工程化學(xué)基礎(chǔ)(第二版)練習(xí)題參考答案_浙大版

1、浙江大學(xué)<<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）×； （2）； （3）×； （4）。2. （1）C、D；（2）C；（3）B。3. 反應(yīng)進(jìn)度； mol。4. 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），F(xiàn)eO（固態(tài)，固相2），F(xiàn)e2O3（固態(tài)，固相3），F(xiàn)e3O4（固態(tài)，固相4），H2O（g）和H2（g）（同屬氣態(tài)，一個(gè)氣相5）6. n =（216.5 180）g / (36.5g · mol-1)

2、 = 1.0 mol7. 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： CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g) 摩爾質(zhì)量/g·mol-1 100.09 56.08 44.01 物質(zhì)的量/mol 因?yàn)閚(CaCO3)=n(CaO)=n(CO2) 即 = 得 x =m(CaO) =532.38kg y =m(CO2) =417.72kg 分解時(shí)最多能得到532.28kg的CaO和417.72kg的CO2。8. 化學(xué)反應(yīng)方程式為3/2H2+1/2N2 = NH3時(shí)：化學(xué)反應(yīng)方程式為3H2+ N2 = 2NH3時(shí)：當(dāng)反應(yīng)過程中消耗掉2mol N2時(shí)，化學(xué)反

3、應(yīng)方程式寫成3/2H2+1/2N2 = NH3，該反應(yīng)的反應(yīng)進(jìn)度為4 mol；化學(xué)方程式改成3H2+ N2 = 2NH3，該反應(yīng)的反應(yīng)進(jìn)度為2 mol。 9. n（H2）=×（H2）=0.5 mol×(2)=1 mol n（H2O）=×（H2O）=0.5 mol×2=1 mol 消耗掉1 molH2，生成1 molH2O。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原子配位數(shù)KPt(NH3)C13三氯一氨合鉑()酸鉀Pt()NH3,ClN,Cl4Na2Zn(OH)4四羥

4、合鋅()酸鈉Zn()OHO4Ni(en)3SO4硫酸三乙二胺合鎳()Ni()H2NCH2CH2NH2(en)N6Co(NH3)5ClC12二氯化一氯五氨合鈷()Co()NH3,ClN,Cl6Na2CaY乙二胺四乙酸合鈣()酸鈉Ca()(-OOCCH2)2NCH2-CH2N(CH2COO-)2(EDTA或Y4-)N,O6Ni(CO)4四羰合鎳(0)Ni(0)COO4氯化二氨合銀(I)Ag(NH3)2C1Ag(I)NH3N2六氰合鐵()酸鉀K4Fe(CN)6Fe()CNN6其中，螯合物有：（3）Ni(en)3SO4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

5、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(3550)、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(rùn)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“烯烴”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。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

6、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 Sn1xCnxO2 ，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；GaAs1-xPx，制備發(fā)光二極管的材料。（另外還可以舉出許多例子）4聚苯乙烯 中的鏈節(jié)、重復(fù)單元都是，聚合度是n。聚酰胺610有兩個(gè)鏈節(jié)：，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

7、二個(gè)數(shù)字指二元酸的碳原子數(shù)，所以聚酰胺610是由己二胺和癸二酸為單體縮聚而得的。5 名稱化學(xué)式類型聚丙烯碳鏈高分子聚丙烯腈碳鏈高分子尼龍66雜鏈高分子聚二甲基硅氧烷元素有機(jī)高分子6 高分子名稱單體化學(xué)式命名聚乙烯CH2CH2乙烯聚丙烯CH3CHCH2丙烯聚氯乙烯ClCHCH2氯乙烯聚苯乙烯苯乙烯聚四氟乙烯CF2CF2四氟乙烯聚異戊二烯CH2CCHCH2CH32-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酯CH2CCOOCH3CH32-甲基-丙烯酸甲酯聚環(huán)氧乙烷CH2CH2O環(huán)氧乙烷聚丙烯腈

