11-12-1大学化学考查题目

1大学化学考查题目及要求以下题目中任意选取二题，（所需数据自己查表）计算并根据要求进行讨论，每题讨论字数在300~500之间。要独立完成，若雷同均记为零分。要求用A4纸打印。1.已知工业上制取水煤气的反应及下表热力学数据（碳以石墨计）：H2O(g)+C(s)=CO(g)+H2(g)H2O(g)C(s)CO(g)H2(g)fH(298.15K)/kJmol-1-2420-1110S(298.15K)/Jmol-1K-11895.74198131(1)计算rH(298.15K)和rS(298.15K)?(2)计算fG(298.15K)，并说明298.15K和标准条件下该反应自发进行的方向？(3)估算该反应自发进行的温度范围及在转变温度时的K讨论:化学反应热应用及反应进行的可能性。2.已知298K时，下列反应BaCO3（s）＝BaO（s）＋CO2（s）mfH/kJ·mol-1－1216.29－548.10－393.51mS/J·k-1·mol-1112.1372.09213.64求298K时，该反应的mrH，mrS和mrG，以及该反应可自发进行的最低温度。讨论：温度对反应的影响。3.石墨是碳的稳定态，石墨的SmΘ是5.740J·mol－1·K－1，金刚石的ΔfHmΘ是1.897kJ·mol－1，ΔfGmΘ是2.900kJ·mol－1。求金刚石的绝对熵SmΘ。说明这两种碳的同素异形体哪个更有序？并从金刚石和石墨晶体结构的角度对计算结果加以验证。讨论：熵对反应的影响。4.已知水在373K时气化焓为40kJ·mol-1，若压力锅内压力最高可达150kPa，求此时锅内的温度。讨论：影响化学反应平衡的因素及其实际应用。25.环丁烷分解反应：C4H8(环丁烷)→2H2C=CH2，Ea=262kJ·mol-1。已经600K时，k等于6.10×10-8s-1，问：(1)温度为多少时，速率常数等于1.00×10-4s-1？(2)该分解反应的级数为多少？写出其速率方程式。讨论：影响化学反应速率的因素及其应用。6.某一学生测得CS2(l)的沸点是319.1K，1.00mol·kg-1S溶液的沸点是321.5K，当1.5gS溶解在12.5gCS2中时，这溶液的沸点是320.2K，试确定S的分子式。讨论：溶液依数性的应用。讨论溶液依数性应用。解：在一定的温度和压力下,将某一非挥发性溶质溶入溶剂中组成稀溶液时,就会产生溶液的饱和蒸气压比纯溶剂的蒸气压低,溶液的沸点比纯溶剂的沸点高,溶液的凝固点比纯溶剂的凝固点低及纯溶剂与溶液之间产生渗透压等现象。而稀溶液的蒸气压降低,凝固点降低,沸点升高,渗透压等数值的大小,只与溶液中所含溶质粒子的浓度有关,而与溶质本身的性质无关,所以称它们为稀溶液的依数性.溶液沸点升高和凝固点下降有许多重要的应用。例如钢铁工件进行氧化热处理就是应用沸点升高原理。用每升含550～650gNaOH和100～150gNaNO2的处理液，其沸点高达410～420K。利用凝固点下降原理，将食盐和冰（或雪）混合，可以使温度降低到251K。氯化钙与冰（或雪）混合，可以使温度降低到218K。体系温度降低的原因是：当食盐或氯化钙与冰（或雪）接触时，在食盐或氯化钙的表面形成极浓的盐溶液，而这些浓盐溶液的蒸气压比冰（或雪）的蒸气压低得多，冰（或雪）则以升华或熔化的形式进入盐溶液。进行上述过程都要吸收大量的热，从而使体系的温度降低。利用这一原理，可以自制冷冻剂。冬天在室外施工，建筑工人在砂浆中加入食盐或氯化钙；汽车驾驶员在散热水箱中加入乙二醇等等，也是利用这一原理，防止砂浆和散热水箱结冰。溶液凝固点下降在冶金工业中也具有指导意义。一般金属的Kf都较大，例如Pb的Kf≈130Kkg/mol，说明Pb中加入少量其它金属，Pb的凝固点会大大下降，利用这种原理可以制备许多低熔点合金。应用测定物质的冰点下降和沸点上升来推断物质的分子量，应用测定渗透压推断蛋白质、血红素等大分子物质的分子量，在生物和医学上制作等渗溶液（0.9％的生理盐水以及5％葡萄糖溶液）。