工程化学基础课后答案啊.docx
- 文档编号:28317537
- 上传时间:2023-07-10
- 格式:DOCX
- 页数:62
- 大小:144.12KB
工程化学基础课后答案啊.docx
《工程化学基础课后答案啊.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《工程化学基础课后答案啊.docx(62页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
工程化学基础课后答案啊
<<工程化学基础(第二版)>>练习题参考答案
谢谢使用
第一章绪论
练习题(p.9)
1.
(1)X;
(2)V;(3)X;
2.
(1)C、D;
(2)C;(3)B。
(4)Vo
3.反应进度;E;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/(36.5gmol-1)=1.0mol
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-1100.09
56.08
44.01
物质的量/mol
100095%
x
y
100.09103
56.08X10344.01103
因为n(CaCO3)=n(CaO)=n(CO2)
100095%_x_y
100.0910356.08X10344.0110
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(N屮)
(NH3)
d
m(32
6
4mol
1
4mol
化学反应方程式为
3出+N2=2NH3时:
n(H2)
(H2)
6m3°l2mol
n(N2)
(N2)
2r1o12mol
n(NH3)
(NH3)
2mol
当反应过程中消耗掉2molN2时,化学反应方程式写成3/2H2+1/2N2=NH3,该反应的反
应进度为4mol;化学方程式改成3H2+N2=2NH3,该反应的反应进度为2mol。
9.△n(H2)=Exv(H2)=0.5molx(—2)=—1mol
△n(H2O)=Exv(H2O)=0.5molx2=1mol
消耗掉1molH2,生成1molH2O。
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
名称或化学式
配位中心
配位体
配位原子
配位数
K[Pt(NH3)C13]
一氯一氨合铂(n)酸钾
Pt(n)
NH3,Cl
N,Cl
4
Na2[Zn(OH)4]
四羟合锌(n)酸钠
Zn(n)
OH
O
4
Ni(en)3]SO4
硫酸三乙二胺合镍
(n)
Ni(n)
H2NCH2CH2NH2
(en)
N
6
[Co(NH3)5Cl]C12
二氯化一氯五氨合
钴(川)
Co(川)
NH3,Cl
N,Cl
6
Na2[CaY]
乙二胺四乙酸合钙
(n)酸钠
Ca(n)
(-OOCCH2)2NCH2-
CH2N(CH2COO-)2(EDTA或Y4-)—
N,O
6
Ni(CO)4
四羰合镍(0)
Ni(0)
CO
O
4
氯化二氨合银
(1)
[Ag(NH3)2]C1
Ag(I)
NH3
N
2
六氰合铁(n)酸钾
K4[Fe(CN)6]
Fe(n)
CN
N
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(3550C)、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
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.Sni-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;
GaAsi-xPx,制备发光二极管的材料。
(另外还可以举出许多例子)
4CH2-CH^n--」H-CH_
4.聚苯乙烯-中的链节、重复单元都是',聚合度是n。
聚酰胺一610:
卞’f「L匚有两个链节:
亠一「',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,所以聚酰胺一610是由己二胺和癸二酸为单体缩聚而得的。
5.
名称
化学式
类型
聚丙烯
—HchCHrtr
1n
CH3
碳链高分子
聚丙烯腈
—HCH—CH2Hn-
CN
碳链高分子
尼龙一66
OO
—^NH(CH2)6NHC(CH2)4C^^
杂链高分子
聚二甲基硅氧
烷
CH3
十o-e
CH3
兀素有机高分子
6.