8、CH2CHCN丙烯腈聚丙烯酰胺丙烯酰胺聚對(duì)苯二甲酸乙二(醇)酯HO CH2 CH2OH1，4-苯二甲酸（對(duì)苯二甲酸）乙二醇酚醛樹脂 ，HCHO苯酚甲醛聚二甲基硅氧烷二甲基二羥基硅烷ABSCH2CHCN，CH2CHCHCH2，丙烯腈，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，CONH）共價(jià)連接而成，相對(duì)分子質(zhì)量可從一萬(wàn)到數(shù)百萬(wàn)。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-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)

9、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-螺旋、-折疊等稱二級(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)堿分別為腺嘌呤（Adenine），鳥嘌呤（Guanine），胞嘧啶（Cytosine），胸腺嘧啶（Thymine）和尿嘧啶（

10、Uracil），簡(jiǎn)稱A，G，C，T，U。它們的基本結(jié)構(gòu)單元是單核苷酸，單核苷酸通過3，5-磷酸二酯鍵互相連接形成多核苷酸鏈。DNA和RNA結(jié)構(gòu)之間的主要區(qū)別在戊醛糖和嘧啶堿上。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DNARNA酸H3PO4H3PO4戊醛糖 脫氧核糖 核糖有機(jī)堿嘌呤堿腺嘌呤（A） 鳥嘌呤（G）腺嘌呤（A） 鳥嘌呤（G）嘧啶堿胞嘧啶（C） 胸腺嘧啶（T）胞嘧啶（C） 尿嘧啶（U）單核苷酸3腺嘌呤脫氧核苷酸 5胸腺嘧啶脫氧核苷酸3 鳥嘌呤核苷酸 5 尿嘧啶核苷酸8（1）金屬有機(jī)，CO，CO，化學(xué)氣相沉積。（2）

11、DNA，RNA，蛋白質(zhì)。§2.2 固 體練 習(xí) 題 （p.32）1（1）B，F(xiàn)。 （2）D。（3）C、D、E、F，D、F。（4）A。2熔點(diǎn)高低為：MgO>CaO>CaF2>CaCl2。因?yàn)殡姾芍g作用力為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>SiF4。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S

12、iBr4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主的離子

13、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是原子晶體，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(鎢，熔點(diǎn)3410)，Re(錸，熔點(diǎn)3180) 。W和Re用于測(cè)高溫的熱電偶材料。易熔金屬：Hg(汞，熔點(diǎn)38.87)，用于測(cè)體溫的溫度計(jì)。Sn(錫，熔點(diǎn)231.9)，用于制作自動(dòng)滅

14、火設(shè)備、鍋爐安全裝置、信號(hào)儀器(表)、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度（Tf）。塑料的

15、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。8（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）基于BaCl2的高溫穩(wěn)定性

16、。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CC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 液體和液晶練 習(xí) 題(p.44)1（1）飽和，方向，降低，氫，氧（2）1千克溶劑（3），-SO3-，C17H35，O(CH2CH2O)，R ，油包水型乳狀液（4）8，潤(rùn)濕劑；16-18，洗滌劑、增溶劑。（

17、5）熱致液晶，溶致液晶2 (1) pH大?。?0時(shí)>20時(shí)>50時(shí)，因?yàn)閜H=1gc(H+)c，Kw=c(H+)c·c (OH)c，Kw隨溫度升高而升高，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?。?0時(shí)<20時(shí)<50時(shí)，因?yàn)镵W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：0.1mol×kg1>0.2mol×kg1>0.5mol×kg1，因?yàn)?，表示溶液的凝固點(diǎn)下降值，、分別表示純?nèi)軇┖腿芤旱哪厅c(diǎn)；是溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度，單位為mol·kg-1，為凝固

