第六章化学反应和材料的保护
6.1金属腐蚀的发生
金属腐蚀：当金属和周围介质接触时，由于发生化学作用或电化学作用而引起的破坏
叫金属腐蚀。
除少数的责金属(如Au，Pt)需要像“王水”那样的特殊介质外，各种金属都有与周围介质发生化学作用的倾向，也就是说金属腐蚀是自然趋势(自发的)．因此腐蚀现象是普遍存在的。金属腐蚀接地造成巨大的经济损失，估计世界上每年由于腐蚀而报废的钢铁设备相当于钢铁年产量的25％左右，甚至还会引起停工停产、环境污染、中毒、爆炸等严重的事故，但金属腐蚀有时也会给人类带来加工方便等可利用之处。根据金属腐蚀过程的不同特点，可将其分为化学腐蚀和电化学腐蚀两类。
一化学腐蚀
化学腐蚀：单纯由化学作用而引起的腐蚀称为化学腐蚀。
空气中的02，Hzs，s02，侧2等物质与电气、机械设备中的金届接触时，在金属表面生成相应的氧化物、硫化物、氯化物等，都同化学腐蚀。
例如高温水蒸气对锅炉的腐蚀特别严重，将会发生下述反应：
还会发生钢铁脱碳现象。这是由于钢铁中的渗碳体(rc3c)与高温
水蒸气反应的结果：
这些反应都是可逆反应。在高温下，由热力学数据计算得出正反应的 G 值是远小于零，即平衡强烈地偏向右边。另外，根据速率常数随温度升高而增大可知，锈蚀速率在高温下是很大的。因此，无论从平衡移动还是从反应速率来看，水蒸气在高温下对钢铁材料的腐蚀是不容忽视的。
在渗碳体与水蒸气酌反应中，碳从邻近的、尚未反应的金属内部逐渐扩散到反应区于是金属层中的碳逐渐减少，形成脱碳层。由脱碳反应及其他氧化还原反应成的氢因扩散渗入钢铁内部，使钢铁产生脆性，称氢脆。钢的脱碳和氢脆会造成钢的表面硬度和内部强度的降低，这是非常有害的现象。
二电化学腐蚀
1．腐蚀电池
2．析氢腐蚀
在骸洗或用咳浸蚀某种较活泼金属的工艺过程中常发生析氢腐蚀。特别是当钢铁制件暴露于潮湿空气中时，由于表面的吸附作用，就使钢铁表面覆盖了一层极强的水膜。此时铁(相对活泼的金属)作为腐蚀电他的阳极发生失电子的氧化反应；氧化皮、碳或其他比铁不活
泼的杂质作阴极，H’在这里接受电子发生得电子的还原反应：
3. 吸氧腐蚀
由于氢过电势的影响，在中性介质，甚至在PH值等于4的溶液中，铁已不可能发生析氢腐蚀。但铁的腐蚀还是严重存在的。这是什么原因呢?是因为阴极的吸氧作用而造成了吸氧腐蚀。当金属发生吸氧腐蚀时，阳极仍是金属(如Fe)失电子被氧化成金属离子，但阴极杂质就成为氧电极了。在阴极，主要是镕于水膜中的氧得电子，反应式如下：
四.金属腐蚀的速率
1.大气相对湿度对腐蚀速率的影响
常温下，金属在大气中的腐蚀主要是吸氧腐蚀。吸氧腐蚀的速率主要取决于构成电解质溶液的水分。在某一相对湿度(称临界相对湿度)以下，金属即使长期暴露于大气中，也几乎完全不生锈。但如果超过一相对湿度时，金属表面很快就会吸附水蒸气形成水膜而腐蚀。
2.温度的影响
环境温度及其变化也是影响金属腐蚀的重要因素。因为它影响空气的相对湿度、金属表面水气的凝聚、凝聚水膜中腐蚀性气体和盐类
的溶解以及水膜的电阻和腐蚀电池中阴、阳极反应过程的快慢。
例如在大陆性气候地区，白天炎热、生气相对湿度虽低，但并不是没有水分，一到晚上，温度就剧烈下降，空气的相对湿度大大升高，这时空气中的水分就会在金属表面形成露水，形成了生锈的条件、从而导致加速腐蚀。某些供暖时有时元的库房或车间，也会出现霜露现象。冬天将机器设备从室外搬到室内，由于室内温度较高，冰冷的机器表面就会形成一层水珠。在潮湿的环境中用汽油洗涤零件，洗后由于汽油迅速挥发，而使零件变冷，表面会马上凝结一层水膜，所有这些都会引起金属生锈。所以，在金属制品的生产、放置和贮运中，应尽量避免温度的剧烈变化。在北方高寒地区和昼夜温差较大约地区，应设法控制室内温度。
3. 氯化物的浓度
氯离子的浓度很小，无孔不入，能穿透水膜，破坏金属表面的钝化膜。导致金属发生腐蚀。
4. 其他国素的影响
金属制品在其生产过程中，可能带来很多腐蚀性因素。例如机械加工冷却液，不同的金属对它的pH值和氧化还原要求差别很大。2n或A1在一般的酸和碱溶液中部不稳定，因为它们都具有两性，其氧化物在酸、碱中均能溶解。在金属表面生成保护膜，因而使得它们在陆溶液中的腐蚀速率比在中性和酸性溶液中要小。
5. 空气中污染物质的影响
灰尘等污染物质，在工业城市大气中是大量存在的一个十万千瓦火力发电站，每昼夜从烟囱中排放出的SO
就有10t之多.污染较严重的
2
地区，SO
等酸性气体，它们溶于水膜，不仅增加了作为电解质溶液的2
膜的导电性，而且使析氢腐蚀和吸氧腐蚀同时发生，从而加快了腐蚀
速率。
6.2金属的腐蚀与防护
一金属材料的耐腐蚀性
金属腐蚀现象是普遍存在的。金属腐蚀直接或间接地造成巨大的
经济损失，甚至会引起严重事故。因此每一个工程技术人员都应在了
解金民腐蚀机理的基础上懂得如何防止金属腐蚀和了解如何进行金属
材料的化学保护方法。防止金属腐蚀可以从金属本性和环境介质两个
方面考虑；化学保护主要是保护材料表面免受损害。
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。例
如铝合金、镁合金不应当和铜、镍、铁等电极电势代数值较大的金属
直接连接。当必须把这些不同的金属装配在一起时，应该设法采用隔
离层的办法把它们隔开采。例如，喷绝缘漆、衬塑料或橡胶垫．或通
过适当的金属镀层过渡。若铝合金与钢铁件组合时，则需将铝合金进
行阳极氧化处理，而将钢铁镀锌或镀镍后再组装在一起。在结构设汁
中，还要尽量避免能够发生积水或存留腐蚀介
质的情况，要避免留有空隙。
二防止介质对材料的腐蚀
1.钢铁磷化是把钢铁制件故人磷酸盐溶液中进行浸泡，使其表面获得
一层灰黑色不溶于水的磷酸盐薄膜(磷化膜)。磷化膜在大气中有较好
的耐蚀性，一些磷化膜保护的钢铁零件即使与酸、碱等接触也不受腐
蚀。在对钢铁制件进行涂料或喷塑、喷漆前使其覆盖一层磷化膜，能
使涂膜更加牢固。
2. 控制和改善环境气体介质
易腐蚀的仪表、器件应尽量放在十燥、不接触腐蚀性气体或电解质溶液的地方。
在空气中不可避免地含有水蒸气，因此，常用于燥剂来干燥放置仪表、器件周围的空气。干燥剂的种类很多，值得提及的是，将少量干
燥剂浸入硅胶时．CoCl
2
的颜色变化能指明硅胶的干燥能力。它因所含结晶水的不同而呈现不同的颜色:
3．控制和改善环境液体介质
发电厂热力系统中给水系统的锅炉、管道等的吸氧腐蚀、析氢腐蚀与给水小所溶贸、二氧化碳等气体的含量有关。所以必须去陈结水守的氧和二氧化碳，如采用热力法煮沸给水*这不仅能去防水中的溶解氧，朗且还会使部分水中的碳酸氢根分解：
