《2022年全国高中化学竞赛教练员习题答案七化学热力学高中化学.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年全国高中化学竞赛教练员习题答案七化学热力学高中化学.pdf（15页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、七、化学热力学（A）1. U = 87.2 kJmol1H = U + pV = U + nRTH = 87.2 + (24) 8.314 298 103 = 92.2 kJmol12. H 298 = 393.13 ( 395.0) = 1.87 kJmol13. rH m=121H m2H m3H m= ( 27.59)/2 ( 58.52)/6 (+38.04)/3 = 16.72 kJmol14. rH m= 32H m 21H m=3 ( 483.7) 2 ( 92.4) = 1266.3 kJmol1在此温度下，正反应是放热的。5.（1）熵增（2）熵减（3）熵增（ 4）熵减（ 5）
2、熵增（ 6）熵增6. rG m =121G m +522G m =12 ( 142.0)+52 ( 113.6) = 355 kJ mol17. rH m = fHm,CO2 + 2fHm,H2O(l)fHm,CH4= ( 392.9) + 2( 285.5) ( 74.82) = 889.08 kJmol1rS m = Sm,CO2 + 2Sm,H2O(l)Sm,CH4 2Sm,O2= 213.6 + 2 16.75 186.01 2 205.0 = 348.91 Jmol 1 K 1rG m =rH m TrS m = 889.08 298.15 ( 348.91)10 3 = 785.0
3、5 kJmol18. Fe2O3(s) + 3C(s)2Fe(s) + 3CO(g)fHm,CO = 110.5 kJmol1 fHm,Fe2O3 = 820 kJ mol1rH m = 3fHm,COfHm,Fe2O3 = 3 ( 110.5) ( 820) = 488.5 kJmol1rS m = 3Sm,CO + 2Sm,Fe 3Sm,CSm, Fe2O3= 3 198 + 2 27 3 5.5 180 = 451.5 Jmol 1 K 1假设在 298KT 区间，rH m 、rS m基本保持不变，令rG m,T =0 则: T = rH m/rS m = 488.5 103/451.5
4、 = 1082 K 故在 1 atm 下，当 T 1082 K 时， Fe2O3能用碳来还原。9. TiO2 + 2C Ti + 2CO rH m = 2fHm,COfHm,TiO2= 2 ( 110.5) ( 912) = 691 kJmol1rS m = 2Sm,CO + Sm,Ti 2Sm,CSm,TiO2= 2 198 + 30 2 5.5 50.5 = 364.5 Jmol 1 K 1令在 298KT 温度区间内，rH m、rS m基本不变，rG m,T = 0 则: T = rH m /rS m = 691/0.3645 = 1896 K 1613精品资料 - - - 欢迎下载 -
5、 - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 15 页 - - - - - - - - - - 10. 查表得 : Al2O3 (s) Al (s) CO2 (g) CO (g) C (石墨 ) rH m (kJ mol1) 1676 393.51 110.52 S m(J mol 1 K 1) 50.92 28.33 213.6 197.56 5.74 对于反应 : 2Al2O3(s) + 3C(s)4Al(s) + 3CO2(g)(1) 1H m= 3fHm,CO2 2fHm,Al2O3 = 3 ( 393.51) 2
6、( 1676) = 2171.47 kJmol11S m= 3 (213.6)+4(28.33) 2 (50.92) 3 (5.74) = 635.06 Jmol 1 K 11G m= 2171.47 298.15 635.06 10 3 = 1982.13 kJmol1对于反应 : Al2O3(s) + 3CO(g) 2Al(s) + 3CO2(g)(2) 2H m= 3fHm,CO2 3 fHm,COfHm,Al2O3 = 3 ( 393.51) 3 ( 110.52) ( 1676) = 827.03 kJmol12S m= 3 (213.6) + 2(28.33) 3 (197.56)
