工程化學(xué)基礎(chǔ)習(xí)題解答重點(diǎn)

1、<<工程化學(xué)基礎(chǔ)(第二版)>>練習(xí)題參考答案第一章緒論練習(xí)題(p.9)1 .(1)X；(2)V;(3)X；(4)Vo2 .(1)C、D;C;Bo3 .反應(yīng)進(jìn)度；moL4 .兩相(不計(jì)空氣)；食鹽溶解，冰熔化，為一相；出現(xiàn)AgCl,二相；液相分層，共三相。5 .兩種聚集狀態(tài)，五個(gè)相：Fe(固態(tài)，固相1),FeO(固態(tài)，固相2),Fe2O3(固態(tài)，固相3),Fe3O4(固態(tài)，固相4),H2O(g)和H2(g)(同屬氣態(tài)，一個(gè)氣相5)6 .n=(216.5180)g/(36.5gmol-1)=1.0mol7 .設(shè)最多能得到x千克的CaO和y千克的CO2,根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式:C

2、aCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)摩爾質(zhì)量/gmol-1100.0956.0844.01物質(zhì)的量/mol100095%100.09103x56.08X10344.01103因?yàn)閚(CaCO3)=n(CaO)=n(CO2)100095%_100.0910356.08X10344.01103得x=m(CaO)=532.38kgy=m(CO2)=417.72kg分解時(shí)最多能得到532.28kg的CaO和417.72kg的CO28 .化學(xué)反應(yīng)方程式為3/2H2+1/2N2=NH3時(shí)：9(Nnoml326om401122n(NH3)4mol(NH3)14mol化學(xué)反應(yīng)方程式為3H2+N2=2NH

3、3時(shí):n(H2)"(W6m012mol3n(N2)"(Wn(NH3)(NH3)4moi2mo1當(dāng)反應(yīng)過程中消耗掉2mo1N2時(shí)，化學(xué)反應(yīng)方程式寫成3/2H2+1/2N2=NH3,該反應(yīng)的反應(yīng)進(jìn)度為4mol;化學(xué)方程式改成3H2+N2=2NH3,該反應(yīng)的反應(yīng)進(jìn)度為2mol。9 .An(H2)=Exv(H2)=0.5molx(2)=-1molAn(H2O)=Exv(H2O)=0.5molx2=1mol消耗掉1molH2,生成1molHzO。第二章物質(zhì)的化學(xué)組成和聚集狀態(tài)§2.1物質(zhì)的化學(xué)組成練習(xí)題(p.23)1.化學(xué)式或名稱名稱或化學(xué)式配位中心配位體配位配位2原子數(shù)K

4、Pt(NH3)C13三氯一氨合鉗（口）酸鉀Pt(II)NH3,ClN,Cl4Na2Zn(OH)4四羥合鋅（n）酸鈉Zn(II)OHO4Ni(en)3SO4硫酸三乙二胺合鎮(zhèn)（口）Ni(n)H2NCH2CH2NH2(en)N6Co(NH3)5ClC12二氯化一氯五氨合鉆（m）Co(m)NH3,ClN,Cl6Na2CaY乙二胺四乙酸合鈣（口）酸鈉Ca(II)(-OOCCH2)2NCH2-CH2N(CH2COO-)2(EDTA或Y4-)"N,O6Ni(CO)4四埃合銀（0）Ni(0)COO4氯化二氨合銀（I）Ag(NH3)2C1Ag(I)NH3N2六氟合鐵（n）酸鉀K4Fe(CN)6Fe(U

5、)CNN6其中，螯合物有：（3）Ni（en）句SO4和（5）Na2CaY2 .答：金剛石、石墨和碳團(tuán)簇都是碳的同素異形體。金剛石的C原子之間通過共價(jià)鍵形成原子晶體，是天然產(chǎn)物中硬度最大、熔點(diǎn)最高（3550C）不導(dǎo)電的貴重材料；石墨晶體中同層粒子間以共價(jià)鍵結(jié)合，平面結(jié)構(gòu)的層與層之間則以分子間力結(jié)合。由于層間的結(jié)合力較弱，容易滑動(dòng)，所以有導(dǎo)電性和滑動(dòng)性,用于鉛筆芯、潤滑材料、電極材料。碳團(tuán)簇,如C60,是由60個(gè)碳原子以20個(gè)六邊形和12個(gè)五邊形相間組成的32面體球形分子，形如足球，具有類似“烯嫌”的某些反應(yīng)性能，也稱“足球烯”，球碳團(tuán)簇及其衍生物在超導(dǎo)電性、半導(dǎo)體、非線性光學(xué)等方面具有奇異性能。

6、碳納米管是一種由單層或多層石墨卷成的納米微管，多層碳管各層之間的間隔為石墨的層間距。碳管兩頭可以是空的，也可被半個(gè)C60或更大的球碳所封閉。碳納米管可以是不同禁帶寬度的半導(dǎo)體，可以用于未來電子工業(yè)制造電子器件和超薄導(dǎo)線，使電子芯片集成度更高，體積更小,也是制備高強(qiáng)度輕質(zhì)材料的理想組元。3 .Sni-xCnxO2,存在于黑漆古銅鏡中，是表層耐磨物質(zhì)；Y2O2S:Eu3+,可用作彩色電視的發(fā)光材料；GaAsi-xPx,制備發(fā)光二極管的材料。（另外還可以舉出許多例子）（CH2-CH"_CICH_4 .聚苯乙烯B中的鏈節(jié)、重復(fù)單元都是£,聚合度是no聚酰胺一610Mot3心屋H旃有

