工科化学第十章总结和课后答案~强亮生版
化学课后答案10

1.填充下表: 物 质 KI Si BN(立方) BBr3 晶体中质点间作用力 离子键 共价键 共价键 分子间作用力 晶体类型 离子晶体 原子晶体 原子晶体 分子晶体 熔点/℃ 880 1423 3300 -46
解:离子型晶体的离子半径比 r+ / r− 与晶体构型的关系为:当
r+ / r− = 0.225 ~ 0.414 时晶体为 ZnS 型; 当 r+ / r− = 0.414 ~ 0.732 时晶体为 NaCl 型;当 r+ / r− = 0.732 ~ 1.00 时晶体为 CsCl 型。 KBr : CsI : NaI : BeO : MgO : r+ / r− =133/196=0.679(0.414~0.732) r+ / r− =169/216=0.782(0.732~1.00) r+ / r− =95/216=0.440(0.414~0.732) r+ / r− =31/140=0.221(接近 0.225) r+ / r− =65/140=0.464(0.414~0.732) NaCl 型 CsCl 型 NaCl 型 ZnS 型 NaCl 型
熔点/℃
991
1396
1040
-90
-94
-56
-220
(3) 蒸汽压最小(298K) : CO 2 , SiO 2 , H 2 O ; (4) 汽化热最大: H 2 O , H 2 S , H 2 Se , H 2 Te ; (5) 熔化焓最小: H 2 O , CO 2 , MgO 。 解: (1)三物种从 NaCl 到 Na 再到 Cl 2 依次为离子晶体、金属晶体、 分子晶体,故其沸点依次降低, NaCl 的沸点最高。 (2) CO 为极性分子,分子之间存在色散、取向和诱导作用,其凝固点 比为非极性分子的 CH 4 和 H 2 要高; CH 4 和 H 2 中 H 2 的 M r 比 CH 4 的小 得多,故其凝固点最低。 (3) 常压下,298K 时 CO 2 为气体,H 2 O 为液体,SiO 2 为固体, 故 SiO 2 的蒸汽压最小。 (4) H 2 O , H 2 S , H 2 Se , H 2 Te 为同族元素的化合物,但是只有 H 2 O 能形成作用力很强的氢键,故其汽化热最大。 (5) MgO 是离子化合物,常态下为固体,晶格能较大,熔点较高,熔 化焓大; H 2 O 和 CO 2 均为共价化合物,都是分子晶体,通常条件下分别 为液体和气体,故它们的熔化焓较 MgO 低;H 2 O 和 CO 2 中 H 2 O 能形成 氢键,故熔化焓较 CO 2 要高。三者中 CO 2 的熔化焓最小。
高教第二版有机化学课后习题答案第10章

第十章 醇和醚一、将下列化合物按伯仲叔醇分类,并用系统命名法命名。
仲醇,异丙醇 仲醇,1-苯基乙醇 仲醇,2-壬烯-5-醇1.正丙醇解:与卢卡斯试剂反应速度顺序如下:三、 比较下列化合物在水中的溶解度,并说明理由。
理由:羟基与水形成分子间氢键,羟基越多在水中溶解度越大,醚可与水形成氢四、 区别下列化合物。
解:烯丙醇 丙醇 1-氯丙烷3.α-苯乙醇β-苯乙醇解:与卢卡斯试剂反应,α-苯乙醇立即变浑,β-苯乙醇加热才变浑。
五、顺-2-苯基-2-丁烯和2-甲基-1-戊烯经硼氢化-氧化反应后,生成何种产物?解:六、写出下列化合物的脱水产物。
七、比较下列各组醇和溴化氢反应的相对速度。
1.苄醇,对甲基苄醇,对硝基苄醇八、1、 3-丁烯-2-醇与溴化氢作用可能生成那些产物?试解释之。
解:反应产物和反应机理如下:2、 2-丁烯-1-醇与溴化氢作用可能生成那些产物?试解释之。