7、 50.92 = 53.86 Jmol 1 K 12G m = 827.03 298.15 53.86 10 3 = 810.97 kJmol1对于焦炭还原Al2O3来炼金属铝 : T = 2171.47/0.63506 = 3419 K 需要高出3419 K 温度，很难实现这样的条件。（B）1. (1) 电极反应负极：H2(g) + 2OH 2e 2H2O 正极： HgO(s) + H2O + 2eHg(l) + 2OH电池反应 : HgO(s) + H2(g) Hg(l) + H2O(l) (2) rG m = nFo = 2 96500 0.9260 = 178.7 kJmol1H2(g
8、) + 1/2O2(g)H2O(l) rG m,(1) = 237.2 kJmol1 (1) HgO(s) + H2(g) Hg(l) + 2H2O(l) rG m,(2) = 178.7 kJmol1 (2) (2) (1) 得 HgO(s)Hg(l) + 1/2O2(g)(3) rG m,(3) = rG m,(2)rG m,(1) = 178.7 ( 237.2) = 58.5 kJmol1 由 lnKp = ( G /RT)得: lnKp= (58.5 103)/(8.314298.15)= 23.5999 Kp= 5.63210 11 而 Kp= pO21/2或 Kp = (pO2/
9、p0)1/2精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 15 页 - - - - - - - - - - pO2= ( Kp)2 = 3.1710 21 (atm) 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 15 页 - - - - - - - - - - pO2= (Kp)2 p0= 3.17210 21 101.3 kPa = 3.2110 19 kPa 由rG m = rH m
10、 TrS m得: rH m = rG m+ TrS m=58.5 + 298.1577.1+ (1/2)205.0 73.2 10 3 298.15 = 90.2 kJmol1(3) HgO(s) 在空气中分解，pO2 = 0.21 101.3 kPa , 由rG m = RTlnK 得: lnK1= (1)1rmHRT+rmSR(1) lnK2= (2)2rmHRT+rmSR(2) ln(K2 /K1 ) = ln( p2/p1)1/2 = (1/2)ln( p2/p1) = (rH m /R)(1/T1 1/T2) rH m(1) = rH m(2)，rS m(1) =rS m(2) 1/
11、T2= 1/T1 Rln( p2/p1)/2rH m = 1/298.15 8.314ln(0.21/3.2110 21)/(290.2 103) = 1/298.15 2.01310 3 = 1.25110 3，T2= 799 K 2. (1) 将 8 (2)式 + 9 (3)式 (1)式得 : 8C(石墨) + 9H2(g) C8H18(g) rH m= 82H m+ 93H m1H m= 8 ( 393.5)+9( 285.8) ( 5512.4) = 207.8 kJmol1rS m = 463.7 8 5.694 9 130.6 = 757.25 Jmol 1 K 1rG m = r
12、H m TrS m= 207.8 298 ( 757.25)10 3 = 17.861 kJmol1rG m = RTlnKpKp= exp(rG m /RT) = 7.4010 4(2) Kx = Kp(p/po)nn = 8 Kx = Kp(p/ po)8当压力不高时，Kp 为常数， Kx随总压的增加而增大，有利于正辛烷生成。或者直接从n = 8，增大压力， 平衡向缩小体积的方向移动，即有利于正辛烷的生成。(3) 2lnprmdKHdTRT, 而rH m Kp= 1.4310 38rGm0，即 Ni(OH)2在干燥的空气中不能自分解为Ni(s) 、 O2(g)和 H2O(l) 。4 电池反
