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教材习题答案
第一章 化学反应的热效应 硫气体 放出 的热量 则热化学方程式为
, 296 kJ , S(s)+O2(g)
H
SO2(g) Δ =-296 kJ/mol。
第一节 反应热
2答案 1 H
◆练习与应用
. H2(g)+
2
O2(g) H2O(g) Δ =-241.8 kJ/mol
H
Δ =-285.792 kJ/mol
1 答案 1 H 解析 氢气和氧气反应生成 水蒸气放热 该反
. (1) Cu(s) + O2(g) CuO(s) Δ = 1 mol 241.8 kJ,
2
应的热化学方程式为 1 H
-157.3 kJ/mol H2(g)+ O2(g) H2O(g) Δ =
H 2
(2)C2H4(g)+3O2(g) 2CO2(g) +2H2O(l) Δ = 水蒸气转化成液态水放热 故
-241.8 kJ/mol;1 g 2.444 kJ, 18 g
-1411.0 kJ/mol 水蒸气转化成液态水放出热量 故反
H 2.444 kJ×18=43.992 kJ,
(3)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) Δ =+131.5 kJ/mol
应 1 的反应热 H
解析 能与 1 反应放出 H2 (g) + O2 (g) H2O (l) Δ =
(1)1 mol Cu(s) mol O2(g) 157.3 kJ 2
2
-(241.8 kJ/mol+43.992 kJ/mol)=-285.792 kJ/mol。
热量 则其热化学方程式为 1
, Cu(s)+
2
O2(g) CuO(g) 3
.
答案
(1)C4H10(g)+
13
O2(g) 4CO2(g)+5H2O(l)
H 2
Δ =-157.3 kJ/mol。 H
与适量 反应生成 和 Δ =-2900 kJ/mol
放
(2
出
)1molC2H4(g
热
)
量 即
O2(g) CO2(g) H2O(l),
(2)2680 kJ
1 411.0 kJ , C2H4(g)+3O2(g) 2CO2(g)+ 解析
(1)
当
10 kg
丁烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水时
H
2H2O(l) Δ =-1411.0 kJ/mol。 放出的热量为
5×10
5
kJ,
则
1 mol
丁烷完全燃烧放出的热量为
与适量的 反应生成 和
吸
(3
收
)1
1
m
31
ol
.5
C
k
(
J
s)
热量 , 标注物
H2
质
O(
聚
g)
集状态和对
C
应
O(
反
g
应
)
焓
H
变
2(
写
g)
出
,
5× 10 5 kJ× 5 1 8 × g 10 /m 4 o g l = 2 900 kJ/mol, 热化学方程式为
热化学方程式为 H
C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) Δ = 13 H
+131.5 kJ/mol。
①C4H10(g)+
2
O2(g) 4CO2(g) +5H2O(l) Δ =
2答案 H
. N2(g)+O2(g)2NO(g) Δ =+180 kJ/mol -2900 kJ/mol。
解析 反应 的焓变 H 由 液态水汽化时需要吸收 热量 可得
N2(g) +O2(g) 2NO(g) Δ = (2) 1 mol 44 kJ ,
H 根据盖斯定律 由
946 kJ/mol+498 kJ/mol-2×632 kJ/mol=+180 kJ/mol。 ②H2O(l)H2O(g) Δ =+44 kJ/mol, ,
3答案 1 H -1 可得 13
. H2(g)+ O2(g)H2O(l) Δ =-285.8kJ·mol ①+②×5 C4H10(g)+ O2(g)4CO2(g)+5H2O(g)
2 2
解析 在 中完全燃烧生成 液态水 放出 H 则 丁
H2 1 mol O2 2 mol , Δ =-2900 kJ/mol+5×44 kJ/mol=-2680 kJ/mol, 1 mol
的热量 则 在氧气中完全燃烧放出的热量为 烷完全燃烧生成 和水蒸气时放出的热量为
571.6kJ , 1molH2 CO2 2680 kJ。
4答案 H
1 因此 燃烧热的热化学方程式为 . 2N2H4(g)+2NO2(g) 3N2(g)+4H2O(g) Δ =
×571.6 kJ=285.8 kJ, H2
2 -1310.4 kJ/mol
解析 H
1 H -1 ①N2(g)+2O2(g)2NO2(g) Δ 1=+66.4 kJ/mol
H2(g)+ O2(g)H2O(l) Δ =-285.8 kJ·mol 。 H
2 ②N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g) Δ 2=-622 kJ/mol
4答案 不正确 因为两反应中参加反应的 的物质的量 根据盖斯定律 由 得到肼与 反应的热化学方程
. ; CO(g) , ②×2-① NO2
不同 所以 H不同 式 H
, Δ 。 :2N2H4(g)+2NO2(g) 3N2(g)+4H2O(g) Δ =
5答案 氢气本身无毒 极易燃烧 燃烧的产物是水 对环境
. (1) , , , -1310.4 kJ/mol。
无污染 由水可制得氢气 原料来源丰富 5答案 H
, , 。 . CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(l) Δ =
完全燃烧放出的热量是 完全燃烧
(2)1 g H2 142.9 kJ;1 g CO -890.3 kJ/mol
放出的热量是 完全燃烧放出的热量是 解析 已知
10.1 kJ;1 g CH4 ①CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(l)
氢气作为能源的优点 热值高 H
55.6 kJ。 : 。 Δ 1=-252.9 kJ/mol
应解决的问题 一是降低制取氢气的成本 二是安全 大量 H
(3) : ; 、 ②2H2O(l)2H2(g)+O2(g) Δ 2=+571.6 kJ/mol
地储存和运输氢气 电解水 利用太阳能分解水 甲烷等烃与 根据盖斯定律 由 得到
。 、 , , -①-②×2 CH4(g)+2O2(g)
水蒸气反应 焦炭与水蒸气反应等都可以制取氢气 其中最适 H
、 , CO2(g)+2H2O(l) Δ =252.9 kJ/mol-2×571.6 kJ/mol=
合将来大规模制取氢气的方法是利用太阳能分解水 利用热
。 -890.3 kJ/mol。
能 电能制取氢气都是以有限的能源制取新的能源 而太阳能 6 答案 H
、 , . CO(g) +H2O(g) CO2(g) +H2(g) Δ =
是取之不尽的
。 -41.2 kJ/mol
解析 已知
第二节 反应热的计算 :
◆练习与应用 1 H
①C(s)+ O2(g)CO(g) Δ 1=-110.5 kJ/mol
2
1答案 H
. S(s)+O2(g)SO2(g) Δ =-296 kJ/mol 1 H
解析 因为 硫粉在 中完全燃烧生成二氧化硫气体 放 ②H2(g)+ O2(g)H2O(g) Δ 2=-241.8 kJ/mol
4 g O2 , 2
出 的热量 所以 硫粉在 中完全燃烧生成二氧化 H
37 kJ , 32 g O2 ③C(s)+O2(g)CO2(g) Δ 3=-393.5 kJ/mol
1
根据盖斯定律 由 得 解析 在 中完全燃烧生成 和
, ③-②-① CO(g)+H2O(g) CO2(g)+ (1)1 mol C2H2(g) O2(g) CO2
H H H H 放出 热量 标注物质聚集状态和对应反应
H2(g) Δ = Δ 3 -Δ 2 -Δ 1 = [-393.5-(-241.8) - H2O(l), 1299.6 kJ ,
焓变写出热化学方程式为
(-110.5)]kJ/mol=-41.2 kJ/mol。 2C2H2(g)+5O2(g) 4CO2(g)+
◆复习与提高 H
2H2O(l) Δ =-2599.2 kJ/mol。
1A 物质的聚集状态不同 能量不同 当水由气态变为液态时 在氧气中燃烧生成 和液态水 放出
. , 。 (2)23 g C2H5OH CO2 ,
要放出热量 所以生成液态水放出的热量比生成气态水放出 热量 则 在氧气中燃烧生成 和液
, 683.4 kJ , 1 mol C2H5OH CO2
的热量多 态水 放出 热量 热化学方程式为
。 , 1 366.8 kJ , C2H5OH(l)+
2B 已知 键的键能为 键的键能为 H
. :H—H 436 kJ/mol,N—H 3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l) Δ =-1366.8 kJ/mol。
设 键的键能为x 对于反应 8答案 H
391 kJ/mol, NN , N2(g)+3H2(g) . 2Mg(s)+CO2(g) C(s) +2MgO(s) Δ =
H 反应热 反应物的总键能
2NH3(g) Δ =-92.4 kJ/mol, = -809.9 kJ/mol
生成物的总键能 故 x 解析 将已知方程式依次编号为 根据盖斯定律 由
- , +3×436 kJ/mol-2×3×391 kJ/mol= ①、②, , ②-
解得x 正确 可得镁在二氧化碳中燃烧的热化学方程式
-92.4 kJ/mol, =945.6 kJ/mol,B 。 ① :2Mg(s)+
3B 燃烧生成液态水放出 热量 则 燃 H
. 烧 生 1 成 g 液 H 态 2 水放出 热量 14 故 2.9 k 正 J 确 , 1 mo 燃 l H 烧 2 生 9 C 答 O 案 2(g) H C(s)+2MgO(s) Δ =-809.9 kJ/mol。
成液态水放出
285.8
热
k
量
J
故
,
错
B
误 生成
;2
的
m
水
ol
应
H2
为液态
.
