大学化学思考题

《大学化学》思考题

2005年12月

1. 根据J与Kθ的变化关系，讨论为什么增加产物的浓度，平衡向着逆方向移动？为什么温度升高平衡向吸热反应的正方向方移动？

2. 钟乳石的主要成分为CaCO3，根据平衡CaCO3+CO2+H2OCa(HCO3)2讨论钟乳石的形成机理。

3. 从可行性、加快速率、提高效率和效益的角度，应用热力学和动力学原理解决合成氨的生产条件的优化问题，包括生产中的压力，温度，催化剂和分离手段。

N2(g)+3H2(g ) 2NH3(g)

4. 若C+O2=1/2CO，C+O2=CO2，CO+1/2O2=CO2的标准平衡常数分别为K1θ，K2θ，K3θ，从盖斯定律及Kθ与△Gθ的关系出发，讨论各平衡常数的关系。

5. 请根据盖斯定律和反应热的定义推导出任意化学反应的标准摩尔焓变与各反应物物质的标准摩尔燃烧焓的关系。

6. 对任意反应是否温度升高都有利于反应自发进行？请讨论。

7. Kelvar是一种强度很高的聚合物，可它制造的绳子用于海水和钻井平台，其强度相当于钢丝绳强度的20倍，也可用于制造防弹背心，合成它的单体为：

NH2H2NCCOOHOHO

（1） 请写出聚合物的分子结构，注明其链节和单体单元，并写出其缩聚反应式。

（2） 注明两条分子链之间的氢键。

（3） 如果它的平均分子量为105，则它的分子链平均聚合度为多少？

（4） 与钢丝绳相比，在海水中使用它有什么优点？

8． 汽车用铅蓄电池电力不够，不能使汽车正常发动，这时，电池内的溶液中H+浓度比正常工作时高还是低？说明其化学原理。

9． 苯环的分子式为C6H6，分子呈正六边形结构，请从杂化轨道理论分析各碳原子的化学键。

10． 空气中少量的硫化物会与银器反应生成Ag2S而使其失去光泽，有效的处理办法是将银器与一小片锌用导线连接浸到含有少量盐的溶液中去，请分析为什么这种方法能够使银器恢复光泽？写出有关的化学反应。

11． 举例说明表面活性剂有哪几种？有什么用途？

12． 普鲁卡因是一种局部麻醉药，其分子式如下，200mL水中只能溶解1g普鲁卡因，但是在乙醚、苯和盐酸中，普鲁卡因却很容易溶解，为什么？

H2NCOOCH2CH2N(CH2CH3)2

13． 聚乙烯醇CH2CH2(OH)n常用于胶粘剂、纺织浸润剂、乳化剂等，如果1.35g聚乙烯醇样品溶解于100mL水中，22.0℃时渗透压为5.02mmHg，则聚乙烯醇的分子量是多少？

14． citral是柠檬草油的主要成分，在合成维生素A和香水时用作调味剂。它是geranial和neral的混合物，其分子结构如下： geranial CCHH2CCH2CCHH3CCHOH3CH3C

neral CCHH2CCH2CCHH3CH3CH3CCHO

（5） 说明geranial和neral的关系？

（6） 指出geranial分子中的官能团，并说明它们属于何种化合物？

15． 下列分子中哪种是非极性的？为什么？

ClClClClClCl

16． 氢氧燃料电池的电池反应为H2(g)+1/2O2(g)==H2O(l) △rGmo(298.15K)=

-237.19kJ·mol-1，△rHmo(298.15K)= - 285.83kJ·mol-1，如分别需要电动势为1.23V和14.76V的电池，如果你是设计师，该如何设计这样的电池？通过计算说明，并计算：（1）氢氧燃料电池的标准电极电势；（2）若燃料电池的转化率为83%，转化1mol氢可以获得多少电能？