7、兩個(gè)鏈節(jié)：心M和4飛病,兩個(gè)鏈節(jié)組成一個(gè)重復(fù)單元,聚酰胺的聚合度是2n。【注意】高分子化合物的重復(fù)單元可以包含不同的鏈節(jié)，聚合度以鏈節(jié)數(shù)來計(jì)量。特別注意，在聚酰胺化學(xué)式中，名稱后的第一個(gè)數(shù)字指二元胺的碳原子數(shù)，第二個(gè)數(shù)字指二元酸的碳原子數(shù)，所以聚酰胺一610是由己二胺和癸二酸為單體縮聚而得的。5 .名稱化學(xué)式聚丙烯CHCH247rCH3碳鏈局分子聚丙烯睛CHCH247rCN碳鏈局分子尼龍一66OOIIHb-NH(CH2)6NHC(CH2)4c雜鏈局分子聚二甲基硅氧烷產(chǎn)3TSiO+CH3兀素有機(jī)高分子6 .高分子名稱單體化學(xué)式命名聚乙烯CH2=CH2乙烯聚丙烯CH3CH=CH2丙烯聚氯乙烯ClC

8、H=CH2氯乙烯聚苯乙烯CH=CH26苯乙烯聚四氟乙烯CF2=CF2四氟乙烯聚異戊二烯CH2=C1-CH=CH2CH32-甲基-1,3-丁二烯（異戊二烯）聚酰胺H2N(CH2)6NH2HOOC(CH2)4COOH己二胺己二酸NH(CH2)5C=O己內(nèi)酰胺聚甲基丙烯酸甲CH2=C|-COOCH32-甲基-丙烯酸甲酯5酯CH3聚環(huán)氧乙烷CH2yCH2O環(huán)氧乙烷聚丙烯睛CH2=CHCN丙烯睛聚丙烯酰胺OCH2=CHC-NH2丙烯酰胺聚對(duì)苯二甲酸乙二（醇）酯HOOC-jCOOHHOCH2CH2OH1,4-苯二甲酸（對(duì)苯二甲酸）乙二醇酚醛樹脂gH口，HCHO苯酚甲醛聚二甲基硅氧烷CH31OHSiOH1C

9、H3二甲基二羥基硅烷ABSCH2=CHCN,CH2=CHCH=CH2,CH=CH26丙烯睛，1,3-丁二烯，苯乙烯7 .答：蛋白質(zhì)分子是一條或多條多肽鏈構(gòu)成的生物大分子，多肽鏈由氨基酸通過肽鍵（酰胺鍵，一CONH一）共價(jià)連接而成，相對(duì)分子質(zhì)量可從一萬到數(shù)百萬。各種多肽鏈都有自己特定的氨基酸順序，人體蛋白質(zhì)由20種氨基酸組成，除脯氨酸外，其它19種均是a-氨基酸，結(jié)構(gòu)通式為RCH（NH2）COOH,R是每種氨基酸的特征基團(tuán)。蛋白質(zhì)有不同層次的結(jié)構(gòu)，分為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)和四級(jí)結(jié)構(gòu)。多肽鏈中氨基酸的數(shù)目、種類和連接順序稱為6蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)；多肽鏈中若干肽段在空間的伸張方式，如a-螺旋、B-折疊等稱

10、二級(jí)結(jié)構(gòu)；多肽鏈在二級(jí)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，依靠基團(tuán)相互作用進(jìn)一步卷曲、折疊而成的更復(fù)雜的三維空間結(jié)構(gòu)稱三級(jí)結(jié)構(gòu)；兩條或兩條以上具有三級(jí)結(jié)構(gòu)的多肽鏈按特定方式結(jié)合而成的聚合體稱四級(jí)結(jié)構(gòu)。一級(jí)結(jié)構(gòu)又稱為基本結(jié)構(gòu)，二級(jí)結(jié)構(gòu)以上屬高級(jí)結(jié)構(gòu)。通常只有那些具有高級(jí)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)才有生物活性。脫氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)由磷酸、脫氧核糖或核糖、有機(jī)堿組成，有機(jī)堿分別為腺喋吟(Adenine),鳥喋吟(Guanine),胞G咤(Cytosine),胸腺喀咤(Thymine)和尿喘咤(Uracil),簡(jiǎn)稱A,G,C,T,U。它們的基本結(jié)構(gòu)單元是單核甘酸，單核甘酸通過3',5'-磷酸二酯鍵互相

11、連接形成多核音酸鏈。DNA和RNA結(jié)構(gòu)之間的主要區(qū)別在戊醛糖和嚅咤堿上。核酸與蛋白質(zhì)一樣，也有特殊的空間結(jié)構(gòu)，DNA通過堿基互補(bǔ)配對(duì)原則形成雙螺旋結(jié)構(gòu)。DNA和RNA的基本化學(xué)組成組成DNARNAH3PO4核糖H3PO4CHOIH-CHHCOHIHCOHICH20HCHOIHCOHIHCOHIHCOHICH2OH脫氧核糖機(jī)堿腺喋吟（A）鳥喋吟（G）腺喋吟（A）鳥喋吟（G）堿胞喀咤（C）胸腺嚅咤胞喘咤（C）尿喘咤（U）(T)O-3'鳥喋吟核甘酸5'尿口密咤核甘酸3'腺喋吟脫氧核甘酸5'胸腺嚅咤脫氧核甘酸8. （1）金屬有機(jī)，CO,CO,化學(xué)氣相沉積。（2）DNA,