解析
Δ
由
=+124.2 kJ/mol
H
571.6 kJ , A ; , ①C3H8(g) CH4(g)+C2H2(g)+H2(g) Δ 1=
故 错误 燃烧为放热反应 H 故 错误 H
4答案
C ;H2 ,Δ <0, D 。 +156.6 kJ/mol,
根
②
据
C
盖
3H
斯
6(
定
g)
律
反
C
应
H4(g)+C2H2(g) Δ 2 =
. +92.3 kJ/mol +32.4 kJ/mol, , C3H8(g) C3H6(g)+
解析 已知 H 可由 得到 所以 H H H
H2(g)+Cl2(g) 2HCl(g) Δ =-184.6 kJ/mol, H2(g) ①-② , Δ =Δ 1-Δ 2=+156.6 kJ/mol-
依据化学反应的逆反应的 H变为相反数 方程式化学计量数
Δ , (+32.4 kJ/mol)=+124.2 kJ/mol。
10答案
变为n倍 H变为n倍得 1 1 . (1)1 ∶ 1 (2)C3H8(g)+5O2(g) 3CO2(g)+
,Δ HCl(g)
2
H2(g)+
2
Cl2(g)
4H2O(g) Δ
H
=-2043.9 kJ/mol
H 解析 和 的混合气体共 设氢气物质的量
Δ =+92.3 kJ/mol。 (1)H2 C3H8 5 mol,
5答案 为x 丙烷物质的量为 x 完全燃烧生成液态水时
. (1)CH4 (2)CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(l) mol, (5- )mol,
H 放热 则
Δ =-890 kJ/mol 6264.2 kJ,
解析 在标准状况下 气体的物质的量为
(1) ,1.68 L 1 H
H2(g)+ O2(g)H2O(l) Δ 1=-285.8 kJ/mol
1.68 L 其摩尔质量 M 1.2 2
= 0.075 mol, = g/mol =
22.4 L/mol 0.075 1 mol 28 5.8 kJ
故该气体为 x x
16 g/mol, CH4。 mol 285.8 kJ
甲烷燃烧放出 热量 则 甲烷燃烧 H
(2)0.075 mol 66.77 kJ , 1 mol C3H8(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(l) Δ 2=-2219.9kJ/mol
放出热量为66.77 故 燃烧热的热化学方程式 1 mol 2219.9 kJ
0.075
kJ≈890 kJ, CH4
(5-
x
) mol 2219.9(5-
x
) kJ
为 H x x
CH4(g) + 2O2(g) CO2 (g) + 2H2O (l) Δ = 285.8 kJ+2219.9×(5- ) kJ=6264.2 kJ
解得x 混合气体中 和 的体积比为
-890 kJ/mol。 ≈2.5, H2 C3H8 2.5 ∶ 2.5=
6答案 1 1 ∶ 1。
. (1)① (2)③ (3)1 209 kJ (4)CO(g)+
2
O2(g)
(2)
已知
:②C3H8(g)+5O2(g) 3CO2(g)+4H2O(l)
H H
CO2(g) Δ =-283 kJ/mol Δ 2=-2219.9 kJ/mol
解析 H 为放热反应 H 为吸热反应 故题述反应 H
(1)Δ <0 ,Δ >0 , ③H2O(l)H2O(g) Δ 3=+44.0 kJ/mol
中 属于吸热反应 根据盖斯定律 由 得
① 。 , ②+③×4 C3H8(g)+5O2(g)
的燃烧热是指 完全燃烧生成 放出的热量 H
(2)C 1 mol C CO2 , 3CO2(g)+4H2O(g) Δ =-2043.9 kJ/mol。
因此表示 的燃烧热的热化学方程式为
C ③。
第二章 化学反应速率与化学平衡
由 1 H 可
(3) H2O(g)H2(g)+ O2(g) Δ =+241.8 kJ/mol
2 第一节 化学反应速率
知 氢气燃烧生成水蒸气放出的热量为 氢
,1 mol 241.8 kJ,10 g ◆练习与应用
气的物质的量为 10 g 燃烧生成水蒸气 放出的热量
=5 mol, , 1D 选项中只有 工业合成氨 为有利于人类发展的反应 需
2 g/mol . D , ,
为 要加快反应速率 而 均需要减慢反应速率 以减少资
241.8 kJ/mol×5 mol=1209 kJ。 , A、B、C ,
源浪费或环境污染
已知 1 H 。
(4) :②C(s)+ O2(g) CO(g) Δ =-110.5 kJ/mol; 2B 增大压强体系体积减小 对于有气体参加的反应 可使单
2 . , ,
H 位体积内活化分子数增加 反应速率增大 故 正确 活化分
③C(s)+O2(g)CO2(g) Δ =-393.5 kJ/mol。 , , A ;
根据盖斯定律 由 可得 燃烧的热化学方程式 子之间的碰撞分为有效碰撞和无效碰撞 故 错误 升高温
, ③-② CO : , B ;
度 反应体系中物质的能量升高 一般可使活化分子的百分数
1 H , ,
CO(g)+ O2(g)CO2(g) Δ =-283 kJ/mol。 增大 因而反应速率增大 故 正确 催化剂可使发生反应需
2 , , C ;
7答案 H 要的能量减小 使活化分子的百分数大大增加 从而成千上万
. (1)2C2H2(g)+5O2(g)4CO2(g)+2H2O(l) Δ = , ,
倍地增大化学反应的速率 故 正确
-2599.2 kJ/mol , D 。
H 3D 对于反应 化学反应速率之比
(2)C2H5OH(l)+3O2(g) 2CO2(g)+3H2O(l) Δ = . 4NH3+5O2 4NO+6H2O,
等于化学计量数之比 故v v 即v
-1366.8 kJ/mol , (NH3) ∶ (O2)= 4 ∶ 5, (O2)=
2
教材习题答案
续表
5 v 故 错误 v v 即v
4 (NH3), A ; (O2) ∶ (H2O)= 5 ∶ 6, (H2O)= 编号 实验目的 t c (NO)/ c (CO)/ 催化剂的比表面
6 v 故 错误 v v 即v /℃ (mol·L -1 ) (mol·L -1 ) 积 /(m 2 ·g -1 )
(O2), B ; (NH3) ∶ (H2O)= 4 ∶ 6, (H2O)=
5 探究温度对
3 v
(NH3),
故
C
错误
;
v
(O2) ∶
v
(NO)= 5 ∶ 4,
即v
(NO)=
Ⅲ 尾
率
气
的
转
影响
化速 360 6.50×10 -3 4.00×10 -3 80.0
2
4 v 故 正确 通过题图可知 平衡时 的浓度为 -3 -1
(O2), D 。 (1) , CO 1.00×10 mol·L ,
5 可得出 的浓度变化量 c -3 -1
4 A 由v v v 的关系式可得v v v CO Δ (CO)= 4.00×10 mol·L -
. (A)、 (B)、 (C) (A) ∶ (B) ∶ (C)= -3 -1 -3 -1 据已知信息可知反
化学反应速率之比等于化学计量数之比 则化学方 1.00×10 mol·L =3.00×10 mol·L ,
2 ∶ 3 ∶ 2, , 催化剂
程式为 故 正确 应方程式为 在一个反应中 各
2A+3B2C, A 。 2NO+2CO 2CO2+N2, ,
5答案 放热 H 物质的浓度的变化量之比等于化学计量数之比 则 的浓度
. (1)b (2) Δ , NO
解析 加入催化剂能降低活化能 的活化能低 故 加 的变化量 c -3 -1 故平衡时 的浓度
(1) ,b , b Δ (NO)=3.00×10 mol·L , NO
入了催化剂 c -3 -1 -3 -1
。 (NO)=6.50×10 mol·L -3.00×10 mol·L =3.50×
因为产物能量低于反应物能量 故反应为放热反应 反应 -3 -1
(2) , ; 10 mol·L 。
热为产物与反应物能量的差值 故反应热为 H 由题图可知 增大催化剂比表面积后 缩短了达到平衡的
, Δ (2) , ,
时间 故增大了反应速率
6答案 Fe 2+ 做催 , 。
. (1)Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O (2) 由表格及图像可知 实验 温度不同 其他条件相同
化剂 第一步 向硫酸酸化的 溶液中加入 溶 (3) , Ⅰ、Ⅲ , ,
(3) : FeSO4 KSCN 温度升高
,
缩短了达到平衡的时间
,
故增大了反应速率
。
液 溶液几乎无色 再加入少量 溶液变红 第二步 取
, , PbO2, 。 : 第二节 化学平衡
第一步中红色溶液少量 加入过量 充分反应后 红色褪去
, Pb, , 。
◆练习与应用
解析 根据题给离子方程式知 此过程中 在 2+催化下
(1) , , Fe ,
Pb、PbO2 和 H2SO4 反应生成 PbSO4 和水 , 化学方程式为 Pb+ 1 . 答案 (1)c c2 (C c ) 3 (2)0.0625
2+ (A)· (B)
Fe 解析 在一定温度下达到平衡
PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O。 (1)A(g)+3B(g) 2C(g) ,
此过程中 2+先反应后生成 故为催化剂 c2
(2) Fe , 。 反应的平衡常数K (C) 若各物质的平衡浓度
第一步向硫酸酸化的 溶液中加入 溶液 溶液 =c c3 。 (2)
(3) FeSO4 KSCN , (A)· (B)
几乎无色 再加入少量 溶液变红 证明了亚铁离子被氧 分别为c c c
, PbO2, , (A)=2.0 mol/L、 (B)=2.0 mol/L、 (C)=1.0 mol/L,
化为铁离子 第二步取第一步中红色溶液少量 溶液中存在平 c2 2
; , 则平衡常数K (C) 1.0
衡 Fe 3+ +3SCN - Fe(SCN)3, 加入过量 Pb,Pb 和铁离子反
2D 该反应正反
=c
应
(A
是
)
体
·
积
c3 (
增
B)
大
=
的
2.
反
0×
应
2.0 3
增
=
大
0.0
容
62
器
5
容
。
积 压强增
应生成亚铁离子 平衡逆向移动 充分反应后 红色褪去
. , ,
, , , 。
大 平衡向正反应方向移动 乙烷转化率提高 不符合题意
7答案
, , ,A ;
.
