10. 已知φ（H3AsO4/H3AsO3）= 0.559V，φ（I2/I）=0.535V，试计算下列反应：
H3AsO3 + I2 + H2O
H3AsO4 + 2I－ + 2H+
＃＃－
在298K时的平衡常数。如果pH = 7，反应朝什么方向进行？
nE#n(?#(?)??#(?))解：lgK = =
0.05920.0592 =
2?(0.535?0.559)= －0.81
0.0592
∴K = 0.15 由于E#<0
∴此时反应逆向进行
当pH=7时，[H+]=10－7，其它浓度均为1 mol·L－1 E =?? (+) －? (－)
=??＃(I2/I－) －?＃(H3AsO4/ H3AsO3) － =0.535－0.559－ =0.39V>0 ∴反应正向进行。 11. 已知：Fe2+ + 2e－ Fe3+ + e－
Fe φ＃ = －0.44V Fe 2+ φ＃ = +0.771V
0.0592lg(10－7)2 20.0592lg[H+]2 2该电池反应式为：3Fe 2+ = Fe + 2Fe3+
计算该电池的E＃值及电池反应的△rGm＃，并判断反应能否正向自发进行？ 解：E# =??＃(＋)－?＃(－) = －0.44－0.771 = －1.211V < 0 △rGm＃=－nFE# =－2×96485× (－1.211) = 233.69(kJ) > 0 ∴反应不能自发进行。
12. 根据下列反应组成电池，写出电池组成式，计算298K时的电动势，并判断反应自发进行的方向。
（1）2Ag(s) + Cu(NO3)2(0.01 mol·L－1)
2AgNO3(0.1 mol·L－1) + Cu(s)
2Cr 2+ (1 mol·L－1) + Br2(l)
（2）2Cr3+(0.01 mol·L－1) + 2Br－(0.1 mol·L－1)
解：（1）(－)Ag | Ag+(0.1mol·L－1) || Cu2+(0.01mol·L－1) | Cu(+) E = ? (＋)－? (－)
0.0592[Cu2?] =0.34－0.7996＋lg ?22[Ag] =－0.46+
0.05920.01lg2 20.1 =－0.46(V) < 0 故反应逆向自发进行。
（2）(－)Pt | Br2(l)，Br－(0.1mol·L－1) || Cr3+(0.01mol·L－1)，Cr2+(1mol·L－1) |
Pt(+)
E = ? (＋)－? (－)
0.0592[Cr3?]2[Br?]2 =－0.41－1.087＋lg
2[Ag?]2 =－1.68(V) < 0 故反应逆向自发进行。
13. 已知[Sn2+] = 0.1000 mol·L－1，[Pb 2+] =0.100 mol·L－1 （1）判断下列反应进行的方向 Sn + Pb 2+（2）计算上述反应的平衡常数K。 解： （1）E =?? (＋)－? (－)
0.0592[Pb2?] =??(Pb/Pb)－?(Sn/Sn)＋lg 2?2[Sn]＃
Sn 2+ + Pb
2+
＃
2+
=－0.126－(－0.136) + =0.010V > 0 故反应正向进行。
0.05920.100lg 20.1002?0.010n[?#(?)??#(?)] （2）lgK = = = 0.34
0.05920.0592∴K = 2.18
14. 已知φ＃（Br2/ Br－）＝ 1.065V，φ＃（IO3－，H+/I2）= 1.20V （1）写出标准状态下自发进行的电池反应式；
（2）若[Br－] = 0.0001 mol·L－1，而其它条件不变，反应将如何进行？ （3）若调节溶液pH = 4，其它条件不变，反应将如何进行？ 解： （1）?＃(IO3－，H+/I2) >??＃(Br2/Br－)
故电池反应为：2IO3－ + 10Br－ + 12H+ == I2 + 5Br2 + 6H2O （2）E =??＃(IO3－，H+/I2) －?＃(Br2/Br－) + (0.0592/10)lg[Br－]10 =1.20 －1.065 + 0.0592lg0.0001 =－0.101(V) < 0 故反应逆向进行。