12、RNA,蛋白質(zhì)。§ 2.2 固體練習(xí)題（p.32）1 .（1）B,F。（2）Do（3）C、D、E、F,D、F。（4）A。2 .熔點(diǎn)高低為：MgO>CaO>CaF2>CaCl2o因?yàn)殡姾芍g作用力8為f=k(Q+Q-)/(r+r-)2,典型離子晶體的熔點(diǎn)與其作用力有相同的變化規(guī)律，其中以Q+、Q-為主，r+、r-為參考。3 .熔點(diǎn)高低為：SiC>SiBr4>SiF4o因?yàn)榱Ｗ娱g作用力大小與晶體的熔點(diǎn)高低規(guī)律一致，SiC是原子晶體，SiF4和SiBr4為分子晶體，原子晶體以共價(jià)鍵結(jié)合，分子晶體以分子間力結(jié)合，共價(jià)鍵作用強(qiáng)于分子間力。在同為分子晶體的SiF4和

13、SiBr4中，SiBr4的相對(duì)分子質(zhì)量大于SiF4,前者分子間力大于后者。4 .因?yàn)殁c鹵化物是離子晶體，而所列硅鹵化物均為分子晶體。離子晶體以離子鍵結(jié)合，離子間作用力大，而分子晶體以分子間力結(jié)合，分子間力較離子鍵弱，所以硅鹵化物的熔點(diǎn)總比鈉鹵化物的低。離子鍵強(qiáng)弱隨電荷數(shù)增大而增強(qiáng)，而分子間力隨相對(duì)分子量的增大而增強(qiáng)，所以兩者間變化規(guī)律不一致。5 .(1)熔點(diǎn)由高到低為：BaCl2>FeCl2>AlCl3>CCl4。因?yàn)锽aCl2為典型的離子晶體，熔點(diǎn)較高；FeCl2和AlCl3同為過渡型晶體，高價(jià)態(tài)的傾向于形成共價(jià)鍵為主的分子晶體，熔點(diǎn)、沸點(diǎn)較低；低價(jià)態(tài)的傾向于形成以離子鍵為

14、主的離子晶體，熔點(diǎn)、沸點(diǎn)較高。正離子價(jià)態(tài)越高，吸引負(fù)離子的電子云的能力越強(qiáng)；負(fù)離子的半徑越大，其電子云越易被正離子吸引過去。結(jié)果減弱了正、負(fù)離子間作用力。故AlCl3比FeCl3更偏向于分子晶體，熔點(diǎn)更低；CCl4則為典型的分子晶體，熔點(diǎn)更低。(2)硬度從大到小為：SiO2>BaO>CO2。因?yàn)镾iO2是原子品體，硬度最大；BaO是典型的離子晶體，硬度較大；CO2為典型的分子晶體，硬度最小。6 .耐高溫金屬：W(鴇，熔點(diǎn)3410C),Re(銖，熔點(diǎn)3180C)。9W和Re用于測(cè)高溫的熱電偶材料。易熔金屬：Hg（汞，熔點(diǎn)38.87C）,用于測(cè)體溫的溫度計(jì)。Sn（錫，熔點(diǎn)231.9C）

15、,用于制作自動(dòng)滅火設(shè)備、鍋爐安全裝置、信號(hào)儀器（表卜電路中的保險(xiǎn)絲等的合金材料。7 .非晶態(tài)線型高分子聚合物在不同溫度下可以呈現(xiàn)出玻璃態(tài)、高彈態(tài)和粘流態(tài)等三種不同的物理狀態(tài)。低溫時(shí)處于玻璃態(tài)，此時(shí)不僅高分子的整個(gè)分子鏈不能運(yùn)動(dòng)，連個(gè)別的鏈節(jié)也不能運(yùn)動(dòng)，變得如同玻璃體一般堅(jiān)硬。當(dāng)溫度升高到一定程度時(shí)，高分子的整個(gè)鏈還不能運(yùn)動(dòng)，但其中的鏈節(jié)已可以自由運(yùn)動(dòng)了，此時(shí)在外力作用下所產(chǎn)生的形變可能達(dá)到一個(gè)很大的數(shù)值，表現(xiàn)出很高的彈性，稱為高彈態(tài)。當(dāng)溫度繼續(xù)升高，使整條分子鏈可以自由運(yùn)動(dòng)，成為流動(dòng)的粘液，此時(shí)稱為粘流態(tài)。由玻璃態(tài)向高彈態(tài)轉(zhuǎn)變的溫度叫做玻璃化溫度（Tg）。由高彈態(tài)向粘流態(tài)轉(zhuǎn)變的溫度叫做粘流化溫

16、度（Tf）。塑料的Tg高于室溫，橡膠的Tg低于室溫。作為塑料，要求在室溫下能保持固定的形狀，因此Tg越高越好。作為橡膠，要求能夠保持高度的彈性，因此Tg越低越好。Tf是高分子化合物成型加工的下限溫度。溫度高，流動(dòng)性大，便于注塑、澆塑和吹塑等加工。但Tf過高可能引起分解，高分子化合物的分解溫度是成型加工的上限溫度。對(duì)高分子材料的加工來說，Tf越低越好；對(duì)耐熱性來說，Tf越高越好。Tg與Tf差值越大，橡膠的耐寒、耐熱性也越好，其應(yīng)用溫度范圍越寬。108 .(1)基于橡皮室溫下處于高彈態(tài)這一力學(xué)特征。室溫下橡皮塞處于高彈態(tài)，在外力作用下能產(chǎn)生形變，表現(xiàn)出很高的彈性，故可以密封容器口使其不漏氣。(2)

17、基于BaCl2的高溫穩(wěn)定性。BaCl2是典型的離子晶體，熔點(diǎn)高，穩(wěn)定性較好，不易受熱分解，其熔融態(tài)可用作高溫時(shí)某些金屬的加熱或恒溫介質(zhì)，即鹽浴劑，使該經(jīng)高溫處理的金屬慢慢冷卻保持晶形。(3)基于金屬有機(jī)化合物中化學(xué)鍵的不同穩(wěn)定性。過渡金屬有機(jī)化合物中，MC鍵不是典型的離子鍵，鍵能一般小于C-C鍵，容易在MC處斷裂，用于化學(xué)氣相沉積(CVD),能沉積成高附著性的金屬膜，致密的金屬膜附著在玻璃上制得鏡子。§ 2.3 體和液晶練習(xí)題(p.44)1 .(1)飽和，方向，降低，氫，氧(2) 1千克溶劑Ci2H25：LSO3Na(3) ,-SO3-,C17H35,O(CH202O)-,R-,油包

