工程化学基础参考答案

1、工程化学基础参考答案工程化学基础习题解第一章绪论P13、一些基本概念1、判别下列表述的正确与否，正确的在后面括号内用“，错误的用“磁示:(1)1$、(X)(2)1mol(OH)、(V)化学反应通式可表本为2vBB=R、(X)(4)在宇宙中找不到绝对意义上的孤立系、(V)2、选择题：(要求将正确标号填入括号内，多选与单选自己判断)(1)下列物质中属于微观粒子的就是(CD)(A)分子(B)原子(C)高速运动的电子(D)光子(2)下列说法正确的就是(C)(A)1摩尔氧的质量就是8.0g(B)原子与分子的空间尺寸分别为1010m和10-7m(C)原子与分子的空间尺寸在1010m10-7m左右(D)我们

2、能同时瞧到远处打雷发出光与听到打雷发出的声音(3)下列表述中错误的就是(BD)(A)18.0gH2O物质的量就是1mol(B)1、0mol氢的物质参加了反应(C)1、0mol的(H2)参加了反应(D)“反应进度”说明，认识物质变化，必须考虑时间的变化3、(用恰当的文字或符号填入空格)计量反应进行程度的物理量都就是(反应进度)，它的符号就是(W),单位就是(mol),这个单位还可以方便地计量介观粒子与微观粒子的物质的量。4、在0c时，一只烧杯中盛有水，水上浮着两块冰，问水与冰组成的系统中有几相？如果撒入食盐，保持系统的温度仍为0c不变,直至冰与食盐全部溶解(此时,冰点下降，详见己2、3所述)，此

3、时系统中有几相？如果再加入一些AgNO3溶液，工程化学基础参考答案有什么现象发生？此时系统有几相？如果还加入一些CCl4,又将发生什么现象？此时系统为几相？答:两相（固、液）一相（液相）加入AgNO3有白色沉淀生成，此时系统有两相（液、固）加入CCI4发生分层现象，此时系统三相（水相、固、油相）5、高温水蒸气对钢的化学腐蚀特别严重。其反应如下：Fe+H2O（g）=FeO+H2（g）2Fe+3H2O（g）=Fe2O3+3H2（g）3Fe+4H2O（g）=Fe3O4+4H2（g）试问，如果把上述三个反应作为一个系统来研究，这个系统一共有几种聚集状态？几个相？（用化学符号表示出系统内各物质所属的聚集

4、状态与相。）答:有两个聚集状态：气态、固态有5个相:气态、FeFeOFe?O3FesO,6、已知某盐酸溶液的质量为216.5g,其中H2O为180g,求所含HCl物质的量。（要求：运算过程中要写明单位。）解：由题意得mHCl=216、5-180=36.5gnHCi=36_1=1mol36.5g?mol7、已知化学反应方程式：CaCO3=CaO+CO2（g）,求1吨含有95%炭酸钙的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？解：设能得到氧化钙xkg,二氧化碳ykg,则由题意得：mCaCo3=950（kg）CaCO3=CaO+CO2（g）1005644950xy=532(kg)=418

5、(kg)56X950(kg)10044X950(kg)100工程化学基础参考答案8、已知化学反应方程式：3H2+1N2=NH3,试问：当反应过程中消耗掉2molN222时，该反应进度为多少？分别用H2、N2、NH3进行计算。如果把上述化学方程式改成：3H2+N2=2NH3,其反应进度又为多少？解：由题意得当反应方程式为3H2+N2=NH3时，反应消耗掉2molN2,则刚好消耗掉226molH2,(即。(山)=6mol),同时生成4molNH3。按反应进度定义式得：h2=An(H2)/v(H2)=(6)mol/(1.5)=4molg=An(N2)/仆2)=(2)mol/(0.5)=4mol

6、77;NH3=An(NH3)/XNH3)=4mol/1=4mol当反应方程式为3H2+N2=2NH3时，同理可得：Eh2=En2=Enh3=2mol9、已知化学方程式：O2+2H2=2HzO,反应进度己=0、5mol时，问消耗掉多少H2?生成了多少H2O?解：由反应进度定义式9An/也可得：n(H2)=士？v(H2)=0.5molx(2)=1moln(NH3)=E?”nh3)=0.5m0lX2=1mol答：消耗掉1molH2，生成1molH2O。思考题1 .略。2 .物质层次有哪些？各层次物质运用适用的理论就是什么？答:(1)宏观物体一一牛顿力学；(2)宏观物体一一量子力学；(3)宇官物体一一