（3）E =??＃(IO3－，H+/I2) －?＃(Br2/Br－) + (0.0592/10)lg[H+]12 =1.20 －1.065 + (0.0592×12/10)lg10－4 =－0.15(V) < 0 故反应逆向进行。 15 . 已知锰的元素电势图为：
3+ 0.95 MnO4－ 0.564 MnO2- MnOMn 2+ Mn 2 Mn1.51 4 2.26 －
1.69 1.23 （1）求φ＃（MnO4－/Mn 2+）； （2）确定MnO2可否发生歧化反应？
（3）指出哪些物质会发生歧化反应并写出反应方程式。
解： （1）?＃(MnO4－/Mn2＋) = (0.564 +2×2.26 + 0.95 + 1.51)/5 = 1.51(V)
3- （2）MnO2-4 2.26 MnO2 0.95 Mn
3+
E# =??＃(右)－?＃(左) < 0，MnO2不能歧化成MnO2-4和Mn
MnO4－ 1.69 MnO2 1.23 Mn 2+
E# =??＃(右)－?＃(左) < 0，MnO2不能歧化成MnO4－和Mn2+ ∴MnO2不能发生歧化反应
3+
（3）同理，MnO2-4 和Mn能发生歧化反应。
16. 在298K时，测定下列电池的E = +0.48V，试求溶液的pH值。 （－）Pt，H2(100kPa)|H＋(x mol·L－1)||Cu2+(1 mol·L－1)|Cu（+）
解： Cu2+ + H2 == Cu + 2H+
0.0592[H?]2E = E － lg 2?[Cu]p2H2#
0.48 =??＃(Cu2+/Cu) －?＃(H+/H2) － =0.34 － －lg[H+]2 = 2.36 ∴pH = 2.0
0.0592lg[H+]2 20.0592lg[H+]2 2第八章 原子结构和元素周期表
1. 如何理解电子的波动性？电子波与电磁波有什么不同？ 解： 略。
2. 如果电子的速度是7×105 m·s-1，那么该电子束的de Broglie波长应该是多少？
解： λ = 1039 pm 。 ??1039pm
3. 设子弹质量为10克，速度为1000 m·s-1，试根据de Broglie式和测不准关系式，用计算说明宏观物质主要表现为粒子性，它们的运动服从经典力学规律（设子弹速度的测不准量为△vx=10-3 m·s-1）。
解： ??6.6?10-26nm,很小，可忽略，说明子弹等宏观物质主要表现为粒子性。
Δx?6.6?10?29m，很小，可忽略，说明子弹有确定的运动轨道。
4. 写出下列各能级或轨道的名称：
⑴ n = 2，l = 1 ⑵ n = 3， l = 2 ⑶ n = 5，l = 3
⑷ n = 2， l = 1， m = -1 ⑸ n = 4， l = 0， m = 0 解：⑴ 2p能级 ⑵ 3d能级 ⑶ 5f能级 ⑷ 2py轨道 ⑸ 4s轨道 5. 氮的价层电子排布是2s22p3，试用4个量子数分别表明每个电子的运动状
态。
解： 2，0，0，1/2； 2，0，0，-1/2；
2，1，0，+1/2； 2，1，1，+1/2； 2，1，-1，+1/2 。 6. 以下各“亚层”哪些可能存在？包含多少轨道？ ⑴ 2s ⑵ 3f ⑶ 4p ⑷ 5d 解：⑴ 1个轨道，n = 2，l = 0，m只能为0，即有1个轨道。 ⑵ 无此亚层，n = 3，l只能为0，1，2，不能为3。
⑶ 3个轨道，n = 4，l = 1，m能为0，+1，-1，有3个轨道。
⑷ 5个轨道，n = 5，l = 2，m能为0，±1，±2，有5个轨道 7. 按所示格式填写下表：
价层电子排原子序数 电子排布式 布 49 解：
原子序数 10 24 80 电子排布式 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p1 1s22s22p63s23p63d54s1 1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s2 周期 族 1s22s22p6 3d54s1 6 ⅡB 价层电子排布 5s25p1 2s22p6 4f145d106s2 周期 5 2 4 族 ⅢA 0 ⅥB 8. 不参考周期表，试给出下列原子的电子排布式和未成对电子数： ⑴ 第4周期第七个元素；