广东工业大学工《工程化学》套题和重点

一 名词解释 1 金属键 金属元素的原子电离能教低 他的价电子可脱离原子 且不固定在 某 一离子附近 即在整个晶格自由运动 这些 自由电子吧金属原子和离子结合在一起 我们称这种作用为金属键 金属键没有方向性和饱和性 2 热力学第一定律 热力学第一定律又称为能量守恒与转化定律 他可以表述为 能量的形式可以相互转化 但不会凭空产生 也不会凭空消 失 U U2 U1 Q W U1 U2 分别表示系统变化前后两个状态的热力学能 Q 表示 变化过程中系统所吸收的热 W 表示环境对系统所做的功 3 熵 熵 S 是介观粒子即原子和分子等原子结合态单元的混乱度在宏观上的一 种 度量 熵值的变化 S 是介观离子混乱度变化在宏观上的表现 在统计人力学中 把介观粒子的状态数用 表示 一个系统中 介观粒子的状态数 用 表示 越多 他们的运动显得混 乱 所以 又称混乱度 4 同离子效应 在弱酸或弱碱等弱电解质溶液中 加入与弱酸或弱碱解离后具 有相同离子的易溶强电解质 使弱电解质解离度降低的现象称 同离子效应 5 范德华力 在小分子中的分子间作用力被称为范德华力 可分为取向力 诱 导 力 和色散力三种 极性分子 分子中正负电荷中心不重合 从整个分子来看 电荷的分布是不 均匀的 不对称的 这样的分子为极性分子 以极性键结合的双 原子分子一定为极性分子 极性键结合的多原子分子视结构情况 而定如 CH4 就是非极性分子 极性键 在化合物分子中 不同种原子形成的共价键 由于两个原子吸引 电子的能力不同 共用电子对必然偏向吸引电子能力较强的原子 一方 因而吸引电子能力较弱的原子一方相对的显正电性 这样 的共价键叫做极性共价键 简称极性键 偶极 表示分子的极性 取向力 由于极性分子具有偶极 因此两个极性分子相互接近时 同极相 斥 异性相吸 使分子发生相对转动 这叫做取向 在已取向的 偶极分子之间 由于静电引力使之相互吸引 当接近到一定距离 后 排斥和吸引达到相对平衡 从而使体系的能量达到最小值 这种靠永久偶极产生的相互作用力 叫做取向力 诱导力 在极性分子和非极性分子之间以及极性分子和极性分子之间都存 在诱导力 非极性分子由于受到极性分子偶极电场的影响 使正 负电荷重心发生位移 从而产生诱导偶极 诱导偶极同极性分子 的永久偶极间的作用力叫做诱导力 诱导力也会出现仔离子和分 子以及离子和离子之间 色散力 由于分子中的电子在核周围的高速运动和核的振动 使任何一个 分子包括非极性分子都在不停地发生着瞬间的正 负电荷重心的 相对位移 从而产生 瞬间偶极 这种由于存在 瞬间偶极 而 产生的相互作用力称为色散力 6 氢键 氢原子与电负性大 半径相对较小的 O 或 N 原子成键时 其电子云 强烈偏离 H 原子 使其称为近似裸露的质子 氢原子在分子被电负 性大的 X 原子裸露后还可以与另一分子中的电负性大的原子 Y 之间 产生一种较弱的相互作用 这种作用称为氢键 氢键可用 X H Y 表示 氢键又两种类型 一种是分子内氢键 另一类是分子间氢键 氢键具有方向性和饱和性 电负性 为了定量地比较原子在分子中吸引电子的能力 引入电负性概念 一 个原子电负性越大 表明原子在分子中吸引电子的能力越强 电负性 越小 表明原子在分子中吸引电子的能力越弱 主族元素的电负性具有较明显的周期性变化 同一周期从左到右电负 性递增 从上到下电负性递减 副族元素的电负性值较接近 变化规律不明显 7 反渗透 如果在溶液的一侧施加一个大于渗透压的外圧力 则溶剂由溶液一侧 通过半透膜向纯溶剂或低浓度方向渗透 这种现象称为反渗透 8 表面活性剂 能显著降低水溶液表面张力的物质叫表面活性物质 表面活性物质一般都是线型分子 分子中同时含有亲水性的极性 基团 称亲水基团或憎油基团 和憎水性的非极性基团 称憎水 基团或亲油基团 9 化学平衡的移动 10 电极极化 当有电流通过时 实际观察腐蚀电池的电动势 要比理论计算的低 其原因是当电流通过时 阴极的电极电势要降低 阳极的电极电 势要升高 这种因为有电流通过电极而使电极电势偏离原来的平 衡电极电势值的现象 称为电极的极化 这时的电极电势称极化 电势 二 填空题 1 计算反应进行程度的物理量是 反应进度 它的符号是 单位是 