高分子名称
单体化学式
命名
聚乙烯
CH2=CH2
乙烯
聚丙烯
CH3CH=CH2
丙烯
聚氯乙烯
ClCH=CH2
氯乙烯
聚苯乙烯
[
CH=CH2
i
苯乙烯
聚四氟乙烯
CF2=CF2
四氟乙烯
聚异戊二烯
CH2=C—CH=CH2
1
CH3
2-甲基-1,3-丁二烯
(异戊二烯)
聚酰胺
H2N(CH2)6NH2
HOOC(CH2)4COOH
己二胺
己二酸
NH(CH2)5C=O
己内酰胺
聚甲基丙烯酸甲酯
CH2=c—COOCH3
1
CH3
2-甲基-丙烯酸甲酯
聚环氧乙烷
CH2—CH2\z
O
环氧乙烷
聚丙烯腈
CH2=chcn
丙烯腈
聚丙烯酰胺
O
II
CH2=ch—C—nh2
丙烯酰胺
聚对苯二甲酸乙二(醇)酯
HOOC^^-COOH
HOCH2CH2OH
1,4-苯二甲酸(对苯二甲酸)乙二醇
酚醛树脂
5
O
■1
HCHO
苯酚
甲醛
聚二甲基硅氧烷
CH3
OH—Si—OHi
CH3
二甲基二羟基硅烷
ABS
CH2=CHCN,CH2=ch—
CH=CH2
CH=CH2,占
丙烯腈,1,3-丁二烯,苯乙
烯
7•答:
蛋白质分子是一条或多条多肽链构成的生物大分子,多肽链由氨基酸通过肽键(酰胺键,一CO—NH―)共价连接而成,相对分子质量可从一万到数百万。
各种多肽链都有自己特定的氨基酸顺序,人体蛋白质由20种氨基酸组成,除脯氨酸外,其它19种均是a-氨
基酸,结构通式为R—CH(NH2)COOH,R是每种氨基酸的特征基团。
蛋白质有不同层次的结构,分为一级、二级、三级和四级结构。
多肽链中氨基酸的数目、种类和连接顺序称为蛋白质的一级结构;多肽链中若干肽段在空间的伸张方式,如a-螺旋、3-折叠等称二级结构;
多肽链在二级结构基础上,依靠基团相互作用进一步卷曲、折叠而成的更复杂的三维空间结
构称三级结构;两条或两条以上具有三级结构的多肽链按特定方式结合而成的聚合体称四级
结构。
一级结构又称为基本结构,二级结构以上属高级结构。
通常只有那些具有高级结构的
蛋白质才有生物活性。
脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)由磷酸、脱氧核糖或核糖、有机碱组成,有机碱分别为腺嘌呤(Adenine),鸟嘌呤(Guanine),胞嘧啶(Cytosine),胸腺嘧啶(Thymine)和尿嘧啶(Uracil),简称A,G,C,T,U。
它们的基本结构单元是单核苷酸,单核苷酸通过3',5'-磷酸二酯键互相连接形成多核苷酸链。
DNA和RNA结构之间的主要区别在戊醛
糖和嘧啶碱上。
核酸与蛋白质一样,也有特殊的空间结构,DNA通过碱基互补配对原则形
成双螺旋结构。
DNA和RNA的基本化学组成
组成
DNA
RNA
H3PO4
H3PO4
CHO
ICC-
--
HH
—H
—OH
—OH
HOH2C5'OH
4'
HOH
HH
CH2OH
CHO
H—C—OH
I
H—C—OH
IH—C—OH
I
ch2oh
脱氧核糖
核糖
腺嘌呤(A)鸟嘌呤(G)
H
碱
胞嘧啶(C)胸腺嘧啶(T)
单
核
苷
酸
O-POH
3'—腺嘌呤脱氧核苷酸
嘧啶脱氧核苷酸
5'—胸腺
胞嘧啶(C)
NH
Oh
O'
I|H
NOH
尿嘧啶(U)
3鸟嘌呤核苷酸
nh2
核苷酸
&
(1)金属有机,C—O,C—0,化学气相沉积。
(2)DNA,RNA,蛋白质。
§2.2固体
练习题(p.32)
1.
(1)B,F。
(2)D。
(3)C、D、E、F,D、F。
(4)A。
2•熔点高低为:
MgO>CaO>CaF2>CaCl2。
因为电荷之间作用力为f=k(Q+Q-)/(r++r-)2,典型离子晶体的熔点与其作用力有相同的变化规律,其中以Q+、Q-为主,r+、r-为参考。
3•熔点高低为:
SiC>SiBr4>SiF4。
因为粒子间作用力大小与晶体的熔点高低规律一致,SiC
是原子晶体,SiF4和SiBr4为分子晶体,原子晶体以共价键结合,分子晶体以分子间力结合,
共价键作用强于分子间力。
在同为分子晶体的SiF4和SiBr4中,SiBr4的相对分子质量大于
SiF4,前者分子间力大于后者。
4.因为钠卤化物是离子晶体,而所列硅卤化物均为分子晶体。
离子晶体以离子键结合,离子间作用力大,而分子晶体以分子间力结合,分子间力较离子键弱,所以硅卤化物的熔点总比钠卤化物的低。
离子键强弱随电荷数增大而增强,而分子间力随相对分子量的增大而增强,所以两者间变化规律不一致。
5.
