4、CuCl2、FeCl3、K2Cr2O7、Br2、I2、Cl2、F2 (2) 按由强到弱顺序排列下列还原剂： FeC12、SnCl2、H2、KI、Li、Mg、Al

答：(1)φ ( MnO4－/ Mn2+) = +1.507V φ ( Br2/ Br -) = +1.066V φ ( Cu2+/ Cu) = +0.3419V φ ( Cl2/ Cl-) = +1.358V φ ( Fe3+/ Fe2+) = +0.771V φ ( I2/ I-) = +0.535V φ ( Cr2O72-/ Cr3+) = +1.232V φ ( F2/ F-)= +2.866V 故氧化性强弱顺序：

基础化学习题答案

F2 > MnO4－> Cl2 > Cr2O72- > Br2 > Fe3+ > I2 > Cu2+

(2) φ ( Fe3+/ Fe2+) = +0.771V φ ( Li+/ Li) = -3.040V φ ( Sn4+/ Sn2+) = +0.151V φ ( Mg2+/ Mg) = -2.70V φ ( H+/ H2) = 0V φ ( Al3+/ Al) = -1.662V φ ( I2/ I-) = +0.535V 故还原性强弱顺序：

Li > Mg > Al > H2 > Sn2+ > I- > Fe2+ 4、计算下列电极反应在25℃时的电极电势值： (1) Fe3+(0.l00mol L-1)＋e

－(2) Hg2Cl2(s)＋2e

(3)

Cr2O72

－

Fe2+(0.010mol L-1)

－

2Hg(l)＋2Cl(0.010mol L-1) (0.100mol L-1)＋

14H+(0.010mol L-1)＋

6e

－

－

2Cr3+(0.010mol L-1)＋7H2O

解：(1) φ( Fe/ Fe) = φ( Fe/ Fe) +

3+

2+

3+

2+

0.05916

n0.1000.010

lg

[Fe[Fe

3 2

]]

= + 0.771 + 0.05916lg = + 0.830V (2) φ(Hg2Cl2/ Hg) = φ ( Hg2Cl2/ Hg) + = + 0.268 + 0.05916lg = + 0.386V

0.05916

210.010

lg

1[Cl]

2

(3) φ(Cr2O7/ Cr3+) = φ ( Cr2O7/ Cr3+) +

0.05916

6

2－2－

0.05916

2

lg

[Cr2O7

2

][H]]

2

14

[Cr

14

3

= + 1.232 + = + 0.986V

lg

0.100 (0.010)

(0.010)

2

5、生物体液近中性，但热力学标准状态规定H+离子浓度为1mol L-1(严格地说，a=1)，这对于生物化学反应不合适。因此生物化学标准状态是将H+离子浓度规定为10-7mol L-1，亦即pH值为7，而其他物质的规定不变的状态。请根

基础化学习题答案

据标准电极电势φ ，求出下列电极反应的生物化学标准状态的电极电势φ 。

(1) 2H+ ＋2e

－

H2 (g)

2 H2O

0.05916

2)

2

(2) 2O2 (g)＋4H+ ＋4e

－

解：(1) φ ( H+/ H2) = φ ( H+/ H2) + =

0.05916

2

lg(10

lg[H

]

2

7

= - 0.4141V (2) φ ( O2/ H2O) = φ ( O2/ H2O) + = 1.229 +

0.05916

4

0.05916

4

7

lg[H

]

4

lg(10)

4

= + 0.8149V

6、判断下列反应在标准状态下进行的方向： (1) 2Cr3+＋2Br

－

2Cr2+＋Br2 (l) 2Cr2+＋Sn4+

4Fe3+＋2H2O

(2) 2Cr3+＋Sn2+

(3) 4Fe2+＋4H+＋O2

解：(1) φ (Cr3+/ Cr2+) = -0.407V φ (Br2/ Br -) = +1.066V

E =φ (Cr3+/ Cr2+) - φ (Br2/ Br -) = -0.407-1.066 = -1.473V<0V 故反应向逆反应方向移动。

(2) φ (Cr3+/ Cr2+) = -0.407V φ (Sn4+/ Sn2+) = +0.151V

E =φ (Cr3+/ Cr2+) - φ (Sn4+/ Sn2+) = -0.407-0.151 = -0.558V<0V 故反应向逆反应方向移动。

(3) φ (Fe3+/ Fe2+) = + 0.771V φ (O2/ H2O) = + 1.229V

E =φ (O2/ H2O) - φ (Fe3+/ Fe2+) = 1.229 - 0.771 = + 0.448V>0V 故反应向正反应方向移动。

7、已知下列电池(－)Cu Cu2+(0.0l0) Ag+(x mol L-1) Ag (+)的电动势为0.436V，试求Ag+离子浓度。

解：φ (Cu2+/ Cu) = φ (Cu2+/ Cu) +

0.05916

2

lg[Cu

2

]

φ(Ag+/ Ag) = φ (Ag+/ Ag) + 0.05916lg[Ag ] E =φ(Ag+/ Ag) - φ (Cu2+/ Cu)

基础化学习题答案

=(φ

0.05916

2

lg[Cu

2

(Ag+/

Ag) +0.05916lg[Ag ]

)-(φ (Cu2+/

Cu) +

])

+

2+

= (φ (Ag/ Ag)- φ (Cu/ Cu)) +

0.05916

2

x

2

0.05916

2

lg

[Ag[Cu

]

2

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