6.3生命体及高分子材料的老化
一光合作用和氧源
人类利用的能量多直接或间接地来自太阳能。光合作用是自然界输光能转
变为化学能的主要途径。绿色植物吸收阳光能量，将CO
2和H
2
O转化成
有机物质并释放出氧气的过程称为光合作用。反应过程可表达如下：
二氧自由基
自由基又称游离墓，一般指带有未成对电子的分子、原子、离子或化学基团。未成对电子具有配对的倾向，因此自由基易发生失去电子或得到电子的反应而表现出较活泼的化学性质。
人体内过多的氧自由基可使生化反应加剧，能量过剩，产生炎症，甚至发生癌变、加速老化等等，SOD是超氧化物歧化酶英文名称的缩写，它具有特定生物催化功能，由蛋白质和金属离子组成，广泛存在于动、植物和一些微生物内。对于生物体内氧的正常代谢起着非常重要的作用。
大学无机化学第十七章试题及答案
第十八章 氢 稀有气体 总体目标： 1.掌握氢及氢化物的性质和化学性质 2.了解稀有气体单质的性质及用途 3.了解稀有气体化合物的性质和结构特点 各节目标： 第一节 氢 1.掌握氢的三种成键方式 2.掌握氢的性质、实验室和工业制法及用途 3.了解离子型氢化物、分子型氢化物和金属性氢化物的主要性质 第二节 稀有气体 1.了解稀有气体的性质和用途 2.了解稀有气体化合物的空间构型 习题 一 选择题 1.稀有气体不易液化是因为（ ） A.它们的原子半径大 B.它们不是偶极分子 C.它们仅仅存在较小的色散力而使之凝聚 D.它们价电子层已充满 2.用VSEPR 理论判断，中心原子价电子层中的电子对数为3的是（ ） A .PF 3 B.NH 3 C.-34PO D.-3NO 3.用价电子对互斥理论判断，中心原子周围的电子对数为3的是（ ）(吴成鉴《无机化学学习指导》) A.SCl 2 B.SO 3 C .XeF 4 D. PF 5 4.用价电子对互斥理论判断，中心原子价电子层中的电子对数为6的是（ ）
A.SO2 B. SF6 C. 3 AsO D. BF3 4 5. XeF2的空间构型是（） A.三角双锥 B.角形 C. T形 D.直线型 6.下列稀有气体的沸点最高的是（） (吴成鉴《无机化学学习指导》) A.氪 B.氡 C.氦 D.氙 7.能与氢形成离子型氢化物的是（） (吴成鉴《无机化学学习指导》) A.活泼的非金属 B.大多数元素 C.不活泼金属 D.碱金属与碱土金属 8.稀有气体原名惰性气体，这是因为（） A.它们完全不与其它单质或化合物发生化学反应 B.它们的原子结构很稳定，电离势很大，电子亲合势很小，不易发生化学反应 C.它们的价电子已全部成对 D.它们的原子半径大 9．下列各对元素中，化学性质最相似的是（） (吉林大学《无机化学例题与习题》) A.Be 与Mg B.Mg与Al C Li与Be D.Be与Al 10.下列元素中，第一电离能最小的是（） (吉林大学《无机化学例题与习题》) A.Li B.Be C. Na D.Mg 11.下列化合物中，在水中的溶解度最小的是（）(吉林大学《无机化学例题与习题》) A.NaF B.KF C.CaF2 D.BaF2 12.下列氢化物中，最稳定的是（） (吉林大学《无机化学例题与习题》) A.LiH B.NaH C.KH D.RbH
第7章化学反应工程习题答案 7-1 试述物理吸收与化学吸收的区别。 解：对于物理吸收过程*=A A A P H C 0 对于化学吸收过程* * +=A A B A P P C C αα10 ,式中A KH =α，其中K 为化学平衡常 数；0B C 为吸收剂中的活性组分浓度；0A C 是与A 组分分压*A P 平衡的气体浓度；A H -A 组分溶解度系数。从以上两式可以看出物理吸收和化学吸收区别如下： 1．物理吸收气体溶解度与气体压力呈正比关系，化学吸收呈渐近线关系，当分压较高时，气体溶解度趋近化学计量的极限，因此为了减低能耗，导致操作方式不同，压力较低宜采用化学吸收，压力较高宜采用物理吸收。 2．热效应不同，物理吸收热效应较小，每摩尔数千焦耳，而化学吸收可达数万焦耳。导致吸收剂的再生方式不同，物理吸收过程吸收剂减压再生为主，化学吸收过程的吸收剂再生除减压外还需加热。 3．物理吸收选择性主要体现各种气体在溶解度系数的差异，而化学吸收取决于A KH =α，由于化学反应特定性，吸收选择性不同。化学吸收选择性高于物理吸收。 7-2解释下列参数的物理意义：无因次准数M 、增大因子β及液相利用率η。分别写出一级不可逆和二级不可逆反应无因次准数M 的计算式。 解：无因次准数M 的物理意义 通过液膜传递速率 液膜内的化学反应速率 增大因子β的物理意义为速率 单纯物理吸收时的传质过气液界面的传质速率 液膜内有化学反应时通 液相利用率η的物理意义为的反应速率液相均处于界面浓度下吸收速率 对于一级不可逆反应211L AL L L k k D k k M ==δ 对于二级不可逆反应2 2L BL AL k C k D M = 7-3 纯二氧化碳与氢氧化钠水溶液进行反应，假定液相上方水蒸气分压可不 计，试按双膜模型绘出气相及液相二氧化碳浓度分布示意图。 解： 气模 液膜 P CO2,g P CO2,i C CO2,i C CO2,L
第七章 酸碱解离平衡 本章总目标： 1：了解酸碱理论发展的概况 2：了解同离子效应和盐效应对解离平衡的影响。 3：掌握酸、碱、盐以及缓冲溶液的pH 值的相关计算。 4：了解离子活度、活度因子、离子强度等概念。 5：了解缓冲溶液的组成；缓冲作用原理；缓冲溶液的性质。 各小节的目标： 第一节：弱酸和弱碱的解离平衡 1：掌握一元弱酸的解离平衡常数的意义、用途和计算。2 a H K c θ +????= 2;掌握一元弱碱的解离平衡常数的意义、用途和计算。2 0b OH K c OH θ - - ????=??-?? 当 0400b c K θ>时，OH -??=?? 3:解离度概念——平衡时已经解离的浓度与起始浓度之比。 4：同离子效应——在弱电解质的溶液中国，加入与其具有相同离子的强 电解质，使弱电解质的解离平衡左移，从而降低弱电解质的解离度。 5：掌握多元弱酸的解离平衡的计算。 6：了解水的离子积常数、溶液的pH 等基本概念。 7：熟练掌握缓冲溶液pH 值的计算： lg a pH pK θ=-（c 酸/c 盐）；lg b pOH pK θ =-（C 碱/C 盐） 8：可以解释缓冲溶液可以达到缓冲目的的原因。 第二节：盐的水解