7、广义相对论；(4)宏观物体超弦(？)3、略。4、以人体或烧结炉为例说明系统与环境的划分与确定不就是绝对的，而就是相对的。答：系统的选择根据研究需要而定，不同的方法与不同的角度对系统的划分也不同。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勤'的合金，在可工程化学基础参考答案控还原气氛如氮与氢的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的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，而烧结炉外空间中的物质则均为环境。如果想研究烧结炉内可控保护气体间发生的反应，那么就可把氮气分解的化学反应当作一

8、个系统加以讨论。而炉膛内的支架、难熔合金片、低熔点等物质及绝热均为环境。可见，“系统”的确定就是根据研究对象的需要划分的。5、略。6.20C的实验室内，把一只盛有水与冰的但没有盖的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(实际上就是不可能的)石棉布包裹，情况又如何？这个系统称为什么系统？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？答：(1)敞开系统，物质与能量的交换；(2)封闭系统，能量的交换；(3)孤立系统,既无物质的交换也无能量的交换；7、略。8、摩尔(mol)就是物质的量

9、的单位，使用时应注意什么？答：在使用物质的量的单位时必须指明基本单元。9、略。10、反应进度的物理意义就是什么？能不能随便改动化学反应方程式？生成一定量的H2O时，反应2+H2叫0与反应O2+2H2=2H2O的反应进度就是否相同？答:(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的量的变化与该物质的化学计量数珀的比值c(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)生成物的物质的量一定，化学计量数不同，则反应进度也不同。第二章物质的化学组成与聚集状态E2、1物质的化学组成1.写出下列配位化合物的名称或化学式，指出配位中心、配体、配位原子与配位数，并指出哪

10、些就是螯合物。kIMnHsAM(2) Na2Zn(OH)4(3) Ni(enSO4co(NH3)5C1c12Na2caY(6)Ni(cO)4三氯一胺合柏(H)酸钾四羟基合锌(H)酸钠硫酸三乙二胺合锲(n)氯化一氯亚胺合钻(m)乙二胺四乙酸合钙(H)酸钾(7)氯化二胺合银(I)Ag(NH3)3l四羟基合锲工程化学基础参考答案（8）六氟合铁（n）酸钾K4Fe（CN>2、简述金刚石、石墨与碳团簇结构的异同及其应用。答：分类异同应用金刚石硬度取大、熔点取局、不导电贵重金属石墨导电性、润滑性铅笔芯、润滑材料、电极材料碳团簇超导电性半导体、非线性光学等方面的应用3、列举三种不同类型的非整比化合物及其

11、用途。答：GdCoGdFe、计算机储存元件的一种非晶态材料Si:H信息、电子工业中经常用到的半导体材料FNi钛馍形状记忆合金4、指出聚苯乙烯、聚酰胺-610中的链节、重复单元与聚合度。聚苯乙烯聚酰胺-610链节H2cCHOIINH(CH2)5C重复单元H2CCHOIINH(CH2)5c聚合度n2n5、写出聚丙烯、聚丙烯睛、尼龙-66与聚二甲基硅氧烷的化学式，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*1CHCH.rI-*nCH3聚丙烯睛*1-CHCH2一CN-一*n杂链尼龙-66O二oL*4-NH(CH2)6NHC(CH2)4C一*1n杂链工

12、程化学基础参考答案聚一甲基硅氧烷CH3*SiOL*nnCH3兀素有机类6、略。7、指出蛋白质、DNAWRNA分子的组成与结构特点。答：结构特点组成蛋白质一条或多条肽链构成的生物大分子，相对分子质量可从一万到数百万DNARNA8、用恰当的文字或符号填入空格内。三丙烷基铝属有机金属化合物，其中c一0键的键能小于CC键与M0键的键能,容易在。0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具有携带遗传信息的功能，RNAM有复制遗传信息的功能,蛋白质具有执行生命的功能。思考题1 .分析配位中心与配体的特征，为什么螯合物特别稳定？答：配位中心：处于配合物中心的位置的

