工程化学基础(第二版)练习题参考答案讲课稿

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浙江大学<<工程化学基础(第二版)>>练习题参考答案

第一章 绪 论

练习题(p.9)

1. (1)×; (2)√; (3)×; (4)√。 2. (1)C、D;(2)C;(3)B。 3. 反应进度;ξ; mol。

4. 两相(不计空气);食盐溶解,冰熔化,为一相;出现AgCl?,二相;液相分层,共三

相。

5. 两种聚集状态,五个相:Fe(固态,固相1),FeO(固态,固相2),Fe2O3(固态,固

相3),Fe3O4(固态,固相4),H2O(g)和H2(g)(同属气态,一个气相5) 6. n =(216.5 -180)g / (36.5g · mol-1) = 1.0 mol

7. 设最多能得到x千克的CaO和y千克的 CO2,根据化学反应方程式: CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g) 摩尔质量/g·mol-1 100.09 56.08 44.01 物质的量/mol

y1000?95% x

56.08×10?344.01?10?3100.09?10?3 因为n(CaCO3)=n(CaO)=n(CO2) 即

yx1000?95%=

=

100.09?10?356.08×10?344.01?10?3 得 x =m(CaO) =532.38kg y =m(CO2) =417.72kg

分解时最多能得到532.28kg的CaO和417.72kg的CO2。 8. 化学反应方程式为3/2H2+1/2N2 = NH3时:

???n(H2)?6mol??4mol

3?(H2)?2?????n(N2)?2mol??4mol

1?(N2)?2?n(NH3)4mol??4mol

1?(NH3)?n(H2)?6mol??2mol

?3?(H2)化学反应方程式为3H2+ N2 = 2NH3时:

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?????n(N2)?2mol??2mol

?1?(N2)?n(NH3)4mol??2mol

2?(NH3)当反应过程中消耗掉2mol N2时,化学反应方程式写成3/2H2+1/2N2 = NH3,该反应的反应进度为4 mol;化学方程式改成3H2+ N2 = 2NH3,该反应的反应进度为2 mol。 9. Δn(H2)=ξ×ν(H2)=0.5 mol×(-2)=-1 mol Δn(H2O)=ξ×ν(H2O)=0.5 mol×2=1 mol 消耗掉1 molH2,生成1 molH2O。

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是什么? 答:(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和环境的划分和确定不是绝对的,而是相对的。

答:系统的选择根据研究需要而定,不同的方法和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和银片,其间放有低熔点合金如锡和鉍的合金,在可控还原气氛如氮和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、低熔点合金和气体介质,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”的确定是根据研究对象的需要划分的。 5.略。

6.20℃ 的实验室内,把一只盛有水和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,物质和能量的交换; (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)是物质的量的单位,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是什么?能不能随便改动化学反应方程式?生成一定量的H2O1时,反应O2+H2=H2O与反应O2+2H2=2H2O的反应进度是否相同?

2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

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的变化c与该物质的化学计量数νB的比值。

(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 物质的化学组成和聚集状态

§2.1 物质的化学组成

练习题(p.23)

1. 化学式或名称 K[Pt(NH3)C13] 名称或化学式 三氯一氨合铂(Ⅱ)酸钾 Na2[Zn(OH)4] Ni(en)3]SO4 四羟合锌(Ⅱ)酸钠 硫酸三乙二胺合镍(Ⅱ) [Co(NH3)5Cl]C12 二氯化一氯五氨合钴(Ⅲ) Na2[CaY] 乙二胺四乙酸合钙(Ⅱ)酸钠 Ni(CO)4 氯化二氨合银(I) 四羰合镍(0) [Ag(NH3)2]C1 Ni(0) Ag(I) Fe(Ⅱ) Ca(Ⅱ) (-OOCCH2)2NCH2- N,O CH2N(CH2COO-)2 (EDTA或Y4-) CO NH3 CN O N N 4 2 6 -配位中心 配位体 NH3,Cl 配位原子 配位数 Pt(Ⅱ) N,Cl 4 Zn(Ⅱ) Ni(Ⅱ) OH H2NCH2CH2NH2 (en) O N 4 6 Co(Ⅲ) NH3,Cl N,Cl 6 6 六氰合铁(Ⅱ)酸钾 K4[Fe(CN)6] 其中,螯合物有:(3)[Ni(en)3]SO4和(5) Na2[CaY]

2.答:金刚石、石墨和碳团簇都是碳的同素异形体。金刚石的C原子之间通过共价键形成原子晶体,是天然产物中硬度最大、熔点最高(3550℃)、不导电的贵重材料;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, 用于铅笔芯、润滑材料、电极材料。碳团簇, 如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,形如足球,具有类似“烯烃”的某些反应性能,也称“足球烯”,球碳团簇及其衍生物在超导电性、半导体、非线性光学等方面具有奇异性能。碳纳米管是一种由单层或多层石墨卷成的纳米微管,多层碳管各层之间的间隔为石墨的层间距。碳管两头可以是空的,也可被半个C60或更大的球碳只供学习与交流

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所封闭。碳纳米管可以是不同禁带宽度的半导体,可以用于未来电子工业制造电子器件和超薄导线,使电子芯片集成度更高,体积更小, 也是制备高强度轻质材料的理想组元。 3. Sn1-xCnxO2 ,存在于黑漆古铜镜中,是表层耐磨物质;

Y2O2S:Eu3+ ,可用作彩色电视的发光材料; GaAs1-xPx,制备发光二极管的材料。 (另外还可以举出许多例子)

( CH2-CH )n--CH2-CH 4.聚苯乙烯 中的链节、重复单元都是

,聚合度是n。

聚酰胺—610有两个链节:

,两个链节组成一个重复单元, 聚酰胺的聚合度是2n。

【注意】高分子化合物的重复单元可以包含不同的链节,聚合度以链节数来计量。特别注意,在聚酰胺化学式中,名称后的第一个数字指二元胺的碳原子数,第二个数字指二元酸的碳原子数,所以聚酰胺—610是由己二胺和癸二酸为单体缩聚而得的。 5.

名称 聚丙烯 聚丙烯腈 化学式 [CH类型 碳链高分子 碳链高分子 杂链高分子 ]n CH2]nCH2]nCH3[CHCN 尼龙—66 聚二甲基硅氧烷 6. 高分子名称 聚乙烯 聚丙烯 聚氯乙烯 聚苯乙烯 O[NH(CH2)6NHC (CH2)4CCH3[SiCH3O]nO元素有机高分子 单体化学式 CH2=CH2 CH3CH=CH2 ClCH=CH2 CH=CH2命名 乙烯 丙烯 氯乙烯 苯乙烯 聚四氟乙烯 聚异戊二烯 CF2=CF2 CH2=C—CH=CH2 CH3 只供学习与交流 四氟乙烯 2-甲基-1,3-丁二烯 (异戊二烯)

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