工程化学基础参考答案Word文档格式.docx
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由题意得
=216、5–180=36.5g
==1mol
7、已知化学反应方程式:
求1吨含有95%碳酸钙得石灰石在完全分解时最多能得到氧化钙与二氧化碳多少千克？
设能得到氧化钙xkg,二氧化碳ykg,则由题意得:
=950（kg）
1005644
950xy
x=
y=
8、已知化学反应方程式:
试问:
当反应过程中消耗掉2mol时,该反应进度为多少？
分别用、、进行计算。
如果把上述化学方程式改成:
其反应进度又为多少？
解:
当反应方程式为时,反应消耗掉2mol,则刚好消耗掉6mol,（即）,同时生成4mol。
按反应进度定义式得:
当反应方程式为时,同理可得:
9、已知化学方程式:
反应进度ξ=0、5mol时,问消耗掉多少？
生成了多少?
由反应进度定义式可得:
消耗掉1mol,生成1mol。
思考题
1．略。
2．物质层次有哪些？
各层次物质运用适用得理论就是什么？
（1）宏观物体——牛顿力学;
（2）微观物体——量子力学;
（3）宇官物体——广义相对论;
（4）渺观物体——超弦（？
3、略。
4、以人体或烧结炉为例说明系统与环境得划分与确定不就是绝对得,而就是相对得。
系统得选择根据研究需要而定,不同得方法与不同得角度对系统得划分也不同。
以烧结炉为例,在烧结炉中放置两块金属如铁片与银片,其间放有低熔点合金如锡与鉍得合金,在可控还原气氛如氮与氢得混合气体保护下加热,则两块难熔金属将被烧结在一起。
在这个例子中,如果要讨论烧结工艺得有关问题就可以把整个烧结炉作为系统,它包括金属片、低熔点合金与气体介质,而烧结炉外空间中得物质则均为环境。
如果想研究烧结炉内可控保护气体间发生得反应,那么就可把氮气分解得化学反应当作一个系统加以讨论。
而炉膛内得支架、难熔合金片、低熔点等物质及绝热均为环境。
可见,“系统”得确定就是根据研究对象得需要划分得。
5、略。
6.20℃得实验室内,把一只盛有水与冰得但没有盖得瓶子作为一个系统来研究,那么该系统可称为什么系统？
它可与环境交换些什么？
若盖上盖子密封,则情况怎样？
这个系统称为什么系统？
若将这个瓶子用绝对隔热（实际上就是不可能得）石棉布包裹,情况又如何？
如果把整个实验室作为一个孤立系统来讨论,此时需要什么条件？
（1）敞开系统,物质与能量得交换;
（2）封闭系统,能量得交换;
（3）孤立系统,既无物质得交换也无能量得交换;
7、略。
8、摩尔（mol）就是物质得量得单位,使用时应注意什么？
在使用物质得量得单位时必须指明基本单元。
9、略。
10、反应进度得物理意义就是什么？
能不能随便改动化学反应方程式？
生成一定量得时,反应与反应得反应进度就是否相同？
（1）物理意义:
反应系统中任何一种反应物或生成物在反应过程中物质得量得变化c与该物质得化学计量数得比值。
（2）因反应进度与化学计量数有关,故不能随便改动化学反应方程式。
（3）生成物得物质得量一定,化学计量数不同,则反应进度也不同。
第二章物质得化学组成与聚集状态
ξ2、1物质得化学组成
1.写出下列配位化合物得名称或化学式,指出配位中心、配体、配位原子与配位数,并指出哪些就是螯合物。
（1）三氯·
一胺合铂（Ⅱ）酸钾
（2）四羟基合锌（Ⅱ）酸钠
（3）硫酸三乙二胺合镍（Ⅱ）
（4）氯化一氯·
亚胺合钴（Ⅲ）
（5）乙二胺四乙酸合钙（Ⅱ）酸钾
（6）四羟基合镍
（7）氯化二胺合银（Ⅰ）
（8）六氰合铁（Ⅱ）酸钾