13、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的负离子或中性分子。由于螯合效应，所以螯合物的稳定性很强。2 .联系实际，简述团簇、非整比化合物在工程应用中的重要性。答：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。碳纳米管有优异的力学性能，有很好的韧性，弹性比碳纤维高5个数量级，就是制备高强度轻质材料的理想组元。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的光、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的提高钢材的硬度。3 .略。4 .联系实际，体会一般高分子化合物与生物大分子的异同。略5 .比较蛋白质与核酸在生物

14、体内的重要作用，现代生物工程主要包括哪些方面？答：略。E2、2固体1 .根据题意，选择正确的标号填入空格内。(1) B,F(2) D(3) CDE,D(4) )A2 .试比较下列典型离子晶体的熔点高低，并说明理由。工程化学基础参考答案CaF2CaOCaC2MgOMgO>CaO>Ca2>CaC2理由:k(Q+Q)2(r+r)3、试比较下列这些晶体的熔点高低并说明理由。SiGSF4、SiBr4SiC>SF4>SiBr44、已知下列两类晶体的熔点(C):(1)NaF(993),NaCl(801),NaBr(747),NaI(601)(120、4)，而且递变规律不一致?(

15、2)$匕(-90、2),SiCl4(-70),SiBr4(5、4),SiI4为什么钠卤化物的熔点总就是比相应的硅卤化物的熔点高答:钠卤化物就是离子晶体，而硅的卤化物就是分子晶体。6比较并说明理由：(1)BaCl2,CCl4AlCl3FeCl23低;(2)SiO2CO2BaO硬度大小。答：(1)BaCl2>FeCl2>A1cl3>CCl4k(Q+Q)f2(r+r)C4+2+2+3+,离子半径：2>Fe>Al>(2) SiO2>BaO>CO26、写出耐高温金属与易熔金属各两种，简述它们的用途。答:耐高温金属：鸨(3410C)、铢(3180C),常被用

16、作测高温的热电偶材料。易熔金属：Bi(231.97C)、Sn(271.44C),用于低熔点合金的制备。7 .简述非晶态线型高分子聚合物的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？答:作为塑料要求在室温下能保持固定的形状，因此Tg越高越好；作为橡胶，要求能够保持高度的弹性，因此Tg越低越好。对高分子材料的加工来说，Tg与差值越大，其应用范围就越宽，橡胶的耐热性耐寒性也越好。8 .下列物质的用途分别基于它们的什么特性？(1) 常温下橡皮塞密封容器口使其不漏气；高弹性(2)用BaCl2作盐浴剂，使经高温处理的金属慢慢冷却保持晶形工程化学基础参考答案熔点沸点较高，稳定性较好

17、，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的氧化物E2、3液体与液晶1 .填空：(1) 方向性，饱与性，降低，氢，氧。(2)(3)单位质量溶剂C12H25油包水型乳液。(4) 8,润湿剂，1418,%乳化剂(5)热致液晶,溶剂液晶3.比较并简述原因：(1) 纯水在10C,20C,50c时的pH大小。依次降低(2) 纯水在10C,20C,50c时的电导率大小。依次升高111(3)0、1mol?kg,0，2mol?kg,0，5mol?kg蔗糖溶液的凝固点高低。依次降低(4)0、1mol的C6H12。6,0、1molNaCl,0、1molNa2S04溶于1kg7

18、K中构成溶液的凝固点Wj低。依次降低(5)0.1mol?kg1,0.2mol?kg1,0.5mol?kg1的Na2s04溶液的渗透压高低。依次升高七2、4气体与等离子体1 .A2 .A3 .在25c时，若1dm3某气体混合物中，O2,N2和CO2的物质的量分数分别为0、321,0、78,0、01,求总压为100kPa下各物质的分压。若容器扩大到2dm,CO2的分压为多少？解：PCQ=100*0、01=1kPapO2=21kPa工程化学基础参考答案pN2=78kPaPCO2=0、5kPa4 .20C时，某处空气中水的实际蒸汽压为1、001kPa,求此时的相对空气湿度；若温度降低到10C,相对湿度