该反应正反应是吸热反应 升高温度 平衡向正反应方向移
c c 催化剂的比表面 , ,
编号 t (NO)/ (CO)/ 动 乙烷转化率提高 不符合题意 分离出部分氢气 使生成
/℃ -1 -1 积 2 -1 , ,B ; ,
(mol·L ) (mol·L ) /(m·g ) 物浓度减小 平衡向正反应方向移动 乙烷转化率提高 不
, , ,C
Ⅰ 280 6.50×10 -3 4.00×10 -3 80.0 符合题意 等容下通入稀有气体 体系中反应物 生成物的浓
; , 、
-3 -3 度均不变 平衡不移动 乙烷转化率不变 符合题意
Ⅱ 280 6.50×10 4.00×10 120 , , ,D 。
3A 当 的生成速率与 的分解速率相等 该反应达到平衡状
Ⅲ 360 6.50×10 -3 4.00×10 -3 80.0 . Z Z ,
态 故 正确 无论反应是否达到平衡状态 单位时间内消耗
-3 -1 增大 升高温度 该化学反 , A ; ,
(1)3.50×10 mol·L (2) (3) , a 同时生成 a 所以不能作为平衡状态的判断依
应的速率增大 mol X, 3 mol Z,
据 故 错误 该反应是一个反应前后气体总物质的量不变的
解析 实验目的是 探究某些外界条件对汽车尾气转化反 , B ;
(1) : 可逆反应 无论反应是否达到平衡状态 容器内气体的压强始
应速率的影响规律 应采取控制变量法进行研究 实验 , ,
, , Ⅰ、Ⅱ 终不变 所以不能作为平衡状态的判断依据 故 错误 该反
催化剂比表面积不同 其他条件应相同 实验 温度不同 , , C ;
, , Ⅰ、Ⅲ , 应是一个反应前后气体体积不变的可逆反应 无论反应是否
其他条件应相同 不同的条件即为探究该条件对尾气转化速 ,
, 达到平衡状态 混合气体的物质的量始终不变 所以不能作为
率的影响 则 , ,
, : 平衡状态的判断依据 故 错误
, D 。
c c 催化剂的比表面 4CD 平衡时测得 的浓度为 保持温度不变 将容
编号 实验目的 t (NO)/ (CO)/ . A 0.50mol/L, ,
/℃ -1 -1 积 2 -1 器的容积扩大到原来的两倍 如果平衡不移动 则 的浓度应
(mol·L ) (mol·L ) /(m·g ) , , A
为实验 降低为 而实际测得为 则说明降低压
Ⅰ 作参照 Ⅱ、 280 6.50×10 -3 4.00×10 -3 80.0 强平衡向 0. 逆 25 反 m 应 ol/ 方 L, 向移动 减小压 0 强 .30 化 mo 学 l/ 平 L, 衡向气体体积
Ⅲ 。 ,
增大的方向移动 则x y z 故 错误 由上述分析可知 平衡
探究同质量 , + > , A ; ,
的同种催化 逆向移动 故 错误 平衡逆向移动 的转化率降低 故 正
, B ; ,B , C
剂的比表面 确 平衡逆向移动 混合气体总的物质的量增大 的物质的
; , ,C
-3 -3
Ⅱ 积对尾气转 280 6.50×10 4.00×10 120 量减小 则 的体积分数下降 故 错误
, C , D 。
化速 率 的 5答案
. < >
影响 解析 由题图可知 温度为t 时先达到平衡 所以t t 温度
, 2 , 2> 1,
3
升高 的体积分数减少 说明升高温度平衡向逆反应方向 a c
,SO3 , 根据以上三段式数据 平衡时 的转化率为3( - )
移动 升高温度平衡向吸热反应方向移动 故正反应为放热反 (2) , H2 b ×
, ,
应 H 化学平衡常数只与温度有关 升高温度平衡向逆反
,Δ <0; , 100%。
应方向移动 化学平衡常数减小 故K K 若把容器的容积缩小一半 则压强增大 所以正反应速率
, , 1> 2。 (3) , ,
c c 增大 逆反应速率增大 平衡向正反应方向移动 则 的转化
6答案 (CH3OH)· (H2O) 温度升高甲
率也
,
增大
, , N2
. (1) c c3 (2)b (3)< 。
(CO2)· (H2)
3答案 在此温度下催化剂活性最高
醇的产率减小 . (1)10 MPa、450 ℃ (2)
在常压下 的转化率就已经很高了 若采用高压 平
解析 (1)CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) 的平衡
衡
(
能
3
向
)
右移动 但
SO
效
2
果并不明显 比起高压设
,
备得不偿失
,
c c , ,
常数K (CH3OH)· (H2O) 增大反应物氧气的浓度 提高 的转化率 防止污
= c c3 。 (4) , SO2 (5)
(CO2)· (H2) 染环境
使用催化剂不改变化学平衡 反应物转化率不变 故 错
(2) , , a 解析 使 转化率尽量大 应选择的条件是
误 加压平衡正向进行 二氧化碳转化率增大 故 正确 增大 (1) SO2 , 10 MPa、
; , , b ;
和 的初始投料比 氢气转化率增大 二氧化碳转化率 450 ℃。
CO2 H2 , , 在此温度下催化剂活性最高
减小 故 错误 (2) 。
, c 。 在常压下 的转化率就已经很高了 若采用高压 平衡
分析题图可知升温甲醇的产率降低 升高温度平衡向吸热反 (3) SO2 , ,
(3) , 能向右移动 但效果并不明显 比起高压设备得不偿失
应方向进行 逆反应为吸热反应 正反应为放热反应 H , , 。
, , ,Δ <0。 氧气为反应物 增大氧气浓度可以提高 的转化率
7答案 (4) , SO2 。
. 50% 是大气污染物质 能形成酸雨 所以必须进行回收处
解析 设 的浓度变化量为c 则 (5)SO2 , ,
CO mol/L, : 理 防止污染环境
, 。
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) 4答案 低温 高压 高温 低压
开始 . (1) 、 (2) 、
(mol/L): 0.1 0.1 0 0 解析 由 + +
变化 c c c c (1) [Cu(NH3)2] +CO+NH3 [Cu(NH3)3CO]
(mol/L): H 可知 该反应为气体体积减小的放热反应 所以加压
平衡 c c c c Δ <0 , ,
(mol/L): 0.1- 0.1- 和采取较低的温度可使平衡向正反应方向移动 有利于 的
c c , CO
故 × 解得c 故一氧化碳在此条件下 吸收
c c =1, =0.05, 。
(0.1- )×(0.1- ) 要使吸收 后的铜氨液经过适当处理后又可再生 恢复
(2) CO ,
的平衡转化率 0.05 其吸收 的能力以供循环使用 只要使平衡向逆反应方向移
= ×100%=50%。 CO ,
0.1 动即可 逆反应方向为气体体积增大的吸热反应 所以在高
, ,
第三节 化学反应的方向 温 低压下使平衡逆向移动
、 。
◆练习与应用 5答案 降低温度 增大水蒸气浓度 可吸
. (1) 、 (2)1 (3)CaO
1
.
答案 香水瓶打开
(
鲜花开放
),
香味四溢
;
写过字的毛笔放在 收 CO2, c (CO2) 减小 , 使反应正向移动 ,H2 体积分数增大 ; 纳
米 颗粒更小 表面积更大 使反应速率加快
水盆里浸泡 整盆水变黑 高温下冰块融化 岩石的风化 橡胶 CaO , ,
, ; ; ; 解析 此反应为放热反应 降低温度可以使平衡正向移
塑料的老化 动植物尸体腐败 等等 (1) ,
; ; 。 动 增大水蒸气浓度也可以使平衡正向移动 二者都能增大
2答案 熵增大 熵减小 熵增大 熵减小 ; ;
. (1) (2) (3) (4) 转化率同时提高氢气产率
解析 由固态到液态 熵增大 由气态到液态 熵减 CO 。
(1) , 。 (2) , 在密闭容器中 将 与 混合加热到
小
。 (3)
溶解过程混乱度增大
,
熵增大
。 (4)
方程式中气体化 (2)
发生反应 达
,
到平
2.0
衡
m
时
ol CO
的转
8.
化
0 m
率
o
是
l H2O
参加反应
学计量数之和减小 熵减小 830 ℃ , CO 80%,
, 。 的 物质的量为 结合三段式计算得到平衡浓度 反
3D 水凝结成冰是由液态变为固态 是熵减小过程 即 S CO 1.6 mol, ,
. , , Δ <0; 应前后气体物质的量不变 则可以用气体物质的量代替平衡
同时放出能量 故 H ,
, Δ <0。 浓度计算平衡常数
4A 冰在室温下自动熔化成水 混乱度增大 因此是一个熵增 ,
. , ,
过程 故 正确 反应是否能够自发进行要根据焓判据和熵判 CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
, A ; 起始量
据综合判断 故 错误 (mol) 2.0 8.0 0 0
, B、C、D 。 变化量
(mol) 1.6 1.6 1.6 1 .6
第四节 化学反应的调控 平衡量
(mol) 0.4 6.4 1.6 1 .6
◆练习与应用
平衡常数K 1.6×1.6
1D 合成氨工业采用循环操作 目的是提高原料的利用率 = =1。
. , 。
0.4×6.4
投入 时 体积分数增大的原因是 可吸收
a c
2答案 a c 3( - ) 增大 增大 (3) CaO ,H2 :CaO
. (1)2( - ) mol (2) b ×100% (3) c 减小 使反应正向移动 百分含量增大 体积分
CO2, (CO2) , ,H2 ,
增大 数增大 纳米 颗粒更小 表面积更大 使反应速率加快
; CaO , , 。
解析 根据化学方程式计算 ◆复习与提高
:
催化剂 1D 水为纯液体 增加水的用量 反应速率不变 故 不选
. , , , A ;Al
N2(g)+3H2(g)高温高压2NH3(g) 在浓硫酸中发生钝化 不生成氢气 故 不选 反应没有气体
、 , , B ;
起始量 a b 参加 则增大压强 反应速率不变 故 不选 将块状大理石改
(mol): 0 , , , C ;
转化量 a c a c a c 为粉末状 增大了接触面积 反应速率加快 故 选
(mol): - 3( - ) 2( - ) , , , D 。
平衡量 c b a c a c 2D 物质的量浓度之比为 不能判断反应
(mol): -3( - ) 2( - ) . N2、H2、NH3 1 ∶ 3 ∶ 2,
根据以上三段式数据 生成 的物质的量为 a 是否平衡 错误 可逆反应中 反应物不可能完全转化成生
(1) , NH3 2( - ,A ; ,
c 成物 即 不可能完全转化为 错误 化学平衡为动态
) mol。 , N2 NH3,B ;
4
教材习题答案
平衡 达到平衡状态时 正 逆反应速率相等 但不等于零 故 7答案
, , 、 , , . (1)-41.8 (2)b
错误 单位时间内消耗a 氮气表示的是正反应速率 消 解析 已知 H
C ; mol , (1) :①2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) Δ =
耗 a 氨气表示的是逆反应速率 两个反应方向相反且转
2 mol , -196.6 kJ/mol
化的量之比等于化学计量数之比 符合平衡时反应特点 故 H 根据
, , D ②2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) Δ =-113.0 kJ/mol,
正确
。 盖斯定律 由 1 1 得
3C 项 由于该反应是在恒容的密闭容器内进行的反应前后 , ①× -②× NO2(g)+SO2(g) SO3(g)+
. A , 2 2
气体的体积不相等的反应 所以容器内气体的压强不变 则说
, , H 1 1
明反应达到平衡状态 项 反应过程中 的体积分数是变 NO(g) Δ = ×(-196.6 kJ/mol)- ×(-113.0 kJ/mol)=
;B , SO2 2 2
化的 平衡时不再变化 所以 体积分数不再变化可以说明
, , SO2 -41.8 kJ/mol。
反应达到平衡状态 项 由于气体的质量不会发生变化 容 无论是否达到平衡 体系压强都保持不变 不能用于判断
;C , , (2) , ,
器容积不变 所以混合气体的密度不变不能说明反应达到平 是否达到平衡状态 故 错误 混合气体颜色保持不变 说明
, , a ; ,