2、简述金刚石、石墨与碳团簇结构得异同及其应用。
硬度最大、熔点最高、不导电
贵重金属
导电性、润滑性
铅笔芯、润滑材料、电极材料
超导电性
半导体、非线性光学等方面得应用
3、列举三种不同类型得非整比化合物及其用途。
、
计算机储存元件得一种非晶态材料
信息、电子工业中经常用到得半导体材料
钛镍形状记忆合金
4、指出聚苯乙烯、聚酰胺-610中得链节、重复单元与聚合度。
聚苯乙烯
聚酰胺-610
链节
重复单元
聚合度
n
2n
5、写出聚丙烯、聚丙烯腈、尼龙-66与聚二甲基硅氧烷得化学式,并按主链组成指出它们属于哪类高分子化合物。
（提示:
碳链、杂链、元素有机类）
化学式
类别
聚丙烯
碳链
聚丙烯腈
杂链
尼龙-66
聚二甲基硅氧烷
元素有机类
6、略。
7、指出蛋白质、DNA与RNA分子得组成与结构特点。
结构特点
组成
蛋白质
一条或多条肽链构成得生物大分子,相对分子质量可从一万到数百万
DNA
RNA
8、用恰当得文字或符号填入空格内。
（1）三丙烷基铝属有机金属化合物,其中键得键能小于键与键得键能,容易在键处断裂,它被广泛用于化学气相沉淀。
（2）从遗传信息传递中心法则可知,在人体中DNA具有携带遗传信息得功能,RNA具有复制遗传信息得功能,蛋白质具有执行生命得功能。
思考题
1.分析配位中心与配体得特征,为什么螯合物特别稳定？
配位中心:
处于配合物中心得位置得正离子或中性原子;
配体:
按一定空间位置排列在配位中心周围得负离子或中性分子。
由于螯合效应,所以螯合物得稳定性很强。
2.联系实际,简述团簇、非整比化合物在工程应用中得重要性。
碳纳米管可用于未来电子工业制造电子器材与超细导线,使电子芯片集成度更高,体积更小。
碳纳米管有优异得力学性能,有很好得韧性,弹性比碳纤维高5个数量级,就是制备高强度轻质材料得理想组元。
非整比化合物等在材料中十分重要,可以控制或改善无机固体材料得光、电、声、磁、热与力学性质。
例如,碳化物、氮化物在钢材中可以有效得提高钢材得硬度。
3.略。
4.联系实际,体会一般高分子化合物与生物大分子得异同。
略
5.比较蛋白质与核酸在生物体内得重要作用,现代生物工程主要包括哪些方面？
略。
……
ξ2、2固体
1.根据题意,选择正确得标号填入空格内。
（1）B,F
（2）D
（3）C、D、E,D
（4）A
2.试比较下列典型离子晶体得熔点高低,并说明理由。
>
理由:
3、试比较下列这些晶体得熔点高低并说明理由。
4、已知下列两类晶体得熔点（℃）:
（1）NaF（993）,NaCl（801）,NaBr（747）,NaI（601）
（2）（-90、2）,（-70）,（5、4）,（120、4）
为什么钠卤化物得熔点总就是比相应得硅卤化物得熔点高,而且递变规律不一致？
钠卤化物就是离子晶体,而硅得卤化物就是分子晶体。
6.比较并说明理由:
（1）,,,得熔点高低;
（2）,,硬度大小。
（1）>
>
;
`,离子半径:
（2）>
6、写出耐高温金属与易熔金属各两种,简述它们得用途。
耐高温金属:
钨（3410℃）、铼（3180℃）,常被用作测高温得热电偶材料。
易熔金属:
Bi（231.97℃）、Sn（271.44℃）,用于低熔点合金得制备。
7.简述非晶态线型高分子聚合物得不同力学状态及特征。
塑料、橡胶对玻璃化温度与粘流化温度分别有什么要求？
作为塑料要求在室温下能保持固定得形状,因此越高越好;
作为橡胶,要求能够保持高度得弹性,因此越低越好。
对高分子材料得加工来说,与差值越大,其应用范围就越宽,橡胶得耐热性耐寒性也越好。