19、又为多少？解：由题意得：1.001->100%=42.8%2.3391.001>100%=81.5%1.2285、 <5、6CO2、SO2、NOH2SO4、H2S5、HNO3、HNO2、H2CO36、 “温室气体”有哪些？引起“臭氧层空洞”的物质有哪些？答：CO2、CH4、O3、N2O、CFC公NOx、CFC§2、4气体与等离子体思考题1 .略2 .造成全球气候变暖、臭氧层空洞、光化学烟雾的原因就是什么？对环境及人类有何危害？为什么不把H2O(g)称为温室气体？答: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，地表又以红外辐射的形式向外辐射，被大气中

20、CO2等温室气体吸收，从而阻止了地球的热量向外空的散发，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的光化学反应而破坏臭氧层。危害:臭氧层的破坏，致使过量的紫外线射到地面，引起植物、生物、人类病变增加；加速高分子材料的老化；增加城市光化学烟雾，加剧环境的污染；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的烟微粒，若这些烟微粒就是直径为400nm、密度为1.0g-cm3的球体，那么这些微粒的总表面积就是多少？请从吸附角度分析吸烟的危害。答:由题意得：A_4<2_3_35Ai=-=5&

21、quot;=1、5X105cmV43r2.0X10一<33m520M0g3A=AiV=Ai一=1.5X105Xy=3000cm3P1.0gcm工程化学基础参考答案4 .略5 .造成全球气候变暖、臭氧层空洞、光化学烟雾的原因就是什么？对环境及人类有何危害？为什么不把H2O(g)称为温室气体？答: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，地表又以红外辐射的形式向外辐射，被大气中CO2等温室气体吸收，从而阻止了地球的热量向外空的散发，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的光化学反应而破坏臭氧层。危害:臭氧层的破坏，致

22、使过量的紫外线射到地面，引起植物、生物、人类病变增加；加速高分子材料的老化；增加城市光化学烟雾，加剧环境的污染；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。6 .吸烟者从一支烟中吸入约20mg的烟微粒，若这些烟微粒就是直径为400nm、密度为1.0g-cm3的球体，那么这些微粒的总表面积就是多少？请从吸附角度分析吸烟的危害。答:由题意得：r2.0X105=1、5X105cm-1Ai=-V43A=AiV=m5Ai=1.5M05X20X103g1.0gcm,=3000cm3第三章物质的结构与材料的性质§3、1原子核外电子运动状态，哪些就是错误的?1 .判别下列对原子

23、核外电子运动的说法哪些就是正确的(a) x(b) V(c) x2 .动量位置3 .n0,1,2,3共44f74 .波动(干涉、衍射)5 .请对元素基态原子的有关问题填写下表：组态1p2s2d3p5f6s就是否存在XVXVVV主量子数2356角量子数0130轨道(个数)1371最多可容纳电子数261426.葩的电子逸出功为3、04X10-19J试求：(1)使葩产生光效应的光的最小频率极其波长各就是多少？(2)如果要达到能量为2、4X10-19j,必须使用波长为多少纳米的光照射?解：由题意得：工程化学基础参考答案_19=4、59xi014s-1e3.04M0J户=34h6.63M0Js,c3.0M

24、0ms=6.54X10入=一=c-141v4.59X10s、chc3.0X108ms1X6.63M034Js（2）入=一=ig=8.3X10mve2.4M0J思考题1 .略2 .核外电子运动有什么特征？哪些事实可以说明？答:特征:光的波粒二象性波动: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+的外层电子排布式与未成对电子数。TiCrNiCuTi4+Cr3+Ni2+Cu2+3d24s23d54s13d84s23d104s13s23p63s23p63d33s23p64s23s23p

25、63d9262103212.某元素的化合价为+6,最外层电子数为1,原子半径就是同族元素中最小的，试写出它的(1)核外电子排布；(2)外层电子排布式；(3)+3价离子的外层电子排布式；答:由题意得：该元素为Cr(1) 1s22s22p63s23p63d54s1(2) 3d54s1(3)3s23P63d53 .分别计算出第三周期11Na,14Si,17CI三种元素核作用在外层电子上的有效核电荷数，并解释其对元素性质的影响。解:1Na:Z=11(2X1、00+8X0、85)=2、214Si:Z=14(2X1、00+8X0、85+3X0、35)=4、15z_一一一一一一一.17CI:=17(2X1、