衡状态 项 若反应未达到平衡状态 则各物质的物质的量 浓度不变 达到平衡状态 故 正确 和 的化学计
;D , , NO2 , , b ;SO3 NO
浓度会发生变化 所以各物质的物质的量浓度不变说明反应 量数之比为 无论是否达到平衡 二者的体积比保持不
, 1 ∶ 1, ,
达到平衡状态 变 不能判断是否达到平衡状态 故 错误 生成 消
。 , , c ; 1 mol SO3,
4C 升高温度 反应速率加快 平衡逆向移动 故 错误 加大 耗 二者都表示的是正反应速率 不能判断是否达
. , , , A ; 1 mol NO2, ,
的投入量 反应速率加快 平衡正向移动 故 错误 加催化 到平衡状态 故 错误
X , , , B ; , d 。
剂 反应速率加快 平衡不移动 故 正确 该反应反应前后气
, , , C ; 8答案 11 将γ 丁内酯移走
体体积不变 减小压强 反应速率减慢 平衡不移动 故 . (1)0.0007 (2)50% (3) (4) -
, , , , D 4
错误
。 解析 (1) 在 50~80 min 内v ( γ - 丁内酯 )= 0.071-0.050 mol/
5答案 30
. 0.8 mol
解析 根据速率之比等于化学计量数之比得 v (L·min)=0.0007 mol/(L·min)。
(N2)=
时γ 丁内酯的浓度为 根据方程式
(2)120 min - 0.090 mol/L,
1 v (H2)= 1 ×0.12 mol/(L·s)= 0.04 mol/(L·s), 消耗 N2 知 ,120min 内消耗 γ- 羟基丁酸的物质的量浓度为 0.090 mol/L,
3 3
的浓度c (N2)=0.04 mol/(L·s)×10 s=0.4 mol/L, n (N2)= 120 min 时 γ - 羟基丁酸的转化率 = c 初 Δ c 始 × 100% =
( )
0.4 mol/L×2 L=0.8 mol。
6答案 放热 0.090 mol/L
. (1)c (2) (3)0.44 ×100%=50%。
解析 升高温度 浓度增大 说明平衡逆向移动 升高 0.180 mol/L
(1) ,H2S , , 反应达到平衡状态时 γ 丁内酯的浓度为 则
温度 平衡向吸热反应方向移动 则该反应是放热反应 故 (3) , - 0.132 mol/L,
, , , a
+
错误 通入 后 正反应速率瞬间增大 又逐渐减小 故 错 H /△
; CO , , , b HOCH2CH2CH2COOH +H2O
误 反应前 的物质的量为 平衡后 物质的量为 开始量
; CO 10 mol, CO (mol/L) 0.180 0
设反应前 物质的量为n 则 反应量
8 mol, H2S mol, : (mol/L) 0.132 0.132
平衡量
CO(g)+H2S(g) COS(g)+H2(g)
(mol/L) 0.048 0.132
起始量 n c γ 丁内酯
(mol): 10 0 0 化学平衡常数K ( - ) 0.132 11
变化量 =c γ 羟基丁酸 = = 。
(mol): 2 2 2 2 ( - ) 0.048 4
平衡量 n 为提高γ 羟基丁酸的平衡转化率 除适当控制反应温度
(mol): 8 -2 2 2 (4) - ,
反应前后气体分子数目不变 利用物质的量代替浓度代入平 外 还可以通过减小生成物浓度实现 所以可以通过将 γ 丁
, , , -
c c 内酯移走实现
衡常数表达式K (COS)× (H2) 2×2 解得n 。
=c c = n =0.1, =7, c c
(CO)× (H2S) 8×( -2) 9答案 (CO)· (H2O) 吸热
. (1)c c
故 正确 根据上述数据 可知 的平衡转化率为 2 mol (CO2)· (H2)
c ; , CO × 等于
10 mol (2)
故 错误 逆反应方向
100%=20%, d 。 (3)
根据题图得 温度升高 的转化率降低 即温度升高反 解析 可逆反应 的
(2) , H2S , (1) CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)
应向逆反应方向移动 则正反应是放热反应 c c
, 。 化学平衡常数表达式 K (CO)· (H2O) 由题表中数据可
反应前 的物质的量为 物质的量为 = c c ;
(3) CO 10 mol,H2S 10 mol, (CO2)· (H2)
平衡时 的转化率为 则 转化的物质的量为 知 温度越高化学平衡常数越大 升高温度平衡向正反应方向
CO 40%, CO , ,
则 移动 温度升高平衡向吸热反应方向移动 故该反应为吸热
4 mol, : , ,
反应
CO(g)+H2S(g) COS(g)+H2(g) 。
起始量 因为化学平衡常数仅与温度有关 所以 在固定容
(mol): 10 10 0 0 (2) , 830 ℃,
转化量 器的密闭容器中放入 达到平衡后 其化
(mol): 4 4 4 4 1 mol CO、5 mol H2O, ,
平衡量 学平衡常数K
(mol): 6 6 4 4 =1.0。
平衡后 的浓度为 的浓度为 的
CO 6 mol/L,H2S 6 mol/L,COS 时浓度商Q 4×4 K 反应向逆反应方向
浓度为 的浓度为 代入平衡常数表达式 (3)1200 ℃ = =4> =2.6,
4 mol/L,H2 4 mol/L, 2×2
c c 进行
K (COS)× (H2) 。
=c c ≈0.44。
(CO)× (H2S)
5
第三章 水溶液中的离子反应与平衡 不变 则K 不变
, a
-4
(2)4.18×10 mol/L
第一节 电离平衡 解析 电离平衡常数只受温度的影响 温度不变 则 K
(1) , , a
◆练习与应用 不变
。
1
.
答案 K
(HF)>
K
(HNO2)>
K
(HCN)
(2) 因 CH3COOH CH3COO - + H + , 则 c (H + ) =
解析 酸性越强电离平衡常数越大 依据较强酸制较弱酸可 c + c -
, c - 由 K (H )· (CH3COO )可知 c +
得酸性强弱为 故电离平衡常数由大到小的 (CH3COO ), a = c , (H )=
HF>HNO2>HCN,
(CH3COOH)
顺序为K K K -5 -4
(HF)> (HNO2)> (HCN)。 1.75×10 ×0.010 mol/L≈4.18×10 mol/L。
2答案 逆向移动 正向移动 逆向移动
. 第二节 水的电离和溶液的pH
解析 加入氯化铵固体 增大了铵根离子的浓度 电离平衡逆
, , ◆练习与应用
向移动 通入氨气 增大了一水合氨的浓度 电离平衡正向移
; , , 1答案 + + - + - -
动 加入氢氧化钠固体 氢氧根离子浓度增大 电离平衡逆向 . NH3、H2O、NH3·H2O、NH4、H 、OH H 、OH 、ClO 、
; , ,
移动
。
C
解
l -
析
、H2O
氨
、
水
HC
中
lO
存
、C
在
l2
下列平衡
3
.
B
大
,A
加
正
水
确
稀
;
释
加
促
水
进
稀
一
释
水
促
合
进
氨
一
的
水
电
合
离
氨 , 的 NH 电 3 离 ·
,
H 但 2O 溶
的
液
电
体
离
积
程
增
度
大
增
,
NH + 4+ OH - ,H2O H + +OH
:
-
N
; 在
H3
氨
+H
水
2O
中
存
在的
NH
粒
3·
子
H
有
2O
:N
H
3、
溶液中c
(NH3·H2O)
减小
,B
错误
;
加水稀释促进一水合氨的
H2O、NH3·H2O、NH
+
4、H
+
、OH
-
;
氯水中存在下列平衡
:Cl2+
电离
,NH
+
4
数目增多
,C
正确
;
加水稀释促进一水合氨的电离
,
H2O H + +Cl - +HClO,H2O H + +OH - , 氯水中含有 H + 、
但是溶液体积增大的更多
,
则c
(OH
-
)
减小
,
温度不变电离平 OH - 、ClO - 、Cl - 、H2O、HClO、Cl2。
2答案
c + c + c - . ③④①② ②①④③
衡常数不变 , 所以 c (NH (N 3· H H 4) 2O) = c (NH (N 3· H H 4) 2O) ×c ( ( O O H H - ) ) = 解析 氢氧化钠溶液呈碱性 , 溶液中c (H + ) 最小 , 硫酸为二元
K 强酸 , 盐酸为一元强酸 , 醋酸为一元弱酸 , 溶液中c (H + ) 由小
b 增大 正确 到大的排列顺序是 氢离子浓度越大 越小 则
c - ,D 。 ③④①②, ,pH ,
(OH )
由小到大的排列顺序是
4答案 无自由移动的离子 pH ②①④③。
. (1) (2)cab (3)c (4)②④
解析 溶液的导电能力与离子浓度 离子所带的电荷数有 3 . 答案 (1)10 -5 mol/L (2)d
(1) 、
关 离子浓度越大 离子所带的电荷数越多 溶液的导电能力 解析 (1)pH=-lg c (H + )=5, 则c (H + )=10 -5 mol/L。
; , ,
越强
。
冰醋酸中没有自由移动的离子
,
所以冰醋酸不导电
。
(2) 柠檬水的 pH=3, 则c (H + )=1×10 -3 mol/L, 因常温下K W=
在醋酸溶液中 溶液的导电能力越强 离子浓度越大 则氢 c - c + -14 则c - -11 故答案
(2) , , , (OH )× (H )=1×10 , (OH )=1×10 mol/L,
离子浓度由小到大的顺序为 为
cab。 d。
溶液越稀 醋酸的电离程度越大 的电离程度最 4答案 溶液消耗的 更多 答案合理即可
(3) , ,CH3COOH . CH3COOH NaOH ( )
大的是 是弱电解质 部分电离 是强电解质 完全电
c。 CH3COOH , ,HCl ,
加水促进醋酸的电离 但醋酸电离的程度远远小于溶液 离 体积相同 相同的两溶液中 的物质的量
(4)① , , 、pH ,CH3COOH
体积增大的程度 所以醋酸根离子浓度减小 错误 加入 更大
, , ;②
固体 和醋酸发生中和反应生成醋酸钠 促进醋 解析 是弱电解质 氯化氢是强电解质 所以 相
NaOH ,NaOH , CH3COOH , , pH
酸电离 溶液体积不变 醋酸根离子浓度增大且氢离子浓度减 同的 溶液和 溶液 c c 等
, , HCl CH3COOH , (HCl)< (CH3COOH),
小 正确 加入浓硫酸 抑制醋酸电离 醋酸根离子浓度减 体积的两种溶液中n n 所以醋酸溶液消
, ;③ , , (HCl)< (CH3COOH),
小 氢离子浓度增大 错误 加入 固体 和氢 耗的氢氧化钠多
, , ;④ Na2CO3 ,Na2CO3 。
离子反应而促进醋酸电离 则醋酸根离子浓度增大 氢离子浓 5D n n
, , . (HNO3)=0.048 L×0.1 mol/L=0.004 8 mol, (KOH)=
度减小 正确 n n 且都为
, 。 0.012 L×0.4 mol/L=0.0048 mol, (HNO3)= (KOH),
5答案 错误 溶液的导电能力与溶液中离子浓度 离子所 强电解质 反应后溶液呈中性 故 正确
. (1) , 、 , , D 。
带电荷数有关 6答案 -5 -1 -6 -1 -7
。 . 5 10 mol·L 6 10 mol·L 7 10 mol·
错误 等体积 等物质的量浓度的盐酸和醋酸溶液中 -1 -8 -1 -12 -1 -6
(2) , 、 HCl L 8 10 mol·L 12 10 mol·L 6 10 mol·
和 的物质的量相等 且均为一元酸 故中和时所消 -1 -1 -8 -1 -6 -1
CH3COOH , , L 1 0.1 mol·L 8 10 mol·L 6 10 mol·L
耗的氢氧化钠的物质的量相等 解析 用广泛 试纸测 根据公式 c + 可知
。 pH pH, pH=-lg (H ),
错误 是一元弱碱 加水稀释时 电离平衡右 c + -pH -1 醋的 则 c + -5
(3) ,NH3·H2O , , (H )=10 mol·L 。 pH=5, (H )= 10 mol·
-1 酱油的 则c + -6 -1 酒的 则