(1)熔点由高到低为:
BaCl2>FeCl2>AICI3>CCl4。
因为BaCl2为典型的离子晶体,熔点较
高;FeCb和AlCl3同为过渡型晶体,高价态的倾向于形成共价键为主的分子晶体,熔点、沸点较低;低价态的倾向于形成以离子键为主的离子晶体,熔点、沸点较高。
正离子价态越高,吸引负离子的电子云的能力越强;负离子的半径越大,其电子云越易被正离子吸引过去。
结果减弱了正、负离子间作用力。
故AlCl3比FeCl3更偏向于分子晶体,熔点更低;CCl4则
为典型的分子晶体,熔点更低。
(2)硬度从大到小为:
SiO2>BaO>CO2。
因为SiO2是原子晶体,硬度最大;BaO是典型
的离子晶体,硬度较大;CO2为典型的分子晶体,硬度最小。
6.耐高温金属:
W(钨,熔点3410C),Re(铼,熔点3180C)。
W和Re用于测高温的热电偶材料。
易熔金属:
Hg(汞,熔点—38.87C),用于测体温的温度计。
Sn(锡,熔点231.9C),用
于制作自动灭火设备、锅炉安全装置、信号仪器(表)、电路中的保险丝等的合金材料。
7.非晶态线型高分子聚合物在不同温度下可以呈现出玻璃态、高弹态和粘流态等三种不同
的物理状态。
低温时处于玻璃态,此时不仅高分子的整个分子链不能运动,连个别的链节也不能运动,变得如同玻璃体一般坚硬。
当温度升高到一定程度时,高分子的整个链还不能运动,但其中的链节已可以自由运动了,此时在外力作用下所产生的形变可能达到一个很大的数值,表现出很高的弹性,称为高弹态。
当温度继续升高,使整条分子链可以自由运动,成
为流动的粘液,此时称为粘流态。
由玻璃态向高弹态转变的温度叫做玻璃化温度(Tg)。
由高弹态向粘流态转变的温度叫
做粘流化温度(Tf)。
塑料的Tg高于室温,橡胶的Tg低于室温。
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。
Tf是高分子化合物成型加工的下限温度。
温度高,流动性大,便于注塑、浇塑和吹塑等加工。
但Tf过高可能引起分解,高分子化合物的分解温度是成型加工的上限温度。
对高分子材料的加工来说,Tf越低越好;对耐热性来说,Tf越高越好。
Tg与Tf差值越大,橡胶的
耐寒、耐热性也越好,其应用温度范围越宽。
8
(1)基于橡皮室温下处于高弹态这一力学特征。
室温下橡皮塞处于高弹态,在外力作用
下能产生形变,表现出很高的弹性,故可以密封容器口使其不漏气。
(2)基于BaCb的高温稳定性。
BaCl2是典型的离子晶体,熔点高,稳定性较好,不易受热
分解,其熔融态可用作高温时某些金属的加热或恒温介质,即盐浴剂,使该经高温处理的金
属慢慢冷却保持晶形。
(3)基于金属有机化合物中化学键的不同稳定性。
过渡金属有机化合物中,M—C键不是典型的离子键,键能一般小于C—C键,容易在M—C处断裂,用于化学气相沉积(CVD),能沉积成高附着性的金属膜,致密的金属膜附着在玻璃上制得镜子。
§2.3液体和液晶
练习题(p.44)
1.
(1)饱和,方向,降低,氢,氧
(2)
-S03-,—C17H35,
1千克溶剂
O—(CH2-CH2-0)―,R—一一,油包水型乳状液
(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:
10C时>20C时>50C时,因为pH=—1g[c(H+)/c),Kw°=[c(H+)/c°]-[c
(OH—)/c9],Kwe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。
(2)电导率大小:
10C时<20C时<50C时,因为Kw随温度升高,电离出来的OH—、
H+都增加,所以电导率增大。
(3)凝固点高低:
0.1molkg1>0.2molkg1>0.5molkg1,因为TfTfTfKfd,Tf
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>NaCI的>Na2SO4的,因为C5H12O6是非电解质,NaCI和
Na2SO4是强电解质,在水溶液中电离出的离子数不同,0.1mol•kg」NaCl和0.1mol•kg」
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:
0.1molkg1<0.2molkg1<0.5molkg1,因为=cRT,浓度增大,渗
透压也增大。
3.