13、应为Ag2O(s) + H2(g) 2Ag(s) + H2O(l)(1) 1 = 1.172 V 818C Hx818C Hx818C Hx2Hx正负负2O0.21 atmp21 2O()0.210.46pp精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页，共 15 页 - - - - - - - - - - 化学反应为H2(g) + (1/2)O2(g)H2O(l) (2) 2G m = 228.6 kJmol1为标准大气压，1G m = n1F1 = 2 96500 1.172 = 226.2
14、kJmol1为求rG , 必须根据热力学原理设计如下途径的反应：H2 (g) + 1/2O2 (g) 2mGH2O (g) (101.3 kPa) G1rG H2O (g) (3.168 kPa) G2平衡态G2 = 0 H2O (l) (101.3 kPa) H2O (l) (3.168 kPa) 由以上反应得：rG = G1 + G2 + G2 + G3 + 2G m= G1 + 2G m= 2G m + nRTln(p2/p1) =228.6 + 18.314 298.2ln(3.168/101.3)=2.372 105 (J mol1) = 237.2 (kJmol1) 反应 (1)
15、反应 (2)，得反应 (3) Ag2O(s)2Ag(s) + (1/2)O2(g) 3G m = 1G m2G m = 226.2 + 237.2 = 11.0 kJmol1固体 Ag2O 的rG m即为 3G m，等于 Ag2O(s)的标准生成自由能，rG m = 11.0 kJmol1Kp = ( /p)1/2 3G m = RTlnKp = RTln ( /p)1/2 ln( /p) =43221.10108.8748.314298.2mGRT/p= 1.40 104 = 1.40 104 1.013 105 = 14.2 Pa 5. 设计可逆电池 : Pt|H2(p) |H+(aH+=
16、1)|Cu2+(aCu2+=1)|Cu 电极反应负极： H2 2e 2H+正极： Cu2+ + 2e Cu 电池反应 : H2 + Cu2+ 2H+ + Cu (1) 1G m = nF1 = nF( )= nF(0.340 0.00) = 2 96500 0.340= 65.62 kJmol1同理设计电池: Pt|H2(p) |H+(aH+=1)|Cu2+(a=1), Cu+(a=1)|Pt 电池反应 : 1/2H2 + Cu2+ H+ + Cu+(2) 2G m = nF2 = 1 96500 (0.167 0.00)= 16.12 kJmol1(2)2 式 (1)式，得 (3)式 Cu2
17、+ + Cu 2Cu+ (3) 3G m = 22G m1G m = ( 16.12) 2 + 65.62 = 33.38 kJmol12mG2Hp2H O( )ml2HO( )ml30G2H O( )ml2Op2Op2Op2Op2Op1mG正负精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 6 页，共 15 页 - - - - - - - - - - 3G m = RTlnKC = RTln222(Cu)2CuCu Cuaa或22(Cu)Cuaa=333808.314 298.15-e= 1.4110
18、6(2)由此结果可知，在金属铜存在下，能与Cu2+离子平衡存在的Cu+离子浓度很低，如果Cu+离子浓度超过这一比值，该Cu+离子就从它们的过饱和状态游离出来，结果发生如下反应：2Cu+ Cu2+ Cu。从而产生金属铜粉，这些铜粉沉入电解槽底部而成为阳极泥。或从rG m = RTlnK公式来计算也可以。平衡时 : = 2Cu/Cu+0.59161lg2CuCu =Cu/ Cu+0.59161lgCu+ 0.59161lg22Cu Cu=2Cu/ CuCu/Cu= 0.167 (2 ) = 0.167 0.513 = 0.346 22Cu Cu=100591. 0346.0= 1.4010 66.