解:反应产物和反应机理如下:九、反应历程解释下列反应事实。
解:反应历程如下:十、 用适当的格利雅试剂和有关醛酮合成下列醇(各写出两种不同的组合)。
1.2-戊醇4.2-苯基-2-丙醇十一、合成题1.甲醇,2-丁醇合成2-甲基丁醇2.正丙醇,异丙醇 2- 甲基-2-戊醇3.甲醇,乙醇 正丙醇,异丙醇 解:4.2-甲基-丙醇,异丙醇 2,4-二甲基-2-戊烯 解:5.丙烯 甘油 三硝酸甘油酯3-甲基-1-苯基-2-丁烯1.乙基异丙基甲醇 2-甲基-2-氯戊烷。
(CH)CCH CH2OHMg, (C2H5)2O(CH3)3CMgBrO(CH3)3CCH2CH2MgBr(CH3)3CCH2CH2OH2+2.OOHCH 2CH 2CH 3O2CH 3CH 2CH 2MgBrH 2O, H+CH 2CH 2CH 3+OHCH 2CH 2CH 3H 2O 2, OH OHCH 2CH 2CH 3(1)OOH2CF 3CO 3HOCH 3CH 2CH 2MgBr2+OHCH 2CH 2CH 3(2)(2)OH OCH3OCH3C2H5OCH3C2H5BrOCH3C2H5MgBrOCH3C2H5CH(OH)CH2CH332醚Br2/FeC2H5Cl脱水则生成一种不饱和烃,将此烃氧化可生成酮和羧酸两种产物的混合物,推测该化合物的结构。
化学第十、十一单元知识点整理

第十单元酸和碱课题1 常见的酸和碱一、酸碱盐的组成1、酸→H+ + 酸根离子(酸溶液中,阳离子必须全部是H+,剩下的阴离子称为酸根离子)注意:(1)酸的命名一般以“酸”字结尾,如:盐酸、硫酸、硝酸、碳酸、醋酸等(2)酸的化学式最前面的元素往往是“H”,如:HCl、H2SO4、HNO3、H2CO3等2、碱→金属离子+ OH-(碱溶液中,阴离子必须全部是OH-)注意:(1)氨水(NH3·H2O)也是碱,但是溶液中没有金属离子,而是NH4+。
(2)碱的命名一般为“氢氧化某”,如:氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化铝等。
(3)碱的化学式一般以“OH”结束,如:NaOH、Ca(OH)2、Al(OH)3等3、盐→金属离子(或NH4+)+ 酸根离子(盐溶液中,可以含有H+或OH-)注意:(1)不是所有的盐中都含有金属元素,例如铵盐中就不含金属元素。
(2)盐的命名一般为“某化某”或“某酸某”,如:氯化钠、氯化钙、碳酸钠、硝酸银等(3)生活中常见的盐有:NaCl、Na2CO3、NaHCO3、CaCO3等二、酸碱指示剂1、石蕊溶液遇酸溶液变成红色,遇碱溶液变成蓝色;酚酞试液遇酸溶液不变色,遇碱溶液变成红色。
2、有些植物的花、果实的汁液也可以作指示剂。
自制指示剂时:酒精是作溶剂;将浸出液和花瓣分离的操作是过滤。
三、常见的酸1、盐酸(氯化氢气体的水溶液,属于混合物,化学式可表示为:HCl)(1)打开装有浓盐酸的瓶盖,瓶口可看见白雾,这说明浓盐酸有挥发性。
所以如果浓盐酸敞口放置在空气中,其溶质质量会减少,溶液质量也会减少,溶质质量分数也减少。
(2)浓盐酸的物理性质:无色有刺激性气味的液体,有挥发性。
(3)工业盐酸中常含有Fe3+,而呈黄色。
(4)用途:★①用于金属表面除锈②制造药物(例如:盐酸麻黄素、氯化锌)等;★③人体胃液中含有盐酸,可帮助消化。
★④可用来除垢2、硫酸(H2SO4)(1)浓硫酸的物理性质:无色无味有粘稠性的油状液体,密度比水大,能溶于水,且溶解时放出大量的热,难挥发,有吸水性。
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第十单元酸和碱第一节预备一、酸碱指示定:能跟酸或碱的溶液起作用而示不同色的物叫做酸碱指示。