(1)水的气化热(100C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(25C时为75.4J•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101.325kPa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
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
化学式
作用
四乙基铅
(C2H5)4Pb
提咼汽油辛烷值,咼度有效抗爆剂
甲基叔丁基醚
CH3一O—C(CH3)3
提高汽油辛烷值
硝酸异辛酯
CH3CH2CH2CH2CH(CH2CH3)CONO2
柴油十六烷值改进剂
2,6-二叔丁基对甲
抗氧化剂
酚
5.常见表面活性物质的分类、结构举例
类别
结构式
名称
类别
结
离名称
子
型
类别
非结构式
离
子
名称型
两结构式
型名称
羧基酸类
R—COONa
Ci7H35COONa
硬脂酸钠
(肥皂主要成分)
胺基盐类
C
氯化烷基胺
酯类
烷基磺酸类
R—SO3Na
CH3
RCON(CH2)2SO3Na
烷基酰胺磺酸钠
烷基芳基磺酸类
C12H25
季铵盐类
硫酸酯类
R
SO3Na
SO3Na
十二烷基苯磺酸钠
C
-3
R
巳NR4
CH3
C16H33NCH3
CH3
Br
溴化十六烷基三甲基铵
O
RC0一CH2CH2CHCH2II
CH2CH2
OHOH
失水山梨醇(斯盘)
CH
RN+CH2CH2COONa
CH3
烷基二甲基铵丙酸
高类别阳离子型
R—OSO3Na
CH3CH(CH2)4OSO3Na
C2H5
2-乙基-己基硫酸钠
吡啶盐类
C
R-
烷基氯代吡啶
醚类
RO(CH2CH2O)nH
O(CH2CH2O)nH
聚氧乙烯基醇醚(平平加型)
聚氧乙烯烷基苯酚醚(OP型)
oCH2O-+
CH-CHTO-厂OCH2CH2N(CH3)3R'CoO
O
卵磷脂
阴离子型
分
子
型
结构式
-t~H2C—CH
—CHCH4—n
1
COONa
CT
C12卜
T25Br
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(02)=100kPax0.21=21Pa,p(N2)=100kPax0.78=78kPa,
p(N02)=100kPax0.01=1.0kPa。
1
(2)因为pV=nRT,V=2V0,所以p=2p0=50kPa。
4.
(1)空气的相对湿度=p(H2O,实)/p(H2O,饱)x100
查表,20C时p(H2O,饱)=0.2339kPa,则
相对湿度=(0.1001/0.2339)x100=42.80。
(2)若温度降低到10C,此时水的实际蒸气压为:
p(H2O.实)=0.1001kPax283.15/293.15=0.09669kPa
查表,10C时p(H2O,饱)=0.1228kPa
所以,相对湿度=0.09669/0.1228x100=78.73.
5.小于5.6CO2、SO3H2CO3、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。
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.门,四(0、1、2、3),4f,7。
4.波动,波粒二象性
5.
组态
1p
2s
2d
3p
5f
6s
是否存在
N
Y
N
Y
Y
Y
主量子数
/
2
/
3
5
6
角量子数
/
0
/
1
3
0
轨函(个数)
/
1
/
3
7「
1
最多可容纳电子数
/
2
/
6
14
2
§3.2元素周期律金属材料
练习题(p.69)
—\
丿元糸
外层电子排布式
未成对电子数
离子
外层电子排布式
未成对电子数
22Ti
3d24s2
2
Ti4+
3s23p6
0
24Cr
3d54s1
6
Cr3+
3s23p63d3
3
28Ni
3d84s2
2
Ni2+
3s23p63d8
2
29Cu
3d104s1
1
Cu2+
3s23p63d9
1
2•最高化合价为+6,可能是第六主族或第六副族的元素;最外层电子数为1的,则只有第六
副族的元素,同时原子半径又是最小的,只有Cr满足。
⑴29Cr1s22s22p63s23p63d54s1
(2)3d54s1
(3)3s23p63d3
3.11Na1s22s22p63s13p1
14Si1s22s22p63s23p2
17Cl1s22s22p63s23p5
Z=11-(1.00X2+0.85X8+0)=2.20
Z=14-(1.00X2+0.85X8+0.35X3)=4.15
Z=17-(1.00X2+0.85X8+0.35X6)=6.10
Na、Si、Cl作用在外层电子上的有效核电荷数依次增大,原子半径依次减小,非金属性依次增强。
4.Ca、Ti、Mn、Fe、Co、Ga、Br同属第四周期元素,自Ca至Br,所受的有效核电荷数依次增大
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 工程 化学 基础 课后 答案