1：掌握水解平衡常数的计算：1.弱酸强碱盐：W h a K K K θθ θ=；2.强酸弱碱盐： W h b K K K θθ θ=；3.弱酸弱碱盐：W h a b K K K K θθ θθ= 2：可以运用公式——2112 11 ln ()K H K R T T θ θ?=-来解释升温促进水解的原因。 3：掌握单水解过程的计算— —OH - ??== ?? ，H +??== ?? 4;掌握双水解pH 值的计算：H + ??= ??第三节：电解质溶液理论和酸碱理论的发展 1：掌握离子强度、活度的概念和离子强度的计算21 2 i i I b z =∑。 2：理解盐效应对弱电解质解离度的影响。 3：了解酸碱质子理论、酸碱溶剂体系理论和酸碱电子理论。 Ⅱ习题 一 选择题 1.某弱酸HA 的Ka= 2.0×10-5，若需配制pH=5.00的缓冲溶液，与100ml ，1.0mol/L 的NaAc 相混合的1.0mol/LHA 体积应为（ ） A. 200ml B.50ml C.100ml D.150ml 2.已知相同浓度的盐NaA ，NaB,，NaC ，NaD 的水溶液的pH 依次增大，则
第二章均相反应动力学基础 均相反应均相反应是指参予反应的各物质均处同一个相内进行化学反应。 在一个相中的反应物料是以分子尺度混合的，要求： ①必须是均相体系 (微观条件) ②强烈的混合手段 (宏观条件) ③反应速率远小于分子扩散速度 一、计量方程 反应物计量系数为负，生成物计量系数为正。 计量方程表示物质量之间关系，与实际反应历程无关； 计量系数只有一个公因子； 用一个计量方程表示物质量之间关系的体系称为单一反应，反之称为复合反应。 二、化学反应速率 单位时间、单位反应容积内组分的物质的量（摩尔数）的变化称之为该组分的反应速率。 反应物： 生成物： 对于反应 三、化学反应速率方程 r 是反应物系的组成、温度和压力的函数。 3 2223NH H N =+032223=--N H NH A A A dn r Vd d t C dt =- =-R R R dn r Vdt dC dt == A B S R A B S R αααα+=+S A B R A B S R r r r r αααα= = = A A A B r [k (T)][f( C ,C ,)] =
有两类；双曲函数型和幂函数型。 k-化学反应速率常数； a(b)-反应级数。 (1)反应级数 (i) 反应级数与反应机理无直接的关系，也不等于各组份的计量系数； (ii) 反应级数表明反应速率对各组分浓度的敏感程度； (iii) 反应级数是由实验获得的经验值，只能在获得其值的实验条件范围内加以应用。 (2)反应速率常数k [k]: s -1 ·(mol/m 3)1-n E ：是活化能，把反应分子“激发”到可进行反应的“活化状态”时所需的能量。 E 愈大，通常所需的反应温度亦愈高，反应速率对温度就愈敏感。 k 0 —指前因子,其单位与反应速率常数相同； E — 化学反应的活化能,J/mol ； R — 气体常数,8.314J/(mol .K)。 a b A A B r kC C =2 2 2 0.5 12H Br HBr HBr Br k c c r c k c = + exp[]E k k RT =-01 ln ln E k k R T =-? lnk 1/T
3 釜式反应器 3.1在等温间歇反应器中进行乙酸乙酯皂化反应： 325325+→+CH COOC H NaOH CH COONa C H OH 该反应对乙酸乙酯及氢氧化钠均为一级。反应开始时乙酸乙酯及氢氧化钠的浓度均为0.02mol/l ，反应速率常数等于5.6l/mol.min 。要求最终转化率达到95%。试问： （1） （1） 当反应器的反应体积为1m 3时，需要多长的反应时间？ （2） （2） 若反应器的反应体积为2m 3，，所需的反应时间又是多少？ 解：（1）002220 00001()(1)110.95169.6min(2.83) 5.60.0210.95 ===?---= ?=?-??Af Af X X A A A A A A A A A A A dX dX X t C C R k C X kC X h (2) 因为间歇反应器的反应时间与反应器的大小无关，所以反应时间仍为2.83h 。 3.2拟在等温间歇反应器中进行氯乙醇的皂化反应： 223222+→++CH ClCH OH NaHCO CH OHCH OH NaCl CO 以生产乙二醇，产量为20㎏/h ，使用15%（重量）的NaHCO 3水溶液及30%（重量）的氯乙醇水溶液作原料，反应器装料中氯乙醇和碳酸氢钠的摩尔比为1：1，混合液的比重为1.02。该反应对氯乙醇和碳酸氢钠均为一级，在反应温度下反应速率常数等于5.2l/mol.h ，要求转化率达到95%。 （1） （1） 若辅助时间为0.5h ，试计算反应器的有效体积； （2） （2） 若装填系数取0.75，试计算反应器的实际体积。 解：氯乙醇，碳酸氢钠，和乙二醇的分子量分别为80.5,84 和 62kg/kmol,每小时产乙二醇：20/62=0.3226 kmol/h 每小时需氯乙醇：0.326680.5 91.11/0.9530%?=?kg h 每小时需碳酸氢钠：0.326684 190.2/0.9515%?=?kg h 原料体积流量： 091.11190.2 275.8/1.02+= =Q l h 氯乙醇初始浓度：00.32661000 1.231/0.95275.8?==?A C mol l 反应时间： 02000110.95 2.968(1) 5.2 1.23110.95===?=-?-??Af Af X X A A A A B A A dX dX t C h kC C kC X 反应体积：0(')275.8(2.9680.5)956.5=+=?+=r V Q t t l