常的酸碱指示有紫色石蕊溶液和无色酚溶液。
某些植物的花瓣或果(如牛花、月季花、紫卷心菜等)也可用作酸碱指示。
紫色石蕊溶液遇酸溶液(含H +的溶液),遇碱溶液(含OH -的溶液),在中性溶液中呈紫色。
无色酚溶液遇酸溶液不色,在中性溶液中不色,遇碱溶液。
并非所有的溶液都是中性的。
水溶液呈碱性的:碱、小打等。
水溶液呈酸性的:硫酸、硫酸等。
s二、干燥1.使用干燥的目的是除去气体中混有的水蒸气。
2.我学的干燥有氧化、硫酸、氧化、化等。
氧化易潮解;硫酸具有吸水性;而氧化可以与水反:CaO+H 2O=Ca(OH) 2 3.氧化氧化等碱性干燥不能干燥化、二氧化碳、二氧化硫等酸性气体。
4.硫酸硫酸等酸性干燥不能干燥氨气等碱性气体。
三、复分解反定:两种化合物互相交成分,生成另外两种化合物的反叫复分解反。
特点:交成分,价不。
反生的条件:生成离的物(水、气体或沉淀)。
置反和复分解反没有先后序,可同生。
第二节酸一、酸的定和分酸:物溶于水,形成的阳离子全部是H +的化合物。
由于酸、碱、溶于水会离出阴、阳离子,所以酸、碱、的水溶液具有性。
含氧酸(命名“某酸” )H2SO4(硫酸)、 H2CO3(碳酸)、HNO 3(硝酸)、 H2SO3(硫酸)⋯⋯酸无氧酸(命名“ 某酸”)HCl (酸,学名酸)、HF (氟酸)、 H 2S(硫酸)⋯⋯特殊的有机酸:CH 3COOH (醋酸,又名乙酸)有刺激性气味,易酸的离: HCl=H ++Cl -,H 2SO4=2H ++SO 42-二、常见的酸盐酸(氢氯酸)化学式HCl形成H2+Cl 2HCl状态无色液体、具有酸味、刺激性气味特点浓盐酸具有强挥发性重要化工产品,用于金属表面除锈、制用途药人体胃液中含有盐酸,可以帮助消化敞口放置的变质量减小,溶质质量分数减小(挥发性)化① 工业生产的盐酸偏黄,是因为含有Fe3 +,可用蒸馏法提纯。
九年级化学第十单元知识点总结

第十单元 《酸和碱》一. 酸、碱、盐的组成1.酸:由__________和___________组成的化合物。
如:硫酸可解离成、盐酸可解离成、硝酸可解离成、碳酸可解离成2.碱:由__________和___________组成的化合物。
如:氢氧化钠可解离成:、氢氧化钙可解离成:、氨水可解离成:3.盐:由_______(或铵根离子)和_________组成的化合物 如:氯化钠、硫酸铜、 碳酸钠:、碳酸氢钠:、氯化铵:〖酸、碱、盐的水溶液可以导电原因〗溶于水时离解形成带电荷的离子) 二.酸性溶液和碱性溶液 1.溶液的酸性和碱性(1)酸性溶液:白醋和稀盐酸等溶液能使紫色石蕊溶液变________色,这些溶液是酸性溶液。
(2)碱性溶液:氢氧化钠溶液和石灰水等能使紫色石蕊溶液变____色,这些溶液是碱性溶液。
注意:酸溶液________(填“一定”、“不一定”,下同)是酸性溶液,酸性溶液________是酸溶液,碱溶液____________是碱性溶液,碱性溶液__________是碱溶液。
酸溶液和酸性溶液中都含有大量的氢离子,碱溶液和碱性溶液中都含有大量的氢氧根离子。
2.酸碱指示剂能与酸性或碱性溶液反应而显示不同的__________的物质叫做酸碱指示剂。
为了使用方便,人们常用来检验溶液的酸碱性的指示剂有______________和_______________。
