《工科化学》课件工科化学6章1-2.ppt

1、2023-10-111弹药弹药03工科化学（工科化学（1）试卷分析）试卷分析一、填空题（1）在100，101.3kPa下，水变为水蒸气，以蒸气和水为系统，系统的 A 0。（18）某封闭系统由始态分别经1、2两个途径到达同一末态，若已知1100kJ，W130kJ，Q240kJ，则W2 +30kJ 。（19）相同条件下，某物质固、液、气三态熵的变化规律为 S(g)S(l)S(s)。（20）给出配合物Co(NH3)2(H2O)2(en)Br3的名称 三溴化二氨二水乙二胺合钴(III)。2023-10-114二、选择题（每题二、选择题（每题1分，共分，共20分）分）（1）某居室门窗紧闭、绝热良好，室内

2、装有由外电源带动的电冰箱。电冰箱门打开时会感到冷气袭人；若冰箱开门运行，室内温度将 D 。A、逐渐降低；B、无法确定；C、不变；D、逐渐升高。（2）下列物质中熔点最高的是 D 。（A）NaCl （B）N2 （C）NH3 （D）Si。（3）下列各套量子数中，可描述元素Sc 3d14s2次外层的一个电子的是 B 。（A）(3,1,1,+1/2)；（B）(3,2,0,+1/2)；（C）(3,0,1,-1/2)；（D）(3,0,2,+1/2)。2023-10-115（4）下列波函数表示原子轨道正确的是 C(P23)。（A）4；（B）4,2；（C）4,2,2；（D）4,2,2,+1/2。（5）下列元素的

3、原子符合价电子为ns1的是 B 。（A）Sc；（B）Ag；（C）In；（D）Cd。（6）下列过程中系统的熵减少的是 B 。A、在900时CaCO3(s)CaO(s)CO2(g)；B、在0、常压下水结成冰；C、水在其正常沸点气化；D、理想气体的恒温膨胀；（7）1mol理想气体于300K时从50dm3可逆膨胀至100dm3，其过程的中为 A 。（A）U=0；（B）S=-5.76JK-1；（C）Q=5.76JK-1；（D）W=1.73KJ。2023-10-116（8）硫酸铬是常见的铬化合物，有一种固体硫酸铬呈深紫色，另一种呈绿色，这两种颜色不同的固体表示 C 。（A）这两种固体为同分异构体;（B）两

4、种晶体构型不同;（C）两种晶体中结晶水数目不同;（D）两种晶体的纯度不同。（9）在配离子CuI2-中，Cu+离子接受配体孤对电子的杂化轨道是 D 。（A）sp3（B）dsp2 （C）sp3d2 （D）sp（10）封闭体系与环境间 D 。（A）有物质交换，又有能量交换；（B）有物质交换，无能量交换；（C）既无物质交换，又无能量交换；（D）无物质交换，有能量交换；2023-10-117（11）sp3杂化可以用于描述下列哪一种分子中共价键的形成 D。（A）H2O (B)NH3 （C）CCl4 （D）三种分子都可以（12）若在两个不同温度的热源（T1和T2）间，用理想气体进行卡诺循环，其热机效率为50

5、%，当改用非理想气体进行卡诺循环时，其热机效率为 C 。（A）小于50%；（B）大于50%；（C）等于50%；（D）等于零；（E）不能确定。（13）下列因素对离子晶体晶格能产生影响最大的是 B 。（A）正、负离子半径 （B）正、负离子所带电荷（C）晶体类型 （D）正、负离子的配位数比（14）下列各种气体，分子间力最大的是 A 。（A）Cl2 （B）N2（C）H2 （D）O22023-10-118（15）下列物质颜色变化可用离子极化来说明之，其中由浅到深的顺序错误的是 A 。（A）AgI，AgBr，AgCl （B）ZnS，CdS，HgS（C）PbCl2，PbBr2，PbI2 （D）HgCl2，H

6、gBr2，HgI2（16）根据电负性判断，下列原子间形成离子键的是 A 。（A）Na和F （B）Sn和S （C）Al和Al（D）C和C（17）下列有关sp杂化轨道的叙述正确的是 B 。（A）它是由一个1s轨道和一个2p轨道线性组合而成；（B）等性sp杂化轨道中所含s、p的成分一样；（C）等性sp杂化轨道有两个，一个能量升高，另一个能量降低，但总能量保持不变；（D）等性sp杂化轨道可与其他原子轨道形成键和键。2023-10-119（18）已知反应A(s)+B2(g)=C(g)在任何温度下都能自发，那么该反应的rHm(T)和rSm(T)应满足条件为 B 。(A)rHm(T)0,rSm(T)0;（C