mol 2 氢键具有 方向 性和 饱和 性 加热使水的缔合度 降低 可以充分发挥水 分子 氢 端和 氧 端作用 3 氧化还原反应 2Fe3 Fe 3Fe2 计算电势 正极表达式 2Fe3 2e 2Fe2 E 正 0 771 0 059 2 lg c2 Fe3 c2 Fe2 负极表达式 Fe 2e Fe2 E 负 0 771 0 059 2 lg 1 c Fe2 4 天然水中常有带负电的溶胶污物 可用 明矾 净水 就是利用其水解产生的 Al OH 3 正溶胶 与污物相互 聚沉 而得以净化 5 判断反应 C s 石墨 CO2 g 2CO g 温度变化与平衡移动方向 该反应是 吸热反应 6 酸雨是指 pH 小于 5 6 的酸化雨水 燃烧煤或液体燃料产生的气体 在高温条 件下经过进一步氧化 都能产生 CO2 SO3 等在雨水中有一定溶解度的酸性气 体 最终形成含 H2CO3 H2SO4 等的酸雨 7 高分子的性能指标 1 溶解性 2 机械性能 3 电性能 8 对于反应 2NO g O2 g 2NO2 g 浓度对反应速率的影响 9 金属腐蚀分三类 1 化学腐蚀 2 电化学腐蚀 3 生物腐蚀 10 电子排布规则 三 选择题 1 下列物质属微观粒子的是 CD A 分子 B 原子 C 高速运动的电子 D 光子 2 下述物质中 A 是非极性分子 不着火 能耐高电压而不被击穿 可用于变压 器和高电压装置的优质气体绝缘材料 A SF6 B CO2 C CH4 D NO2 3 元素电负性是指 C 如果两元素电负性值相差足够大时 1 7 它们的化合物 主要是以 F 结合的 A 原子获得电子的能力 B 原子失去电子的能力 C 原子在分子中吸引电子的能力 D 共价键 E 配位键 F 离子键 G 金属键 4 聚四氟乙烯 聚四氟乙烯分子的对称性和链的规整性很好 由于分子是非极性分 子 因此它具有优异的电绝缘性 可作为高频绝缘材料 又由于 C F 之间 结合得很牢固 不易被腐蚀 由于其耐高温 电绝缘性 耐腐蚀性均 好 被称为 塑料王 5 6 当 c Sn2 1 0 3mol dm 而 c Pb2 分别为下述数值组成原电池时 欲使 Sn 成正电极的 c Pb2 浓度应为 C A 1 0 3mol dm B 2 0 3mol dm C 0 1 3mol dm 8 在标准状态下 下述电对的各物质中 氧化性最强的是 B A Fe3 Fe2 B Ag Ag C Cu2 Cu 9 下列物质中 常用溶度积来表示其溶解能力大小的是 BD A AgNO3 B AgCl C C6H12O6 D Ag2CrO4 E C6H6 10 已知下列物质解离常数K 或K 欲配置 pH 3 的缓冲溶液 问选择哪种物质最 a b 合适 1 HCOOH K 1 77 10 4 2 HAc K 1 74 10 5 3 NH3 H2O K a a 1 79 10 5 a 选K 1 77 10 4 的 HCOOH 最合适 因为所选缓冲系的共轭酸的 pK 与缓冲溶 a b 液的 pH 值越接近 则该缓冲系在总浓度一定时 具有较大缓冲能力 四 简述题 1 简述金刚石 石墨和碳团簇结构的异同及应用 答 金刚石 石墨和碳团簇都是碳的同素异形体 石墨晶体中同层粒子 间以共价键 结合 平面结构的层与层之间则以分子间力结合 由于层间的结合力较弱 容易滑动 所以有导电性和滑动性 C60 是由 60 个碳原子以 20个六边形 和 12 个五边形相间组成的 32 面体球形分子 2 为什么水既可作制冷剂又可做载冷剂 答 水的气化热 100 时的气化热为 40 67kJ mol 1 很大 水气化成水蒸气时 要吸收大量热 水的摩尔热容 25 时为 75 4 J mol 1 K 1 也很大 使水 升高温度需要吸收较大的热 水温受环境温度影响较小 所以水是廉价安全 的制冷剂和载冷剂 3 简述聚乳酸纤维 聚羟基乙酸纤维可用作外科缝合线的理由 并写出有关反应方 程 答 聚乳酸 聚羟基乙酸能被水解 且水解产物乳酸 羟乙酸均无毒 能被人体 吸收 4 钢架腐蚀防护的方法 答 1 外加电流法 海 地 平面 起重机钢架子 铅或石墨 阳极 5 陶瓷一般由那些组成 它们对陶瓷的形成和性能有什么作用和影响 答 陶瓷由晶相 晶界相 玻璃相和气相组成 