18、點(diǎn)下降常數(shù)，取決于純?nèi)軇┑奶匦远c溶質(zhì)特性無(wú)關(guān)。(4) 凝固點(diǎn)高低：C6H12O6的>NaCl的>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，0.1 mol·kg-l NaCl和0.1 mol·kg-l Na2SO4溶液的實(shí)際質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量摩爾濃度分別為0.2mol·kg-l和0.3mol·kg-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：0.1mol×kg1<0.2mol×kg1<0.5mol×kg1，因?yàn)?/p>

19、 P=cRT，濃度增大，滲透壓也增大。3(1) 水的氣化熱（100時(shí)的氣化熱為40.67kJ·mol-1）很大，水氣化成水蒸氣時(shí)要吸收大量熱，水的摩爾熱容（25時(shí)為75.4 J·mol-1·K-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101.325 kPa時(shí)為6kJ·mol-1）。（4）表面活性物質(zhì)具有潤(rùn)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(rùn)濕整個(gè)表面。（5）表

20、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(rùn)濕整個(gè)表面，帶走油污，水劑價(jià)廉、安全無(wú)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

21、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=CO2+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，高度有效抗爆劑甲基叔丁基醚CH3OC(CH3)3提高汽油辛烷值硝酸異辛酯CH3CH2 CH2 CH2 CH(CH2 CH3)CONO2柴油十六烷值改進(jìn)劑2,6-二叔丁基對(duì)甲酚抗氧化劑5常見表面活性物質(zhì)的分類、結(jié)構(gòu)舉例陰離子型類別羧基酸類烷基磺酸類烷基芳基磺酸類硫酸酯類結(jié)構(gòu)式RCOONaRSO3NaROSO3Na名稱C17H35CO

22、ONa硬脂酸鈉(肥皂主要成分)烷基酰胺磺酸鈉十二烷基苯磺酸鈉2-乙基-己基硫酸鈉陽(yáng)離子型類別胺基鹽類季銨鹽類吡啶鹽類結(jié)構(gòu)式名稱氯化烷基胺溴化十六烷基三甲基銨烷基氯代吡啶非離子型類別酯類醚類結(jié)構(gòu)式名稱失水山梨醇（斯盤）聚氧乙烯基醇醚（平平加型）聚氧乙烯烷基苯酚醚（OP型）兩性型結(jié)構(gòu)式名稱烷基二甲基銨丙酸卵磷脂高分子型類別陽(yáng)離子型陰離子型結(jié)構(gòu)式名稱聚-4-乙烯溴化十二烷基吡啶聚丙烯酸鈉§2.4 氣體和等離子體練 習(xí) 題(p.51)1(A)2(A)3(1)據(jù)pi=(ni/n)p，所以有：p(O2)=100kPa×0.21=21Pa，p(N2)=100kPa×0.78=7

23、8 kPa，p(NO2)=100kPa×0.01=1.0 kPa。 (2) 因?yàn)閜V=nRT ，V=2V0 ，所以p=p0=50 kPa 。4 (1) 空氣的相對(duì)濕度=p(H2O，實(shí))/p(H2O，飽)×100% 查表，20時(shí)p(H2O，飽)=0.2339kPa，則 相對(duì)濕度=(0.1001/0.2339)×100%=42.80%。(2) 若溫度降低到10，此時(shí)水的實(shí)際蒸氣壓為： p(H2O.實(shí))=0.1001kPa×283.15/293.15=0.09669kPa 查表，10時(shí)p(H2O,飽)=0.1228kPa 所以，相對(duì)濕度=0.09669/0.1

24、228×100%=78.73%.5小于5.6 CO2 、 SO3 H2CO3 、H2SO4。6溫室氣體CO2、SO3、O3、N2O和CFxClx等,引起臭氧層破壞的有N2O、CFxClx等氣體。7對(duì)流層：溫室效應(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)§3.1 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、能量3n，四（0、1、2、3），4f，7。4波動(dòng)，波粒二象性5 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

25、/6142§3.2 元素周期律 金屬材料練習(xí)題(p.69)1. 元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)22Ti3d24s22Ti4+3s23p6024Cr3d54s16Cr3+3s23p63d3328Ni3d84s22Ni2+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。 (1) 29Cr 1s22s22p63s23p63d54s1 (2) 3d54s1 (3) 3s23p63d33 11Na 1s22s2

