工程化学基础习题解
? 第一章 绪论
P13. 一些基本概念
1.判别下列表述的正确与否,正确的在后面括号内用“√”错误的用“×”表示:
(1)1摩尔氧..........................................................................................................(X) (2)1mol(OH?)................................................(√) (3)化学反应通式可表示为ΣvBB=0...................................( X) (4)在宇宙中找不到绝对意义上的孤立系统..............................................................(√) 2.选择题:(要求将正确标号填入括号内,多选与单选自己判断) (1)下列物质中属于微观粒子的是 ( C D )
(A)分子 (B)原子 (C)高速运动的电子 (D)光子 (2)下列说法正确的是 ( C ) (A)1摩尔氧的质量是8.0g
(B)原子和分子的空间尺寸分别为10?10m和10-7m
(C)原子和分子的空间尺寸在10?10m~10-7m左右
(D)我们能同时看到远处打雷发出光和听到打雷发出的声音
(3)下列表述中错误的是( B D ) (A)18.0gH2O物质的量是1mol
(B)1.0 mol氢的物质参加了反应 (C)1.0 mol的(H2)参加了反应
(D)“反应进度”说明,认识物质变化,必须考虑时间的变化 3.(用恰当的文字或符号填入空格)计量反应进行程度的物理量都是(反应进度),它的符号是(ξ),单位是(mol),这个单位还可以方便地计量介观粒子和微观粒子的物质的量。
4.在0℃时,一只烧杯中盛有水,水上浮着两块冰,问水和冰组成的系统中有几相?如果撒入食盐,保持系统的温度仍为0℃不变,直至冰和食盐全部溶解(此时,冰点下降,详见ξ2.3所述),此时系统中有几相?如果再加入一些AgNO3溶液,有什么现象发生?此时系统有几相?如果还加入一些CCl4,又将发生什么现象?此时系统为几相? 答:① 两相(固、液)
② 一相(液相)
③加入AgNO3有白色沉淀生成,此时系统有两相(液、固) ④ 加入CCl4发生分层现象,此时系统三相(水相、固、油相) 5.高温水蒸气对钢的化学腐蚀特别严重。其反应如下:
Fe+H2O(g)=FeO+H2(g)
2Fe+3H2O(g)=Fe2O3+3H2(g) 3Fe+4H2O(g)=Fe3O4+4H2(g)
试问,如果把上述三个反应作为一个系统来研究,这个系统一共有几种聚集状态?几个相?(用化学符号表示出系统内各物质所属的聚集状态和相。) 答:有两个聚集状态:气态、固态
有5个相:气态、Fe\\FeO\\Fe2O3\\Fe3O4
6.已知某盐酸溶液的质量为216.5g,其中H2O为180g,求所含HCl物质的量。(要求:运算过程中要写明单位。) 解:由题意得
mHCl=216.5 – 180 = 36.5 g nHCl =
36.5g36.5g?mol1= 1 mol
7.已知化学反应方程式:CaCO3=CaO+CO2(g),求1吨含有95%碳酸钙的石灰石在
完全分解时最多能得到氧化钙和二氧化碳多少千克? 解:设能得到氧化钙x kg,二氧化碳y kg,则由题意得:
mCaCo3= 950(kg)
CaCO3=CaO+CO2(g)
100 56 44 950 x y
56×950(kg)x = =532(kg)
10044×950(kg)y = =418(kg)
100
318.已知化学反应方程式:H2+N2=NH3,试问:当反应过程中消耗掉2 mol N222时,该反应进度为多少?分别用H2、N2、NH3进行计算。如果把上述化学方程式改成:3H2+N2=2NH3,其反应进度又为多少? 解:由题意得 当反应方程式为
31H2+N2=NH3时,反应消耗掉2molN2,则刚好消耗掉226molH2,(即Δn(H2)=6mol),同时生成4 mol NH3。按反应进度定义式得:
ξH2=Δn(H2)/ν(H2)=(6)mol/(1.5)=4mol ξN2=Δn(N2)/ν(N2)=(2)mol/(0.5)=4mol ξNH3=Δn(NH3)/ν(NH3)=4mol/1=4mol
当反应方程式为3H2+N2=2NH3时,同理可得:
ξH2=ξN2=ξNH3=2mol
9.已知化学方程式:O2+2H2=2H2O,反应进度ξ=0.5 mol 时,问消耗掉多少
H2?生成了多少H2O?
解:由反应进度定义式ξ=Δn/νB可得: Δn(H2)=ξ?ν(H2)=0.5mol×(2)=1mol Δn(NH3)=ξ?ν(NH3)=0.5mol×2=1mol 答:消耗掉1molH2,生成1molH2O。 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
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 物质的化学组成与聚集状态
ξ2.1 物质的化学组成
1. 写出下列配位化合物的名称或化学式,指出配位中心、配体、配位原子和配位数,并指
出哪些是螯合物。
[()] 三氯·一胺合铂(Ⅱ)酸钾 Na[Zn(OH)](2) 四羟基合锌(Ⅱ)酸钠 [Ni(en)]SO(3) 硫酸三乙二胺合镍(Ⅱ)
[Co(NH)Cl]Cl(4) 氯化一氯·亚胺合钴(Ⅲ) (5)Na[CaY] 乙二胺四乙酸合钙(Ⅱ)酸钾
Ni(CO)(6) 四羟基合镍
(1)KPtNH3Cl3243435224[Ag(NH)]Cl
K[Fe(CN)](8)六氰合铁(Ⅱ)酸钾
(7)氯化二胺合银(Ⅰ)
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2.简述金刚石、石墨和碳团簇结构的异同及其应用。
答: 分类 金刚石 石墨 碳团簇 异同 硬度最大、熔点最高、不导电 导电性、润滑性 超导电性 应用 贵重金属 铅笔芯、润滑材料、电极材料 半导体、非线性光学等方面的应用
3.列举三种不同类型的非整比化合物及其用途。
答:
GdCo、GdFe 计算机储存元件的一种非晶态材料 信息、电子工业中经常用到的半导体材料 钛镍形状记忆合金 ??Si:H Ti50Ni
4.指出聚苯乙烯、聚酰胺-610中的链节、重复单元和聚合度。 链节 聚苯乙烯 H2C聚酰胺-610 CHO 重复单元 H2CNH(CH2)5C CHONH(CH2)5C 聚合度 n 2n
5.写出聚丙烯、聚丙烯腈、尼龙-66和聚二甲基硅氧烷的化学式,并按主链组成指出它们属于哪类高分子化合物。(提示:碳链、杂链、元素有机类) 聚丙烯 化学式 *CHCH3CH2* 类别 n碳链
工程化学基础参考答案
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