3、溶液的酸碱度——pH(1)溶液酸碱性的强弱程度称为溶液的酸碱度,常用______表示,pH 的取值范围通常为_______, pH______7,溶液呈酸性,pH 越_____,酸性越强, pH______7,溶液呈碱性,pH 比7越___越强;pH______7,溶液呈中性(2)pH 的测定---最简单的方法是使用〖方法〗在白瓷板或玻璃片上放一小,将滴到试纸上,把试纸显示的颜色与比较,可测出被测液的。
〖温馨提示〗(3)酸雨:正常雨水的pH 约为(因为______________),pH<的雨水为酸雨 三.常见的酸和酸的通性1.浓盐酸、浓硫酸的物理性质、特性、用途(1)浓盐酸是一种无色具有刺激性气味的液体,属于_________物,胃酸的主要成分就是盐酸,打开浓盐酸的瓶塞,有______________形成,形成的原因是浓盐酸具有_______________性,浓盐酸若敞口放置一段时间以后,溶液的质量会_________,溶质的质量__________,溶液的溶质质量分数会________。
人教版初中九年级化学下册第十单元《酸和碱》知识点总结(含答案解析)

人教版初中九年级化学下册第十单元《酸和碱》知识点总结(含答案解析)一、选择题1.2020年5月8日下午23:35分左右,河北石家庄循环化工园区分公司合成车间甲醇回收装置发生爆炸,造成78人死亡。
这次爆炸事件再次敲响实验室安全警钟。
下列实验室安全措施不正确的是()A.酒精灯不慎碰到燃烧起来,立即用湿抹布扑灭B.强碱触及皮肤而引起灼伤时,要先用强酸中和,再用大量水冲洗C.分解 KClO3制取氧气时,试管口应略向下D.给试管中的液体加热时,液体体积应少于试管容积的1 32.推理是化学常用学习中的思维方法。
下列推理正确的是A.酸碱中和反应有盐和水生成,则有盐和水生成的反应一定是中和反应B.碱的溶液一定呈碱性,所以呈碱性的溶液一定是碱的溶液C.酸中都含有氢元素,所以含有氢元素的化合物一定是酸D.溶液具有均一性和稳定性,具有均一性和稳定性的液体不一定是溶液3.推理是化学学习中常用的思维方法。
下列推理正确的是A.CO2与NaOH反应生成盐和水,所以能与碱反应生成盐和水的一定是氧化物B.碱的溶液使无色酚酞变红,所以能使无色酚酞变红的一定是碱的溶液C.氢氧化铜和氢氧化钠都含有氢氧根离子,故它们都能使无色酚酞试液变红色D.浓硫酸敞口放于空气中浓度会减小,则可证明浓硫酸具有吸水性4.已知A和B两种物质混合后能发生反应,假设A的相对分子质量为m,B的相对分子质量为n,当A和B按质量比为m:n反应后,溶液的pH大于7,如果A和B按质量比为2m:n反应后,则溶液的pH等于7。
A、B应是下列物质中的()A.H2SO4和Ba(OH)2B.HCl和NaOHC.HCl和Ba(OH)2D.NaOH和H2SO45.某同学测得生活中一些物质的pH如下表,下列说法不正确的是A.蔗糖水是中性的B.肥皂水的碱性比纯碱水弱C.柠檬汁的酸性比食醋强D.雨水能使蓝色石蕊试纸变红6.从微观视角看物质的变化是化学特有的思维方式。
如图描述了NaOH溶液与盐酸反应的微观实质,C处应填入的物质化学式()A.NaCl B.NaOH C.HCl D.H2O7.小明同学对探究分子性质的实验(图1)进行了改进。
工科化学总结和课后答案强亮生版

第八章表面化学思考题与习题解答1.下列说法是否正确?如不正确,请说明原因。
(1)表面张力是指存在于液体表面的粘附力。
答:错,表面张力是垂直作用在液体表面单位长度边界上的收缩力。
[ 弯曲液面表面张力的合力(附加压力)的方向是指向其曲率圆的中心]。
(2)物质的表面张力只与其温度、压力和组成有关。
答:不确切,还与其第二相组成等因素有关。
(3)因表面活性剂分子为“双亲分子”,故表面活性剂分子有一半是亲水基,一半是亲油基。
答:不确切,其双亲性是指一侧有极性,另一侧没有极性(或两侧极性不同),并非“一半”。