19、 从废气中除去NOx的可能途径有下列四种：(1) 使 NOx分解为单质NO (1/2) N2 +(1/2) O2 rH m = fHm = 90.4 kJmol1rS m = (1/2) 192 + (1/2) 205 211 = 12.5 Jmol 1 K 1在 T 不太大时，rG m 0，在加热或在常温下能分解为单质。对于 NO2(1/2) N2 +O2 也可以同样讨论。但这些分解反应的活化能高，所以必须选用催化剂。要求催化剂不会被 CO、SO2毒化，否则应预先除去废气里的CO 和 SO2。(2) 使 CO 和 NOx反应，生成 N2和 CO2： NO + CO(1/2) N2 + CO2
20、rH m = ( 393.5) ( 110.5) 90.4 = 373.4 kJmol1rS m = 214 + (1/2)192 198 211 = 99 J mol 1 K 1NO2 +2CO (1/2) N2 +2CO2rH m = 2 ( 393.5) 33.9 2 ( 110.5) 90.4 = 599.9 kJmol1rS m = (1/2)192+2 214 2 198 241= 113 J mol 1 K 1rH m 0，TrS m 0，要使rG m 0，T(599.9 103)/(113) 2Cu/ CuCu/ Cu2Cu/CuCu /Cu精品资料 - - - 欢迎下载 -
21、- - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 7 页，共 15 页 - - - - - - - - - - 5310 K ，在 23000的温度范围内反应都是自发的。选用适当的催化剂即可反应，但催化剂应不会被SO2毒化，适用于NO : CO 、NO2 : CO 的物质的量之比分别接近于1 和 0.5 的废气。(3) 把 NOx变为 NO2，用碱液吸收，NO + (1/2) O2NO2rH m = 33.9 90.4 = 56.5 kJmol1rS m = 241 211 (1 2) 205 = 72.5 Jmol 1 K 1要使rG m
22、= H T S 0，则 T(56.5 103)/(72.5) = 779 K反应温度应低于779 K，适当冷却、加压、有过量的O2均有利于反应。事实上该反应在常温下且无催化剂存在就可发生。产物 NO2及废气里原有的NO2可用碱液吸收：O2 + 4NO2 + 4NaOH 4NaNO3 + 2H2O (4) 通入适量的NH3，与 NOx反应，生成无毒的N2。6NO + 4NH35N2 + 6H2O(g) rH m = 6 ( 242) 4 ( 46.2) 6 (90.4) = 1809.6 kJmol1rS m = 5 192 + 6189 4 193 6 211 = 56 Jmol 1 K 1r
23、G m在任何温度下永远小于零。6NO2 + 8NH37N2 + 12H2O(g) rH m = 12 ( 242) 8 ( 46.2) 6 (33.9) = 2737.8 kJmol1rS m = 7 192 + 12198 8 193 6 241 = 622 Jmol 1 K 1rG m在任何温度下永远小于零。选用适当的催化剂，在一定的条件下发生上述两个反应，适用于 SO2含量较少的废气，或催化反应应有选择性，使NH3优先与 NOx反应而不与SO2反应 . 7. BaO(s) + H2O(l) Ba(OH)2(s)1H m= 103 kJ mol1 (1) Ba(OH)2(s) + aq B
24、a2+(aq) + 2OH(aq) 2H m = 52 kJ mol1 (2) Ba(OH)2 8H2O(s) + aqBa2+(aq) + 2OH(aq)3H m = 64 kJmol1 (3) (1) 能求得 BaO(s)的溶解热， (1)+(2) ：BaO(s)+ aq Ba2+(aq) + 2OHrH m = 1H m +2H m = 103 + ( 52) = 155 kJmol1故 BaO(s)的溶解热为 155 kJ mol1。(2) 能求得Ba(OH)2(s)转变成Ba(OH)2 8H2O(s)的能量变化，(2) (3)得： Ba(OH)2(s) + 8H2O(l) Ba(OH
25、)2 8H2O(s) rH m =2H m 3H m = 52 64 = 116 kJ mol1(3) 不能求得 “ O2” (s) + H2O(l) 2OH(s)的能量变化，因为式 (1)。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 8 页，共 15 页 - - - - - - - - - - 8. (1) C6H12O6(s) + 6O2(g) 6CO2(g) + 6H2O(l) 2816(2) 1 mol C6H12O6(s) 6CO2 + 6H2O，增加 12 个 O(氧原子 ) 电子数122