18、水型乳狀液(4) 8,潤濕劑；16-18,洗滌劑、增溶劑。(5)熱致液晶，溶致液晶2. (1)pH大?。?0c時(shí)>20C時(shí)>50C時(shí)，因?yàn)閜H=1gc(H+)/ce,Kwe=c(H+)/ce-c(OH)/ce,Kwe隨溫度升高而升高，11故c(H+)隨溫度升高而升高，pH隨溫度升高而減小。(2)電導(dǎo)率大?。?0c時(shí)<20C時(shí)<50時(shí)，因?yàn)镵w4隨溫度升高，電離出來的OH-、H+都增加，所以電導(dǎo)率增大。(3)凝固點(diǎn)高低：0.1molkg1>0.2molkg1>0.5molkg1,因?yàn)門fTf*TfKfbB,T表示溶液的凝固點(diǎn)下降值，Tf*、Tf分別表示純?nèi)軇┖?/p>

19、溶液的凝固點(diǎn)；bB是溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度，單位為molkg-1,E為凝固點(diǎn)下降常數(shù)，取決于純?nèi)軇┑奶匦远c溶質(zhì)特性無關(guān)。(4)凝固點(diǎn)高低：C6H12O6的八2。W>Na2SO4的，因?yàn)镃6H12O6是非電解質(zhì)，NaCl和Na2SO4是強(qiáng)電解質(zhì)，在水溶液中電離出的離子數(shù)不同,0.1molkg-lNaCl和0.1molkg-lNa2SO4溶液的實(shí)際質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量摩爾濃度分別為0.2molkg-l和0.3molkg-l,根據(jù)凝固點(diǎn)下降公式，凝固點(diǎn)隨質(zhì)點(diǎn)數(shù)的增加而降低。(5)滲透壓高低：0.1molkg1<0.2molkg1<0.5molkg1,因?yàn)?cRT,濃度增大，滲透壓也增大。3.

20、(1)水的氣化熱(100c時(shí)的氣化熱為40.67kJmol-1)很大，水氣化成水蒸氣時(shí)要吸收大量熱，水的摩爾熱容(25C時(shí)為75.4J-mol-1K-1)也很大，使水升高溫度需要吸收較大的熱，水溫受環(huán)境溫度影響較小，所以水是廉價(jià)安全的制冷劑和載冷劑。(2)水的摩爾熱容很大，使水升高溫度能夠吸收較大的熱，工廠常用噴水來降溫。(3)雪熔化成水需要從環(huán)境中吸收熔化熱(在101.325kPa時(shí)為6kJmol-1)12(4)表面活性物質(zhì)具有潤濕作用，含有表面活性物質(zhì)的水溶液容易在固體表面鋪展開來而潤濕整個(gè)表面o(5)表面活性物質(zhì)濃度大于臨界膠束濃度時(shí)，溶液中內(nèi)部的表面活性物質(zhì)分子的憎水基之間互相以分子間

21、力締合形成膠束，膠束中能使溶液溶解一些原本不溶或微溶于水的物質(zhì)，即表面活性物質(zhì)具有增溶作用。(6)含有少量表面活性物質(zhì)的水溶液容易在固體表面鋪展開來而潤濕整個(gè)表面，帶走油污，水劑價(jià)廉、安全無毒，而汽油、煤油等有機(jī)溶劑存在一定毒性，所以用溶有表面活性物質(zhì)的水劑清洗油污是一項(xiàng)既節(jié)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)和水組成的油包水型乳化液。水是分散相，均勻地懸浮在油中，燃料油則包在水珠的外層。由于水的沸點(diǎn)低于燃料，高溫下包裹在油滴中的水珠發(fā)生微爆”作用，使油滴變得更小，有利于燃燒。另外，可以發(fā)生水煤氣反應(yīng)等化學(xué)作用，即：C+H2O=CO+H2,C+2H2O=CO

22、2+2H2,CO+H2O=CO2+H2,2H2+O2=2H2O,使燃燒反應(yīng)更趨完全。所以，乳化燃料能夠節(jié)約能源、減少污染。4.物質(zhì)化學(xué)式作用四乙基鉛(C2H5)4Pb提高汽油辛烷值，高度后效抗爆劑甲基叔丁基醴CH3-O-C(CH3)3提高汽油辛烷值13硝酸異辛酯CH3CH2CH2CH2CH(CH2CH3)CONO2柴油十六烷值改進(jìn)劑2,6-二叔基對(duì)甲酚抗氧化劑5.常見表面活性物質(zhì)的分類、結(jié)構(gòu)舉例類別竣基酸類陰離子型加基磺酸塵為G星萬咦畋類阮畋酉日突結(jié)構(gòu)式R-COONaRSO3NaRSO3NaR-OSO3Na名稱Ci7H35COONa硬脂酸鈉(肥皂主要成分)叫1RCON(CH2)2SO3Na烷基

23、酰胺磺酸鈉Ci2H25SO3Na十一烷基苯磺酸鈉CH32-硫iCH(CH2)4OSO3NaC2H5乙基-己基峻鈉類別胺基鹽類季錢鹽類叱咤鹽類結(jié)構(gòu)式Ri、/NH2ClLR2R2Rf'N-R4-R3ClR-N14陽離子型名稱氯化烷基胺澳日Cl6H3r1十八虹專出3NCH3CH3遑三E安Br甲基烷基氯代叱咤非離子型類別酯類醴類結(jié)構(gòu)式rCoch”ch"ch'xch211CH2CH211OHOHR-O-(CH2CH2O)nHRO-(CH2CH2O)nH名稱失水山梨醇（斯盤）聚氧乙烯基醇醍（平平加型）聚氧乙烯烷基苯酚醴（OP型）兩性型結(jié)構(gòu)式CH3l+°°R-C

