工程化学基础(第二版)练习题参考答案

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(4)8,润湿剂;16-18,洗涤剂、增溶剂。 (5)热致液晶,溶致液晶

2. (1) pH大小:10℃时>20℃时>50℃时,因为pH=-1g[c(H+)/c],Kw=[c(H+)/c]·[c

θ

θ

θ

(OH)/c],Kw随温度升高而升高,故c(H+)随温度升高而升高,pH随温度升高而减小。

θ

θ

(2) 电导率大小:10℃时<20℃时<50℃时,因为KW

H+都增加,所以电导率增大。

随温度升高,电离出来的OH、

*(3) 凝固点高低:0.1mol?kg1>0.2mol?kg1>0.5mol?kg1,因为?Tf?Tf?Tf?KfbB,?Tf-

表示溶液的凝固点下降值,Tf、Tf分别表示纯溶剂和溶液的凝固点;bB是溶质的质量摩尔浓度,单位为mol·kg-1,Kf为凝固点下降常数,取决于纯溶剂的特性而与溶质特性无关。

(4) 凝固点高低:C6H12O6的>NaCl的>Na2SO4的, 因为C6H12O6是非电解质,NaCl 和Na2SO4是强电解质,在水溶液中电离出的离子数不同,0.1 mol·kg-l NaCl和0.1 mol·kg-l Na2SO4溶液的实际质点的质量摩尔浓度分别为0.2mol·kg-l和0.3mol·kg-l,根据凝固点下降公式,凝固点随质点数的增加而降低。

(5) 渗透压高低:0.1mol?kg1<0.2mol?kg1<0.5mol?kg1,因为 ?=cRT,浓度增大,渗

*透压也增大。

3.(1) 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。

(2)水的摩尔热容很大,使水升高温度能够吸收较大的热,工厂常用喷水来降温。 (3)雪熔化成水需要从环境中吸收熔化热(在101.325 kPa时为6kJ·mol-1)。

(4)表面活性物质具有润湿作用,含有表面活性物质的水溶液容易在固体表面铺展开来而润湿整个表面。

(5)表面活性物质浓度大于临界胶束浓度时,溶液中内部的表面活性物质分子的憎水基之间互相以分子间力缔合形成胶束,胶束中能使溶液溶解一些原本不溶或微溶于水的物质,即表面活性物质具有增溶作用。

(6)含有少量表面活性物质的水溶液容易在固体表面铺展开来而润湿整个表面,带走油污,水剂价廉、安全无毒,而汽油、煤油等有机溶剂存在一定毒性,所以用溶有表面活性物质的水剂清洗油污是一项既节能又安全的措施。

(5)乳化燃料指由燃料油(煤油、汽油、柴油、重油、渣油)和水组成的油包水型乳化液。水是分散相,均匀地悬浮在油中,燃料油则包在水珠的外层。由于水的沸点低于燃料,高温下包裹在油滴中的水珠发生“微爆”作用,使油滴变得更小,有利于燃烧。另外,可以发

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生水煤气反应等化学作用,即:C+H2O=CO+H2,C+2H2O=CO2+2H2,CO+H2O=CO2+H2,2H2+O2=2H2O,使燃烧反应更趋完全。所以,乳化燃料能够节约能源、减少污染。 4. 物质 四乙基铅 化学式 (C2H5)4Pb 作用 提高汽油辛烷值,高度有效抗爆剂 甲基叔丁基醚 硝酸异辛酯 2,6-二叔丁基对甲酚