17． 什么是核能？目前可以商业利用的核燃料有哪些？核反应堆和核电站的安全性如何？

18． 镭的放射性衰变反应为

22688Ra → 22286Rn + 42He

试计算1g镭226放出的能量各为多少kJ？（42He，22286Rn和22688Ra的摩尔质量为4.00260g·mol-1，222 g·mol-1，226.0254 g·mol-1）

19． 升高温度时，线性高分子会经历哪几种不同的状态？各有什么特征？

20． 写出下列聚合物的单体和链节：聚氯乙烯，聚丙烯腈，聚异戊二烯，聚苯乙烯，尼龙66，他们各有何用处？

21． 通过计算填写下列表格：

pH pOH [H+]/ mol·dm-3 [OH-]/ mol·dm-3 酸或碱

5.15

7.85 1.810-6

9.210-2

22． 在0.1atm 大气压25C时，CO2在纯水中的溶解度为0.0037mol·dm-3。在此假设所有溶解的CO2都以H2CO3的形式存在于水中。你能求出该溶液的pH值吗？并以适当的计算说明所有溶解的CO2都以H2CO3的形式存在于水中这一假设是否合理。

23． 据酸碱理论比较下列那个是强碱、弱碱？并写出它们对应的共轭酸。（1）CN-（2）HCO3-（3）F-（4）Cl-（5）NH3

24． 假设一个成年人的胃容量空腹时约为50mL，饱时约为1L。如果某人的胃容量为450 mL，其内容物的pH值为2，则胃中含有多少摩尔H+?假设这些H+都来自HCl，需多少NaHCO3来中和这些胃酸？

25． 溶解25.5 g NaC2H3O2 在0.550 mol·dm-3 HC2H3O2溶液中配成500mL缓冲溶液，pH值是多少？

26． 请计算把 (a) 0.0060mol HCl (b) 0.0060mol NaOH 加入0.300L 由0.250 mol·dm-3

HC2H3O2 和0.560 mol·dm-3 NaC2H3O2 组成的缓冲溶液中引起的pH值变化。

27． 乙二醇CH2(OH)CH2(OH)是一种可溶于水非挥发性的化合物，是一个很常用的汽车防冻剂，请计算651克该化合物溶于2505克水中形成溶液的凝固点。夏季你会把它放在你的汽车水箱中吗？为什么？

28． 四个量子数n，l，m，ms各决定了什么？他们的取值各有什么限制？

29． 写出44号元素的离子Ru2+的电子排布式。

30． 分子的极性以什么来衡量？它为什么是键的极性和分子构型的综合反映？

31． 杂化轨道你学了哪几种？请举例说明。

32． 判断CO2，H2O，NF3，BF3，NH3，NH4+的构型，并指出其中心原子的杂化形式及是否等性杂化？

33． 化学键有哪几种？分别简要说明。

34． 分子间力有几种？试说明。

35． 按沸点高低排序下列物质H2O，H2S，H2Se，H2Te，并解释之。

36． BN是一种耐高温材料，也是一种优良的绝缘材料，下面有三种合成BN的方法，请作出你的选择，并说明理由。

（7） B(s) +1/2 N2(g)  BN(s) ΔrGmӨ = - 228.kJ.mol－1

（8） BCl3(g) + NH3(g)  BN(s) + 3HCl(g) ΔrGmӨ = - 109.1kJ.mol－1

（9） B2O3(s) + 2NH3(g)  2BN(s) + 3H2O(l ) ΔrGmӨ = + 58.3kJ.mol－1

37． 汽车的尾气主要成分为 NO和CO，从热力学角度来分析，这两种气体应该能相互作用，发生如下反应

NO(g) + CO (g)  1/2 N2(g) + CO2(g) ΔrHmӨ ＝－373.0 kJ.mol-1

（KӨ10120）。但是由于动力学关系，此反应进行得太慢实际上却不能加以利用。请考虑用什么方法来实现该反应达到治理汽车尾气的目的？原理何在？能否改变该体系的热力学性质？