26、2p63s13p1 Z¢=11(1.00×20.85×80)=2.20 14Si 1s22s22p63s23p2 Z¢=14(1.00×20.85×80.35×3)=4.15 17Cl 1s22s22p63s23p5 Z¢=17(1.00×20.85×80.35×6)=6.10 Na、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)。4Ca、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

27、。519K 1s22s22p63s23p64S1 Z¢=19(1.00×100.85×80)=2.2 29Cu 1s22s22p63s23p63d104s1 Z¢=29(1.00×100.85×180)=3.7 K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)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 VIB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

28、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)生固熔化晶格歪扭(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、Co、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。§3.3 化學(xué)鍵 分子間力 高分子材料練習(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

29、。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)d=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 d=19.0(J·cm3)1/2、二氯甲烷 d=19.8(J·cm3)1/2。 聚氯乙烯是I類弱親電子性高分子化合物，d=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) d=20.2(J·cm3)1/2、四氫呋喃(II類給電子性溶劑) d=18.6(J·cm3)1/

30、2。 聚碳酸酯是II類給電子性化合物，d=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 d=19.0(J·cm3)1/2、二氯甲烷 d=19.8(J·cm3)1/2。59個(gè)s鍵,2個(gè)p鍵。6第(1)組中的HF、第(2)組中的H2O、第(3)組中的CH3CH2OH、第(4)組中的有氫鍵。 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)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

31、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(yè)。8詳見教材8384頁(yè)。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)1 2 陶瓷由晶相、晶界相、玻璃相和氣相組成。晶相是陶瓷的主要組成相，決定陶瓷的主要性質(zhì)。 晶界相是多晶結(jié)合處的缺陷，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，

32、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。 外層電子排布式 14Si1s22s22p63s23p2，7N 1s22s22p3。 電

33、負(fù)性Si 1.8 N 3.0。氮化硅耐高溫,在1200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16001750，用作火箭發(fā)動(dòng)機(jī)尾管及燃燒室，無(wú)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、Pb、Sr、Li的氧化物,或三價(jià)的稀土元素Y、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。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。6BYCO的化學(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

34、線圈、磁力懸浮高速列車。7WCCo金屬陶瓷的簡(jiǎn)單制備過程如下： WO3 + C ® W + CO2 W(粉末) + C ® WC(粉末) CoO + C ® Co(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(wú)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

35、章 化學(xué)反應(yīng)與能源§4.1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)DfHmy (298.15)/kJ.mol1 227.4 0 393.5 241.8DrHmy(298.15)=2×(393.5) 241.8227.4 kJ×mol1 =1256.2 kJ×mol1 CH4(g) + 2O2 (g) = CO2 (g) + 2H2O(g)DfHmy (298.15)/kJ.mol1 74.6 0 393.5 241.8Dr

36、Hmy(298.15)= (393.5) +2×(241.8)(74.6) kJ×mol1 =802.5 kJ×mol1 C2H4(g) + 3O2 (g) = 2CO2 (g) + 2H2O(g)DfHmy (298.15)/kJ.mol1 52.4 0 393.5 241.8DrHmy(298.15)=2×(393.5) +2×(241.8)52.4 kJ×mol1 =1323 kJ×mol1 C2H6(g) + 7/2O2 (g) = 2CO2 (g) + 3H2O(g)DfHmy (298.15)/kJ.mol1 8

37、4.0 0 393.5 241.8DrHmy(298.15)=2×(393.5) +3×(241.8)(84.0) kJ×mol1 =1428.4 kJ×mol1 可見，燃燒1molC2H4或C2H6放出的熱量大于C2H2，因此可以代替，而CH4不行。3 Na2S(s) + 9H2O(g) = Na2S×9H2O(s)DfHm/kJ.mol1 372.86 241.8 3079.41DrHm(298.15)=(3079.41)(372.86)+(241.8)×9kJ×mol1 =530.35 kJ×mol1 1kg