(4)液体对固体的润湿程度可用接触角来衡量,接触角θ> 90。
时称为润湿,接触角θ< 90。
时称为不润湿。
答:错,与所述相反。
接触角θ>90。
时称为不润湿,接触角θ< 90。
时称为部分润湿。
(5)一般说来,摩擦总是有害的。
答:不对,行走等需要摩擦,否则不能实现。
2.填充题(1)无焊药焊接时,熔化的焊锡在焊件表面呈球状的原因(是接触角偏大,需要用焊药降低接触角。
)(2)物理吸附和化学吸附的区别(3) 表面吉布斯函数与表面张力的区别和联系分别是(ΔG = σ•ΔA)(4)悬浊液、乳浊液和溶胶的定义分别是(5)表面现象产生的实质(是其表面分子的能量较高或有剩余价力)。
(6)实验室常用硅胶吸收空气中水分的原因是(极性吸附剂容易吸附极性的吸附质。
硅胶属于极性吸附剂,活性炭属于非极性(弱极性)吸附剂,水是极性吸附质。
)3.25℃时把半径为1mm的水滴分散成半径为1μm的小液滴,比表面增加了多少倍?表面吉布斯函数增加了多少?完成该变化时,环境至少要做多少功?(已知25℃时水的表面张力为72.53J/m2)?解:水滴的体积V1 = (4/3)πR3 = (4/3)×3.14×0.53 = 5.23×1.0– 1(mm)3小水滴的体积V 1=(4/3)πr 3=(4/3)×3.14×(5.0×1.0–4)3=5.23×10– 10(mm)3 该水滴分裂为5.23×1.0– 1/ 5.23×10– 10 = 109个小水滴水滴的表面积A 1 = 4πR 2 = 4×3.14×0.52 = 3.14(mm)2小水滴的总表面nA 1 =109×4πr 2=109×4×3.14×(5.0×1.0–4)2=3.14×103 (mm)2 表面扩大了3.14×1.03/ 3.14 = 103(倍) W = ΔG = σ•ΔA = 72.53(3.14×103 – 3.14)×10– 6 = 2.28×10– 1 J •m 24.有实用价值的表面活性剂,其烃链中的碳原子数在什么范围,过大或过小对表面活性有什么影响?答:碳链不同时其作用不同,碳原子数在12–18的直链烃表面活性剂的润湿、或去污效果比较好。
工程化学基础课后习题答案

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1. (1) B D (2) C 2. Ks=2.29*10-13 3. AgI沉淀生成,可能后有AgCl沉淀
[Ag] =8.52*10-11 无沉淀产生 4. [OH-] =3.98*10-10 pH=5.3 5. NH4Cl>H2O>NH3.H2O 6. c> b> a> d 7. [Ag]=7*10-6 [py]=0.8 [Ag(py)2]+=0.1
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工程化学基础课后习题答案
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1. (1) × (2) × (3) √ (4) √
2. (1) C D (2) C (3) B D
3. 反应进度 ξ mol
4. 2 相 1相 AgCl沉淀 2相 分层 3相
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6. (1) <0 (2) >0 (3) <0 (4) <0 7. △rGm =△rGm θ=91.38 kJ/mol T>980.58K
T=980.58K 8. T=2128.9K