晶相是陶瓷的主要组成相 决定陶瓷的主要性质 晶界相是多晶结合处的缺陷 对晶体功能影响很大 是功能产生的原因 玻璃相起粘结作用 能降低烧成温度 可填充气孔气相 可使陶瓷的电热绝 缘性能大大提高 气相不可避免 但可降低到最低程度 气孔可减轻重量 但抗电击穿能力下 降 受力时易产生裂缝 透明度下降 6 聚氨酯 塑料 橡胶 橡胶和塑料的原料都是高分子化合物 高分子化合物可有不 同合成工艺 不同工艺 不同配方所得高分子分子量不同 其 Tg Tf也不同 有时同一种高分子化合物既可作塑料又可作橡胶 聚氨酯类高分子化合物就属这 种情况 7 从防腐角度考虑 选取金属材料有哪些思路 答 1 应避免两种电势差很大的金属相相接触 2 纯金属的耐蚀性能一般比含有杂质或少量其他元素的金属更好 3 应该考虑材料使用时所处的介质种类和条件 8 锅炉内的锅垢如何预防和处理 可以采用热力法 煮沸给水 化学法 用联氨除氧 缓蚀剂法 添加腐蚀性 介质中能阻止金属腐蚀或降低腐蚀速率的物质 五 判断题 1 晶体的分类是否只有四种 错 2 黄铜合金 3 非晶态合金的优点 具有高强度 高韧性 高硬度 高光洁度和抗腐蚀 抗辐射 抗冲击等特点 4 催化剂 降低活化能 加快反应速率 不改变平衡状态 5 不锈钢不是所有情况都不生锈 也并非最耐腐蚀的材料 6 基元反应 有反应物一步生成产物的反应 7 同周期元素半径的变化是从左往右逐渐变小的 8 电子是没有运动轨迹的 原子轨道指电子可能出现的区域 9 热致液晶是由于加热某些晶体而形成的液晶 分为近晶型液晶 向列型液晶 胆 甾型液晶 溶致型液晶是由像表面活性物质一样具有 两亲 特点的化合物与极 性溶剂组成的二元或多元系统 10 原子轨道函数量子数 主量子数 n 角量子数 l 磁量子数 m n 0 0 1 n 六 计算题 1 计算 298 15K 时反应 CaO s H2O l Ca2 aq 2OH aq 的标准摩尔焓变 rHm 298 15K 设某罐头的热容为 400J K 反应放出的热有 80 被吸收 要将 其从 25 加热到 80 需 CaO 至少多少克 CaO s H2O l Ca2 aq 2OH aq fHm 298 15 kJ mol 1 634 9 285 8 542 8 230 0 rHm 298 15 543 20 2 230 0 634 9 285 8 kJ mol 1 82 1 kJ mol 1 罐头从25 80 需吸收的热量 Q Qp H 400 J K 1 80 25 K 22000 J 设需CaO为W克 则其物质的量 n W 40 08 16 00 g mol 1 Q rHm 298 15 80 W 22000 82 1 103 80 mol 56 08 g mol 1 18 78 g 2 将银棒插入 AgNO3 溶液中 将铂片插入含有 FeSO4 和 Fe2 SO4 3 的溶液中 并用 盐桥连接 组成原电池 已知 1 c Ag c Fe2 c Fe3 l mol dm 3 2 c Ag 0 0l mol dm 3 c Fe2 c Fe3 l mol dm 3 试分别写出电池符号表示式 电极反应和总反应式 并计算电动势 已知 所以为 0 E Ag Ag 0 7996V 0 E 32 Fe Fe 0 771V 32 Fe Fe 负极 电池图式 Pt Fe3 l mol dm 3 Fe2 l mol dm 3 Ag lmo1 dm 3 Ag 电极反应 负极 Fe2 Fe3 e 正极 Ag e Ag s 电池反应 Ag Fe2 Ag Fe3 电池电动势 1 0 E 0 E 0 Ag Ag E 32 Fe Fe 0 79960 771 V0 0286V 2 0 E 0 E 3 2 Fe FeAg 1 0 059lg 0 02860 059lg V0 0894V 1 0 01 c cc 3 4 废水中的 Cr3 浓度为0 01mol dm 3 加 NaOH 溶液使其生成沉淀 计算 3 Cr OH 开始生成沉淀时 溶液的最低浓度为多少 以 mol dm 3表示 若 Cr3 浓度 OH 小于 4mg dm 3可以排放 此时溶液最小的 pH 应为多少 设 Cr3 开始沉淀时 OH 浓度为xmol dm 3 Cr3