38、 Na2S的物質(zhì)的量：n=1000g/(22.99×232.07)g×mol1=12.81mol Q= Qp=DH= (530.35kJ×mol1 )×12.81mol=6794 kJ 4 2N2H4(l) + N2O4(g) = 3N2(g) + 4H2O(l)DfHm/kJ.mol1 50.63 9.66 0 285.8 DrHm(298.15)=(285.8)×4(50.63×2+9.66) kJ×mol1 =1254.12 kJ×mol1 32 g N2H4的物質(zhì)的量為：n=32g/(14×2+1

39、×4)g×mol1=1.0 mol1.0molN2H4完全反應(yīng)，其反應(yīng)進(jìn)度為mol，所以：Q= Qp=DH=1254.12 kJ×mol1×mol=627.06 kJ5 CaO(s) + H2O(l) = Ca2+(aq) + 2OH(aq) DfHm(298.15)/kJ×mol1 634.9 285.8 542.8 230.0 DrHm(298.15)=(543.20)2× (230.0)(634.9)+(285.8) kJ×mol1 =82.1 kJ×mol1 罐頭從25®80需吸收的熱量： Q=

40、Qp=DH=400 J×K1´(8025)K=22000 J 設(shè)需CaO為W克，則其物質(zhì)的量 n=W/(40.08+16.00) g×mol1=Q/-DrHm(298.15) ×80% W=22000/(82.1×103×80%) mol ×56.08 g×mol1 =18.78 g6 C6H6(l) + 15/2O2 (g) = 6CO2 (g) + 3H2O(l)1mol液態(tài)苯在彈式量熱計(jì)中完全燃燒放熱：7恒容反應(yīng)熱，恒壓反應(yīng)熱，當(dāng)液體、固體相對(duì)于氣體體積可以忽略且氣體可以看作理想氣體時(shí)有：。所以：(1) H2

41、(g)十O2(g)=H2O(g) ，； (2) H2(g)十O2(g)=H2O(l) ，。8 Fe2O3(s) + 3CO(g) = 2Fe(s) + 3CO2(g) DfHm(298.15)/kJ×mol1 824.2 110.5 0 393.5 DrHm(298.15)=3× (393.5)(824.2)+3×(110.5) kJ×mol1 =24.8 kJ×mol19 C5H12(l) + 8O2 (g) = 5CO2 (g) + 6H2O(g)DfHmy (298.15)/kJ.mol1 149.9 0 393.5 285.8DrHmy

42、(298.15)=5×(393.5) +6×(285.8)(149.9) kJ×mol1=3532.4kJ×mol1 燃燒1克汽油所放出的熱量：§4.2 化學(xué)反應(yīng)的方向和限度練習(xí)題(p.114)1（1）X；（2）；（3）X；（4）X；（5）X；（6）。2（1）SmH2O（s）SmH2O（l） SmH2O（g）（2）Sm(298.15K) Sm(398.15K)Sm(498.15K)（3）同一溫度下：Sm（Fe）Sm（FeO）Sm（Fe2O3）。3 C（s）+CO2（g）=2CO（g） DfGm(298.15)/kJ×mol1 0 39

43、4.4 137.2 DrGm(298.15)= 2× (137.2) (394.4) kJ×mol1 =120.0 kJ×mol14 CaCO3（s） = CaO（s）+ CO2（g） DfHm(298.15)/kJ×mol1 1207.6 634.9 393.5Sm(298.15)/J×mol1×K1 91.7 38.1 213.8 DrHm(298.15)=(634.9) (393.5)(1207.6) kJ×mol1 =179.2 kJ×mol1 DrSm(298.15)=(38.1+213.891.7) J