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1. (1) × (2) √ (3) × (4) × (5) × (6) √ 2. (1) H2O(s) <H2O(l) <H2O(g)
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第十章化学与能源思考题与习题解答1. 下列说法是否正确?如不正确,请说明原因。
(1)煤的气化是指在隔绝空气条件下加强热,使煤中有机物转化成焦炭和可燃性气体的过程。
答:错,煤的气化是指在氧气不足的条件下进行部分氧化,使煤中有机物转化成可燃性气体的过程。
(2)煤炭在燃烧过程中产生的主要污染物为CO和SO2,石油(汽油)在燃烧过程中产生的主要污染物为CO,因此石油产生的污染比煤炭轻。
答:不确切,煤炭在燃烧过程中产生的主要污染物为SO2、NO x和CO,石油(汽油)在燃烧过程中产生的主要污染物为CO、NO x和HC,相对而言,石油产生的污染比煤炭轻。
(3)汽油的辛烷值分布在0~100之间,并对应于汽油的标号,80号的汽油表示汽油中含有80%辛烷和20%的其他烃类。
答:错,汽油的辛烷值可衡量汽油的抗震性,并对应于汽油的标号,80号的汽油表示该汽油的抗震性相当于80%异辛烷和20%的正庚烷混合物的抗震性。
(4)为了避免含铅汽油对大气的污染,近年来世界各国普遍采用了甲基叔丁基醚(MTBE)、甲基叔戊基醚(TAME)取代四乙基铅作汽油添加剂。
答:不确切,甲基叔丁基醚(MTBE)添加剂在某些国家(如美国)已被禁止使用。
(5)发展核能是解决目前能源危机的重要手段,近年来北欧和我国政府均采取了积极的态度,加快核电站的建设。
答:不确切,欧美大部分发达国家,基本上停建核电站或提前关闭核电站,北欧国家甚至通过立法,要求在2010年前关闭已有核电站。
(6)能引起环境污染的电池主要有铅蓄电池、镉镍电池、氧化汞电池等,由于锌、锰元素对环境的危害很小,因此锌锰电池是无污染电池。
答:错,在生产的锌锰电池时,为了防止电池中锌溶解释放氢气,常在电池糊状液中放入氯化汞。
(7)在燃料电池中并没有发生直接的燃烧反应,它通过原电池原理不断的将燃料直接转变为电能,这种电池能量转换效率高,理论上可达100%。
答:正确2. 填空题(1)化石燃料包括煤、石油和天然气,我国是以煤消费为主的国家。
(2)煤是由古代植物转化而来的,煤的煤化过程包括了植物残骸→腐殖质→泥煤→褐煤→烟煤→无烟煤阶段,若根据煤化的程度不同可将煤分为四类,若根据煤炭中硫的含量不同又可将煤分为泥煤、褐煤、烟煤和无烟煤四类。
(3) 煤的综合利用方法主要包括 煤的焦化、煤的气化和煤的液化 。
(4) 为了提高汽油的辛烷值,可采取两种途径,一是 直链烷烃催化重整变成带支链的烷烃 ,二是 向汽油中添加抗震剂 。
(5) 发展核电曾被国际上认为是解决电力缺口的重要选择。
但有两个问题必须引起高度重视:一是 电站的运行安全 ,一是 核废料的处理 。
(6) 核聚变反应比核裂变反应作为能源更有发展前途,但要实现核聚变反应发电,应攻克的主要技术问题是 反应有足够的温度,能够控制反应速率 。
(7) 碱性锌锰电池是第三代锌锰电池。
它克服了传统锌锰电池 石墨电极极化,电池漏液 的缺点,其特征是 电解液由原来的中性电解液变为离子导电性更好的碱性电解液,负极锌也由原来的锌片变为锌粉 。
(8) 制约氢能源大规模应用的因素为 廉价制取技术及氢的安全、方便贮存、运输 ,最有希望突破的途径有 热化学分解制氢法、光化学制氢法、太阳能电池电解水制氢法和生物制氢法 。