8.下列物质得用途分别基于它们得什么特性？
（1）常温下橡皮塞密封容器口使其不漏气;
高弹性
（2）用作盐浴剂,使经高温处理得金属慢慢冷却保持晶形。
熔点沸点较高,稳定性较好,不易受热分解。
（3）金属有机化合物用于制备镜子。
金属有机化合物热分解产生金属得氧化物
ξ2、3液体与液晶
1．填空:
（1）方向性,饱与性,降低,氢,氧。
（2）单位质量溶剂
（3）,,,,,油包水型乳液。
（4）8,润湿剂,14~18,乳化剂
（5）热致液晶,溶剂液晶。
3.比较并简述原因:
（1）纯水在10℃,20℃,50℃时得pH大小。
依次降低
（2）纯水在10℃,20℃,50℃时得电导率大小。
依次升高
（3）0、1蔗糖溶液得凝固点高低。
依次降低
（4）0、1mol得,0、1mol,0、1mol溶于1kg水中构成溶液得凝固点高低。
（5）0.1得溶液得渗透压高低。
依次升高
ξ2、4气体与等离子体
1.A
2.A
3.在25℃时,若1某气体混合物中,得物质得量分数分别为0、21,0、78,0、01,求总压为100kPa下各物质得分压。
若容器扩大到2,得分压为多少？
=100*0、01=1kPa
=21kPa
=78kPa
=0、5kPa
4.20℃时,某处空气中水得实际蒸汽压为1、001kPa,求此时得相对空气湿度;
若温度降低到10℃,相对湿度又为多少？
由题意得:
5、<
5、6,,
6.“温室气体”有哪些？
引起“臭氧层空洞”得物质有哪些？
①
§
2、4气体与等离子体
1.略
2.造成全球气候变暖、臭氧层空洞、光化学烟雾得原因就是什么？
对环境及人类有何危害？
为什么不把H2O（g）称为温室气体？
温室效应:
太阳辐射透过大气,很少一部分被吸收,大部分到达地面,地表又以红外辐射得形式向外辐射,被大气中CO2等温室气体吸收,从而阻止了地球得热量向外空得散发,致使大气层增温。
臭氧层空洞、光化学烟雾:
NOX、CFC以及一些工业用剂等,在大气中能发生一系列得光化学反应而破坏臭氧层。
危害:
臭氧层得破坏,致使过量得紫外线射到地面,引起植物、生物、人类病变增加;
加速高分子材料得老化;
增加城市光化学烟雾,加剧环境得污染;
造成高空平流层变冷与地面变暖。
因为H2O（g）会在空气中凝聚放热。
3.吸烟者从一支烟中吸入约20mg得烟微粒,若这些烟微粒就是直径为400nm、密度为1.0g·
cm3得球体,那么这些微粒得总表面积就是多少？
请从吸附角度分析吸烟得危害。
Ai==1、5×
105㎝-1
A=Ai·
V=Ai·
=3000㎝3
4.略
5.造成全球气候变暖、臭氧层空洞、光化学烟雾得原因就是什么？
6.吸烟者从一支烟中吸入约20mg得烟微粒,若这些烟微粒就是直径为400nm、密度为1.0g·
第三章物质得结构与材料得性质
3、1原子核外电子运动状态
1.判别下列对原子核外电子运动得说法哪些就是正确得,哪些就是错误得？
（a）×
（b）√
（c）×
2.动量位置
3.n0,1,2,3共44f7
4.波动（干涉、衍射）
5.请对元素基态原子得有关问题填写下表:
组态
1p
2s
2d
3p
5f
6s
就是否存在
×
√
主量子数
2
3
5
6
角量子数
1
轨道（个数）
7
最多可容纳电子数
14
6.铯得电子逸出功为3、04×
10-19J,试求:
（1）使铯产生光效应得光得最小频率极其波长各就是多少？
（2）如果要达到能量为2、4×
10-19J,必须使用波长为多少纳米得光照射？
（1）=4、59×
1014s-1
（2）
2.核外电子运动有什么特征？