第七章配位化合物及配位平衡 习题答案 1. 配合物的化学式 命名 中心离子 配离子电荷 配体 配位数 [Ag(NH 3)2]NO 3 硝酸二氨合银（I ） Ag + +1 NH 3 2 K 4[Fe(CN)6] 六氰合铁(II)酸钾 Fe 2+ -4 CN - 6 K 3[Fe(CN)6] 六氰合铁(III)酸钾 Fe 3+ -3 CN - 6 H 2[PtCl 6] 六氯合铂（IV ）酸氢 Pt 2+ -2 Cl - 6 [Zn(NH 3)4](OH)2 氢氧化四氨合锌（II ） Zn 2+ +2 NH 3 4 [Co(NH 3)6]Cl 3 氯化六氨合钴（III ） Co 3+ +3 NH 3 6 2．写出下列配合物的化学式，并指出中心离子的配体、配位原子和配位数。 答：（1）[CrCl 2 (NH 3)3 (H 2O)]Cl ，配位体为Cl -、NH 3、H 2O 。配位原子为 Cl 、N 、O 。配位数为6。 （2）[ Ni(NH 3)4]SO 4，配位体为NH 3。配位原子为N 。配位数为4。 （3）NH 4[Cr(SCN)4(NH 3)2]，配位体为SCN -、NH 3。配位原子为S 、 N 。配位数为6。 （4）K 4[Fe(CN)6] ，配位体为CN -。配位原子为C 。配位数为6。 3．答：[PtCl 2(NH 3)4]Cl 2 4． 解：（1） 223344[()]Cu NH Cu NH +++ c 平 x 1 1×10-3 2312.59 34244 3{[()]}11010[][]1 Cu NH K Cu NH x +-Θ +?=== 稳 x =2.57×10-16 Q=[Cu 2+][OH -]2=2.57×10-16×0.001×0.001=2.57×10-22<202.210sp K Θ -=?
第七章醇酚醚 学习指导： 1.醇的构造，异构和命名； 2. 饱和一元醇的制法：烯烃水合，卤烷水解，醛、酮、羧酸酯还原和从 Grignard试剂制备； 3．饱和一元醇的物理性质：氢键对沸点的影响； 4. 饱和一元醇的化学性质：与金属的反应；卤烃的生成，酸的催化醚作用； 与无机酸的反应；脱水反应；氧化与脱氢； 5. 二元醇的性质（高碘酸的氧化，频哪醇重排）； 6. 酚结构和命名；制法（从异丙苯，芳卤衍生物，芳磺酸制备）； 7．化学性质：酚羟基的反应（酸性，成酯，成醚）；芳环上的反应（卤化，硝化，磺化）； 与三氯化铁的显色反应； 8. 取代基对酚的酸性的影响。 9、醚（简单醚）的命名、结构； 10、醚的制法：醇脱水，Williaman合成法； 11、环氧乙烷的性质：与水、醇、氨、Grignard试剂的作用； 12、环醚的开环反应规律；醇、酚与醚等其他有机物在一定条件下相互转化的规律。 习题 一、命名下列各物种或写出结构式。 1、写出4-甲基-2-戊醇的构造式。 2、写出的系统名称并写成Fischer投影式。 3、写出的系统名称。 4、写出的系统名称。 5、写出乙基新戊基醚的构造式。 6、写出3-乙氧基-1-丙醇的构造式。 7、写出的名称。8、写出的系统名称 二、完成下列各反应式（把正确答案填在题中括号内）。 1、 2、 、3． 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、
11、 12、 三、理化性质比较题（根据题目要求解答下列各题）。 1、将下列化合物按与金属钠反应的活性大小排序： (A) CHOH (B) (CH)CHOH (C) (CH)COH333322、下列醇与Lucas试剂反应速率最快的是：(A) CHCHCHCHOH (B) (CH)COH 333222OH )CHCH(C) (CH2323、将下列化合物按沸点高低排列成序：(A) CHCHCH (B) CHCl (C) CHCHOH2323334、比较下列醇与HCl反应的活性大小： 5、将苯酚(A)、间硝基苯酚(B)、间氯苯酚(C)和间甲苯酚(D)按酸性大小排列成序。 6、将下列化合物按酸性大小排列： 7、比较下列酚的酸性大小： ?反应生成相应的卤代烃HX、下列化合物中，哪个易与8． 2.(CHCH)COH332 9、将下列化合物按稳定性最大的是： (A) (B) (C) (D) 10、将2-戊醇(A)、1-戊醇(B)、2-甲基-2-丁醇(C)、正己醇(D)按沸点高低排列成序。 11、比较下列化合物的酸性大小： 12、将下列试剂按亲核性强弱排列成序： 13、下列化合物进行脱水反应时按活性大小排列成序： 四、用简便的化学方法鉴别下列各组化合物。 1、用简便的化学方法鉴别以下化合物： (A)1-己烯 (B) 1-己炔 (C) 1-己醇 (D) 2-己醇 2、用简便的化学方法鉴别以下化合物： (A)苯酚 (B) 甲苯 (C) 环己烷 3、用简便的化学方法鉴别以下化合物： (A)己烷 (B) 1-己醇 (C) 对甲苯酚 五、有机合成题（完成题意要求）。 1、用苯和C以下的烯烃为原料(无机试剂任选)合成：3 2、以甲苯为原料(无机试剂任选)合成对甲苯酚。 3、以环己醇为原料(其它试剂任选)合成： 六、用化学方法分离或提纯下列各组化合物
《化学反应工程原理》复习思考题 第一章绪论 1、了解化学反应工程的研究内容和研究方法。 2、几个常用指标的定义及计算：转化率、选择性、收率。 第二章化学反应动力学 1、化学反应速率的工程表示，气固相催化反应及气液相非均相反应反应区的取法。 2、反应速率常数的单位及其换算。 3、复杂反应的反应速率表达式（可逆、平行、连串、自催化）。 4、气固相催化反应的步骤及基本特征。 5、物理吸附与化学吸附的特点。 6、理想吸附等温方程的导出及应用（单组分吸附、解离吸附、混合吸附）。 7、气固相催化反应动力学方程的推导步骤。 8、不同控制步骤的理想吸附模型的动力学方程的推导。 9、由已知的动力学方程推测反应机理。 第三章理想间歇反应器与典型化学反应的基本特征 1、反应器设计的基本方程式。 2、理想间歇反应器的特点。 3、理想间歇反应器等温、等容一级、二级反应反应时间的计算及反应器体积的计算。 4、自催化反应的特点及最佳工艺条件的确定及最佳反应器形式的选择。 5、理想间歇反应器最优反应时间的计算. 7、可逆反应的反应速率，分析其浓度效应及温度效应。 8、平行反应选择率的浓度效应及温度效应分析。 9、平行反应反应器形式和操作方式的选择。 10、串连反应反应物及产物的浓度分布，t opt C p.max的计算。 11、串连反应的温度效应及浓度效应分析。 第四章理想管式反应器