24、H2CH2COONaCH3RC0、0Ch20-+,CH-CH-2-0-P-OCH2CH2N(CH3)3R”0名稱烷基一甲基俊丙酸卵磷脂高分子型類別陽離子型陰離子型結(jié)構(gòu)式N+1C12H五25Br+CH2/看COONa名稱聚-4-乙烯澳化十一烷基叱咤聚丙烯酸鈉§2.4氣體和等離子體練習(xí)題（p.51）151 .(A)2 .(A)3 .(1)據(jù)pi=(ni/n)p,所以有：p(O2)=100kPax0.21=21Pa,p(N2)=100kPaX0.78=78kPa,p(NO2)=100kPaX0.01=1.0kPa。(2)因?yàn)閜V=nRT,V=2V0,所以p=，p0=50kPa。4 .(1)

25、空氣的相對(duì)濕度=p(H2O,實(shí))/p(H2O,飽)X100查表，20c時(shí)p(H2O,飽)=0.2339kPa,則相對(duì)濕度=(0.1001/0.2339)X100=42.80。(2)若溫度降低到10C,此時(shí)水的實(shí)際蒸氣壓為：p(H2O.實(shí))=0.1001kPax283.15/293.15=0.09669kPa查表，10c時(shí)p(H2O,飽)=0.1228kPa所以，相對(duì)濕度=0.09669/0.1228X100=78.73.5 .小于5.6CO2、SO3H2CO3、H2SO4。6 .溫室氣體CO2、SO3、。3、N2O和CFxClx等，引起臭氧層破壞的有N2O、CFxClx等氣體。7 .對(duì)流層：溫

26、室效應(yīng)；平流層：防紫外線。第三章物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和材料的性質(zhì)§7.1 原子核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)練習(xí)題(p.58)1. (b)正確。(a)錯(cuò)在“完全自由"；(c)錯(cuò)在有“一定軌跡”。2. 位置、165.3. n,四(0、1、2、3),4f,7組態(tài)1p2s2d3p5f6s是否存在NYNYYY主量子數(shù)/2/356角量子數(shù)/0/130軌函(個(gè)數(shù))/1/371最多可容納電子數(shù)/2/61424.波動(dòng)，波粒二象性§3.2元素周期律金屬材料練習(xí)題(p.69)兀素外層電子排布式未成對(duì)電子數(shù)離子外層電子排布式未成對(duì)電子數(shù)22Ti3d29Cr1s22s22p63s23p63d54s13d54s1

27、4s223s23p6024Cr3d54s16Cr3+3s23p63d17328Ni3d84s22Ni2+3s23p63d8229CU3d104s11Cu2+3s23p63d912.最高化合價(jià)為+6,可能是第六主族或第六副族的元素；最外層電子數(shù)為1的，則只有第六副族的元素，同時(shí)原子半徑又是最小的只有Cr滿足。(3) 3s23p63d33. iiNa1s22s22p63s13p1Z=11(1.00X2+0.85X8+0)=2.20i4Siis22s22p63s23p2Z=14-(1.00x2+0.85x8+0.35x3)=4.1517CI1s22s22p63s23p5Z=17-(1.00X2+0.

28、85X8+0.35X6)=6.10Na、Si、Cl作用在外層電子上的有效核電荷數(shù)依次增大，原子半徑依次減小，非金屬性依次增強(qiáng)。4. Ca、Ti、Mn、Fe、Co、Ga、Br同屬第四周期元素，自Ca至Br,所受的有效核電荷數(shù)依次增大,即金屬性依次降低。5. 19K1s22s22p63s23p64S1Z=19(1.00X10+0.85X8+0)=2.229CU1s22s22p63s23p63d104s1Z=29(1.00X10+0.85X18+0)=3.7K和Cu最外層均有4s1,但K的4s電子所受的有效核電荷數(shù)(2.2)比Cu的4s電子所受的有效核電荷數(shù)(3.7)小，而且半徑亦小，因此在化學(xué)反應(yīng)

29、中K比Cu易失去電子，金屬性強(qiáng)。6. Ta第六周期VB族W第六周期V舊族Zr第五周期IVB族7. 由于形成固熔體而引起合金強(qiáng)度、硬度的升高的現(xiàn)象稱為固熔強(qiáng)化，它能提高金屬的強(qiáng)度和硬度。引起固熔強(qiáng)化的主要原因是固熔體溶質(zhì)元素的外層電子結(jié)構(gòu)、原子半徑、電負(fù)性等不同于溶劑金屬，再形成取代或間充固熔體時(shí)發(fā)生固熔化品格歪扭(或稱畸變)。8. 形成碳化物傾向從大到小次序是Ti>Cr>Co>Cu。因?yàn)門i、Cr、18Co、Cu的外層電子結(jié)構(gòu)依次為3d24s2、3d54s1、3d74s2、3d104s1,d電子越多,與C成鍵的可能性越小，因此形成碳化物傾向性也越小。的.3化學(xué)鍵分子間力高分子