26、00+8X0、85+6X0、35)=6、14 .比较Ti,Fe,Ca,Co,Ga,Mn,Br的金属性强弱。Ca>Ti>Mn>Fe>Co>Ga>Br5 .分别计算第四周期19K与20Ca两种元素彳用在4s电子上的有效核电荷数，比较两种元素的金属性强弱。答:19K:z=19(10X1、00+8X0、85)=2、220Ca:Z=20(10X1、00+8X0、85+1X0、35)=2、85金属性:19K>20Ca6 .略工程化学基础参考答案7 .什么叫固溶强化，它对金属材料的性质有何影响？答:当溶质元素溶入溶剂元素后，能使原来的晶格发生畸变，它们将阻碍材料因外

27、力作用而引起的形变，因而使固溶体的强度得到提高，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与碳形成碳化物的趋向的大小，并解释理由。答:Ti>Gr>Co>Cud电子数：TiGrCoCu25710一般来讲，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。思考题1 .p区零族元素与d区第皿族元素的最外层电子组态就是否相同？试写出它们的通式。答：p区零族元素：ns2np16d区第皿族元素：(n-1)d1-10ns1-22 .合金有哪几种基本类型？置换固溶体与间隙固溶体的晶格结构有何区别？答:根据合金中组成元素之间相互作用的情况不

28、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的位置；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) 正确的内容与标号填入空格内，使下列说法完整无误：c,f(2) ab,c,d(3) a,d(4) d(5) b2、乙二胺四乙酸根合钙Ca2+Y4-3、比较化学键、氢键、分子间作用力的大小。答：分子间作用力441<化学键4.分别指出能溶解聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚碳酸脂的溶剂。答：聚甲基丙烯酸甲酯环己酮聚氯乙烯一一丙酮聚碳酸脂一一乙醛5、丁二烯分子中的(T键与兀键各就是

29、多少？答：9,26、指出下列四组物质中有氢键的物质，并用电负性及化学的观点解释之。(a)HF,HCl,HI(b)H2OH2SH2Se工程化学基础参考答案(c)CH3CH2OHCH4也=2-OC(CH2)4(CH2)6N*(d)H2cHCCN*H2CHC一Cl7、写出聚二甲基硅氧烷线型分子的化学式，简述它的性质与产生这些性质的原因。性质及产生的原因：(1)耐热性。这就是由于Si0键的键能(452kJmol1)大于C-C键、CO键。(2)耐寒性。线型有机硅氧烷的分子较对称，硅氧烷的极性不大，因此耐寒性较好。(3)耐水性。聚有机硅氧烷的侧链就是羟基，呈憎水性。(4)电绝缘性。聚有机硅氧烷具有不随外电

30、场而取向极化的非极性侧基与分子的对称性因此有高度的绝缘性与介电性能。8、略。思考题1、化学键就是什么？一般可分成几类？各类化学键中原子、电子的关系就是怎样？原子在分子中对电子吸引力的大小用什么来衡量？答:化学键：原子结合态(比如分子)中相邻原子间较强烈的相互作用。一般可分为离子键、共价键两类。离子键就是由正负离子痛过强烈的静电作用而形成的化学键，没有自由电子。共价键就是由共享电子对形成的化学键。电负性来衡量。2.两个氢原子就是怎样结合成分子的？两个氨原子为什么不能结合成He2分子?答:(1)在氢分子中，两个H原子的1s轨道可以组合成1个H2的两个分子轨道。而2个1s电子首先填充在成键分子轨道中

31、，填充的结果使整个分子系统的能量降低，因此，H2分子能够稳工程化学基础参考答案7E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，它们对陶瓷的形成与性能有什么作用与影响？答:陶瓷由晶相、玻璃相、晶界相与气相组成。晶相决定了陶瓷的刚性、导热性等物理性质；玻璃相对制品所起的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的韧性。晶界的结构对陶瓷的性能影响很大；气孔的存在可以提高陶瓷的绝热性能，但气孔也能使陶瓷的抗击穿能力下降，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Na+离子含量越低越好？氧化铝

32、(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?答:在陶瓷材料中K2O/Na?。之比值不应小于3、5,即钠离子的含量越低越好。因为金属离子的电荷数高，离子半径大，则与硅氧四面体负离子的结构也牢固，绝缘性能好。高"心.AI2O3和MgO人,铝餐、镁质餐中，23”的含量很高，价格昂贵，所以一般情况下不用不用它们做绝缘材料。4,写出氮化硅陶瓷的化学式，指出化学键类型，指出它的特性与用途。乐Sl3N4氮化硅就是通过共价键结合而形成的原子晶体。它在1200c下可维持室答：温时的强度与硬度，在氧化性不太强的介质中最高安全使用温度可达1650c1750c，因此氮化硅陶瓷