1、理想管式反应器的特点。 2、理想管式反应器内进行一级、二级等容、变容反应的计算。 3、空时、空速、停留时间的概念及计算。 4、膨胀率、膨胀因子的定义，变分子数反应过程反应器的计算。 第五章理想连续流动釜式反应器 1、全混流反应器的特点。 2、全混流反应器的基础方程及应用。 3、全混釜中进行零级、一级、二级等温、等容反应时的解析法计算。 4、全混釜的图解计算原理及图解示意。 5、全混流反应器中的浓度分布与返混，返混对反应的影响。 6、返混产生的原因及限制返混的措施。 7、多釜串联反应器进行一级、二级不可逆反应的解析法计算。 8、多釜串联反应器的图解法计算原理。 第七章化学反应过程的优化 1、简单反应过程平推流反应器与全混流反应器的比较及反应器形式的选择。 2、多釜串连反应器串连段数的选择分析。 3、自催化反应反应器的选型分析。 4、可逆放热反应速率随温度的变化规律，平衡温度和最优温度的概念。 5、平行反应选择率的温度效应及浓度效应分析，反应器的选型，操作方式的确定。 6、串连反应影响选择率和收率的因素分析，反应器的选型及操作方式的确定。 7、平推流与全混釜的组合方式及其计算。 第八章气固相催化反应过程的传递现象 1、气固相催化反应的全过程及特点。 2、等温条件下催化剂颗粒的外部效率因子的定义。 3、外扩散、内扩散对平行反应、连串反应选择性的影响分析。 4、气体流速对外扩散的影响分析。 5、等温条件下催化剂颗粒的内部效率因子的定义。
7 章 思考题 7.1 试说明取代苯甲酸的酸性 ,应遵循哪些规律 ? 7.2 简要说明影响碳氧双键化合物亲核加成反应的因素。 7.3 指出不饱和羰基化合物的分类方式及其结构特征。 7.4 为什么醛、 酮和氨的衍生物的反应要在微酸性 （pH~3.5）条件下才有最大的速率？ pH 值 太 大或太小有什么不好？ 7.5 2,2-二甲基丙酸乙酯与 OH －的反应和丙酸乙酯与 OH － 的反应相比，反应进行得非常慢， 为什么？ 7.6 醛容易氧化成酸，在用重铬酸氧化伯醇以制备醛时需要采取什么措施？ 7.7 制备缩醛，反应后要加碱使反应混合物呈碱性，然后蒸馏，为什么？ 7.8 乙酸中也含有乙酰基，但不发生碘仿反应，为什么？ 7.9 为什么 CH 3COOH 的沸点比相对分子量相近的有机物沸点一般要高，但却低于醇？ 7.10 为什么旋光性的 2-甲基丁醛在碱性条件下的 α-溴代反应产物为外消旋体？ 解答 7.1 答（ 1）邻位取代苯甲酸的酸性，均大于间位和对位异构体。 （2）间、对位上的吸电子基使苯甲酸酸性增加、供电子基使苯甲酸酸性降低。 7.2 答（ 1）立体因素的影响：当羰基上的两个取代基和亲核试剂体积越小，反应速度越快。 （2）电子因素的影响：反应物羰基碳原子的正电性越强，羰基进行亲核加成反应活性 越大。 （3）亲核试剂的影响：亲核试剂的亲核性越强，对反应越有利。 （ 4）酸碱的影响：适当控制羰基化合物与亲核试剂反应的酸碱性，有利于提高反应速 率。 7.3 答（ 1）不饱和羰基化合物，根据种类考虑可分为不饱和醛酮、不饱和羧酸、不饱和羧 酸衍生物及醌。 根据双键和羟基的相对位置，可分为烯酮（如 RCH=C=O ），弧立不饱和羰基化合物 OO （如 RCH=CH （CH 2）nC —OC 2H 5），α,β-不饱和羰基化合物（ RCH=CHC — CH 3 （醌是 一类特殊的 α， β-不饱和羰基化合物如苯醌 ） 7.4 答 醛酮和氨的衍生物的反应一般为加成、消去两步反应O 。 O pH 太大，消除脱水步较慢， pH 太小，加成步骤慢。 7.5 答 叔丁基的空间位阻效应大于乙基， 再者供电子效应比乙基大使羰基碳的亲电性降低， 故反应慢。 7.6 答 利用醛的沸点比醇低这一特点，使反应生成的醛不断蒸发出来以免被进一步氧化。 7.7 答 缩醛在碱性条件下稳定。 7.8 答 乙酸在 NaOH 条件下，形成 CH 3COO -，氧负离子与羰基共轭，电子离域化的结果， 降低了羰基碳的正电性，因此 α-氢活泼性降低，不能发生碘仿反应。 7.9 答 乙酸存在分子间氢键，故沸点比相对分子质量相近的有机物要高。 7.10 答 2-甲基丁醛在碱性条件存在下列平衡 CH 3CH 2CHCHO CH 3CH 2C=CH CH 3 而烯醇酸中对 C=C 加溴可从平面上或下两个方向，故为外消旋体。
化学反应工程作业答案
3-2 在等温间歇反应器中进行皂化反应325325CH COOC H NaOH CH CHCOONa C H OH +→+ 该反应对乙酸乙酯和氢氧化钠均为一致，反应开始时乙酸乙酯和氢氧化钠的浓度均为0.02mol/L ，反应速率常数为5.6L/（min ·mol ），要求最终转化率为0.95，试求当反应器体积为31m 、32m 时，所需的反应时间是多少？ 解： A B C D +=+ A A B r k C C =?? 设A 的转化率为A x ，B 的转化率为B x 000A A A A A A n n n x n n --?= = 000 B B B B B B n n n x n n --?== ∵ 00A B n n = ， A B n n ?=? ， ∴ A B C C = t=0 Af x A A a dx C r ? =020 Af x A A A dx C k C ?? =01(1)A Af kC x --0 1A k C =169.6 min t 与反应体积无关。 ∴31m 、所需反应时间均为169.6min 3-3 在平推流反应器中进行等温一级反应，出口转化率为0.9，现将该反应移到一个等体积的全混流反应器中进行，且操作条件不变，问出口转化率是多少？ 解：对于平推流反应器： 1ln 1Af k x τ=- 0 B v v τ= 对于全混流反应器： '' 1Af Af x k x τ= - 0 R v v τ= ∴ 1ln 1Af x -=' 1Af Af x x -=2.3 ∴ ' Af x =0.697
3-6 已知某均相反应，反应速率2 ,17.4A A r kC k ml ==/（mol ﹒min ），物料密度恒定为0.75g/ml ， 加料流量为7.14L/min ，0A C =7.14mol/L ，反应在等温下进行，试计算下列方案的转化率各为多少？ (1) 串联两个体积0.253m 的全混流反应器。 （2）一个0.253m 的全混流反应器，后接一个0.253m 的平推流反应器。 （3）一个0.253m 的平推流反应器，后接一个0.253m 的全混流反应器。 （4）两个0.253m 的平推流反应器串联。 解： （1） 0R v v τ== 3 0.251027.14 ?=35mm ， 设转化率为12,f f x x 12011 (1)f A f x k C x τ=-?121(1)f f x x -=4.35 ?1f x =0.622 ∴ 101(1)A A f C C x =-=7.14×（1-0.622）=2.7mol/L 2222 1221 (1)(1)f f A f f x x k C x x τ= ?--=1.64 ∴ 20.467f x = 12(1)Af A f C C x =-=1.44 ∴ 0(1)0.80Af A Af Af C C x x =-?= （2） 00.251000 7.14 R V V τ?= ==35min 12011 (1)f A f x k C x τ=-?121(1)f f x x -=4.35 ?1f x =0.622 ∴ 101(1)A A f C C x =-=7.14×（1-0.622）=2.7mol/L 221221 1.64(1)(1)f f A f f x x k C x x τ=?=-- ∴ 20.62 f x = 12(1)Af A f C C x =-=2.7×（1-0.62）=1.026