哪些事实可以说明？
特征:
光得波粒二象性
波动:
干涉、衍射;
微粒:
光电效应、黑体辐射现象
3、2元素周期律金属材料
1.采用表格形式分别列出Ti,Cr,Ni,Cu,Ti4+,Cr3+,Ni2+,Cu2+得外层电子排布式与未成对电子数。
3d24s2
3d54s1
3d84s2
3d104s1
3s23p6
3s23p63d3
3s23p64s2
3s23p63d9
1
2.某元素得化合价为+6,最外层电子数为1,原子半径就是同族元素中最小得,试写出它得:
（1）核外电子排布;
（2）外层电子排布式;
（3）+3价离子得外层电子排布式;
该元素为Cr
（1）1s22s22p63s23p63d54s1
（2）3d54s1
（3）3s23p63d5
3.分别计算出第三周期11Na,14Si,17Cl三种元素核作用在外层电子上得有效核电荷数,并解释其对元素性质得影响。
11Na:
=11－（2×
1、00+8×
0、85）=2、2
14Si:
=14－（2×
0、85+3×
0、35）=4、15
17Cl:
=17－（2×
0、85+6×
0、35）=6、1
4.比较Ti,Fe,Ca,Co,Ga,Mn,Br得金属性强弱。
Ca>
Ti>
Mn>
Fe>
Co>
Ga>
Br
5.分别计算第四周期19K与20Ca两种元素作用在4s电子上得有效核电荷数,比较两种元素得金属性强弱。
19K:
=19－（10×
20Ca:
=20－（10×
0、85+1×
0、35）=2、85
金属性:
19K>
20Ca
6.略
7.什么叫固溶强化,它对金属材料得性质有何影响？
当溶质元素溶入溶剂元素后,能使原来得晶格发生畸变,它们将阻碍材料因外力作用而引起得形变,因而使固溶体得强度得到提高,但其延展性与导电性将会下降,这种现象称为固溶强化。
8.比较Ti,Gr,Co,Cu与碳形成碳化物得趋向得大小,并解释理由。
Ti>
Gr>
Cu
d电子数:
Ti
Gr
Co
Cu
10
一般来讲,d电子数越小,则金属元素与硼、碳、氮结合强度就越大,稳定性也越大。
1.p区零族元素与d区第Ⅷ族元素得最外层电子组态就是否相同？
试写出它们得通式。
p区零族元素:
ns2np1~6
d区第Ⅷ族元素:
（n－1）d1~10ns1~2
2.合金有哪几种基本类型？
置换固溶体与间隙固溶体得晶格结构有何区别？
根据合金中组成元素之间相互作用得情况不同,一般可分为三种结构类型:
金属固溶体型;
金属间化合物型;
简单机械混合型。
置换固溶体:
溶质原子占据了溶剂原子得位置;
间隙固溶体:
溶质原子半径小,分布在溶剂原子空隙之间。
§
3、3化学键分子间力高分子材料
练习题
1.用正确得内容与标号填入空格内,使下列说法完整无误:
（1）c,f
（2）ab,c,d
（3）a,d
（4）d
（5）b
2、乙二胺四乙酸根合钙Ca2+Y4-
3、比较化学键、氢键、分子间作用力得大小。
分子间作用力<
氢键<
化学键
4.分别指出能溶解聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚碳酸脂得溶剂。
聚甲基丙烯酸甲酯——环己酮
聚氯乙烯——丙酮
聚碳酸脂——乙醛
5、丁二烯分子中得σ键与π键各就是多少？
9,2
6、指出下列四组物质中有氢键得物质,并用电负性及化学得观点解释之。
（a）HF,HCl,HI
（b）,,
（c）,,
（d）
,
7、写出聚二甲基硅氧烷线型分子得化学式,简述它得性质与产生这些性质得原因。
性质及产生得原因:
（1）耐热性。