33、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) 下述各题四种表述或数据中选择正确的答案，填在空格中：ab(2) bdc(4) bUH-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)与以1molCaCO3分解、1molCH4完全氧化计算，(2)以生成2mol的H2。计算，(4)以析出1moICu计算。CaCO3(s)810c-CaO(s)+CO2(g)(1)_25c_2H2(g)+O2(g)隹HzO(I)225cCH4(g)+O2(g)2O2(g)+2HQ(g)工程化学基础参考答案CuSO4(aq)+Zn

34、2525ZnSO4(aq)+Cu左AH=AU+RT解：(1)H=179.2kJmol1U=170.2kJmol13=33RT(2)H=571.6kJmol1U=564.2kJmol1AH=AU+RTAH=802.5kJmol1AU=805.0kJmol1AU=AH=218.7kJ(4)mol1Na2s(s)+9HzO(g)=Na2S?9H2O(s)八.3.某公司已根据反应：制成化学储能装置。已知Na2s(s)和Na?S?9H2O(s)在298、15K时的标准摩尔生成烙分别就是一372、kJmol1kJ86与一3079、41mol1,试求1kg干燥的Na2s吸收水蒸气变成Na?S?9H2O时所放

35、出的热量。解:从附录中查得Na2s(s)+9H2O(g)=Na2s?9H?O(s)rH：(B)/(kJmol1)372、86241、83079、41rH；=ZuoAfHm(B)=AfH；(Na?S?9H2O,s)AfH；(NazS,s)9AfHm(EOg)-1=3079.41(372.86)9X(241.8)kJmol=53035kJmol1一、_1M(Na?S)=78gmol乂大口:530.35kJmol1X-1000g1=6799.36kJ所以放出的热量=78gmol14.已知N2H4(l)和山。49)在298、15K时的标准摩尔生成始分别就是50.63kJmol工程化学基础参考答案9.6

36、6kJmol1，计算火箭燃料联氨与氧化剂四氧化二氮反2N2H4(l)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(l)应：24222的标准始变。计算32g液态联氨完全氧化时所放出的热量。解:从附录中查得2N2H4(l)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(l)oirHm(B)/(kJmol)50、639、660285、8mm.wAfHm(B)B=4AfHm(H2O,l)+3AfHm(N2,g)AfHm(NzO4,g)2AfHm(N2H4,l)_1=4X(285.8)+3X09.662X50.63kJmol=1254.12kJmol1M(N2H4)=32gmol1又知：Q=m？ArH；=32gX

37、1254.12)kJmol1=627.06kJg”M%2H432gmolX2所以：CaO(s)+H2O(l)=Ca+(aq)+2OH(aq),5.计算298、15K时反应：2的标准摩尔始变rHm(298.15K)400JK1、设某罐头的热容为，反应放出的热有80%被吸收，要将其从25c加热到80C,需CaO至少多少克？解:从附录中查得CaO(s)+H2O(l)=Ca2+(aq)+2OH(aq)rHm(B)/(kJmol1)634、9285、8542、8-230、0rHm=2UBAfHm(B)BA_2+A_A_=2AfHm(OH,aq)+AfHm(Ca,g)AfHmWOJ)AfHm(CaO,s)

38、_一_1=2X(230)+(542.8)(285.8)(634.9)kJmol=82.1kJmol1设需要CaOX克，则：工程化学基础参考答案xX(82.1)X80%=CsAT=0.4X(8025)x=18,76(g)6.298、15K时，在弹式热量计中，将5.0g液态苯完全燃烧生成CO2(g)与H2O(l),放热209、2kJ,计算该反应的U与AH。1mol液态苯在弹式热量计中完全燃烧放热多少？解：由题意得：-15分-八C6H6(l)+O2-6CO2(g)+3H2O(l)2U=Q=209.2kJ1.5RTH=AU+AnRT=209.2=212.92kJ1000781QD=X(209.2kJ)