移 故稀释一倍后氨水中 -浓度大于原来的 1 L ; pH=6, (H )= 10 mol·L ; pH=7,
, OH 。 c + -7 -1 洗涤灵的 则c + -8
2 (H )=10 mol·L ; pH=8, (H )=10 mol·
错误 盐酸是强酸 完全电离 而醋酸是弱酸 部分电离 故 -1 消毒液的 则c + -12 -1 洗发液
(4) , , , , , L ;“84” pH=12, (H )=10 mol·L ;
当盐酸的浓度是醋酸浓度的二倍时 盐酸中的 +浓度大于醋 的 则 c + -6 -1 洁厕灵的 则
, H pH=6, (H )= 10 mol·L ; pH=1,
酸的二倍 c + -1 洗衣液的 则c + -8
。 (H )=0.1 mol·L ; pH=8, (H )=10 mol·
错误 完全电离出 3- 而 是弱电解质 电 -1 柔软剂的 则c + -6 -1
(5) ,Na3PO4 PO4 , H3PO4 , L ; pH=6, (H )=10 mol·L 。
离程度很小 故物质的量浓度相同的磷酸钠溶液和磷酸溶液 7答案 为酸性
, . (1)
中所含的 3- 浓度不同 且前者大 氨水的 为 c - 为 -4
PO4 , 。 (2) pH 10, (OH ) 10 mol/L
6答案 不发生变化 电离平衡常数只受温度的影响 温度 加入氨水的体积是
. (1) ; , (3) 9 mL
6
教材习题答案
解析 加入氨水的体积为 时 所以溶液呈酸性 10答案 制取 的总反应为
(1) 0 ,pH=4, 。 . Sb2O3 2SbCl3+3H2O Sb2O3+
根据题表数据可知 加入足够多的氨水后溶液的 不再变 将 缓慢加入大量水中 3+浓度很低 溶液越稀
(2) , pH 6HCl, SbCl3 ,Sb ,
化 故氨水的 c + 故 c + -10 越有利于水解 加入少量氨水 中和 可使水解平衡右移
, pH=10,pH=-lg (H ), (H )= 10 mol/L, ; , HCl, ,
K 故两项操作均有利于得到较多的
c - W -4 Sb2O3。
(OH )=c + =10 mol/L。 11答案
(H ) . (1)SOCl2+H2OSO2↑+2HCl↑
分析题表中给出的加入的氨水的体积与溶液 的关系 与水反应既减少了水的量 生成的 又抑制了
(3) pH (2)SOCl2 , HCl
可知 为使该滤液呈中性 加入氨水的体积为 的水解
, , 9 mL。 AlCl3
解析 和水剧烈反应 液面上有白雾形成 说明生
第三节 盐类的水解 (1)SOCl2 , ,
成的气体遇水蒸气能形成小液滴 等白雾消失后 往溶液中
◆练习与应用 , ,
滴加 溶液 有不溶于稀 的白色沉淀析出 说明
1 . 答
解
案
析
酸
明矾 中
Al
含
3+ +
有
3
铝
H2
离
O
子
铝离
Al(
子
O
水
H)
解
3+
生
3
成
H +
氢氧化铝和 +而使
气
所
体
以
中 Ag 含 NO 有 3
与
HC
水
l;
, 该
反
气
应
体
的
中
化
还
学
含
方
H 有 N
程
能 O3
式
使品
为
红溶液褪色的 ,
SO2,
溶液呈 酸性 水解离子方程
,
式为 3+
H
+
SOCl2 SOCl2+H2O
, Al +3H2O Al(OH)3+3H 。 SO2↑+2HCl↑。
2答案 2-是弱酸根离子 水解使溶液呈碱性 为抑制硫离子水 氯化铝易水解生成氢氧化铝和 具有挥发性 加
. S , , (2) HCl,HCl ,
解 常加入几滴 溶液 热促进氯化铝水解 蒸干时得到的固体是氢氧化铝 灼烧氢
, NaOH 。 , ,
解析 2-水解使溶液呈碱性 故为抑制硫离子水解 可加入几 氧化铝 得到氧化铝 将 与 混合并加
S , , , 。 SOCl2 AlCl3·6H2O
滴氢氧化钠溶液 热 和水剧烈反应生成的 抑制铝离子水解 且
。 ,SOCl2 HCl ,
3答案 二者混合发生相互促进的水解反应反应 逸 与水反应减少了水的量 所以能得到氯化铝固体
. NH3,NH3 SOCl2 , 。
出使土壤中c + 降低 从而降低肥效
(NH4) , 。 第四节 沉淀溶解平衡
解析 草木灰电离出的碳酸根离子与铵态氮肥电离出的铵根
◆练习与应用
离子发生水解反应生成 易逸出从而降低肥效 所以
NH3,NH3 , 1答案 2+ - K
草木灰与铵态氮肥不能混用 . Mg(OH)2(s) Mg (aq)+2OH (aq) sp =
4答案 -5
。 c
(Mg
2+
)·
c2
(OH
-
)
. 1.0×10 mol/L 解析 在水中的沉淀溶解平衡为
解析 结合溶液中水的离子积常数计算水电离出的氢氧根离 Mg(OH)2 Mg(OH)2(s)
2+ - 该平衡的溶度积常数表达式为 K
-14 Mg (aq)+2OH (aq), sp=
子的浓度 , 常温下 , 由水电离出来的 c (OH - )= 10 -9 mol/L= c (Mg 2+ )· c2 (OH - )。
10
2D 沉淀的速率和溶解的速率相等 沉淀溶解达到平衡 故
-5 . , , A
1.0×10 mol/L。
正确 沉淀溶解达到平衡时 形成饱和溶液 故 正确 达到平
5答案 c - c + ; , , B ;
. (CH3COO )= (Na )
衡 溶液中各离子的浓度不再改变 故 正确 难溶电解质溶
解析 常温下 混合溶液 则溶液中存在 c - , , C ;
, pH=7, (OH )= 解形成的阴 阳离子的浓度不一定相等 故 错误
c + 任何溶液中都存在电荷守恒 根据电荷守恒得 、 , D 。
(H ), , 3B 悬浊液 中存在沉淀的溶解平衡 +
c - c - c + c + 所以c - . a :AgCl(s) Ag (aq)+
(CH3COO )+ (OH )= (H )+ (Na ), (CH3COO )= - 故 正确 滤液为 的饱和溶液 存在沉淀溶解
c + Cl (aq), A ; AgCl ,
(Na )。 平衡 即存在 + 故 错误 向 中滴加 溶
6D 项 硫酸钠是强酸强碱盐 不能水解 溶液显中性 错误 , Ag , B ; AgCl 0.1 mol/L KI
. A , , , , ; 液 白色沉淀变为 黄色沉淀 故 正确 向 中滴
项 在溶液中完全电离 + + ,AgCl AgI , C ; AgCl
B ,NaHSO4 ,NaHSO4 Na +H + 加 溶液 白色沉淀变为 黄色沉淀 说明
2- 电离出氢离子使溶液呈酸性 错误 项 醋酸是弱酸 电 0.1 mol/L KI ,AgCl AgI ,
SO4 , , ;C , , 比 更难溶 的K 更小 故 正确
离出氢离子使溶液呈酸性 错误 项 氯化铵为强酸弱碱盐 AgI AgCl ,AgI sp , D 。
, ;D , , 4答案 减小 增大 增大
+ 水解使溶液呈酸性 正确 . (1)
NH4 , 。 增大 减小 增大
7C 等浓度 等体积的强碱 的溶液和弱酸 的溶液恰 (2)
. 、 MOH HA 减小 增大 减小
好完全反应生成强碱弱酸盐
MA,A
-水解导致溶液呈碱性
,
则 (
解
3
析
)
+ -
c (OH - )> c (H + ), 根据电荷守恒得c (M + )> c (A - ),A -水解程度 滴 入 Ag 稀 C 盐 l(s 酸 ) c A - g 增 (a 大 q)+ 使 C 上 l ( 述 aq 平 ) 衡逆向移动 c + 减
较小 , 则c (A - )> c (OH - ), 所以存在c (M + )> c (A - )> c (OH - )> ( 小 1) c - 增大 , m (Cl ) 增大 , , (Ag )
, (Cl ) , (AgCl) 。
c (H + )。 滴入 溶液 c + 增大 使上述平衡逆向移动
8 . 答案 CO 2 3 - +H2O HCO - 3+OH - Na2CO3+CaSO4 c ( ( 2 A ) g + ) 增 A 大 gN , c O ( 3 Cl - ) 减 , 小 ( , A m g (A ) gCl) 增 , 大 。 ,
N
解
a
析
2SO4+CaCO3
是强碱弱酸盐 碳酸根离子水解使溶液显碱
(3)
滴入
Na2S
溶液
,S
2-与
Ag
+反应生成
Ag2S(s),
使上述平衡
Na2CO3 , 正向移动
,
c
(Ag
+
)
减小
,
c
(Cl
-
)
增大
,
m
(AgCl)
减小
。
性 , 离子方程式为 CO 2 3 - +H2O HCO - 3+OH - , 石膏中的钙离 5 . 答案 BaSO4(s) 在水中存在沉淀溶解平衡 :BaSO4(s)
反 子 应 能 的 与 化 碳 学 酸 方 根 程 离 式 子 为 反应生成碳酸钙沉淀 , 抑制 CO 2 3 - 的水解 , Ba 2+ (aq)+ 溶 SO 解 2 4 - ( 使 aq), 用 H2S 损 O4 失 洗 减 涤 少 增大了 c (SO 2 4 - ), 抑制了
9答案 溶液
Na2CO3+CaSO
溶
4
液
Na2SO4
的
+C
水
aC
解
O3
程
。
度 6
B
答
a
案
SO4(
不
s)
能
, Ba
可
SO
与
4(
胃
s)
液中的
。
作用产生可溶性的钡
. pH:Na2CO3 >NaHCO3 Na2CO3 . ;BaCO3 HCl
大于 盐而使人中毒
NaHCO3 。
解析 等物质的量浓度的 Na2CO3 和 NaHCO3 溶液 ,Na2CO3 7 . 答案 S 2- (aq)+Hg 2+ (aq)HgS(s),FeS(s)+Hg 2+ (aq)
的水解程度大于 则碳酸钠溶液中氢氧根离子的浓度
NaHCO3, HgS(s)+Fe 2+ (aq)
大 所以 溶液 溶液 解析 硫化钠除去废水中的汞离子是因为硫离子和汞离子反
, pH:Na2CO3 >NaHCO3 。
7
应生成 沉淀 硫化亚铁除汞离子是因为硫化汞比硫化亚 5C 中存在 + - 加入氯化铵
HgS ; . ① NH3·H2O NH4 +OH , ,
铁更难溶 属于沉淀的转化 c + 增大 抑制 的电离 则溶液 减小 中
, 。 (NH4) , NH3·H2O , pH ,②
8 . 答案 查阅附录 Ⅲ 知 ,25 ℃ 时 K sp[Cu(OH)2]=2.2×10 -20 , 加入氯化铵 , 发生反应 NH + 4+OH - NH3·H2O, c (OH - ) 减
K -39 小 则溶液 减小 故 正确 强酸 强碱溶液稀释至 倍
sp[Fe(OH)3]=2.8×10 。 , pH , A ; 、 10 ,
K c 2+ c2 - -20 已知 变化 则稀释至 倍时 的 的 而弱
① sp[Cu(OH)2] = (Cu )· (OH )= 2.2×10 , pH 1, 10 ② pH=10,④ pH=4,
c
(Cu
2+
)= 1.41 mol/L,
求得 c
(OH
-
)≈1.25×10
-10
mol/L,
则 酸
、
弱碱稀释至
10
倍
,pH
变化小于
1,
则
①
的
10<pH<11,③
的
即分别加水稀释至 倍四种溶液的 为
c + 10 -14 -5 2+开始沉淀时的 3<pH<4, 10 pH ①>②>
(H )= -10 mol/L=8×10 mol/L,Cu 故 正确 等体积的 两溶液混合 氨水过量 溶液
1.25×10 ④>③, B ; ①、④ , ,
呈碱性 溶液中c + c - c - c + 故 错误
pH≈4.1。 , (NH4)> (Cl )> (OH )> (H ), C ;
②Fe
3+恰好沉淀完全时
,
可认为 c
(Fe
3+
)= 1×10
-5
mol/L,
若 混 合 后 溶 液
pH = 4,
盐 酸 过 量
,
则
K sp[Fe(OH)3]= c (Fe 3+ )· c3 (OH - )=2.8×10 -39 , 求得c (OH - )≈ a ×0.001 mol/L
a
-
b
b ×0.001 mol/L
=0.000 1 mol/L,
解得 a
∶
b
=
-12 则 +
6.54×10 mol/L, pH≈2.8。
故 正确
调节溶液 通过计算可知 此时 3+已沉淀完全 而 2+ 11 ∶ 9, D 。
pH=4, , Fe , Cu
6答案 减小 不变 减小
未开始沉淀 所以可以达到除去 3+而不损失 的目的 .