26、 = 24 mol 1 kg 葡萄糖的(3) 从上面计算看是不相等的。其差值为熵变因素所致，仅讨论放出多少热量是不全面的。(4) 设人体温度为 37 oC，(热机效率 ) 氧化 1 kg C6H12O6放出的热量为Q = 1.56104 kJ 相当于维持人体血液循环需要的功(8.6102 kJ)。由此可以推断，人体作为热机所获取的功仅能维持血液循环，而人体进行脑力、体力劳动还需要做功， 可见人体能量转换以电化学过程可能较大。9. (1) 根据 Born Haber 循环NH4+H (s) NH3 (g) + H2 (g) +H+2H (g) NH4+ (g) + H+ (g) H + + H
27、= 673 (435.5 78.2 + 1317 894.5) = 106.8 kJmol1 Jmol 1 K 1 NH4H(s)分解成 NH3(g)和 H2(g)是自发的， NH4H 不稳定。22612621,(H O),(CO),(C HO)166( 285.8393.5)6( 1259.8)2816 (kJ mol)ffmfmfmHHHHg41000 1801.5610 kJ-12496500 1.242871.8 (kJ mol )nFgo4(1000 180)1.59510kJ(3720) (37273)17 310421.561017 3108.5510kJQ2-1H435.5 k
28、J molDgH-1H-78.2 kJ molAg-1H1317 kJ molIg-1p = -894.5 kJmolHg-1673 kJ molUg2HD2HDHHpAIHUHHp()UAIH324(NH )(H)(NH H)192.3129.666.9255SSSS3106.8298.1525510182.83 kJ0GHTS精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 9 页，共 15 页 - - - - - - - - - - (2) NH4 Cl (s) NH3 (g) + HCl (g) +
29、H+H (g) + Cl (g) NH4+ (g) + Cl(g) H + H = 680 ( 428 354.5 + 1317 894.5) = 184 kJmol1 Jmol 1 K 111. (2) ，故选用 250oC 较为有利。令，(3) 由(1) + (3) 2 (2)，得： 2XeF4(g) XeF2(g) + XeF6(g) (1)(3)(2)48pp4250282p23400328.80101.01 107.7610(1.07 10 )3.6 1036.03.31 10(1.98 10 )KKKKKK 值相差不大，且均较小，故250 oC 和 400 oC 均可，若考虑反应速
30、率，选400 oC 有利。12. (1) Cu(s) + H+(aq) + I(aq) CuI(s) + (1/2) H2(g) 21/ 2H/(HI)Kp，Cu2+/Cu+= 1.19 106令Cu(s)+ 2H+(aq) Cu2+(aq) + H2(g) -1Cl-354.5 kJ molAg-1H1317 kJ molIg-1p-894.5 kJ molHg-1680 kJ molUgHClClHpDAIHUHClClHp()UDAIH34(NH )(HCl)(NHCl)192.3184.097.6281.7SSSSH-1HCl428 kJ molDg2504000.944 0.0182
31、51.9KK6XeF1 atmp4XeF0.1 atmp2F1 (0.1)0.944p642250XeFXeFF()0.944Kppp2F1 (0.10.944)10.6 atmp2222H222222H6122,CuICuCu 1H CuCu I Cu1(1.19 10 )H sppKpK222HCu H Kpg精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 10 页，共 15 页 - - - - - - - - - - +2+222+2+222H /HCu/CuH2H2H /HCu/Cu120.059
32、H0.059lglgCu22Cu0.059lg=0.000.3372H lg0.3372 0.05924.12 10ppKKK2 = (5.01012)2 (1.19 106)1 4.12 1012 = 1.385105K = (2) ，HI(aq) 是强电解质，H+ = I，= 1atm， I2= I= (3) 可逆电池：Cu(s) | CuI(s) | HI(aq) | H2(101.325 kPa) | Pt (4) 先求0.059lgCu+ ， 而I=1mol L1，再求。已知= 0.337 V ，当 Cu、Cu+、Cu2+达化学平衡时 Cu2+/(Cu+2) = 1.19106，Cu
33、2+ + Cu 2Cu+ 将上述反应设计成可逆电池：Cu(s)|Cu+(aq)|Cu2+(aq),Cu+(aq)|Cu(s) 平衡时 = 0，解、得：=0.517 V = 0.517 + 0.0592lg(5.0 10 12) = 0.152 V 13. 2Ag(S2O3)23 + H2S Ag2S+ 2HS2O3 + 2S2O32(K1) (1) 2Ag2S + 8CN + O2 +2H2O 4Ag(CN)2 + 2S + 4OH(K2) (2) 2Ag(CN)2 + Zn 2Ag + Zn(CN)42(K3) (3) 521.267103.721021 (3.7210 )，21-1( 3.