30、材料練習(xí)題(p.86)1 .(1)c,f(2)a、b,c,d,g(3)a,d(4)d(5)b2 .乙二胺四乙酸合鈣(II)酸鈉，Ca2+,乙二胺四乙酸。3 .化學(xué)鍵氫鍵分子間力。4 .聚甲基丙烯酸甲酯是II類給電子性高聚物，它的溶度參數(shù)=19.4(Jcm-3)1/2;能溶解它的溶劑必須是弱親電子溶劑，而且其溶度參數(shù)要相近，它們是三氯甲烷二19.0(Jcm-3)1/2、二氯甲烷=19.8(J-cm3)1/2。聚氯乙烯是I類弱親電子性高分子化合物，=19.8(J-cm3)1/2;能溶解它的溶劑必須是給電子性溶劑，而且其溶度參數(shù)要相近，它們是環(huán)己酮(II類給電子性溶劑)=20.2(Jcm-3)1/2

31、、四氫味喃(II類給電子性溶劑)=18.6(Jcm3)1/2。聚碳酸酯是II類給電子性化合物，=19.4(J-cm3)1/2;能溶解它的溶劑必須是弱親電子溶劑，而且其溶度參數(shù)要相近，它們是三氯甲烷二19.0(Jcm3)1/2、二氯甲烷二19.8(Jcm3)1/2。5 .9個(gè)鍵,2個(gè)鍵。6 .第(1)組中的HF、第(2)組中的H2。、第(3)組中的CH3CH2OH、(O)CTCHTxC(O)N(H)我秘N(H)tn有氫鍵。第(4)組中的19因?yàn)樗鼈冎杏须娯?fù)性大的F、O、N等元素，它們將對(duì)與其直接相連接的H的電子云強(qiáng)烈吸引，使H裸露成質(zhì)子，它再吸引F、O、N上的電子云，F(xiàn)、O、N等元素（用X表示）

32、與質(zhì)子（用H表示）與另一個(gè)分子上的F、O、N等元素（用Y表示）形成了XHY多中心軌函而產(chǎn)生了氫鍵。7 .聚二甲基硅氧烷的線型分子的化學(xué)式：其性質(zhì)及產(chǎn)生原因見教材84頁。8.詳見教材8384頁。注意橡膠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藝，不同工藝、不同配方所得高分子分子量不同，其Tg、Tf也不同。有時(shí)同一種高分子化合物既可作塑料又可作橡膠，聚氨酯類高分子化合物就屬這種情況。§3.4晶體缺陷陶瓷和復(fù)合材料練習(xí)題（p.97）銅摟鼠亶費(fèi)米能級(jí)口導(dǎo)帶禁常202 .陶瓷由品相、品界相、玻璃相和氣相組成。品相是陶瓷的主要組成相，決定陶瓷的主要性質(zhì)。品界相是多品結(jié)合處的缺陷，

33、對(duì)晶體功能影響很大，是功能產(chǎn)生的原因。玻璃相起粘結(jié)作用，能降低燒成溫度，可填充氣孔氣相，可使陶瓷的電熱絕緣性能大大提高。氣相不可避免，但可降低到最低程度。氣孔可減輕重量，但抗電擊穿能力下降，受力時(shí)易產(chǎn)生裂縫，透明度下降。3 .盡管硅酸鹽有多種形式的結(jié)構(gòu)，但都是Si和氧的共價(jià)鍵結(jié)合的硅氧四面體負(fù)離子基團(tuán)，基團(tuán)內(nèi)鑲嵌著金屬正離子，與硅氧四面體負(fù)離子基團(tuán)中的氧以離子鍵結(jié)合，其絕緣性取決于負(fù)離子基團(tuán)中的氧與金屬離子間的結(jié)合力。硅氧西面體的框架是確定的，金屬離子的電荷與半徑?jīng)Q定了結(jié)合力的大小，金屬離子的電荷較高，半徑大，結(jié)合力大。Na+電荷低，半徑小，所以含量越低越好。4 .氮化硅Si3N4,偏共價(jià)鍵型

34、。外層電子排布式i4Si1s22s22p63s23p2,7N1s22s22p3。電負(fù)性Si1.8N3.0。氮化硅耐高溫，在1200c下可維持室溫時(shí)的強(qiáng)度和硬度，在氧化情況不太嚴(yán)重的介質(zhì)中最高安全使用溫度可到16001750C,用作火箭發(fā)動(dòng)機(jī)尾管及燃燒室，無冷卻汽車發(fā)動(dòng)機(jī)。5 .鐵氧體的化學(xué)組成主要是Fe2O3,此外有二價(jià)或三價(jià)的Mn、Zn、Cu、Ni、Mg、Ba、PbSr、Li的氧化物，或三價(jià)的稀土元素丫、Sm、En、Gd、Fb、Dy、Ho和Er系的氧化物。NiMnO3及CoMnO3等雖不含F(xiàn)e,但也是鐵氧體。21它可用作計(jì)算機(jī)和自動(dòng)化裝置中的記憶（貯存）元件,用作隱身材料。6 .BYCO的化

35、學(xué)組成為Ba、Y、Cu的氧化物，但不一定成整數(shù)比。它可用作超導(dǎo)材料，制成電纜輸電、發(fā)動(dòng)機(jī)的線圈、磁力懸浮高速列車。7 .WCCo金屬陶瓷的簡(jiǎn)單制備過程如下：WO3+CW+CO2W（粉末）+CWC（粉末）CoO+CCo（粉末）WC（粉末）+Co（粉末）（燒結(jié)）WCCo金屬陶瓷8 .玻璃鋼是一種復(fù)合材料，它由合成樹脂，如酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂及玻璃纖維等組成，將玻璃纖維（增強(qiáng)相）浸漬在樹脂（粘結(jié)相，基體）中，再加以固化劑、稀釋劑、填充劑、增塑劑等輔助材料制成。它的主要優(yōu)點(diǎn)是質(zhì)輕，電絕緣性好，不受電磁作用，不反射無線電波，微波透過性能好，耐磨，耐腐蝕，成型簡(jiǎn)便?？捎米髌?、輪船外殼、室內(nèi)器具等。第四章化