解析 , 时 的溶度 F 积 e K CuS -2 O 0 4 饱 。 解析 AgCl 饱和溶液中加少量稀盐酸 , c (Cl - ) 增大 , 导致
25 ℃ Cu(OH)2 sp=2.2×10 ,CuSO4 + - 平衡逆向移动 则 的溶解
和溶液中c 2+ 的溶度积常数K AgCl(s)Ag (aq)+Cl (aq) , AgCl
(Cu )=1.41 mol/L,Cu(OH)2 sp= 度减小 c + 减小 温度不变 则K 不变
c 2+ c2 - -20 得到 c - , (Ag ) , , sp 。
(Cu ) × (OH )= 2.2×10 , (OH ) ≈1.25× 7答案 减小 + +
-10 依据水的离子积 c + c - -14求得 . (1) (2)NH3·H2O+H NH4+H2O <
10 mol/L, (H )× (OH )= 10 + + a
c + -5 溶液 约为 则 开始沉 NH4+H2O NH3·H2O+H (3)0.5 mol/L
淀 1 ( 0 H 时 -5 溶 m ) o = 液 l/ 8 L 的 ×1 时 0 pH 就 约 m 认 o 为 为 l/L 沉 4 , . 淀 1。 完 残 全 p 留 H , 故 在溶 Fe 液 4 3+ . 恰 1 中 , 好 的 沉 离 Cu 淀 子 (O 完 浓 H 全 度 )2 时 小 , 于 溶 1 液 × 解 少 电 量 析 离 ( 溶 N ( H 液 1 4 ) ) 中 由 2S 氢 于 O4 氧 ( 固 N 根 H 体 离 4 , ) 子 导 2S 浓 O 致 4 度 溶 减 液 小 中 2N N 一 H H 水 + 4 + 4 + 浓 合 SO 度 氨 2 4 - , 增 分 向 大 子 氨 , 浓 水 抑 度 中 制 增 加 氨 大 入 水
中c 3+ -5 的溶度积K c 3+ , , ,
(Fe )=1×10 mol/L,Fe(OH)3 sp= (Fe )× c -
c3 - -39 求得c - -12 则 3+ 所以此时溶液中 (OH ) 减小
(OH )=2.8×10 , (OH )≈6.54×10 mol/L, Fe c 。
沉淀完全时溶液的 约为 通过计算可知 时 3+ (NH3·H2O)
pH 2.8。 pH=4 Fe 硫酸和氨水反应生成硫酸铵和水 离子方程式为
已沉淀完全 2+还未开始沉淀 能达到除去 3+而不损失 (2) , NH3·
,Cu , Fe + + 硫酸铵是强酸弱碱盐 水解而使其溶
的目的 H2O+H NH4+H2O, ,
CuSO4 。 液呈酸性 水解的离子方程式为 + +
◆复习与提高 , NH4+H2O NH3·H2O+H 。
溶液呈中性 则溶液中c + c - 溶液中存在电荷
1A 加入醋酸钠 醋酸根离子水解 水的电离平衡向右移动 促 (3) , (H )= (OH ),
. , , , 守恒c + c + c 2- c - 所以 c 2-
进了水的电离 故 正确 加入硫酸钠 钠离子和硫酸根离子 (NH4)+ (H )= 2 (SO4 )+ (OH ), (SO4 )=
, A ; , c + a
不影响水的电离 故 错误 加入氯化铵 铵根离子水解 促进 0.5 (NH4)=0.5 mol/L。
, B ; , , 8答案 小于 将 溶解在浓盐酸中 再加水稀释至所需
了水的电离 但是铵根离子为阳离子 故 错误 加入硫酸 溶 . SbCl3 ,
, , C ; , 浓度
液中氢离子浓度增大 抑制了水的电离 故 错误
, , D 。 解析 三氯化锑水解 使溶液呈酸性 溶液 配制
2A 项 两溶液中醋酸的物质的量n , , pH<7, SbCl3
. A , 醋酸=0.1 L×0.01 mol/L= 溶液时应注意抑制其水解 可将 溶解在浓盐酸中 再加
二者所含醋酸的物质的量相同 , SbCl3 ,
0.01 L×0.1 mol/L, ,0.01 mol/L 水稀释至所需浓度
的醋酸溶液浓度小 电离程度大 电离出 +的物质的量大于 。
, , H 9答案 -5 -3
的醋酸溶液 正确 项 温度相同 醋酸电离常数相 . 1.8×10 6.2×10
0.1 mol/L , ;B , , 解析 当溶液中 -完全沉淀时 即c - -5
同 错误 项 醋酸的物质的量相同 中和时所需 的物 Cl , (Cl )=1.0×10 mol/L,
, ;C , , NaOH -10
质的量也相同 错误 项 由 中分析知 两溶液中所含 由K -10可知 c + 1.8×10
, ;D , A , sp(AgCl)=1.8×10 , (Ag )= -5 mol/L=1.8×
的物质的量相等 错误 1.0×10
3 .
C
D
H 3C
加
O
入
OH
氨水会引入氯化铵
,
杂质 ,
。
且生成氢氧化镁沉淀 , 故 A 10 -5 mol/L, 此时溶液中c (CrO 2 4 - )= 2.0×10 -
-
5
12
2 mol/L≈6.2×
(1.8×10 )
错误 加入 易生成氢氧化镁沉淀 且引入 杂质 故
; NaOH , NaCl , -3
10 mol/L。
错误 加入碳酸钠 会引入 杂质 故 错误 加入碳酸
10答案 醋酸溶液的 大
B ; , NaCl , C ;
. 0.1000 mol/L (1)0.010 0 mol/L pH
镁 与氢离子反应 可起到调节溶液 的作用 促进铁离子水
于 或醋酸稀释至 倍时 的变化值小于 增大
, , pH ,
2 10 ,pH 1 (2)
解生成氢氧化铁沉淀而除去 且不引入新的杂质 故 正确
解析 根据 溶液的体积 第 次数据显然误差较大
, , D 。
NaOH , 3 ,
4C 项 在 时 水的电离被促进 水的离子积为
. A , 100 ℃ , , 1× 舍去 另 外 三 次 所 用 溶 液 的 平 均 体 积 为
; NaOH
-12 此时纯水中氢离子浓度和氢氧根离子浓度相同 均为
10 , , 20.05+20.00+19.95 则醋酸中 的物质
10
-6
mol/L,pH=6
的纯水呈中性
,
错误
;B
项
,
酸溶液无限稀
3
mL=20 mL, CH3COOH
释 其 会无限接近于 但不能超过 错误 项 常温下
, pH 7, 7, ;C , , 的量浓度为0.1000 mol/L×0.02 L
某溶液中由水电离出的 c + -13 水的电离受到抑 =0.1000 mol/L。
(H )= 1.0×10 , 0.02 L
制 溶液可能呈酸性 也可能呈碱性 若为酸性 若为碱 孤立的看 实验二中每次测量值 +浓度均明显小于醋
, , , pH=1, (1) , ,H
性 正确 项 将等 的盐酸和醋酸溶液稀释相同的 酸的浓度 说明醋酸不完全电离 联系起来看 浓度为
pH=13, ;D , pH , ; ,
倍数 加水稀释促进醋酸的电离 醋酸溶液的 变化小 所以 及 的醋酸溶液
, , pH , 0.1000 mol/L、0.0100 mol/L 0.001 0 mol/L ,
稀释后 盐酸 醋酸溶液 错误 变化值小于 所以 是弱电解质
pH: > , 。 pH 1, CH3COOH 。
8
教材习题答案
以 醋酸溶液为例 设 一种可再生的清洁能源技术正在迅速兴起 并已逐步显现出
(2) 0.100 0 mol/L、0.010 0 mol/L , ,
的醋酸溶液体积为 将其稀释至 它独有的社会价值和市场潜力 随着研究的不断深入以及生
0.1000 mol/L 1 L, 。
体积变为 两溶液中 +的物质的量分别 物电化学的不断进步 生物燃料电池必将得到推广和应用
0.0100 mol/L, 10 L, H , 。
为 -2.88 -2.38 可见溶液变稀 电离出的 +的物质 与生物燃料电池相比 氢氧燃料电池目前存在着成本偏高 利
10 mol、10 mol, , H , ,
的量增大 说明 的电离程度增大 用率低的缺点 所以生物燃料电池有着广阔的应用前景 与
, CH3COOH 。 , 。
现有的其他利用有机物产能的技术相比 生物燃料电池具有
,
第四章 化学反应与电能 操作上和功能上的优势
。
第二节 电解池
第一节 原电池
◆练习与应用
◆练习与应用
电解
1答案 1答案 - - 2+ -
. a>b>c . (1)2Cl -2e Cl2 Ca +2e Ca CaCl2
解析 形成原电池时
,
活泼金属作负极
,a、b
相连时
,a
为负 Ca+Cl2
极 则活动性 相连时 是正极 则 为负极 活动性 - - + -
, a>b,b、c ,c , b , (2)4OH -4e 2H2O+O2↑ 4H +4e 2H2↑ 2H2O
电解
所以三种金属的活动性顺序为
2 .