39、=3263.52kJmol5,Qp与Qv值的大7.恒容反应热与恒压反应热有什么不同？试分别估计下列两个放热过程中小？为什么？1八八H2(g)+-O2(g)=H2O(g)21八八H2(g)+-O2(g)=H2O(l)2_1Qv=AU=240.56kJmol解:(1)1 1Q=AU+AnRT=AU-RT=241.8kJmol1p2_1Qv=AU=282.08kJmol(2)Qp=AU+AnRT=AU3RT=285.8kJmol1p2Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)“8.估算炼铁炉中主要反应：23''3''2M的热效应。解:从附录中查得Fe

40、2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)1rHm(B)/(kJmol)824、2110、50393、5rHm=2uBAfH(B)B=3X(393.5)3X(110.5)(824.2)kJmol124.8kJmol工程化学基础参考答案9.设轻汽油的组成就是C5H12，估算/烧1g汽油放出的热量。解:从附录中查得：C5H12(1)+8O2(g)-5CO2(g)+6H2O(g)1ArHm(B)/(kJmol)179、280393、5-241、8r=系7(B)_1二6X(241.8)+5X(393.5)(179.28)kJmol=3239.02kJmol13239.02kJmol172

41、gmol=44.99kJ§4、2化学反应的方向与限度1 .判断下列说法就是否正确，正确的在后面括号内用“，表示,错误用“磁示：x(2) V(3) x(4) X(5) X(6) V2.不查表，试比较下列物质的标准摩尔嫡值的大小(1)H2O(s),H2O(l),H2O(g);H2O(s)<H2O(l)<H2O(g)(2)298、15K,398、15K,498、15K时的H2O(g);298、15K<398、15K<498、15KH2O(g)(3)同一温度下的Fe,FeO,Fe2O3、Fe<FeO<Fe2O3理由：一般说来，同样的原子或原子结合态单元在气

42、态时的嫡值S较液态、固态依次增大越多，嫡值越大；温度越高，粒子的热运动越快，所以嫡S越大。;原子在结合态中的数目C(s)+COz(g)=2CO(g)3.计算反应：在298、15K时的标准摩尔吉布斯函数变。解:由附录查得：rG：(B)/(kJmol1)C(s)+COz(g)=2CO(g)394、4137、2rGm=京LB&Gm9(B)二2X(137.2)(394.4)kJmol=120kJmol工程化学基础参考答案CaCO3(s)=2CaO(s)+CO2(g)»,Gm士什“工"P(CO2),一"4、近似计算反应：2在1222K时的r1直，若此时的八2,为10

43、0kPa,判断能否自发进行。解:由题意得：rH；(298.15K)=2uBArHm(B)'B-1=(634.9)+(393.5)(1207.6)kJmol=179.2kJmol1rS；(298.15K)=23S；(B)B=(38.1+213.891.7)Jmol1K1=160.2Jmol1K1rGm(1222K)ArHm(298.15)TArSm(298.15)=179.2X1000Jmol11222KX160.2Jmol1K=16.56kJmol1p(CO2)=100kPa.Q=1_A1ArGm(1222K)=ArGm(1222K)=16.56kJmol反应能自发进行。5.制取半导体

44、材料硅，可用下列反应：SiO2(s)+2C(s尸Si(s)+2CO(g)rHm(298.15K)ArSm(298.15K)(1)估算上述反应的及;ArGm(298.15K)(2)估算上述反应的，在标准状态298、15K下正反应能否自发进行?、一ArGm(1000K)一，,(3)估算上述反应的，在标准状态1000K下正反应能否自发进行?(4)估算上述反应制取硅时，自发进行的温度条件。解:由题意得：ArHm(298.15K)=2g&H姬(B)B1=0+2X(110.5)2X0(910.7)kJmol=689.7kJmol工程化学基础参考答案rS；(298.15K)=23AS；(B)'

45、;B=18.8+2M97.72X5.741.5Jmol1K1=361.3Jmol1K1rG；(T)ArH；(298.15)TArS；(298.15)(2)=689.7kJmol1298.15K>61.3Jmol1K=581.98kJmol1(3)ArGmArHm(298.15)TArSm(298.15)=689.7kJmol11000KX361.3Jmol1K=328.4kJ1mol>0所以不能自发进行ArGm；(T)弋ah；(298.15)(4)要使反应能自发进行，则rmr；'TArSm(298.15)<0689.7kJmol1T>61.3Jmol1K1<