利用渗透压力在医学中有很多应用，如给病人换药时,通常用与组织细胞液等渗的生理盐水冲洗伤口；配制的眼药水也必须与眼粘膜细胞的渗透压力相同。大量输液时遵循的基本原则：①.输入低渗溶液,会使红血球破裂出现溶血现象。②.输入高渗溶液时,红血球皱缩易粘合在一起而成团块,这些团块在小血管中,便可能形成血栓。渗透压与植物也是息息相关的，进入糖溶液或盐溶液的花卉，将因渗透压的作用而脱水枯萎，若再将它插入纯水，花卉将因水重返细胞而恢复原有的鲜艳和美丽。7.下列溶液中能否产生沉淀？（1）0.02mol·L-1Ba(OH)2溶液与0.01mol·L-1Na2CO3溶液等体积混合，（2）0.05mol·L-1MgCl2溶液与0.1mol·L-1氨水等体积混合，（3）在0.1mol·L-1HAc和0.1mol·L-1FeCl2混合溶液中通入H2S达饱和（约0.1mol·L-1）。讨论：沉淀生成或溶解的应用。8.欲配制pH=3的缓冲溶液，有下列三组共轭酸碱对（1）HCOOH-HCOO-(2)HAc-Ac-(3)NH4+-NH3问选哪组较为合适？3讨论：缓冲溶液的应用。9.我们知道铜不能与稀盐酸反应，但为什么空气中氧参加反应，铜会逐渐溶解？讨论电化学腐蚀与防护的原理及其应用。电化学在电解、电镀、金属腐蚀及化学电源等方面都有广泛应用。许多金属的冶炼和精炼，如锂、钠、铍、镁、铝和希土金属等的冶炼，镍、铜、锌、镉、铅等的精炼或提纯，都可以用电解的方法来实现。利用电解的方法还可以制备许多基本化工产品，如氢氧化钠、氯酸钾、过氧化氢等。电化学方法在机械制造部门也得到重要应用，如电镀、电解加工、电抛光、电泳涂漆等等。在今天，电化学工业已经成为国民经济中的重要组成部分。这里，仅对电解、电镀、电抛光、电解加工和电泳涂漆作简要讨论。一、电解1．电解现象直流电通过电解液（电解质的溶液或熔融液）而在电极上发生氧化还原反应的化学变化叫做电解。借助于电流引起化学变化的装置，也就是将电能转变为化学能的装置，叫做电解池（或电解槽）。电解池中和直流电源的负极相连接的极叫做阴极，和电源的正极相连接的极叫做阳极。电子从阴极进入电解池，从阳极离开回到电源。在电解池内由离子导电，并无电子流过。在阴极上电子过剩，在阳极上电子缺少。因此，电解池中的正离子移向阴极，在阴极上和电子结合进行还原反应而放电；负离子移向阳极，在阳极上给出电子进行氧化反应而放电（在电解中，得失电子的过程都叫做放电）。这样，就发生了电解现象。电解是人们掌握的最强有力的氧化还原方法。现以铂作电极，电解浓度为0.1mol/L的NaOH溶液为例来说明其电解现象。当电解上述溶液时，H+离子和Na+离子都移向阴极，在阴极上发生的是得电子的还原反应，因而，H+离子得到电子生成H2；其电极反应为：阴极：2H+＋2e---H2­OH-离子移向阳极，在阳极上发生的是失电子的氧化反应，因而，OH-离子失去电子生成O2；其电极反应为：阴极：4OH-＋4e---2H2O＋O2­电解的总反应方程式为：2H2O---2H2­＋O2­因此，以铂在电极电解NaOH溶液，实际是电解水，NaOH的作用是增加溶液的导电性二、电解原理的应用1．电镀这是电解原理的具体应用。电镀时，把被镀的零件作阴极，镀层金属作阳极，电解液中含氧欲镀金属的离子。电镀的过程中阳极溶解成金属离子，同时电镀液中的欲镀金属离子在阴极表面上析出。今以镀黄铜为例，简要说明如下。镀黄铜时，因铜的标准电极电势比锌的标准电极电势大得多，所以若单纯用锌盐和铜盐的混合溶液进行电镀，锌和铜就不可能同时在被镀零件上析出。如果用含氰化锌、氰化亚铜和氰化钠为主要成份的电镀液，则溶液中的Zn2+和Cu+则可能同时在被镀零件上析出，从而形成黄铜镀层。