极
B b> c, Zn
作
的
正
活
极
泼性
电
大
极
于
总
F
反
e,
应
所
为
以 Zn 作 a 负 >
2+
b 极 >c , 。 故 A 错误
2+
;Z
故
n 作负
正
解 析 2H ( 2 1 ↑ ) + 电 O 解 2↑ 熔融 CaCl2, 阳极上 Cl -放电 :2Cl - -2e -
电
解
,Fe , Zn+Fe Fe+Zn , B 阴极上 2+放电 2+ - 总反应
确 负极应为 溶液 正极为 溶液 故 Cl2; Ca :Ca +2e Ca; :CaCl2
; Zn/ZnSO4 , Fe/FeCl2 , C、D
错误 Ca+Cl2。
。 电解稀 溶液 阳极上 -放电 电极反应为 -
3A 锌元素化合价升高 被氧化 为负极 锰元素化合价降 (2) NaOH , OH , 4OH -
. , ,Zn , - 阴极上 +放电 电极反应为 + -
低 被还原 为正极 故 正确 在电池工作时起到 4e 2H2O+O2↑; H , 4H +4e
, ,MnO2 , A ;KOH 电解
提高导电性的作用 故 错误 为负极 为正极 电子 总反应为
, B ;Zn ,MnO2 , 2H2↑; 2H2O2H2↑+O2↑。
由 经外电路流向 故 错误 由化合价变化可知 2答案 电解精炼铜与电镀铜 电解质溶液都是含铜离子的盐
Zn MnO2, C ; ,Zn . ,
电极发生氧化反应 电极发生还原反应 故 错误 溶液 并且阴极都只有 析出 电极反应为 2+ -
,MnO2 , D 。 , Cu , Cu +2e
4B 活泼金属镁作负极 失电子发生氧化反应 电极反应式为 电解精炼铜时 阳极主要电极反应为 - 2+ 阴
. , , Cu; , Cu-2e Cu ,
Mg-2e - Mg 2+ , 故 A 正确 ;AgCl 是难溶物 , 其电极反应式为 极电极反应为 Cu 2+ +2e - Cu。
AgCl+e - Cl - +Ag, 故 B 错误 ; 原电池放电时 , 阴离子向负 3 . 答案 正 负 Ni 2+ +2e - Ni Ni-2e - Ni 2+ 不变
极迁移
,
则
Cl
-由正极向负极迁移
,
故
C
正确
;
镁是活泼金属
,
解析 电解原理的应用
,
在镀件上镀镍
,
镀层金属作阳极
,
所
与水反应 故 正确 以 应连接电源正极作阳极 镀件作阴极 铁制品连接电源
5 . C 燃料电
M
池
g+
中
2H
, 负
2O
极
上
燃
M
料
g(
失
OH
电
)
子
2+
发
H2
生
↑
氧
,
化
D
反应 , 正
。
极上氧 负极
Ni
作阴极 , 电解时的电极反
,
应 , 阳极 :Ni
,
-2e - Ni 2+ , 阴
化剂得电子发生还原反应 , 该燃料电池的电解质溶液呈酸性 , 极 :Ni 2+ +2e - Ni, 因此硫酸镍溶液中溶质的浓度不会
变化
所以负极上甲醇失电子和水反应生成二氧化碳和氢离子 电
。
,
4C 电解池中 与外接电源负极相连的为阴极 与正极相连的
极反应式为 - + 故选 . , ,
CH3OH-6e +H2OCO2↑+6H , C。
为阳极 故 正确 与外接电源负极相连的为阴极 阴极上
6答案 锌 + - , A、B ; ,
. (1) NH4Cl MnO2+NH4+e MnO(OH)+ 得电子发生还原反应 故 错误 溶液中的阴离子移向阳极
, C ; ,
NH3↑ 故 正确
碱性电池不易发生电解质的泄漏 因为消耗的负极改装在 D 。
(2) , 5BD 电解精炼铜时 粗铜应作阳极 精铜作阴极 错 电解
电池的内部 碱性电池的使用寿命较长 因为金属材料在碱性 . , , ,A ;
; , 时阴极铜离子放电 发生的反应为 2+ - 对 粗
电解质中比在酸性电解质中的稳定性高 , Cu +2e Cu,B ;
。 铜连接电源的正极 发生氧化反应 错 金属的活动性顺序
解析 根据化学方程式 , ,C ;
(1) Zn+2NH4Cl+2MnO2 为 因此 不会放电 以单质形式沉积
反应中 被氧化 为电池负极 氯 Zn>Fe>Cu>Ag>Pt, Ag、Pt ,
Zn(NH3)2Cl2+2MnO(OH), Zn , , 下来 对
化铵是电解质的主要成分 二氧化锰和铵根离子在正极发生 ,D 。
, 6B 板作阳极 为活性电极 失电子 发生氧化反应生成
反应 + - . Fe , ,Fe ,
:MnO2+NH4+e MnO(OH)+NH3↑。 亚铁离子 阳极反应为 - 2+ 故 正确 由 2-
与普通锌锰电池相比 碱性锌锰电池的优点及其理由是碱 , Fe-2e Fe , A ; Cr2O7 +
(2) , 2+ + 3+ 3+ 可知 处理过程中消耗氢
性电池不易发生电解质的泄漏 因为被消耗的负极改装在电 6Fe +14H 2Cr +6Fe +7H2O ,
, 离子 溶液的酸性减弱 溶液 增大 故 错误 阴极发生还
池的内部 碱性电池的使用寿命较长 因为金属材料在碱性电 , , pH , B ;
; , 原反应 溶液中的氢离子得到电子减少 同时生成氢氧根离
解质中比在酸性电解质中的稳定性高 , ,
。 子 有 沉淀生成 故 正确 - 2+ 则转
7答案 氢氧燃料电池具有无污染 无噪音 高效率的特点 生 , Fe(OH)3 , C ;Fe-2e Fe ,
. 、 、 。 移电子 需要 再根据处理过程中发生反应的化
物燃料一般是指通过生物资源生产的燃料 主要有乙醇和生 12mol 6molFe,
, 学方程式 得 - 2+ 2- 故被还原的 2- 的
物柴油两种 可以替代广泛使用的汽油和柴油 是一种可再生 , 6Fe~12e ~6Fe ~Cr2O7 , Cr2O7
, , 物质的量为 故 正确
能源 生物燃料电池 是一种新兴的高效的生物质能利用方 1 mol, D 。
。 , 7答案 阳极反应 - 2- +
式 它利用细菌分解生物质产生生物电能 具有无污染 转化 . :PbSO4+2H2O-2e PbO2+SO4 +4H
, , 、 阴极反应 - 2-
效率高 适用范围广等优点 氢氧燃料电池应用前景广阔 目 :PbSO4+2e Pb+SO4
、 。 , 通电
前制氢成本 运输氢气成本较高以及加氢站等基础设施不完 总反应
、 :2H2O+2PbSO4 Pb+PbO2+2H2SO4
善都对氢氧燃料电池汽车发展构成制约 生物燃料电池作为 解析 铅酸蓄电池充电时 阳极上 失电子生成
。 , PbSO4 PbO2,
9
电极反应式为 - 2- + 阴极 作负极 发生电化学腐蚀 中锌作电解池阴极 不易被腐蚀
PbSO4+2H2O-2e PbO2+SO4 +4H , , ,D , ,
发生还原反应 电极反应式为 - 2- 总反 所以锌片最易被腐蚀的是
, PbSO4+2e Pb+SO4 , C。
通电 6BD 装置中 作阳极 阳极上 失电子发生氧化反应生成
应为 . Fe , Fe
2H2O+2PbSO4 Pb+PbO2+2H2SO4。 亚铁离子 加速被腐蚀 故 错误 装置中 作阴极 所以
8答案 阳极上析出的气体在标准状况下的体积为 , , A ; Fe , Fe
. Cl2 1.12 L 被保护 故 正确 装置中 失电子作负极 作正极 加
解析 电解饱和食盐水时 -在阳极失电子生成氯气 其电 , B ; Fe 、Sn ,Fe
,Cl , 速被腐蚀 故 错误 构成原电池 作正极被保护 故
极反应式为 - - 根据电解总反应 , C ; ,Fe , D
2Cl -2e Cl2↑; 2NaCl+ 正确
电解 。
则标准状况下阳极上析出的 7A 高硅铸铁为惰性辅助阳极 所以高硅铸铁不损耗 故 错
2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑, . , , A
气体的体积与阴极上析出的氢气的体积相同 也为 误 通电后 惰性高硅铸铁作阳极 海水中的氯离子等在阳极
, 1.12 L。 ; , ,
9答案 电路中通过的电子的物质的量为 失电子发生氧化反应 电子经导线流向电源正极 再从电源负
. (1) 0.1 mol , ,
极流出经导线流向钢制管桩 故 正确 在保护过程中要使被
(2)64 , B ;
保护金属的电位低于周围环境 则通入的保护电流应该根据
解析 n 1.12 L 根据 - - ,
(1) (Cl2)= =0.05 mol, 2Cl -2e 环境条件变化进行调整 故 正确 被保护的钢制管桩应作为
22.4 L/mol , C ;
可知 电路中通过的电子的物质的量为 n 阴极 从而使金属腐蚀发生的电子迁移得到抑制 使钢制管桩
Cl2 , 2× (Cl2)= 2× , ,
表面腐蚀电流接近于零 减弱或避免电化学腐蚀的发生 故
0.05 mol=0.1 mol。 , , D
n n 2+ n 则 的摩尔质量为 正确
(2) (M)= (M )= (Cl2)= 0.05 mol, M 。
◆复习与提高
3.2 g 即金属 的相对原子质量为
0.05 mol =64 g/mol, M 64。 1答案 负极反应 - -
. :Zn+2OH -2e ZnO+H2O
第三节 金属的腐蚀与防护 正极反应 - -
:Ag2O+H2O+2e 2Ag+2OH
解析 锌银纽扣电池中负极锌失电子 电极反应式
◆练习与应用 , :Zn+
1
.