这就是由于键得键能（452）大于键、键。
（2）耐寒性。
线型有机硅氧烷得分子较对称,硅氧烷得极性不大,因此耐寒性较好。
（3）耐水性。
聚有机硅氧烷得侧链就是羟基,呈憎水性。
（4）电绝缘性。
聚有机硅氧烷具有不随外电场而取向极化得非极性侧基与分子得对称性,因此有高度得绝缘性与介电性能。
8、略。
1、化学键就是什么？
一般可分成几类？
各类化学键中原子、电子得关系就是怎样？
原子在分子中对电子吸引力得大小用什么来衡量？
①化学键:
原子结合态（比如分子）中相邻原子间较强烈得相互作用。
2一般可分为离子键、共价键两类。
3离子键就是由正负离子痛过强烈得静电作用而形成得化学键,没有自由电子。
共价键就是由共享电子对形成得化学键。
4电负性来衡量。
2.两个氢原子就是怎样结合成分子得？
两个氦原子为什么不能结合成分子？
（1）在氢分子中,两个H原子得1s轨道可以组合成1个得两个分子轨道。
而2个1s电子首先填充在成键分子轨道中,填充得结果使整个分子系统得能量降低,因此,分子能够稳定存在。
（2）下面我做不来了~~~
3、4晶体缺陷陶瓷与复合材料
1.略。
2.陶瓷一般由哪些相组成,它们对陶瓷得形成与性能有什么作用与影响？
陶瓷由晶相、玻璃相、晶界相与气相组成。
晶相决定了陶瓷得刚性、导热性等物理性质;
玻璃相对制品所起得作用就是就是黏结作用、填充气孔以及降低烧结温度等,同时也为制品提供了一定得韧性。
晶界得结构对陶瓷得性能影响很大;
气孔得存在可以提高陶瓷得绝热性能,但气孔也能使陶瓷得抗击穿能力下降,受力时容易产生裂纹,透明度下降。
3.为什么硅酸盐陶瓷做绝缘材料时要求离子含量越低越好？
氧化铝（刚玉）陶瓷、氧化镁陶瓷等绝缘性能如何,为什么一般情况下不用它们做绝缘材料？
在陶瓷材料中,之比值不应小于3、5,即钠离子得含量越低越好。
因为金属离子得电荷数高,离子半径大,则与硅氧四面体负离子得结构也牢固,绝缘性能好。
高铝瓷、镁质瓷中,得含量很高,价格昂贵,所以一般情况下不用不用它们做绝缘材料。
4.写出氮化硅陶瓷得化学式,指出化学键类型,指出它得特性与用途。
氮化硅就是通过共价键结合而形成得原子晶体。
它在1200℃下可维持室温时得强度与硬度,在氧化性不太强得介质中最高安全使用温度可达1650℃~1750℃,因此氮化硅陶瓷可用于火箭发动机尾管及燃烧室,也可用于无冷却汽车发动机。
第四章化学反应与能源
4、1热化学与能量转化
1.在下述各题四种表述或数据中选择正确得答案,填在空格中:
（1）ab
（2）bd
（3）c
（4）b
2.在下列反应过程中:
与就是否有区别？
为什么？
请计算说明。
其中
（1）与
（3）以1molCaCO3分解、1molCH4完全氧化计算,
（2）以生成2mol得H2O计算,（4）以析出1molCu计算。
（1）
（1）
（2）
（3）
（4）
3.某公司已根据反应:
制成化学储能装置。
已知在298、15K时得标准摩尔生成焓分别就是—372、86与—3079、41,试求1kg干燥得吸收水蒸气变成时所放出得热量。
从附录中查得
—372、86—241、8—3079、41
又知:
所以放出得热量=
4.已知在298、15K时得标准摩尔生成焓分别就是与,计算火箭燃料联氨与氧化剂四氧化二氮反应:
得标准焓变。
计算32g液态联氨完全氧化时所放出得热量。
50、639、660—285、8
又知:
所以:
5.计算298、15K时反应:
得标准摩尔焓变、设某罐头
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