这是由于电镀液中存在着配位平衡：[Zn(CN)4]2-Zn2+＋4CN-K不稳＝2.0×10-17[Cu(CN)3]2-Cu+＋3CN-K不稳＝2.6×10-29因为[Cu(CN)3]2-配离子的不稳定常数远小于[Zn(CN)4]2-配离子的不稳定常数，所以在形成4配离子后，Cu+浓度将远小于Zn2+浓度，从而使铜的电极电势降低到同锌的电极电势相近的程度，这样就有可能使Zn2+和Cu+同时在阳极上得到电子而形成铜锌合金－黄铜。2．电抛光电抛光是金属表面精加工方法之一。用电抛光可以获得平滑而有光泽的表面。在电解过程中，利用金属表面凸出部份的溶解速率大于凹入部份的溶解速率，从而使表面平滑光亮。电抛光时，把工件（如钢铁）作阳极，铅版作阴极，放入含有磷酸、硫酸和铬酐的电解液中进行电解，此时工件阳极铁因氧化而溶解。阳极反应：Fe---Fe2+＋2e然后Fe2+与溶液中的Cr2O72-发生氧化还有反应：6Fe2+＋Cr2O72-＋14H+---6Fe3+＋2Cr3+＋7H2OFe3+进一步与溶液中的磷酸氢根（HPO42-）和硫酸根（SO42-）形成盐。由于阳极附近盐的浓度不断增加，在金属表面形成一种粘度较大的液膜。因金属凹凸不平的表面上液膜厚度分布不均匀，凸起的部份薄，凹入怒放较厚，故阳极表面各处电阻亦有所不同。凸起木筏电阻小，电流密度较大使凸起部份比凹入部份溶解较快，于是粗糙表面逐渐得以平整光亮。3．电解加工电解加工原理与电抛光相同，即利用阳极溶液将工件加工成型。区别在于，电抛光时阳极与阴极间距离较大（100mm左右），电解液在槽中是不流动的，因此通过的电流密度小，金属去除率低，只能进行抛光，而不能改变工件的原有形状。电解加工时，工件仍为阳极，而用模具或工具作阴极，在两极之间保持很小的间隙（0.1～1mm），电解液从间隙中持续流过并及时带走电解产物，这样阳极金属表面不断溶解，形成与阴极模件外形相吻合的形状。阴极、阳极距离最近的地方电阻最小，通过的电流密度大，此处溶解得也最快。随着溶解过程的进行，阴极不断地向阳极推进，阴极、阳极间距离差别逐渐缩小，直到间隙相等，电流密度均匀，此时工件表面形状已与模件工作面形状相吻合。电解加工过程中，电解液的选择和被加工材料有密切的联系，常用的电解液是14～18%的氯化钠溶液，它适用于大多数黑色金属或合金的电解加工。电解加工的适用范围广，能加工高硬度的金属或合金，以及复杂形状的工件。加工质量好，节省工具。但这种方法只能加工可电解的金属材料，即能够作可溶性阳极的金属材料。其精度只能满足一般要求，模件阴极要根据工件需要设计加工成专用的形状。4．电泳涂漆法电泳涂漆法近年来得到快速发展，是电化学在表面处理方面的又一应用。它利用成膜高分子化合物带有负电荷的特点，把工件浸在电泳漆槽中作为阳极，当通以直流电时，荷电的成膜物质向工件迁移，在工件表面形成漆膜。当漆膜达到一定厚度时，由于它的绝缘作用而停止增厚，因此所得漆膜厚度均匀，电泳漆漆法的特点是无毒、安全、自动操作、可以一次加工完成（一般涂漆需要好几层），因此特别适宜于大规模、大件、异型工件的表面涂漆。这种新工艺目前有普遍推广的趋势，如汽车外壳、自行车骨架等用电泳漆自动涂敷，都取得较满意的效果电化学腐蚀原理和现实生产生活上的应用姓名：张沈晖学号：160109026摘要：腐蚀现象都是由于金属与一种电解质（水溶液或熔盐）接触，因此有可能在金属5／电解质界面发生阳极溶解过程（氧化）。这时如果界面上有相应的阴极还原过程配合，则电解质起离子导体的作用，金属本身则为电子导体，因此就构成了一种自发电池，使金属的阳极溶解持续进行，产生腐蚀现象。引言：随着社会生产力的发展，人民生活水平的提高，金属的使用在日常生活中应用的越来越普遍，由金属腐蚀所带来的损失也越来越严重，这样研究金属的腐蚀与防护便显得非常的重要，本论文主要综合讲述了金属的电化学腐蚀的基本原理和分类，以及讨论了有关现实生产生活中具体的防护措施，以更好的指导现实实践。一、电化学腐蚀原理金属表面由于外界介质的化学或电化学作用而造成的变质及损坏的现象或过程称为腐蚀。介质中被还原物质的粒子在与金属表面碰撞时取得金属原子的价电