<<工程化学基础（第二版）>>练习题参考答案
第一章 绪 论
练习题（p.9）
1. （1）×； （2）√； （3）×； （4）√。 2. （1）C、D；（2）C；（3）B。 3. 反应进度；ξ； 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 / (36.5g · mol-1) = 1.0 mol
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-1 100.09 56.08 44.01 物质的量/mol
y1000?95% x
56.08×10?344.01?10?3100.09?10?3 因为n(CaCO3)=n(CaO)=n(CO2) 即
yx1000?95%=
=
100.09?10?356.08×10?344.01?10?3 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(H2)?6mol??4mol
3?(H2)?2?????n(N2)?2mol??4mol
1?(N2)?2?n(NH3)4mol??4mol
1?(NH3)?n(H2)?6mol??2mol
?3?(H2)化学反应方程式为3H2+ N2 = 2NH3时：
???????n(N2)?2mol??2mol
?1?(N2)?n(NH3)4mol??2mol
2?(NH3)当反应过程中消耗掉2mol N2时，化学反应方程式写成3/2H2+1/2N2 = NH3，该反应的反应进度为4 mol；化学方程式改成3H2+ N2 = 2NH3，该反应的反应进度为2 mol。 9. Δn（H2）=ξ×ν（H2）=0.5 mol×(－2)=－1 mol Δn（H2O）=ξ×ν（H2O）=0.5 mol×2=1 mol 消耗掉1 molH2，生成1 molH2O。
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)
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(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，
§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>AlCl3>CCl4。因为BaCl2为典型的离子晶体，熔点较高；FeCl2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3410℃)，Re(铼，熔点3180℃) 。W和Re用于测高温的热电偶材料。
易熔金属：Hg(汞，熔点－38.87℃)，用于测体温的温度计。Sn(锡，熔点231.9℃)，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BaCl2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）1千克溶剂 （3）
C12H25SO3Na，-SO3-，—C17H35，－O－(CH2－CH2－O)－，R — —，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：10℃时>20℃时>50℃时，因为pH=－1g[c(H+)／c]，Kw=[c(H+)／c]·[c (OH)／c]，Kw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：10℃时<20℃时<50℃时，因为KW
H+都增加，所以电导率增大。
*(3) 凝固点高低：0.1mol?kg1>0.2mol?kg1>0.5mol?kg1，因为?Tf?Tf?Tf?KfbB，?Tf－
－
－
－
θ
θ
θ
θ
θ
随温度升高，电离出来的OH、
－
表示溶液的凝固点下降值，Tf、Tf分别表示纯溶剂和溶液的凝固点；bB是溶质的质量摩尔浓度，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>NaCl的>Na2SO4的， 因为C6H12O6是非电解质，NaCl 和Na2SO4是强电解质，在水溶液中电离出的离子数不同，0.1 mol·kg-l NaCl和0.1 mol·kg-l 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：0.1mol?kg1<0.2mol?kg1<0.5mol?kg1，因为 ?=cRT，浓度增大，渗透压也增大。
3．(1) 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75.4 J·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101.325 kPa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。 §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(O2)=100kPa×0.21=21Pa，p(N2)=100kPa×0.78=78 kPa，p(NO2)=100kPa×0.01=1.0 kPa。
(2) 因为pV=nRT ，V=2V0 ，所以p=2p0=50 kPa 。 4． (1) 空气的相对湿度=p(H2O，实)/p(H2O，饱)×100? 查表，20℃时p(H2O，饱)=0.2339kPa，则
相对湿度=(0.1001/0.2339)×100?=42.80?。 (2) 若温度降低到10℃，此时水的实际蒸气压为： p(H2O.实)=0.1001kPa×283.15/293.15=0.09669kPa 查表，10℃时p(H2O,饱)=0.1228kPa
所以，相对湿度=0.09669/0.1228×100?=78.73?. 5．小于5.6 CO2 、 SO3 H2CO3 、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。
1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
工程化学基础习题解答_浙大版