34、72 10 )0.0518 mol Lg+CuI/CuCu/CuQ21/ 22H(HI)3.7210pKCuI/Cu+sp,CuIsp,CuICuI/Cusp,CuICu /CuCu I + 0.059lgKKK+Cu /Cu2+Cu/Cu2+2+Cu/CuCu /CuCu0.0592lg+ 0.0592 lgCu Cu ，+2+22Cu /CuCu/CuCu0.0592lgCu +2+Cu /CuCu/Cu0.360 V2+2+Cu/CuCu /CuCu/Cu22+Cu/CuCu /Cu= 20.337 = 0.674 V+Cu /Cu+CuI/Cusp,CuICu/Cu0.0592 lgK
35、-22-2232313-2322HS O S O Ag(S O ) H SK-22-22-2+ 22-+22323233-+ 22-22-+2232223HS O S O S O Ag S H =Ag(S O ) H SAg S O S H 2Hp精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 11 页，共 15 页 - - - - - - - - - - =+23-4-2+22-232233-2+22-+22-2232223Ag (S O ) HS O H S 1Ag(S O ) H SAg S H S
36、 O 2S2(aq) + O2(g) + 2H2O(l) 2S(s) + 4OH(aq) 5921451259432lg40.88 0.059259.45952.8810(1.310 )(6.010)2.88102.9610KKK由 Zn(s) + 2Ag+(aq) Zn2+(aq) + 2Ag(s) 得：3-1222232232221aasp,Ag Sa ,H S Of , Ag(S O )132812511227(2.910 )9.1 101.1 10(6.010)(2.510)3.1710KKKKKgggg222-222- 4-4-4-4+42-2222-8-8+42-2OO-4-4+4
37、2-22+4- 82-2O-442sp,Ag S2-2f,Ag(CN)OAg(CN) OH Ag(CN) OH Ag S =CN CN Ag S Ag(CN)OH Ag S Ag CN S OH S KpppKKKKpggggg22-22O2-2-222O /H-42-S/S2-2S/S4O /H O2-2S/SO0.05920.05921lglg4OH 2S 0.05921lg4S 0.0592OHlg= 0.40(0.48)4S Opp2-422-2-2+2-4443-2-22+2-4222-+2-42+42+-4-2+222+23+2f,Zn(CN)f,Ag(CN)Zn(CN)Zn(CN
38、)ZnAg CN =Ag(CN)Ag(CN)ZnAg CN Zn(CN)Ag CN Zn=ZnCN Ag(CN)Ag Zn=AgKKKKKgg令K2+2+2+2Zn/ZnAg /AgAg /AgZn/Zn0.05920.0592lgZnlgAg2222lg()(0.7990.77)53.00680.05920.0592K5316212532731.02105 10(1.3 10 )1.02103.0210KK精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 12 页，共 15 页 - - - - - - -
39、 - - - 14. (1) ，配位数应为6，应取 NaCl 型（立方面心）结构。(2) TiC + 3/2O2TiO2 + CO 1H m= 870.7 kJmol1C + 1/2O2CO 2H m = 110.5 kJmol1 3 ，得 TiO2 + 3C TiC + 2CO (3) Born Haber 循环：K (s) + 1/2Cl2 (g) KCl (s) K (g) Cl (g) UK+ (g) + Cl(g) 15. (1) 对于 AgCl 饱和溶液Ag+ = Cl = 而(2) 由(1)知4+4-TiC/74.5 141.50.527rrrr-13( 110.5)( 870.