7、）rHm(T)0,rSm(T)0;（B）rHm(T)0;（D）rHm(T)0,rSm(T)0，表示这个反应无论如何是无法进行的。2023-10-1111（F ）（8）液态苯变成气态的苯吸收的热量就是苯的相变热。（F ）（9）范德华方程是在理想气体状态方程的基础上修正的，所以范德华方程中的压力指理想气体的压力，体积是理想气体的体积。（F ）（10）卤化氢中的卤素原子具有最低氧化值，所以卤化氢都可用氧化剂使其氧化。（T ）（11）NO2与NaOH溶液反应，产物为2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O（F ）（12）可逆过程中熵值不变；（T）（13）H2O2的性质主要有：不稳定性、氧化

8、性、还原性以及弱酸性。（F）（14）实验室需制备少量AlCl3（s）时，可以用金属铝溶解在盐酸中，然后将所得溶液蒸发，浓缩，冷却，结晶，即可得AlCl3（s）。2023-10-1112（F ）（15）只有极性分子之间存在取向力，所以取向力总是大于色散力和诱导力。（T）（16）受温度的影响要比 大。（F）(17)若某反应的G 0，则该过程必不可能发生。（F(P405)）(18)现有硝酸盐Cu(NO3)2、Pb(NO3)2、AgNO3、Ba(NO3)2，如分别将这几种硝酸盐固体加热，都只能得到同一种气体产物。（F(P366)）（19）在N2分子中存在两个键和一个键。（T(P403)）（20）氯水能

9、从碘化钾溶液中置换出单质碘，而I2能从HClO3中置换出单质氯，反应为：C12+2KI=2KCl+I2 I2+2HClO3=2HIO3+Cl2 mrGmrH2023-10-1113四、问答题四、问答题（共8分）1、已知M2+离子3d轨道中有5个d电子，请推出：(1)M原子的核外电子分布 Ar 3d54s2（2）M元素在周期表中的位置 第四周期，VIIB（3）M原子的最外层和最高能级组中电子数 电子数为2和7 2、第II主族碱土金属的氯化物的熔点变化为MgCl2CaCl2SrCl2BaCl2,为什么？答：电子构型相似，电荷相等时，正离子的半径越小，极化力越强，引起负离子变形性越大，化学键由离子型

10、向共价型过渡，晶型由离子晶体经过渡晶体向分子晶体过渡，故熔点逐渐降低。2023-10-1114五、计算题五、计算题（共32分）1、在25时，将电解水所得的氢和氧混合气体54.0g，注入60.0升的真空容器内，氢和氧的分压各为多少？解：解：2 H2O(l)=2 H2(g)+O2(g)31)(,32)(22OyHy)/(01.1200.3231016.232)(molgMymixMiii)(50.401.120.54)(molMmmixn)(7.1850.6015.298314.850.4)(kPaVnRTp总)kPa(8.1237.18532)H(p);kPa(9.617.18531)O(p22

11、2023-10-11152、在500ml水中加入100ml 32.0%HNO3溶液(密度1.20g.ml-1)，所得溶液相对密度为1.03,试将此溶液的浓度表示为：（l）质量分数；（2）质量摩尔浓度。假设混合后体积为混合前体积之和。解：解：(1)质量分数=100%=100%=6.2%（2）质量摩尔浓度=1.05(mol.kg-1)OHHNOHNOmmm23303.1)500100(%0.3220.110033310%)301(20.110010500609.0)HNO(b2023-10-11163、乙炔燃烧的热化学方程式为：（1）2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)H

12、1=-2602kJ.mol另一种碳氢燃料乙烷的燃烧反应为：（2）2C2H6(g)+7O2(g)=4CO2(g)+6H2O(l)H2=-3132kJ.mol (3)氢和氧的燃烧反应式为：H2(g)+O2(g)=2H2O(l)H3=-572kJ.mol所有这些数据都处同样条件，用这些热化学方程式算出同样条件下乙炔的氢化热：（4）C2H2(g)+2H2(g)=C2H6(g)H4=?解：依题意：方程式为(1)+2(3)-(2)/2H4=H1+2H3-H2/2=-307kJ.mol2023-10-11174、1mol单原子理想气体从273K、22.4dm3的始态变到202.65kPa、303K的末态，已

13、知系统始态的规定熵为84.86JK-1，CV,m=12.471Jmol-1K-1。求此过程的U、H、S、A及G。解：T1=283K，T2=323K，V1=22.4dm3，V2=?dm3 p1=?kPa，p2=202.65kPa，S1=84.86J.K-1，S2=?p1=18.314283/(22.410-3)=105.04 kPaV2=18.314323/(202.65103)=13.25 dm3由Cv,m=12.471J.mol-1.K-1得：Cp,m=12.471+8.314=20.785J.mol-1.K-1（1）=-2.72(J.K-1)由S=S2-S1得：S2=S+S1=84.86+