3. 区别下列概念(1) 一次能源与二次能源通常把存在于自然界中的可直接利用其能量的能源称为一次能源;而把必须用其它能源制取或产生的能源称为二次能源(2) 再生能源与非再生能源不随人类的利用显著减少的能源称为再生能源,诸如风、流水、潮汐、地热、日光及草木燃烧;而化石燃料和核燃料等随人类的利用减少的能源称为非再生能源。
(3) 核聚变与核裂变核聚变反应是由两种轻核结合成一个重核,同时释放出巨大能量的变化过程;核裂变反应又称核分裂反应,它是用中子()轰击较重原子核,使之分裂成较轻原子核的反应。
(4) 一次电池与二次电池一次电池为放电后不能再重复使用的电池;二次电池是指电极活性物质经氧化还原反应向外输出电能(放电)而被消耗之后,可以用充电的方法使活性物质恢复的电池,也称为可充电电池。
(5) 锂电池与锂离子电池锂电池是用金属锂作为负极活性物质的电池的总称, 又称为锂原子电池;而锂离子电池的活性物质为锂离子。
在锂离子电池中正、负极材料为Li +嵌入化合物。
在充、放电过程中,Li +在两个电极之间往返嵌入和脱嵌,被形象地称为“摇椅电池”(6) 普通锌锰电池与碱性锌锰电池早期的普通锌锰电池是糊式电池,外壳用锌皮作为负极,NH 4Cl 、ZnCl 2等制成糊状混合物作电解质溶液,MnO 2是正极,石墨碳棒起导电作用。
糊式锌锰电池可用下式表示:(-)Zn│ZnCl 2,NH 4Cl (糊状)│MnO 2│C ( + ) n 1碱性锌锰电池是第三代锌锰电池。
其重要特征是电解液由原来的中性电解液变为离子导电性更好的碱性电解液,负极锌也由原来的锌片变为锌粉。
碱性锌锰电池可用下式表示:(-)Zn│KOH(7~9mol•L–1)│MnO2│C (+ )(7)煤的气化与煤的干镏煤的气化是指煤在氧气不足的情况下进行部分氧化,使煤中的有机物转化为含有H2、CO等可燃性气体的过程,因此煤气的有效成分主要是H2、CO和CH4等。
煤的干馏又称煤的焦化,是指煤与空气隔绝加强热时,煤分解成固态的焦炭、液态的煤焦油和气态的煤气(焦炉气)的过程。
4. 试根据不同的能源分类方法,对下列能源分类:(1)石油(2)氢气(3)乙醇(6)沼气(7)锂离子电池(8)煤(9)核能(10)电力(11)风能(12)潮汐能能源常规能源一次能源新能源可再生能源(如潮汐能)非再生能源(如煤炭、石油、沼气、核能)可再生能源(如风能)非再生能源二次能源锂离子电池、乙醇、电力、氢气、沼气等5.写出下列几种电池的电极反应和电池反应(化学反应方程式)(1)普通锌锰电池;锌锰电池可用下式表示:(-)Zn│ZnCl2,NH4Cl(糊状)│MnO2│C ( + )接通外电路放电时,负极上锌进行氧化反应Zn(s) Zn2+(aq) + 2e-正极上MnO2发生还原反应2MnO2(s) + 2NH4+(aq) + 2e-Mn2O3(s) + 2NH3(aq) + H2O电池总反应为Zn(s) + 2MnO2(s) + 2NH4+(aq)Zn2+(aq) + Mn2O3(s) + 2NH3(ag) + H2O(l) (2)碱性锌锰电池;碱性锌锰电池可用下式表示:(-)Zn│KOH(7~9 mol•L–1)│MnO2│C (+ )负极反应 Zn(s) +2OH -(aq) ZnO(s) + H 2O(l)+2e -正极反应 MnO 2(s) + 2H 2O(l) + 2e - Mn(OH)2(s) + 2OH -(aq) 电池反应 Zn(s) + MnO 2(s) + H 2O(l) ZnO(s) + Mn(OH)2(s)(3)铅蓄电池;铅蓄电池可用下式表示:(-)Pb│H 2SO 4│PbO 2 (+)放电时,反应为:负极反应 Pb(s)+ SO 42-(aq) PbSO 