40、7)539.2 kJ molrmHg,KClfmHEA,ClmH2m,Cl12dHs,K(s)mH1ImH12,KCl,K(s),K(g),ClEA,Cl(g)-112894252441 2( 355)( 438)719 kJ molfmsmImdmmHHHHHUUg+Ag /AgAg /Ag0.0592lgAg10.05920.800lg0.010.6816 V1sp,AgClK+1AgCl/AgAg /Ag0.17 VAgCl/Ag0.6816 V0.17 V0.5116 V+AgCl/AgAg/Agsp,AgClAg /Ag0.0592lgAg10.0592lg1Ksp,AgCl0.05
41、920.5116 V0.800 Vlg2K10sp,AgCl1.81 10K+105AgCl/Ag2AgCl/Ag3Ag /AgAg /Ag0.43V,1.030 VAgCl/Ag0.5116 V+105+1010+10Ag /AgAg /Ag+Ag /AgAg/AgAg /Ag0.0816 V 0.5184 V0.0592lgAg0.0816 V10.05920.0816lg(0.01)0.200 V1精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 13 页，共 15 页 - - - - - - - -
42、 - - (3) 从(2)中可知小颗粒的电极电位低，这是由于小颗粒具有大的表面积，在结晶过程中，对于表面原子需要很大的能量，因此小颗粒的金属银的生成自由能大（负得少），标准电极电位就低。随着表面原子相对量的减少，即颗粒的增大，这种影响会减小。必须说明的是，电极电位不是随着颗粒大小不断增大而不断增加的。某一定大小的小的原子簇（cluster）的电极电位非常高，这是由于这些原子簇满壳层（由“魔”数个原子组成10n2+2）非常稳定所致。(4) (a) pH=13 时, 而都高于 0.770 V， 它们在 pH=13 的溶液中表现为惰性金属，不能被氧化，无反应发生。从定量来看，当时达到平衡，则溶液中A
43、g+分别为：(Ksp,AgOH = 2.0108，pH=13 时， OH = 10 1 mol dm3在 OH = 10 1 mol dm 3中， Ag+5基本上达到饱和。) (b) pH = 5 时，Ag10仍然在 pH=5 的溶液中稳定。Ag+10 = 4.18109 mol dm-3。在 pH=5 的溶液中 Ag5反应： Ag5 + 5H+5Ag+ + 5/2H2(c) +55+5+Ag /AgAg /AgAg /Ag0.0592lgAg= 0.5184 V10.0592= 0.5184 Vlg(0.01)0.400 V1+222+H O/HH/H0.0592lgH10.05920.00
44、( 13)0.770 V1+105Ag /AgAg /Ag和+102Ag/AgH /H+10+5+10Ag /Ag+17-310+5Ag /Ag+7-350.0592lgAg0.770 V1Ag4.1210mol dm0.0592lgAg0.770 V1Ag5.6210mol dm，+22+1025+H /HH /HAg /AgH /HAg/Ag0.05920.0592lgH( 5)0.2960112+2+2+Cu/CuCu/Cu0.0592lgCu2精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 14
45、页，共 15 页 - - - - - - - - - - = 0.200 + 0.0592 lg10 10 = 0.392 V = 0.400 + 0.0592 lg10 10 = 0.992 V = 0.00 + 0.0592 lg10 7 = 0.414 V 由于Ag5原子簇首先与Cu2+反应：Ag5 + 5/2Cu2+5Ag+ + 5/2Cu Ag5耗尽后， Ag10开始被氧化： Ag10 + 5Cu2+10Ag+ + 5Cu 随着 Ag+离子浓度增大，增大，有可能超过，又可以发生 Ag+与 Cu 的反应： 2Ag+ + Cu Cu2+ + 2Ag ( 该现象发生在银原子簇溶解后)。2+CuCu+10Ag/Ag+5Ag/Ag+2H /H2+2+51012Cu/CuAg /AgCu/CuAg /Ag+5Ag /Ag30.05920.345lg100.256 V2精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 15 页，共 15 页 - - - - - - - - - -