5.常见表面活性物质的分类、结构举例 阴离子型 阳离子型 非离子型 名称 失水山梨醇(斯盘) 类别 结构式 ORCOCH2CH2CHCH3—O—C(CH3)3 提高汽油辛烷值 CH3CH2 CH2 CH2 CH(CH2 CH3)CONO2 柴油十六烷值改进剂 抗氧化剂 类别 结构式 名称 类别 结构式 羧基酸类 R—COONa C17H35COONa 硬脂酸钠 (肥皂主要成分) 胺基盐类 R1R2NH2Cl烷基磺酸类 R—SO3Na CH3RCON(CH2)2SO3Na 烷基芳基磺酸类 RSO3Na硫酸酯类 R—OSO3Na CH3CH(CH2)4OSO3NaC12H25SO3Na C2H5 烷基酰胺磺酸钠 十二烷基苯磺酸钠 2-乙基-己基硫酸钠 吡啶盐类 RNCl季铵盐类 R2 R1NR4R3Cl CH3Br名称 CH3C16H33NCH3 烷基氯代吡啶 氯化烷基胺 溴化十六烷基三甲基铵 酯类 OCH2R醚类 RO(CH2CH2O)nH O(CH2CH2O)nHCH2CH2OHOH 聚氧乙烯基醇醚(平平加型) 聚氧乙烯烷基苯酚醚(OP型) 10

两性 型 结构式 RCH3N+CH2CH2COONaCH3 RCOCH2O-O+CHCH2OPOCH2CH2N(CH3)3R'COOO 名称 烷基二甲基铵丙酸 卵磷脂 高分子型 类别 结构式 阳离子型 H2CCHn阴离子型 CH2CHnN+C12H25Br COONa 名称

聚-4-乙烯溴化十二烷基吡啶 聚丙烯酸钠 §2.4 气体和等离子体 练 习 题(p.51)

1.(A) 2.(A)

3.(1)据pi=(ni/n)p,所以有:p(O2)=100kPa×0.21=21Pa,p(N2)=100kPa×0.78=78 kPa,p(NO2)=100kPa×0.01=1.0 kPa。

1p=50 kPa 。 (2) 因为pV=nRT ,V=2V0 ,所以p=20

4. (1) 空气的相对湿度=p(H2O,实)/p(H2O,饱)×100? 查表,20℃时p(H2O,饱)=0.2339kPa,则

相对湿度=(0.1001/0.2339)×100?=42.80?。 (2) 若温度降低到10℃,此时水的实际蒸气压为: p(H2O.实)=0.1001kPa×283.15/293.15=0.09669kPa 查表,10℃时p(H2O,饱)=0.1228kPa

所以,相对湿度=0.09669/0.1228×100?=78.73?. 5.小于5.6 CO2 、 SO3 H2CO3 、H2SO4。

6.温室气体CO2、SO3、O3、N2O和CFxClx等,引起臭氧层破坏的有N2O、CFxClx等气体。 7.对流层:温室效应;平流层:防紫外线。

思考题

1.略

2.造成全球气候变暖、臭氧层空洞、光化学烟雾的原因是什么?对环境及人类有何危害?为

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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和地面变暖。 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20 mg 的烟微粒,若这些烟微粒是直径为400 nm 、密度为1.0 g·cm3 的球体,那么这些微粒的总表面积是多少?请从吸附角度分析吸烟的危害。 答:由题意得:

A4πr233=== Ai =

V43r2.0×10πr35=1.5×105 ㎝-1

m20×103g3 5 A = Ai ·V = Ai ·=1.5×10× = 3000 ㎝

ρ1.0gcm3

第三章 物质的结构和材料的性质

§3.1 原子核外电子运动状态

练习题(p.58)

1.(b)正确。(a)错在“完全自由”;(c)错在有“一定轨迹”。 2.位置、能量

3.n,四(0、1、2、3),4f,7。 4.波动,波粒二象性 5.

组 态 是否存在 主量子数 角量子数 轨函(个数) 最多可容纳电子数

6. 铯的电子逸出功为3.04×10-19 J,试求:

(1)使铯产生光效应的光的最小频率极其波长各是多少?

(2)如果要达到能量为2.4×10-19J,必须使用波长为多少纳米的光照射? 解:由题意得:

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1p N / / / / 2s Y 2 0 1 2 2d N / / / / 3p Y 3 1 3 6 5f Y 5 3 7 14 6s Y 6 0 1 2

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