答案 化学腐蚀是指金属与其表面接触的一些物质直接反应 2OH - -2e - ZnO+H2O, 正极氧化银得电子 , 电极反应式 :
而引起的腐蚀
。
Ag2O+H2O+2e - 2Ag+2OH - 。
不纯的金属与电解质溶液接触时 , 会发生原电池反应 , 比较活 2 . 答案 负极 :4Al-12e - 4Al 3+ , 正极 :3O2+6H2O+12e -
泼的金属发生氧化反应而被腐蚀 这种腐蚀叫做电化学腐蚀 - 总反应
, 。 12OH , :4Al+3O2+6H2O4Al(OH)3
金属腐蚀会使机器设备 仪器 仪表的精度和灵敏度降低 会 解析 为负极 发生氧化反应 - 3+ 空气中
、 、 , Al , :4Al-12e 4Al ,
使桥梁 建筑物的金属构架强度降低而坍塌 会使地下金属管 的氧气在正极得电子 发生还原反应 -
、 , , :3O2+6H2O+12e
道发生泄漏 轮船船体损坏等 - 总的反应方程式为
、 。 12OH , 4Al+3O2+6H2O4Al(OH)3。
2答案 电化学腐蚀 3答案 负极反应 - + 正极反应 -
. (1) . :8Li-8e 8Li :3SOCl2+8e
- 2+ - - 2+ - - 2-
(2)Fe-2e Fe O2+2H2O+4e 4OH Fe +2OH 6Cl +2S+SO3
解析 电池总反应为
Fe(OH)2↓ 8Li+3SOCl2 6LiCl+Li2SO3+2S,Li
解析 铁锅中含有 和电解质溶液构成原电 失去电子 化合价升高 为负极 电极反应为 -
(1) Fe、C,Fe、C 、 , , 8Li-8e
池 易失电子作负极 所以铁锅的锈蚀属于电化学腐蚀 + 在正极得电子被还原生成 同时有 生成
,Fe , 。 8Li ;SOCl2 S, Li2SO3 ,
(2) 该原电池中 ,Fe 易失电子作负极 、C 作正极 , 负极上铁失电 电极反应为 3SOCl2+8e - 6Cl - +2S+SO 2 3 - 。
子生成亚铁离子 正极上氧气得电子发生还原反应 负极反应 4C 生铁中含有碳 碳 铁和电解质溶液构成原电池 铁作负极
, , . , 、 ,
式为 - 2+ 正极反应式为 - 而易被腐蚀 所以生铁的抗腐蚀能力比纯铁弱 故 正确 锡
Fe-2e Fe 、 O2+2H2O+4e , , A ; 、
- 亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁 离子方 铁和电解质溶液构成原电池 铁作负极而易被腐蚀 所以用锡
4OH , , , ,
程式为 2+ - 氢氧化亚铁不稳定 易被 焊接的铁质器件 焊接处易生锈 故 正确 在铁制品上镀铜
Fe +2OH Fe(OH)2↓, , , , B ;
氧气氧化生成氢氧化铁 化学方程式为 时 镀件铁制品为阴极 铜盐溶液为电镀液 故 错误 铁管上
, 4Fe(OH)2+O2+2H2O , , , C ;
镶嵌锌块 锌 铁和电解质溶液构成原电池 铁作原电池正极
4Fe(OH)3。 , 、 ,
3答案 锅炉中的锌 锅炉和水构成了原电池 锌作负极 锅炉 而被保护 所以铁管不易被腐蚀 故 正确
. 、 , , , , D 。
作正极被保护 故能减缓锅炉的腐蚀 5C 充电时阳离子向阴极移动 即 +向阴极移动 故 错误
, 。 . , K , A ;
解析 锅炉中的锌 锅炉和水构成了原电池 其中锌作负极被 根据总反应可知 充电时生成氢氧根离子 则电解质溶液中
、 , , ,
腐蚀 锅炉作正极被保护 故能减缓锅炉的腐蚀 只需要定期 c - 逐渐增大 故 错误 根据 -
, , , (OH ) , B ; 2Zn+O2+4OH +2H2O
更换锌片即可 2-可知 元素化合价升高 被氧化 故 为负
。 2[Zn(OH)4] ,Zn , , Zn
4B 项 生铁中金属铁 碳 潮湿的空气能构成原电池 金属 极 电极反应为 - - 2- 故 正确
. A , 、 、 , , Zn+4OH -2e [Zn(OH)4] , C ;
铁为负极 易被腐蚀而生锈 和电化学腐蚀有关 项 银质物 放电时 电路中通过 电子 消耗氧气 其体积为
, , ;B , , 4 mol , 1 mol,
品长期放置后表面变暗是由于金属银和空气中的成分发生反 标准状况 故 错误
22.4 L( ), D 。
应 属于化学腐蚀 与电化学腐蚀无关 项 铁质器件附有铜 6D 电解镁盐溶液时阴极上不能得到金属单质 故 错误 电
, , ;C , . , A ;
质配件 在接触处形成原电池装置 其中金属铁为负极 易被 解硝酸银溶液阴极 电极上生成 电解硝酸铅溶液阴极
, , , b Ag、 d
腐蚀生锈 和电化学腐蚀有关 项 黄铜 铜锌合金 制作的 电极上生成 两池中的电极上转移的电子数目是相等的 设
, ;D , ( ) Pb, ,
铜锣中 金属锌比铜活泼 形成原电池时作负极 被保护 转移 电子 电极增重 电极增重 所以质
, , ,Cu , 2 mol ,b 216 g,d 207 g,
和电化学腐蚀有关 量增加 故 错误 电解亚铁盐溶液 铝盐溶液时阴极上
。 b>d, B ; 、
5C 中发生化学腐蚀 中锌作原电池正极 被保护 中锌 都不能得到金属单质 故 错误 两池中的电极上转移的电子
. A ,B , ,C , C ;
10
教材习题答案
数目是相等的 设转移 电子 电极增重 电极增 其检验方法为用拇指按住管口 取出试管 放开拇指 将带有
, 2 mol ,b 64 g,d , , ,
重 所以质量增加 故 正确 火星的木条伸入试管内 木条复燃
216 g, b<d, D 。 , 。
7D 为电池充电时 为电解池的工作原理 与外电源正极连接 10答案 a 小于b
. , , . (1)Cl2 H2 % %
的电极是阳极 该极上发生的反应是失电子的氧化反应 元素 - - - -
, , (2)O2+4e +2H2O4OH H2-2e +2OH 2H2O
的化合价会升高 即 的氧化反应 燃料电池可以补充电解池消耗的电能 提高产出碱液的
, Ni(OH)2 。 (3)
8A 微生物电池中 所在电极为负极 发生失去电子 浓度
. ,C6H12O6 ,
的氧化反应 电极反应式为 - 解析 通空气一边为正极 那么左边必然通 即 为
, C6H12O6 -24e +6H2O (1) , H2, Y
+ 负极区有 生成 故 错误 微生物的作用 则电解池左边应为阳极 生成 由于燃料电池正极发
6CO2↑+24H , CO2 , A ; H2, , Cl2。
促进了 失电子 即促进了反应中电子的转移 故 正 生 - - 而燃料电池中的离子交换膜只
C6H12O6 , , B O2+4e +2H2O4OH ,
确 微生物电池工作时 内电路中阳离子移向正极 阴离子移 允许阳离子通过 所以反应后氢氧化钠的浓度升高 即a 小
; , , , , %
向负极 所以质子通过交换膜从负极区移向正极区 故 正 于b
, , C %。
确 由题图可知 该电池实质是 和 反应 即电池总 燃料电池中正极氧气得电子发生还原反应 电极反应式
; , C6H12O6 O2 , (2) ,
反应为 故 正确 为 - - 负极氢气失电子发生氧化反
C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O, D 。 O2+4e +2H2O 4OH ,
9答案 应 电极反应式为 - -
. (1)①④ , H2-2e +2OH 2H2O。
- - 2+ - 据装置特点及反应过程可知 这样设计的优点是燃料电
(2)2H2O+2e H2↑+2OH 、Mg +2OH Mg(OH)2↓ (3) ,
- + 池可以补充电解池消耗的电能 提高产出碱液的浓度 降低
(3)2H2O-4e 4H +O2↑ ; ;
用拇指按住管口 取出试管 靠近火焰 放开拇指 有爆鸣 能耗等
(4) , , , , 。
声 管口有蓝色火焰 11答案 - - - -
, . (1)2O2+4H2O+8e 8OH CH4+10OH -8e
用拇指按住管口 取出试管 放开拇指 将带有火星的木条 2-
(5) , , , CO3 +7H2O
伸入试管内 木条复燃 电解
,
解析 电解时 管中石墨作阳极 水电离出的氢氧根离 (2)H2 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
(1) ,B ,
子放电 导致阳极附近溶液酸性增强 但溶液电解前即为红 (3)4
, , 解析 在碱性溶液中 甲烷燃料电池的总反应为
色 所以 管溶液不变色 管中石墨作阴极 水电离出的氢 (1) , CH4+
, B ;A , - 2- 正极反应式为 -
离子放电生成氢气 同时有氢氧根离子生成 氢氧根离子和镁 2O2+2OH CO3 +3H2O, 2O2+4H2O+8e
, , - 负极反应式为 - - 2-
离子反应生成氢氧化镁沉淀 所以看到的现象是 管由红色 8OH , CH4-8e +10OH CO3 +
, A
变为黄色 管不变色 故选 7H2O。
,B , ①④。 电极与通入甲烷的电极相连 作阴极 水电离出的 +
中水电离出的氢离子放电生成氢气 生成的氢氧根离子 (2)b , , H
(2)A , 放电 生成 电解氯化钠溶液的总反应为
和镁离子反应生成氢氧化镁沉淀 电极反应为 - , H2; 2NaCl+2H2O
, 2H2O+2e 电解
H2↑+2OH
-
、Mg
2+
+2OH
-
Mg(OH)2↓。 2NaOH+H2↑+Cl2↑。
中水电离出的氢氧根离子放电生成氧气 电极反应为 根据得失电子守恒 可得 -
(3)B , (3) , 1molCH4~8mole ~4molCl2,
- + 由于两个甲烷燃料电池是串联的 故线路上转移的电子与电
2H2O-4e 4H +O2↑。 ,
管中收集的气体是氢气 氢气具有可燃性 其检验方法 路中连接一个燃料电池时相同 若每个电池甲烷通入量为
(4)a , , ,
为用拇指按住管口 取出试管 靠近火焰 放开拇指 有爆鸣 标准状况 则理论上最多产生 标准状况
, , , , 1 L( ), 4 L( )Cl2。
声 管口有蓝色火焰 12答案 将钢铁输水管用导线与金属镁相连 在潮湿土壤中形
, 。 . ,
管中收集的气体是氧气 氧气能使带火星的木条复燃 成原电池 金属镁作负极被消耗 钢铁作正极被保护
(5)b , , , , 。
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