36、學(xué)反應(yīng)與能源河1熱化學(xué)與能量轉(zhuǎn)化練習(xí)題（p.106）1. （1）a、b;（2）b、d;（3）c；（4）b2. C2H2（g）+5/2O2（g）=2CO2(g)+H2O(g)22fHm(298.15)/kJ.mo1227.40393.5-241.8_rHm(298.15)=2X(393.5)-241.8-227.4kJmol1=1256.2kJmol1CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)fHm(298.15)/kJ.mo1-74.60-393.5241.8rHm(298.15)=(-393.5)+2X(241.8)-(-74.6)kJmol1=802.5kJmol1C2H4(

37、g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(g)fHm(298.15)/kJ.mo152.40-393.5241.8rHm(298.15)=2X(393.5)+2X(-241.8)-52.4kJmol1=1323kJmol1C2H6(g)+7/2O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g)fHm(298.15)/kJ.mol-1-84.00393.5241.8rHm(298.15)=2X(393.5)+3X(241.8)(84.0)kJmol123=-1428.4kJmol1可見，燃燒ImolC2H4或C2H6放出的熱量大于C2H2,因此可以代替，而CH4不行。3. Na2s(s)+9H2O(

38、g)=Na2s9H2O(s)fHm'/kJ.mol-1372.86-241.8-3079.41rHm.(298.15)=(3079.41)(372.86)+(241.8)X9kJmol1=-530.35kJmol11kgNa2s的物質(zhì)的量：n=1000g/(22.99x2+32.07)gmol-1=12.81molQ=Qp=H=(530.35kJmol1)X12.81mol=6794kJ4. 2N2H4(l)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(l)fHm力/kJ.mol150.639.660285.8rHm立(298.15)=(285.8)X4(50.63X2+9.66)kJmo

39、l1=-1254.12kJmol132gN2H4的物質(zhì)的量為：n=32g/(14X2+1X4)gmol=1.0mol1.0molN2H4完全反應(yīng)，其反應(yīng)進(jìn)度為1mol,所以：Q=Qp=H=-1254.12kJmol1X2mol=627.06kJ5. CaO(s)+H2O(l)=Ca2+(aq)+-2OH(aq)fHm"(298.15)/kJmol1634.9285.8542.8-230.0rHm*(298.15)=(543.20)2X(230.0)-(-634.9)+(-285.8)kJmol124=82.1kJmol罐頭從25C80c需吸收的熱量：Q=Qp=H=400JK1(80-

40、25)K=22000J設(shè)需CaO為W克，則其物質(zhì)的量n=W/(40.08+16.00)gmol_1=Q/-rHm(298.15)X80%W=22000/(82.1x103x80%)molx56.08gmol-1=18.78g6.C6H6(l)+15/2O2(g)=6CO2(g)+3H2O(l)UQV209.2kJ3HUngRT(209.2)(5/78)(67.5)8.314298.1510kJ209.4kJ1mol液態(tài)苯在彈式量熱計(jì)中完全燃燒放熱：QQV(209.2)78/5kJgmol13263.5kJgmol17.恒容反應(yīng)熱QVU，恒壓反應(yīng)熱QpH,當(dāng)液體、固體相對(duì)于氣體體積可以忽略且氣體

41、可以看作理想氣體時(shí)有：HUngRT0所以：(1) H2(g)十；O2(g)=H2O(g)ng0.5,HU,QpQV;(2) H2(g)十；O2(g)=H2O(l)ng1.5,HU,Qp|QV|o8. Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)fHm"(298.15)/kJmol1824.2-110.50-393.5rHm.(298.15)=3X(393.5)(824.2)+3X(8.5) 5)kJmol125=24.8kJmol9. C5H12(1)+8O2(g)=5CO2(g)+6H2O(g)fHm(298.15)/kJ.mo1-1149.90393.5-285.

42、8rHm(298.15)=5X(393.5)+6X(285.8)(149.9)kJmol1=-3532.4kJmol1燃燒1克汽油所放出的熱量：_.1_11Q3532.4kJgmol72ggmol49.06kJgg§4.2化學(xué)反應(yīng)的方向和限度練習(xí)題(p.114)1. (1)X;(2)V;(3)X;(4)X;(5)X;(6)2. (1)SmfH2O(s)<SmtH2OcSm1H2O(g)(2) Sme(298.15K)vSm(398.15K)vSm(498.15K)(3)同一溫度下：Sme(Fe)VSJ(FeO)SJ(Fe2O3)。3. C(s)+CO2(g)=2CO(g)fGm

43、*(298.15)/kJmol10-394.4-137.2Gm.(298.15)=2X(-137.2)-(-394.4)kJmol1=120.0kJmol14. CaCOs(s)=CaO(s)+CO2(g)26fHm*(298.15)/kJmol11207.6-634.9-393.5Sm0(298.15)/Jmol1K191.738.1213.8rHmd(298.15)=(634.9)(-393.5)-(-1207.6)kJmol1=179.2kJmol1rSm'(298.15)=(38.1+213.8-91.7)Jmol1K1=160.2Jmol1K1AGme(1222K)rHm&q

44、uot;(298.15)-T小，(298.15)=179.2kJmol1-1222KX160.2Jmol1K1=-16.56kJmol1乙Gme(1222K)V0,能自發(fā)進(jìn)行。5.2CO(g)fH：(298.15K)/kJmol-1-110.5S0(298.15K)/Jmol-1K-1-197.7fG：(298.15K)/kJmol-1SiO2(s)+2C(s)=Si(s)+-910.70041.55.718.8-856.300-137.2011(1)rHm(298.15K)2(110.5)(910.7)kJgmol689.7kJgmolrS九298.15K)2197.718.8(41.525