46、;0?T>1908.94K6.试判断下列反应的rSm就是大于零还就是小于零Zn(s)+2HCl(aq)-ZnCl(aq)+Hz(g)_111rS；=23JmolK<0CaCO3(s)-CaO(s)+CO2(g)_A11ArSm=160.2JmolK>0NH3(g)+HCl(g)-NH4Cl(s)rS消=285.1Jmol1K1<0CuO(s)+H2(g)-Cu(s)+H2O(l)(4)_A11ArSm=70.1JmolK<07.水煤气反应：C(s)+H2O(g尸CO(g)+H2(g)问:工程化学基础参考答案(1)此反应在298、15K时,H2O(g),CO(g)及

47、H2(g)的分压均为100kPa下能否向正方向进行?(2)若升高温度能否向正方向进行？(3)在各气体分压均为100kPa下多高温度时，此体系才能处在平衡状态？初小4H；(298.15K)="ub'H；(B)解：(1)B=0+(110.5)0(241.8)kJmol1=131.3kJmol1rS；(298.15K)=ZuBArS；(B)B_11=197.7+130.75.7188.8JmolK=133.9Jmol1K1rG；ArHm(298.15)TArSm(298.15)=131.3kJmol1298.15KX133.9Jmol1K=91.38kJmol1>0所以不能自

48、发进行rGm(T)=Ah；(298.15)TArSm(298.15)<0(2)要使反应能自发进行，则131.3kJmol1TX133.9Jmol1K1<0?T>980.58KrGm=0(3)当T=980、58K时，此时体系处于平衡状态。mol，估(CaO)可除_A_1_A_一ArHm=402.0kJmol&=345.7kJ8.已知反应：CaO(s)+SO3(g尸CaSO4(s)在298、15K时，ArGm(T)=0算这个反应在100kPa压力下，当rm')时的温度T,并简述向燃烧高含硫量煤的炉中投入生石灰去SO3,减少大气污染的理由。ArGm-ArHn?(29

49、8.15)TArSm(298.15)解：1(402+345.7)kJmol1298.15K=188.83Jmol1Kcm=0时，则T=AHrSm402.0kJmol188.83Jmol1K=2128.9K工程化学基础参考答案§4、3化学平衡与反应速率1.试写出下列两个反应的标准平衡常数表达式：(1)2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)(2)ZnS(s)+2H+(aq)=Zn2+H2s(g)e.o.e(PNO2/P)(PO2/P)-K=解:(PN2O5/P)2c(Zn2+)/cep(H2S)/peK-：=(2)c(H)/c922 .在什么条件下储存CO2(g),才能使如下吸热反

50、应的CO2分解最少？-八-1分CO2(g)?CO(g)+-O2(g)2解:恒压、降温3 .吸热反应。4 .在1000c时，反应FeO(s)+CO(g)一Fe(s)+CO2(g)的平衡常数等于0、5,如果CO与CO的初始浓度均为05mol/dm3,求它们平衡时的浓度。0、解:设平衡时cCO2为x,则cCO为(1x),由题意得：/0PCO2/PK=-Pco/Px=0.51x?x=0.033mol即Cc02=0.033molL:品=0.067molL15.某反应从30c升到37c时，反应速率加快到原来的10倍，试估算反应的活化能。Ik2_Ea/11、.ln=()解：k1RT1T2Ec11?ln10=

51、(一1一1一)8.3145303.15310.15?Ea=257.15kJmol16 .略7 .略8 .略§4、4氧化还原反应与能源的开发与利用1 .(1)x(2)VX,2 .(1)C(2)b工程化学基础参考答案Fe3+/Fe2+>Cu2+/Cu>Fe2+/Fe3 .0.01moldm34 .在PH=5时，比较的KMnO4,100kPa的Cl2与0、01mol/dm-3K2Cr2O7的氧化性强弱假定反应时c(Mn2+)=c(Cr3+)=c(Cl-)=1、0mol/dm-3MnO4+8H+5e?Mn2+4H2O解:已知：匚c2+、匚2+、0.059,c(MnO4)/cec(H+)/ce8E(MnO4/Mn)=E(MnO4/Mn)+M1gc(H2O)/cT=1.587+0.059lg0.01