14、(-2.72)=82.14(J.K-1)（2）=112.471(323-283)=498.84(Jmol-1)（3）=120.785(323-283)=831.4(Jmol-1)2112m,ppplnnRTTlnnCS65.20204.105ln314.81283323ln785.20121,TTmVdTnCU21,TTmpdTnCH2023-10-1118（4）A=U-(TS)=U-(T2S2-T1S1)=498.84-(32382.14-28384.86)=-2017(Jmol-1)（5）G=H-(TS)=H-(T2S2-T1S1)=831.4-(32382.14-28384.86)=-1

15、684.44(Jmol-1)2023-10-1119第十二节稀溶液的依数性第十二节稀溶液的依数性依数性依数性(colligative properties)稀溶液中溶剂蒸气压下降、凝固点降低(从溶液中析出固体纯溶剂)、沸点升高(溶质不挥发)和渗透压的现象一、蒸气压降低一、蒸气压降低意义意义溶剂的蒸气压下降 只与溶质的摩尔分数 成正比，与溶质的本性无关B*AA*AA*AA*AAxp)x1(ppppxpp故因pBx2023-10-1120二、凝固点降低二、凝固点降低(不生成固溶体不生成固溶体)基本概念基本概念凝固点定外压下，液态物质析出固态的平衡温度三相点(triple point)纯液态物质在其

16、饱和蒸气压下的凝固点。即单组分气-液-固三相平衡的温度凝固点降低的原理凝固点降低的原理2023-10-1121凝固点降低凝固点降低(freezing point lowerling）与溶液组成的关与溶液组成的关系系 fT)L()s(A*A)l(d)s(dA*AAT,pAAx,pAp*Adxx)L(dTT)L(dTT)s(A)s(ST)s(*A,mp*A)L(ST)L(Ax,pAAAAAxlnRTT,L AAT,pAAxlnRTddxx/L AA*A,mxlnRTddTLSdT)s(S T/)s(HLH)s(SLS*A,mA*A,mA dTRT)s(SLSxlnd*A,mAA dTRT)s(HL

17、H2*A,mAdT)RT/H(2*A,mfusdTRTHxlndf*fATT2*A,mfusx1A*fff*A,mfus*ff*A,mfusATRTTHT1T1RHxln2023-10-1122溶剂水醋酸苯萘环己烷樟脑Kf/Kmol-1kg1.863.905.107.020402*ffA,mfusB)T(RTHxBABABBbM)bM/1/(bxBA,mfusA2*ffbHM)T(RTA,mfusA2*ffHM)T(RKBffbKT2023-10-1123例例6.10 在25.00g的苯中溶入0.245g苯甲酸，测得凝固点降低Tf=0.2048K。凝固时析出纯固态苯，求苯甲酸在苯中的分子式。解

18、：由表6.1查得苯的Kf=5.10 Kmol-1kg已知苯甲酸C6H5COOH的摩尔质量为12210-3kgmol-1，故它在苯中的分子式为(C6H5COOH)2ABBfBffmM/mKbKT131AfBfBmolkg100.244molkg00.252048.0245.010.5mTmKM2023-10-1124三、沸点升高三、沸点升高(溶质不挥发溶质不挥发)定义定义液体饱和蒸气压等于外压的温度称沸点。p(外)=101.325kPa时的沸点称为正常沸点，简称沸点溶剂A中加入不挥发的溶质B，溶液的蒸气压低于同温度下纯溶剂的饱和蒸气压，称沸点升高(boiling-point elevation)

19、*bTbTBA,mvapA2*b*bbbbHM)T(RTTTA,mvapA2*bbHM)T(RKBbbbKT2023-10-1125四、渗透压四、渗透压定义定义半透膜天然或人造的膜（亚铁氰化铜膜只允许水而不允许水中糖分子透过，动物的膀胱可以让水分子透过，却不让摩尔质量大的溶质或胶体粒子透过）称为半透膜渗透压公式公式ghp)ghp(RTnVBRTcB2023-10-1126例6.11 测得30时蔗糖水溶液的渗透压=252.0kPa。试求：(1)此溶液中蔗糖的质量摩尔浓度b；(2)沸点升高值Tb；凝固点降低值Tf。已知题给溶液的密度=1000kgm-3。解：(1)（2）已知水的Kb=0.52Kmol-1=(0.520.10)K=0.052K已知水的Kf=1.86 Kmol-1kg，=(1.860.10)K=0.186KRT/cB333mmol0.100mmol15.303314.8/100.252/cMcM/)cM/(cxBABABBBBBABABBbM)bM/1/(bx133BBkgmol10.0mkg1000/mmol0.100/cbBbbbKTBffbKT2023-10-1127作业作业P161 27,282004年8月30日，1-2到此止