化学反应工程第二章
第二章 气－固相催化反应宏观动力学 概述 在化工生产中，有许多重要的反应都是气－固相催化反应。 422 2332332 22222 3 333232 2CH H O CO H CH OH +0.5O HCHO+H O CO H CH OH CH CHCH NH O CH CHCN H O N H NH +++=++=++ 从上述反应可以得出气－固相催化反应的特点。 1. 反应特点 2. 1）反应物和产物均为气体； 3. 2）使用固体催化剂，具有惊人的内表面； 4. 3）反应区在催化剂颗粒内表面。 5. 反应步骤 反应区在颗粒内部，整个反应过程是由物理过程和化学反应过程组成的，反应分5步进行。 1）反应物从气相主体扩散到颗粒外表面——外扩散； 2）反应物从颗粒外表面扩散进入颗粒内部的微孔道——内扩散； 3）反应物在孔道的内表面进行化学反应，反应分三步串联而成： 反应物在活性位上被吸附； 活性吸附态组分进行化学反应； 吸附态产物的脱附 4）反应产物从内表面上扩散到颗粒外表面； 5）反应产物从颗粒外表面扩散到气相主体。
第1、5步称为外扩散过程，第2、4步称为内扩散过程，第3步称为本征动力学过程。 在颗粒内表面上发生的内扩散和本征动力学是同时进行的，相互交织在一起，因此称为扩散－反应过程。 6.宏观动力学 气－固相催化反应速率，是反应物和反应产物在气相主体、固体颗粒外表面和内表面上进行物理过程和化学过程速率的“总 和”，称之为总体速率。 气－固相催化反应动力学包含了物理过程和化学反应过程，称之为宏观动力学，其速率称为总体速率。 7.本章主要内容 8.讨论气－固相催化反应宏观动力学的基本理论，主要内容有以 下几方面。 9.1）催化剂颗粒内气体的扩散； 10.2）催化剂颗粒内扩散－反应过程的关联方法——内扩散有效 因子； 11.3）宏观动力学方程，或称之为总体速率方程的建立。 第一节气－固相催化反应的宏观过程 2－1 气－固相催化反应过程中反应组分的浓度分布 设某反应的关键组分为A； 催化剂为球形，关径R p；颗粒内活性组分均匀分布；颗粒外表面有滞流边界层；
第二章 均相反应动力学基础 均相反应 均相反应是指参予反应的各物质均处同一个相内进行化学反应。 在一个相中的反应物料是以分子尺度混合的，要求： ①必须是均相体系 (微观条件) ②强烈的混合手段 (宏观条件) ③反应速率远小于分子扩散速度 一、计量方程 反应物计量系数为负，生成物计量系数为正。 计量方程表示物质量之间关系，与实际反应历程无关； 计量系数只有一个公因子； 用一个计量方程表示物质量之间关系的体系称为单一反应，反之称为复合反应。 二、化学反应速率 单位时间、单位反应容积内组分的物质的量（摩尔数）的变化称之为该组分的反应速率。 反应物： 生成物： 对于反应 三、化学反应速率方程 r 是反应物系的组成、温度和压力的函数。 3 2223NH H N =+0 32223=--N H NH A A A dn r Vd d t C dt =- =-R R R dn r Vdt dC dt == A B S R A B S R αααα+=+S A B R A B S R r r r r αααα= = = A A A B r [k (T)][f( C ,C ,)] =
有两类；双曲函数型和幂函数型。 k -化学反应速率常数； a(b)-反应级数。 (1)反应级数 (i) 反应级数与反应机理无直接的关系，也不等于各组份的计量系数； (ii) 反应级数表明反应速率对各组分浓度的敏感程度； (iii) 反应级数是由实验获得的经验值，只能在获得其值的实验条件范围内加以应用。 (2)反应速率常数k [k]: s -1·(mol/m 3)1-n E ：是活化能，把反应分子“激发”到可进行反应的“活化状态”时所需的能量。 E 愈大，通常所需的反应温度亦愈高，反应速率对温度就愈敏感。 k 0 —指前因子,其单位与 反应速率常数相同； E— 化学反应的活化能,J/mol ； R — 气体常数,8.314J/(mol .K)。 a b A A B r kC C =222 0.512H Br HBr HBr Br k c c r c k c = + 0exp[]E k k RT =-01 ln ln E k k R T =-?ln k lnk 0 slop=-E/R 1/T
P317 8 计算氧气转炉钢熔池(受热炉衬为钢水量的10%)中，每氧化0.1%的[Si]使钢水升温的效果。若氧化后SiO 2与CaO 成渣生成2CaO ?SiO 2（渣量为钢水量的15%），需要加入多少石灰（石灰中有效灰占80%），才能保持碱度不变（0.81kg ）,即2(CaO) 3(SiO ) w R w = =;增加的石灰吸热 多少?(答案：1092.2kJ)欲保持炉温不变，还须加入矿石多少kg? 已知：2229822;97.07kJ/mol r SiO CaO CaO SiO H +=??=- 钢的比定压热容p,0.84kJ /(K kg)st C =g ；炉渣和炉衬的比定压热容 p,, 1.23kJ /(K kg) sl fr C =g ;矿石的固态平均比热容p,ore 1.046kJ /(K kg)C =g ;矿石熔化潜热 fus ore 209.20/H kJ kg ?=; 2r [Si]2[O](SiO ) ; H -600kJ/mol +=?≈ 221r [Si]O (SiO ) ;H = 28314kJ/kgSi , H 792.792kJ/mol +=?-?≈- 解： 221 [Si]O (SiO ) ;H = 28314kJ/kgSi +=?- 硅氧化所产生的化学热不仅使钢水升温，而且也使炉渣、炉衬同时升温。忽略其他的热损失。设有钢水质量m st ,根据 p,p,p,()st st sl sl fr fr Q c m c m c m t =++? 