4(s) + 2e -正极反应 PbO 2(s) + 4H +(aq) + SO 42-(aq) + 2e -PbSO 4(s) + 2H 2O(l) 电池反应 Pb(s) + PbO 2(s) + 2H 2SO 4(aq) 2PbSO 4(s) + 2H 2O(l)(4)氢镍电池;氢镍电池可用下式表示:│H 2│KOH │NiO(OH)│C ( + ) 放电时,反应为:负极反应 H 2(g) + 2OH -(aq) 2H 2O(l) + 2e -正极反应 2NiO(OH)(s) + 2H 2O(l) + 2e - 2Ni(OH)2(s) + 2OH -(aq)电池反应 H 2(g) + 2NiO(OH)(s) 2Ni(OH)2(s)(5)锂离子电池;锂离子电池的符号表达式为:(一)C n │LiClO 4-EC +DEC │L iMO 2(+)充放电时,反应为: 正极反应 LiMO 2 Li 1–x MO 2 + xLi + + xe —负极反应 nC + xLi + + xe — Li x C n 电池反应 LiMO 2+nC Li 1–x MO 2 + Li x C n(6)碱性氢氧燃料电池。
碱性氢氧燃料电池反应可由下式表示:(一)C│H 2│KOH│O 2│C ( + )负极反应 H 2(g) + 2OH -(aq) 2H 2O(l) + 2e -正极反应 O 2(g) + 2H 2O(l) + 4e - 4OH -(aq)电池反应 2H 2(g) + O 2(g) 2H 2O(l)6. 煤和由煤与水蒸气反应(C (s )+H 2O (g )) = H 2(g )+CO (g ))而得的水煤气(CO 充电放电 充电放电 放电 充电与H2等物质量的混合物)都可用做燃料,设煤含碳80%,其余可燃成份忽略不计。
试通过计算说明,在实际应用中以水煤气代替煤作燃料的优缺点。
(提示:在任何能量转换过程中,总会有一些能量变成热而扩散到环境中。
例如,欲往某体系输入xkJ的热量,实际上提供的热量要远多于x kJ)。
解:1mol纯煤完全燃烧放出热量为:C(s)+ O2(g)=CO2(g)Θ∆H/(kJ.mol–1) 0 0 –393.51mfΘH 1 = –393.51 – 0 – 0 = – 393.51 kJ.mol–1∆rm1mol纯煤转化为水煤气,然后完全燃烧放出的热量由下列反应实现:(1)C(s)+ H2O(g))= H2(g)+CO(g)ΘH/(kJ.mol–1) 0 –241.82 0 –110.525∆fmΘH= –110.525 – (–241.82) – 0 = 131.295 kJ.mol–1∆rm(2)CO(g)+ 1/2 O2(g)= CO2(g)ΘH/(kJ.mol–1) –110.525 0 –393.51∆fmΘ∆H,2= –393.51 – (–110.525) – 0 = –282.985 kJ.mol–1rm(3)H2(g)+ 1/2 O2(g)=H2O(g)ΘH/(kJ.mol–1) 0 0 –241.82∆fmΘH,3= –241.82 – 0– 0 = –241.82 kJ.mol–1∆rmΘ∆H= Δf HΘm,1 + Δf HΘm,3 + Δf HΘm,3rm= 131.295 + (–282.985) + (–241.82)= – 393.51 kJ·mol–1由计算可见两种方法释放的反应热相同。
但是在实际应用中,由于煤与水蒸气反应的转化率不可能达到百分之百,同时能量的转换过程中,总会有一些能量变成热而扩散到环境中,因此实际上由煤转化成水煤气燃烧所放出的热量要远小于单纯煤燃烧放出的热量。