大学化学_第6章_过渡金属元素 (天津大学)
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I.铁Fe一、铁的结构和性质1.铁是26号元素,位于第四周期第Ⅷ族,属于过渡元素。
原子结构示意图:主要化合价:+2,+32.铁在金属的分类中属于黑色金属,重金属,常见金属。
纯净的铁是光亮的银白色金属,密度为7.86g/㎝3,熔沸点高,有较好的导电、传热性,能被磁铁吸引,也能被磁化。
还原铁粉为黑色粉末。
3.铁是较活泼的金属元素,在金属活动性顺序表中排在氢的前面。
①跟非金属反应:点燃点燃△3Fe+2O2 == Fe3O42Fe+3Cl2==2FeCl3Fe+S= FeSFe+I2= FeI2②跟水反应: 3Fe+4H2O==(高温)== Fe3O4+4H2③跟酸作用:Fe+2H+=Fe2++H2↑(遇冷浓硝酸、浓硫酸钝化;与氧化性酸反应不产生H2,且氧化性酸过量时生成Fe3+)④与部分盐溶液反应:Fe+Cu2+=Fe2++Cu Fe+2Fe3+=3Fe2+3.生铁与钢的比较4.炼铁和炼钢的比较①还原剂的生成C+O2CO2CO2+C2CO ②铁的还原Fe2O3+3CO2Fe+3CO2③炉渣的生成CaCO3CaO+CO2①氧化:2Fe+O22FeOFeO氧化铁水里的Si、Mn、C等。
如C+FeOFe+CO②造渣:生成的硅锰氧化物得铁水里的硫、磷跟造渣材料反应形成炉渣排出。
③脱氧,并调整Mn、Si含量2FeO+Si2Fe+SiO2CaO+SiO2CaSiO31.过渡元素位于周期表中中部从ⅢB~ⅡB族十个纵行,分属于第四周期至第七周期。
过渡元素都是金属,又叫过渡金属。
过渡金属的密度一般比较大,熔沸点较高,有较高的硬度、较好的延展性和机械加工性能,较好的导电、导热性能和耐腐蚀性能。
过渡元素的原子最外层电子数不超过两个,在化学反应中,最外层和次外层都容易失去电子,因此过渡元素有可变化合价。
所以当Fe与弱氧化剂反应时,只失去最外层上的2个电子,形成Fe2+;当Fe与强氧化剂反应时,还能进一步失去次外层上的一个电子,形成Fe3+。
第一章测试1.气体常数R等于8.314 J·mol·K-1 。
A:对B:错答案:B2.在低温高压下实际气体与理想气体状态方程的偏差较大。
A:对B:错答案:A3.混合气体的总压等于各组分气体的分压之和。
A:对B:错答案:A4.只要压力足够大,在任何温度都可以使气体液化。
A:错B:对答案:A5.任何电离气体都是等离子体。
A:对B:错答案:B第二章测试1.某气缸中有气体1.20 L,在197.3 kPa下,气体从环境吸收了8.00×102 J的热量,在等温等压下体积膨胀到1.50 L。
根据热力学第一定律,体积功W和系统的热力学能变化△U分别是。
A:59.2 J和741 JB:-59.2 J和741 JC:59.2 J和-741 JD:-59.2 J和-741 J答案:B2.A:-571.66,-481.8B:571.66,-481.8C:-571.66,481.8D:571.66,481.8答案:B3.A:低于571.6 KB:高于1110.4 KC:低于298.15 KD:1110.4 K和571.6 K之间答案:D4.A:37.8 kJ·mol-1,Kθ = 1.2B:-37.8 kJ·mol-1,Kθ = 12C:37.8 kJ·mol-1,Kθ = 12D:-37.8 kJ·mol-1,Kθ = 1.2答案:A5.A:Kθ = 32.5;不利于反应向右进行B:Kθ = 3.25;有利于反应向右进行C:Kθ = 3.25;不利于反应向右进行D:Kθ = 32.5;有利于反应向右进行答案:C第三章测试1.反应3A+ B→2C+3D在10L的密闭反应器中进行反应,当反应进行了1分钟后,C的物质的量增加了0.6 mol,这个反应的平均速率表达正确的是( ) A:v(C)=0.01mol∙L-1∙s-1B:v(A)= 0.015 mol∙L-1∙s-1C:v(B)= 0.005 mol∙L-1∙s-1D:v(D)=0.0015 mol∙L-1∙s-1答案:D2.某化学反应的反应速率常数的单位是mol∙L-1∙s-1,该反应的级数是()A:2B:1C:无法判断D:0答案:D3.关于零级反应,下列叙述正确的是()A:零级反应的反应速率为零B:零级反应的反应速率常数为零C:零级反应的反应速率与起始浓度有关D:对零级反应,其反应速率常数的单位与反应速率的单位相同答案:D4.A:温度升高,正反应速率加快,逆反应速率变慢。