11p,p,p,p,p,p,11 p,p,p,p,p,p,0.1%0.1%0.1% 10%15%(10%15%) 0.1%28314 = 0.84 1.2310%st st st sl sl fr fr st st sl sl fr fr st st st st sl st fr st st st sl fr m H Q t c m c m c m c m c m c m m H m H c m c m c m m c c c ????== ++++??????= = ?+??+???+?+??+?+- 1.2315% = 24.67 K ?-，升温 硅的氧化反应是放热反应，所以钢水升温约24.67K 。 方案一： 过剩碱度：氧化后SiO 2与CaO 成渣生成2CaO ?SiO 2,即渣中的（CaO ）减少，碱度减小，减少的量是与氧化后SiO 2结合CaO 的量。所以需要增加石灰，使得碱度不变。 工程碱度：氧化后的SiO 2使得(SiO 2)增多，（CaO ）不变，碱度减小，所以需要增加石灰。
《化学反应工程》教材P75-76作业参考答案 2-5 解：（1）分别写出a 、c 为控制步骤的均匀吸附动力学方程； (a) 00B C B C A A B C B C (1) 1(2) 11(3) (4) 1A A A A aA dA aA A dA A A A A B B A B B p p aA A dA A p A A B B p r r r k p k b p b p b p b p b p p p p p K p p K p p k p k b K r p p b b p K θθθθ*** * * --=＝＝＝,＝＋＋＋＋，＝－＝ ＋＋ （c ） 00* * A C B C A B C A C (1) 1 (2) 11(3) (4) 1B B B dB aB dB B aB B B B A A B B A A B p B p A p dB B aB A p A A B r r r k k p b p b p b p b p b p K p p p K p p p K p k b k p p r K p b p b p θθθθ* * * --=＝＝＝ ,＝＋＋＋＋，＝ －＝ ＋＋ （2）写出b 为为控制步骤的均匀吸附动力学方程； （b ） ''1A A B B c A A B c A A B B kb p k b p p r k k p b p b p θθ-=-= ++ 2-7
解：由A A A c K c k dt dc ++=- 可得，dt dc k c k K A A -=+)1 1.( 即，t c k k K A -=+1 lnc A 代入表格中数据有，31045.7)0.100.1(1 0.101ln -?-=-+k k K 31056.9)0.1025.0(10.1025.0ln -?-=-+k k K 解之得，K=2.45 mol/3m k=1965 mol/(3m .h) 2-10 解：(1)计入Knudsen 扩散时， 64 10252.110 1.13082 .022-?=??= = g g a S V r T=673.15 K ；173 =NH M ∴s cm M T r D NH a NH k /0764.01715.73.610252.19700970026,3 3 =??==- 5 .02 75 .1] )())[(101325.0()11(001.0j A j A Aj V V p M M T D ∑∑++= 0106.02 ,=∴H A D 0032.02 ,=N A D 0032.04 ,=CH A D 0030.0,=Ar A D 又 ;173=NH M ; 7.20)(3=∑NH V ;09.03=NH y ]/[1 Aj A j A j n A j Am D N N y y D -∑=≠( ) ()[ ] 2 3/15 .01746.20588.02965.0j M Aj V D j ∑++?=
大学无机化学第二章试 题及答案 Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】
第二章 化学热力学基础 本章总目标： 1：掌握四个重要的热力学函数及相关的计算。 2：会用盖斯定律进行计算。 3：理解化学反应等温式的含义，初步学会用吉布斯自由能变化去判断化学反应的方向。 各小节目标： 第一节：热力学第一定律 了解与化学热力学有关的十个基本概念（敞开体系、封闭体系、孤立体系、环境、状态、状态函数、过程、途径、体积功、热力学能），掌握热力学第一定律的内容（△U=Q-W ）和计算。 第二节：热化学 1：掌握化学反应热的相关概念： ○ 1反应热——指恒压或恒容而且体系只做体积功不做其它功的条件下，当一个化学反应发生后，若使产物的温度回到反应物的起始温度，这时体系放出或吸收的热量称为反应热。（）。 ○ 2标准生成热——某温度下，由处于标准状态的各元素的指定单质生成标准状态的1mol 某纯物质的热效应。符号f m H θ ?,单位：1J mol -?或 1kJ mol -?）。 ○ 3燃烧热——在100kPa 的压强下1mol 物质完全燃烧时的热效应。符号：c m H θ?；单位：1kJ mol -?。 2：掌握恒容反应热△U=Q v -W;恒压反应热Q p =△H 恒容反应热和恒压反应热的关系：p V Q Q nRT =+? 3：掌握盖斯定律内容及应用 ○ 1内容：一个化学反应若能分解成几步来完成，总反应的热效应等于各步反应的热效应之和。
○ 2学会书写热化学方程式并从键能估算反应热。 第三节：化学反应的方向 1：了解化学热力学中的四个状态函数——热力学能、焓、熵、吉布斯自由能。 2：重点掌握吉——赫公式r m r m r m G H T S θθθ ?=?-?的意义及计算。 3;建立混乱度、标准摩尔反应焓、标准摩尔反应自由能和标准熵以及标准摩尔反应熵的概念，并学会对化学反应的方向和限度做初步的讨论会运用吉布斯自由能判断反应的自发性。 Ⅱ 习题 一 选择题 1.如果反应的H 为正值，要它成为自发过程必须满足的条件是（ ） 为正值，高温 为正值，低温 为负值，高温 为负值，低温 2.已知某反应为升温时rG 0值减小，则下列情况与其相符的是（ ） <0 >0 C.rH 0>0 <0 3.该死定律认为化学反应的热效应与途径无关。这是因为反应处在（ ）(《无机化学例题与习题》吉大版) A.可逆条件下进行 B. 恒压无非体积功件下进行 C. 恒容无非体积功件下进行 D.以上B,C 都正确 4.在298K 时反应 H 2（g ）+1/2O 2（g ）=H 2O （g ）的Qp 和Qv 之差（KJ/mol ）是（ ） B.3.7 C. 冰的熔化热为mol ，00C 时将1.00g 水凝结为同温度的冰，其S 为（ ）(《无机化学例题与习题》吉大版) -1K -1 -1K -1 C .0 D.+ -1K -1 6.下列变化为绝热过程的是（ ）(《无机化学例题与习题》吉大版) A.体系温度不变 B.体系不从环境吸收热量 C.体系与环境无热量交换 D.体系的内能保持不变 7.某反应在298K 时的Kc 1=5，398K 时Kc 2=11，则反应的rH 0值为（ ） A 〈0 B. 〉0 C.于0 D.不一定