38． 煤和水煤气[由煤与水气反应（C(s) + H2O (g) = CO(g) + H2）而得到CO 和H2 的等物质的量混合物]都可以作燃料。但通过水煤气的燃烧，它放出的热量比单纯用等摩尔的煤（C） 燃烧时放出的热量多得多，这是否与能量守恒定律矛盾？请用我们学过的理论知识和通过一定的计算来解释这一现象。（ΔfHm Ө: H2O(g)，-241.8 kJ mol-1，CO(g)，

-110.5 kJ mol-1，CO2(g)，-393.5 kJ mol-1）[假设氢气燃烧后的产物是H2O(g)]

39． 试应用化学热力学原理讨论为什么在人类历史上先出现青铜器时代而后出现铁器时代？

40． 某一化学反应，在T1时反应速率方程式测得为1mnABvkcc，而在T2时反应速率方程式又测得为2fgABvkcc，且mf，ng，请分析该体系发生了什么变化？

41． 假设家用煤气（以CO计算）每m3 1.05元，而天然气（以CH4计算）每m3 2.10元，如果让你选择，你会用哪一种？通过计算说明原因。

42． C, N, O是生命化学中很重要的元素, 你能给出它们的核外电子排布吗？

43． 比较下列物质的溶沸点,按照从高到底的顺序排列，并说明为什么？

KCl，SiC，HI，H2O

44． 为什么微观粒子的位置和速率不能同时准确测得?论述其根本原因。

45． 晶体主要分几种类型，各有什么性质？请从结构特征加以解释。 46． 乙醇和水可以任意比例互溶，但油却不能溶于水, 为什么?

47． CO2和SO2为何极性不同？

48． 太阳的巨大能量与核反应的巨大能量分别来自于何种反应？能量从何而来？试简单说明其参与反应的主要物质。

49． 氢核聚变反应和平利用的主要难点是什么？

50． 简述人类开发利用能源的历程，举出几个阶段的代表能源，并分析其发展趋势。

51． 我国汽油的编号是何意义？过去为什么要向汽油中添加铅，现在为什么又要改用无铅汽油？

52． 锅炉炉垢的主要成分是CaSO4，不仅阻碍传热、浪费燃料，而且还能引起爆炸事故。如何将其去除？写出起相应的反应式，并从平衡移动的角度解释反应的可行性。

53． 水的沸点比同族元素的氢化物都要高，热容和蒸发热大，如何从分子结构的角度说明其原因？对环境和生命现象的意义如何？

54． 静脉注射时，要采用0.90％的生理盐水或5.0％的葡萄糖溶液，为什么？如果注射液的浓度过大或过小，会产生什么后果？

55． 人体的血液的pH值为什么能够维持在7.4左右？如果人体吸收少量的酸或碱后，怎样使pH值保持稳定？

56． 解释什么是COD、BOD、DO和水硬度，并分析水体富营养化的原因及解决办法。

57． 阿司匹林的合成原理？炒菜时加醋，然后又加入酒后，菜为什么特别香？

58． 举例说明日常生活中所接触到的聚合物哪些在玻璃态、哪些在高弹态使用？它们的玻璃化转变温度与使用温度的关系怎样?

59． 写出C6H14的各种异构体，并用国际命名法命名。

60． 谈谈你对官能团的理解，写出你熟悉的至少10种有机化合物（官能团应不同），并指出其用途。

61． 举出两个手性化合物，写出其对应异构体，并图示之。

62． 假设细胞质浓度为0.1mol·dm－3，这样的大树能否长到20m高，为什么？

63． 在空气湿度大时，为什么水泥地面会变得十分潮湿？

64． 无水CrCl3与NH3·H2O能够生成两种配位化合物，分别是CrCl3·6NH3和CrCl3·5NH3。硝酸银能够从第一种配合物中把全部的氯转化为AgCl沉淀，而只能将第二中配合物中2/3的氯沉淀出来。请判断两种配合物的结构，说明原因，并命名之。