44、×mol1×K1 =160.2 J×mol1×K1rGm(1222K) DrHm(298.15) TDrSm(298.15)= 179.2 kJ×mol11222K×160.2 J×mol1×K1 = 16.56 kJ×mol1rGm(1222K) 0，能自發(fā)進(jìn)行。5 SiO2(s) + 2C(s) = Si(s) + 2CO(g)(298.15K)/kJ·mol-1 -910.7 0 0 -110.5(298.15K)/J·mol-1·K-1 41.5 5.7 18.8 -

45、197.7(298.15K)/kJ mol-1 -856.3 0 0 -137.2(1) (2) 或 (3) 不能自發(fā)。(4) ，自發(fā)，所以：6（1）大于零；（2）大于零；（3）小于零；（4）小于零。7 C(s) + H2O (g) = CO(s) + H2(g)(298.15K)/kJ·mol-1 0 -241.8 -110.5 0 (298.15K)/J·mol-1·K-1 5.7 188.8 197.7 130.7(298.15K)/kJ mol-1 0 -228.6 -137.2 0(1) 不能向正方向進(jìn)行。(2) 因此，升高溫度能向正方向進(jìn)行。(3) 8

46、已知DrHm(298.15)=402.0kJ×mol1，DrGm=345.7kJ.mol1，則 298.15K時(shí)的DrSm(298.15)值可以從下式求出： DrHm(298.15)298.15K×DrSm(298.15)=DrGm(298.15) DrSm(298.15)=DrHm(298.15)DrGm(298.15)/298.15K =402.0(345.7)kJ×mol1/298.15K =0.1888 kJ.mol1.K1當(dāng)DrGm(T)=0時(shí)的溫度可用下式表示： DrHm(298.15)T×DrSm(298.15)»0 算得：T&#

47、187;DrHm(298.15)/DrSm(298.15) =402.0kJ.mol1/(0.1888kJ.mol1.K1) =2129 K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。§4.3 化學(xué)平衡和反應(yīng)速率練習(xí)題(p.125)1(1) （2）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)增大，從關(guān)系式： 可看出：必須是正值才能滿足T增大也增大，所以是吸熱反應(yīng)。4 FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g) 開始 0.05 0.05 平衡 0.05-x 0.05+x(0.05+x)/(0.05-x)=

48、0.5 x=-0.017mol·L-1 平衡時(shí)：c(CO2)=0.033mol·L-1，c(CO)=0.067 mol·L-15Ea=256.9kJ·mol-16 C2H4（g）+ H2O（g）C2H5OH（g）D fH ym（298.15K）/kJ·mol-1 52.4 -241.8 -277.6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

49、：。（2）正反應(yīng)：逆反應(yīng)：可見，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)(298.15K)/kJ·mol-1 91.3 -110.5 0 -393.5(298.15K)/J·mol-1·K-1 210.8 197.7 191.6 213.8DfGm(298.15)/kJ.mol1 87.6 137.2 0 394.4(1) 298.15 K時(shí)： 或 DrGm(298.15)=2×(39

50、4.4)2×(137.2)2×87.6kJ·.mol1 =689.6kJ·.mol1 lnK=DrGm/RT =(689.6×103J.mol1)/( 8.314 J.mol1.K1×298.15K) =278 K=5.01×10120 （2）773.15K時(shí)： lnK=DrGm/RT =(595.67×103J.mol1)/( 8.314 J.mol1.K1×773.15K) =92.67 K=1.76×1040 §4.4 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) ；(3) x；(4) 2（1）c；（2）b。3反應(yīng)(1) 正向進(jìn)行： 反應(yīng)(2) 正向進(jìn)行： 所以：4 MnO4 + 8H+5e=Mn2+4H2O E=E+×(105)8=(1.5070.496) V=1.01V Cl2 +2e=2Cl E=E=1.36V Cr2O72+14H+6e=2Cr3+7H2O E=E+×(105)14 =(1.2320.708) V=0.524V 從計(jì)算結(jié)果知道，此時(shí)的氧化性從大到小的順序是:Cl2、KMnO4溶液、K2Cr2O7溶液。5 （1）已知，