第六章化学反应和材料的保护 6.1金属腐蚀的发生 金属腐蚀：当金属和周围介质接触时，由于发生化学作用或电化学作用而引起的破坏 叫金属腐蚀。 除少数的责金属(如Au，Pt)需要像“王水”那样的特殊介质外，各种金属都有与周围介质发生化学作用的倾向，也就是说金属腐蚀是自然趋势(自发的)．因此腐蚀现象是普遍存在的。金属腐蚀接地造成巨大的经济损失，估计世界上每年由于腐蚀而报废的钢铁设备相当于钢铁年产量的25％左右，甚至还会引起停工停产、环境污染、中毒、爆炸等严重的事故，但金属腐蚀有时也会给人类带来加工方便等可利用之处。根据金属腐蚀过程的不同特点，可将其分为化学腐蚀和电化学腐蚀两类。 一化学腐蚀 化学腐蚀：单纯由化学作用而引起的腐蚀称为化学腐蚀。 空气中的02，Hzs，s02，侧2等物质与电气、机械设备中的金届接触时，在金属表面生成相应的氧化物、硫化物、氯化物等，都同化学腐蚀。 例如高温水蒸气对锅炉的腐蚀特别严重，将会发生下述反应： 还会发生钢铁脱碳现象。这是由于钢铁中的渗碳体(rc3c)与高温
水蒸气反应的结果： 这些反应都是可逆反应。在高温下，由热力学数据计算得出正反应的 G 值是远小于零，即平衡强烈地偏向右边。另外，根据速率常数随温度升高而增大可知，锈蚀速率在高温下是很大的。因此，无论从平衡移动还是从反应速率来看，水蒸气在高温下对钢铁材料的腐蚀是不容忽视的。 在渗碳体与水蒸气酌反应中，碳从邻近的、尚未反应的金属内部逐渐扩散到反应区于是金属层中的碳逐渐减少，形成脱碳层。由脱碳反应及其他氧化还原反应成的氢因扩散渗入钢铁内部，使钢铁产生脆性，称氢脆。钢的脱碳和氢脆会造成钢的表面硬度和内部强度的降低，这是非常有害的现象。 二电化学腐蚀 1．腐蚀电池 2．析氢腐蚀 在骸洗或用咳浸蚀某种较活泼金属的工艺过程中常发生析氢腐蚀。特别是当钢铁制件暴露于潮湿空气中时，由于表面的吸附作用，就使钢铁表面覆盖了一层极强的水膜。此时铁(相对活泼的金属)作为腐蚀电他的阳极发生失电子的氧化反应；氧化皮、碳或其他比铁不活
第二章 化学热力学基础 本章总目标： 1：掌握四个重要的热力学函数及相关的计算。 2：会用盖斯定律进行计算。 3：理解化学反应等温式的含义，初步学会用吉布斯自由能变化去判断化学反应的方向。 各小节目标： 第一节：热力学第一定律 了解与化学热力学有关的十个基本概念（敞开体系、封闭体系、孤立体系、环境、状态、状态函数、过程、途径、体积功、热力学能），掌握热力学第一定律的内容（△U=Q-W ）和计算。 第二节：热化学 1：掌握化学反应热的相关概念： ○ 1反应热——指恒压或恒容而且体系只做体积功不做其它功的条件下，当一个化学反应发生后，若使产物的温度回到反应物的起始温度，这时体系放出或吸收的热量称为反应热。（）。 ○ 2标准生成热——某温度下，由处于标准状态的各元素的指定单质生成标准状态的1mol 某纯物质的热效应。符号f m H θ?,单位：1J mol -?或1kJ mol -?）。 ○ 3燃烧热——在100kPa 的压强下1mol 物质完全燃烧时的热效应。符号：c m H θ ?；单位：1kJ mol -?。 2：掌握恒容反应热△U=Q v -W;恒压反应热Q p =△H 恒容反应热和恒压反应热的关系：p V Q Q nRT =+? 3：掌握盖斯定律内容及应用 ○1内容：一个化学反应若能分解成几步来完成，总反应的热效应等于各步反应的热效应之和。 ○ 2学会书写热化学方程式并从键能估算反应热。
第三节：化学反应的方向 1：了解化学热力学中的四个状态函数——热力学能、焓、熵、吉布斯自由能。 2：重点掌握吉——赫公式r m r m r m G H T S θθθ?=?-?的意义及计算。 3;建立混乱度、标准摩尔反应焓、标准摩尔反应自由能和标准熵以及标准摩尔反应熵的概念，并学会对化学反应的方向和限度做初步的讨论会运用吉布斯自由能判断反应的自发性。 Ⅱ 习题 一 选择题 1.如果反应的H 为正值，要它成为自发过程必须满足的条件是（ ） A.S 为正值，高温 B.S 为正值，低温 C.S 为负值，高温 D.S 为负值，低温 2.已知某反应为升温时rG 0值减小，则下列情况与其相符的是（ ） A.rS 0<0 B.rS 0>0 C.rH 0>0 D.rH 0<0 3.该死定律认为化学反应的热效应与途径无关。这是因为反应处在（ ）(《无机化学例题与习题》吉大版) A.可逆条件下进行 B. 恒压无非体积功件下进行 C. 恒容无非体积功件下进行 D.以上B,C 都正确 4.在298K 时反应 H 2（g ）+1/2O 2（g ）=H 2O （g ）的Qp 和Qv 之差（KJ/mol ）是（ ） A.-3.7 B.3.7 C.1.2 D.-1.2 5.冰的熔化热为330.5KJ/mol ，00C 时将1.00g 水凝结为同温度的冰，其S 为（ ）(《无机化学例题与习题》吉大版) A.-330.5Jmol -1K -1 B.-1.21Jmol -1K -1 C .0 D.+1.21Jmol -1K -1 6.下列变化为绝热过程的是（ ）(《无机化学例题与习题》吉大版) A.体系温度不变 B.体系不从环境吸收热量 C.体系与环境无热量交换 D.体系的内能保持不变 7.某反应在298K 时的Kc 1=5，398K 时Kc 2=11，则反应的rH 0值为（ ） A 〈0 B. 〉0 C.于0 D.不一定 8. 298K 时 A+B 的rG 0=-10KJ/mol.已知：298K 时A,B,C ，D 皆为气体，当由等物质的量的A 和B 开始反应时，则达到平衡时混合物中（ ） A .C 和D B. A 和B C . A 和B 、C 及 D 都有，A 和B 的量大于C 和D 的量