广东工业大学工程化学复习重点

工程化学复习一、名词解释1、金属键：金属元素的原子电离能较低，它的价电子可脱离原子，且不固定在某一离子附近，即在整个晶体格中自由运动，正是这些自由电子把金属原子和离子结合在一起，我们称这种作用为金属键。2、热力学第一定律：热力学第一定律又称能量守恒与转化定律，它可表述为:能量的形式可以相互转化，但不会凭空产生，也不会自行消失。热力学第一定律的数学表达式为：△U=U2-U1=Q+W或△U-（Q+W)=0.3、熵：熵S是介观粒子即原子和分子等原子结合态单元的混乱度在宏观上的一种量度，熵值的变化△S是介观粒子混乱度变化在宏观上的表现。4、同离子效应：在弱酸或弱碱等弱电解质溶液中，加入与弱酸或弱碱解离后具有相同离子的易溶强电解质，使弱电解质解离度降低的现象叫同离子效应。5、氢键：氢原子在分子中被电负性大的X原子裸露后还可以与另一分子中电负性大的原子Y之间产生成一种较弱的相互作用，这种作用称为氢键。氢键通常可用X—H···Y表示。6、反渗透：如果在溶液的一侧施加一个大于渗透压的外压力，则溶剂由溶液一侧通过半透膜向纯溶剂或低浓度方向渗透，这种现象称为反渗透。7、表面活性剂：分子中同时含有亲水性的极性基团（称亲水基团或憎油基团）和憎水性的非极性基团（称憎水基团或亲油基团），能显著降低水溶液表面张力的物质叫表面活性剂，一般都是线型分子。8、范德华力：在小分子中的分子间作用力称为范德华力，可分为取向力、诱导力和色散力三种，分子间作用力比化学键小，没有方向性，是一种极近距离的电性作用力。9、化学平衡的移动：因外界条件（如浓度、压力、温度等）的变化而使化学反应从一种平衡状态向另一种平衡状态转变的过程称为化学平衡的移动。10、电极极化：当电流通过时，阴极的电极电势要降低，阳极的电极电势要升高。这种因为有电流通过电极而使电极电势偏离原来的平衡电极电势值的现象，称为电极的极化。二、填空题。1、计量反应进行程度的物理量是反应进度，它的符号是ε，单位是摩尔（mol）。这个单位还可以方便地计算介观粒子和微观粒子的物质的量。2、氢键具有饱和性和方向性。加热使水的缔合度降低，可以充分发挥水分子H端和O端作用。3、计算2Fe³+＋Fe=3Fe²+的电势E。正极表达式：2Fe³+2eˉ=2Fe²+,E正=0.771+(0.059/2)×lgc²(Fe³+)/c²(Fe²+)负极表达式：Fe-2eˉ=Fe²+,E负=0.771+(0.059/2)×lg1/c(Fe²+)总电势E=E正-E负4、天然水中常有带负电的溶胶污物，可用明矾净水，就是利用其水解产生的Al(OH)3正溶胶，与污物相互聚沉而得以净化。5、温度对C(S)+CO2(g)=2CO(g)平衡移动方向的影响。温度升高，正向为吸热反应，平衡正向移动；温度降低，反向为放热反应，平衡逆向移动。6、酸雨是指pH5.6的酸化雨水。燃烧煤或液体燃料产生的气体，在高温条件下经过进一步氧化，都能产生CO2,SO3等在雨水中有一定溶解度的酸性气体。最终形成含H2CO3，H2SO4等的酸雨。7、高分子材料的主要性能：溶解性、机械性能、电性能。8、2NO(g)+O2(g)=2NO2(g),反应物浓度增大，反应速率加快；生成物浓度增大，反应速率减慢。9、金属腐蚀分三类：化学腐蚀、电化学腐蚀、生物腐蚀。10、电子排布规则：能量最低原理、泡利不相容原理、洪特规则。三、选择题1、下列物质中属于微观粒子的是高速运动的电子、光子。2、SF6是非极性分子，不着火，能耐高电压而不被击穿，可用于变压器和高电压装置的优质气体绝缘材料。3、元素电负性是指原子在分子中吸引电子的能力，如果两元素的电负性相差足够大时（1.7），它们的化合物主要是以离子键结合的。4、电绝缘高分子：聚四氟乙烯。5、rHm可表示某个反应的标准摩尔焓变，在数值上与反应进度为1mol的某反应在标准压力p进行的热量变化相等。6、当c(Sn2+)=1.0mol/dmˉ³,而c(Pb2+)分别为下述数值组成原电池时，欲使Sn成正电极的c(Pb2+)浓度应为0.1mol/dmˉ³.Sn+Pb2+=Pb+Sn2+当Sn作为正极是收到保护，反应向逆方向进行，所以c(Pb2+)浓度应比c(Sn2+)小。7、标准状态下，下述电对的各物质中，氧化性最强的是Ag+/Ag.（可根据金属活动顺序表逆推）8、下列物质中，常用溶度积来表示其溶解能力大小的是：AgCl、Ag2CrO4.9、已知下列物质解离常数，欲配置pH=3的缓冲溶液，选择Kθa=1.77×10-4的HCOOH最合适。因为所选缓冲系的共轭酸的pKθa与缓冲溶液的pH值越接近，则该缓冲系在总浓度一定时，具有较大缓冲能力。四、简述题1、碳族的异同及应用：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。2、水制冷又载冷：水的气化热（100℃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（25℃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。