45、.7)Jgm011g<1361.3Jgmol1gK1(2)rG：(298.15K)2(137.2)(856.3)kJgmol11581.9kJgmol127rGr0(298.15K)rHm0(3)rGr0(1000K)689.73.1689.7298.15361.310kJgmol582.0kJgmol3_1000361.310kJgmol328.4kJgmol0不能自發(fā)。rGm0rHm0T武0,自發(fā)，所以:TrHhrS2(689.7103/361.3)K1909K6. （1）大于零；（2）大于零；（3）小于零；（4）小于零。7.H2(g)fH：(298.15K)/kJmol-1S0(2

46、98.15K)/Jmol-1K-1fGm0(298.15K)/kJmol-1C(s)+H2O0-241.85.7188.80-228.6(g)=CO(s)+-110.50197.7130.7-137.20011(1) rGm(298.15K)(137.2)(228.6)kJgmol91.4kJgmol0不能向正方向進(jìn)行。011(2) rHm(110.5)(241.8)kJgmol131.3kJgmol0S：197.7130.7(188.85.7)Jgmol1gK1133.9Jgmol1gK100rmrH：TrS甫因此，升高溫度能向正方向進(jìn)行。rG：H0TS"0rm2mTrHm0/rS

47、：(131.3103/133.9)K980.6K8.已知rHm'(298.15)=402.0kJmol1,rGm"=-345.7kJmol1,則298.15K時(shí)的rSm'（298.15）值可以從下式求出:rHm"(298.15)-298.15KXrSm*(298.15)=rGm"(298.15)rSm，298.15)=rHm"(298.15)rGm298.15)/298.15K=402.0(345.7)kJmo1/298.15K=0.1888kJmok128當(dāng)rGmFT)=0時(shí)的溫度可用下式表示：rHm"(298.15)TrSm

48、"(298.15)0算得：TrHm*(298.15)/rSm"(298.15)=402.0kJmo1/(0.1888kJmo1.K-1)=2129K當(dāng)溫度在2129K以下時(shí)，該反應(yīng)均向正向進(jìn)行，即CaO和SO3的結(jié)合是可能的，所以高溫下除去SO3也是可能的。雙3化學(xué)平衡和反應(yīng)速率練習(xí)題(p.125)0.041.(1)K°(PO2/P)(PNO2/P).02(PN2O5/P)(2)K0(C/丁)(Ph2s/P0)/02(CH+/c)2 .降低溫度，增加總壓力3 .此反應(yīng)隨溫度T升高，平衡常數(shù)K。增大，從關(guān)系式：00Q-0lnk0rmrm_rDmRTRTR可看出：,H

49、：必須是正值才能滿足T增大內(nèi)也增大，所以是吸熱反應(yīng)。4.FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g)開始0.050.05平衡0.05-x0.05+x(0.05+x)/(0.05-x)=0.5x=-0.017mol-L-1平衡時(shí)：c(CO2)=0.033molL-1,c(CO)=0.067molL-129k15.ln-k2Ea11正與T2)ln110Ec11r(303310)Ea=256.9kJmol-16.C2H4(g)+H2O(g)JC2H5OH(g)fHm(298.15K)/kJmol-152.4-241.8-277.60-11rHm0(277.6)(52.4241.8)kJgmol

50、88.4kJgmol該反應(yīng)為放熱、總體積減小的反應(yīng)，所以增大壓力和采用適當(dāng)較低溫度有利于反應(yīng)正向進(jìn)行，可以采用適當(dāng)催化劑，加速反應(yīng)速度(彌補(bǔ)溫度降低帶來的不利)。7.2NO2(g)2NO(g)+O2(g)(1)因?yàn)樵摲磻?yīng)速率方程符合質(zhì)量作用定律，所以正反應(yīng)的速率方程式為：vk(cNOJ2。011rHm290.4233.9kJgmol113kJgmol01Ea逆Ea正一rHm(114113)kJgmol=1kJgmol吟融9正反應(yīng)：ln&1141J，)3.26k28.314600700k226.05k1逆反應(yīng)：lne103()0.029k2,8.314600700k21kJ1.0330可

51、見，溫度升高，正、逆反應(yīng)速率增加的倍數(shù)不同，這里顯然正反應(yīng)增加的倍數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于逆反應(yīng)增加的倍數(shù)，說明溫度升高使平衡向正反應(yīng)方向，即吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)。8.2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)fHm0(298.15K)/kJmol-191.3-110.50-393.5SO(298.15K)/Jmol-1K-1210.8197.7191.6213.8fGm=(298.15)/kJmol-187.6137.20394.4298.15K時(shí)：rH：(2(393.5)291.32(110.5)kJgmol1748.6kJgmol1rS；191.62213.82210.82197.7Jgmol

52、1gK1197.8Jgmol1gK1G；rH：TrS：748.6298.15(197.8)103kJgmol1689.6kJgmol或rGm4(298.15)=2X(394.4)2X(137.2)2X87.6kJmol1=-689.6kJ.mol1lnK=_rGm口/RT=-(-689.6x103J.mo1)/(8.314Jmol一1我一1X298.15K)=278"=5.01X10120(2)773.15K時(shí):rG：rH：(298.15K)TrS0(298.15K)748.6773.15(197.8)103kJgmol1595.67kJgmollnK=一rGm"/RT=(595.67X103Jmo1)/(8.314J.mol.K-1X773.15K)31=92.67K'=1.76X1040乳4氧化還原反應(yīng)和能源的開發(fā)和利用練習(xí)題(p.137)1. (1)x;(2)V;x;(4)V.2. (1)c；bo3. 反應(yīng)(1)正向進(jìn)行：E°(Fe3/Fe2)E.(Cu2/Cu)反應(yīng)(