3、生物高分子外科应用理由：聚乳酸、聚羟基乙酸能被水解，且水解产物乳酸、羟乙酸均无毒，能被人体吸收。聚乳酸乳酸聚羟基乙酸羟乙酸4、钢架腐蚀防护：（1）外加电流法（2）牺牲阳极法地面-+水管（铁质）海（地）平面起重机钢架子铅或石墨（阳极）Zn丝（阳极）5、陶瓷组成及其他：陶瓷由晶相、晶界相、玻璃相和气相组成。晶相是陶瓷的主要组成相，决定陶瓷的主要性质。晶界相是多晶结合处的缺陷，对晶体功能影响很大，是功能产生(O-CH2-C)n+nH-OHnHO-CH2-C-OHOO(O-CH-C)n+nH-OHnHO-CH-C-OHCH3OCH3O的原因。玻璃相起粘结作用，能降低烧成温度，可填充气孔气相，可使陶瓷的电热绝缘性能大大提高。气相不可避免，但可降低到最低程度。气孔可减轻重量，但抗电击穿能力下降，受力时易产生裂缝，透明度下降。6、聚氨酯-塑料-橡胶：橡胶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艺，不同工艺、不同配方所得高分子分子量不同，其Tg、Tf也不同。有时同一种高分子化合物既可作塑料又可作橡胶，聚氨酯类高分子化合物就属这种情况。7、从防腐角度选择金属思路：①在设计金属构件时，应注意避免两种电势差很大的金属相接触。②当必须把这些不同的金属搭配在一起时，应该设法采用隔离层的办法将它们隔开来。③纯金属的耐蚀性能一般比含有杂质或少量其他元素的金属更好。④选用材料时还应考虑材料使用时所处的介质种类和条件，如空气的湿度、溶液的浓度、温度等。8、锅炉内的锅垢如何预防和处理：发电厂热力系统中的锅炉的吸氧腐蚀、析氢腐蚀与给水中溶解氧、二氧化碳等气体含量有关，要除去给水中的氧和二氧化碳，可以采用热力法（煮沸给水）、化学法（用联氨除氧）、缓蚀剂法（添加腐蚀性介质中能阻止金属腐蚀或降低腐蚀速率的物质）。五、判断题1、晶体的分类是否只有四种——错。2、非晶态合金的特点：高强度、高韧性、高硬度、高光洁度、抗腐蚀、抗辐射、抗冲击。3、催化剂：反应结束时，自身的质量、组成、化学性质基本不变。降低活化能，使活化分子百分数和有效碰撞次数增多，导致反应速率加快。4、不锈钢并不是在所有情况下都不生锈，也并非是最耐腐蚀的材料。5、基元反应：有反应物一步生成产物的反应。6、同周期元素半径的变化是从左往右逐渐变小。7、电子是没有运动轨迹的，原子轨道是指电子可能出现的区域。8、热致液晶是由于加热某些晶体而形成的液晶，分为近晶型液晶、向列型液晶、胆甾型液晶。溶致型液晶是由像表面活性物质一样具有“两亲”特点的化合物与极性溶剂组成的二元或多元系统。9、原子轨道函数—量子数：主量子数n、角量子数l、磁量子数m。（n0,0≤ln,Iml≤l）六、计算题1、计算298.15K时反应：CaO(s)+H2O(l)=Ca2+(aq)+2OH－(aq)的标准摩尔焓变rHm（298.15K）。设某罐头的热容为400J·K－1,反应放出的热有80%被吸收，要将其从25℃加热到80℃，需CaO至少多少克？解：CaO(s)+H2O(l)=Ca2+(aq)+2OH－(aq)fHm(298.15)/kJmol－1－634.9－285.8－542.8－230.0rHm(298.15)=[(－543.20)－2×(－230.0)]－[(－634.9)+(－285.8)]kJmol－1=－82.1kJmol－1罐头从25℃80℃需吸收的热量：Q=Qp=H=400JK－1(80－25)K=22000J设需CaO为W克，则其物质的量n=W/[(40.08+16.00)gmol－1]=Q/[-rHm(298.15)×80%]W=[22000/(82.1×103×80%)]mol×56.08gmol－1=18.78g2、已知0E(Ag/Ag)0.7996V，0E32(Fe/Fe)0.771V，所以32Fe/Fe为负极。电池图式：(-)Pt|Fe3+(lmol·dm-3),Fe2+(lmol·dm-3)||Ag+(lmo1·dm-3)|Ag(+)电极反应：负极Fe2+=Fe3++e正极Ag++e=Ag(s)电池反应：Ag++Fe2+=Ag+Fe3+电池电动势：(1)0E0E0(Ag/Ag)E32(Fe/Fe)(0.79960.771)V0.0286V(2)0E0E32FeFeAg10.059lg(0.02860.059lg)V0.0894V10.01ccc4．设Cr3+开始沉淀时OH-浓度为xmol·dm-3Cr3++3OH-Cr(OH)3平衡浓度/mol·dm-30.01x根据溶度积规则,3θ-θ3)/(OH)/(Crcccc≥)(Cr(OH)K3θs时才能产生沉淀,即0.01×x3=6.3×10-31x=4×10-10mol·dm-3(2)当Cr3+浓度为4mg·dm-3时,即c(Cr3+)=4mg·dm-3×10-3g·mg-1/52.00g·mol-1=7.69×10-5mol·dm-3设Cr3+完全沉淀时OH-浓度为ymol·dm-37.69×10-5×y3≥6.3×10-31y=c(OH-)=2.0×10-9mol·dm-3∴pH=5.30