(优选)腐蚀热力学
无机及分析化学期中试卷(试题)优选全文
最新精选全文完整版（可编辑修改）常熟理工学院2011～2012学年第一学期《无机及分析化学》期中考试试卷试题总分： 100 分 考试时限：120 分钟一、选择题（每空11. 已知K a (HAc) = 1.8⨯10-5，K a (HCN) = 6.17⨯10-10，K b (NH 3) = 1.8⨯10-5 浓度相同的 NaCl ，NH 4Ac ，NaAc 和NaCN 水溶液，按它们的c (H +)从大到小排列的顺序为：……..........................................................................( )A. NaCl>NaAc>NH 4Ac>NaCN ；B. NaAc>NaCl ≈ NH 4Ac>NaCN ；C. NaCl≈NH 4Ac>NaAc>NaCN ；D. NaCN>NaAc>NaCl ≈ NH 4Ac 。
2. 下列各各实验数据中，有效数字为四位的是……………………………………..……….…………………….( )A. c (H +) = 0.0205；B. pH = 10.42；C. w (CaCO 3) =92.12%；D. p K a =11.80。
3. 0.01mol.L -1某一元弱酸能被准确滴定的条件是…………....……………………................................................( )A. K a θ≥10-6；B. K a θ≥10-8；C. K b θ≥10-6；D. K b θ≥10-8。
4. 使人体血液pH 值维持在7.35左右的主要缓冲系统是………………………………...……………………….…( )A. NaAc + HAc[K a (HAc) =1.8⨯10-5]；B. NaHCO 3+H 2CO 3[K a1(H 2CO 3) = 4.3⨯10-7]；C. Na 2CO 3+NaHCO 3[K a2(H 2CO 3)=5.6⨯10-11]；D.NH 4C1+NH 3⋅H 2O[K b (NH 3⋅H 2O)=1.77⨯10-5]。
化工基础概论第十章硫酸
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(2)焙烧操作条件
温度 提高温度有利于增大 O2 通过氧化层的扩散速率，可加快 FeS 焙烧速率， 提高 FeS2 分解速率。但温度太高，使矿料熔融，引起炉内结疤，会破坏炉内正 常操作。焙烧温度一般控制在 850~950℃。 矿粒度 矿粒度决定气固相接触表面积和 O2 通过氧化铁层的扩散阻力。矿粒度 小，接触面积越大，O2 易扩散到矿粒内部，提高焙烧反应速率。但矿粒度小会 导致炉气含矿尘多，给净化带来困难。 氧浓度 O2 浓度增加，可加快 O2 通过矿粒表面氧化铁层的扩散速度，提高硫铁 矿焙烧速率。但氧浓度过高，生成的 SO2 在 Fe2O3 的催化作用下变为 SO3，生成 的酸雾多，加重净化负荷。
1、硫铁矿的预处理
硫铁矿主要成分 FeS2，还含有铜、锌、铅、砷、镍、钻、硒等的硫化物和氟、 钙、镁的碳酸盐和硫酸盐及少量的银、金等。硫铁矿含硫量为 30-50%，25％以 下则为贫矿。含硫越高，焙烧时放出热量越大。 硫铁矿的粒度影响焙烧反应速率和脱硫程度，还关系到焙烧的操作状态。 块状硫铁矿和含煤硫铁矿需进行破碎和筛分。大矿石破碎至 35~45mm 以下，再 细碎，使碎粒小于 3~6mm，再送入料仓或焙烧炉。
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硫酸的生产方法
硫酸的生产原料 接触法硫酸生产基本方法
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硫酸的生产原料
生产硫酸的原料主要有硫磺、硫铁矿、硫酸盐及含硫工业废物。 硫磺是理想原料(含硫 99.5%)，原料纯，流程简单、投资少、成本低。世界上天然硫矿主要分布在美、 日、意、墨西哥等国。随着石油化工的发展，可从石油、天然气中回收硫。 硫铁矿是世界上大多数国家生产硫酸的主要原料。分有普通硫铁矿、浮选硫铁矿和含煤硫铁矿。普通 硫铁矿有金属光泽，呈金黄色，又称黄铁矿，是硫化物中分布最普遍的矿物，含硫 25% ~52%，含铁 35% ~44%。浮选硫铁矿是浮选铜或锌、锡的废矿，又称尾砂，其含硫量一般为 35%；含煤硫铁矿一般含硫 35％~40%，含碳 10％~20%。 硫酸盐有石膏(CaSO4)、芒硝(Na2SO4)和明矾石[KA13(OH)6(SO4)2]等，这些原料生产硫酸，还可生产其它 产品。如用石膏生产硫酸和水泥，芒硝生产硫酸、纯碱,明矾石生产硫酸和钾肥。 含硫废物指冶金厂、石油炼制副产气及低品位燃料燃烧废气中的 S02，炼焦的焦炉气和合成氨厂半水煤 气中的 H2S，及金属加工的酸洗液、炼厂的废酸与废渣。 采用哪种原料生产硫酸，取决于原料的来源和价格。我国 1997 年硫酸，以硫铁矿制酸占 71.52%，冶炼 烟气占 21.53%，硫磺占 5.44%，石膏占 1.2%。
(优选)热力学中熵的计算
总的微观态数：(即m从1到N求和)
N
C
m N
m 0
N
N!
2N
m 0 m!( N m)!
N
二项式定理： ( x y)N
C
m N
xm
yN m
m0
N
(1 1) N
C
m N
m 0
所以，对应该宏观态的几率为
PNm
m!( N
N! m)!2N
m=N/2时的几率为宏观态中的最大几率：
PN /2 N
1V
V1
A
B
S > 0证实了 理想气体自由膨胀是不可逆的。
§4 热力学第二定律的统计意义
从统计观点探讨过程的不可逆性和熵的微观意义， 由此深入认识第二定律的本质。 4.1 不可逆过程的统计性质 （以气体自由膨胀为例）
AB
一个被隔板分为A、B相等 两部分的容器，装有4个涂 以不同颜色分子。
开始时，4个分子都在A部，抽出隔板后分子将向 B部扩散并在整个容器内无规则运动。隔板被抽出后， 4分子在容器中可能的分布情形如下图所示：
单位质量融解需要的热量 解 在本题条件下，冰水共存。若有热源供热则发生 冰向水的等温相变。利用温度为273.15+dT的热 源供热，使冰转变为水的过程成为可逆过程。
1.00kg冰融化为水时的熵变为
S2 S1
2 Q 1
1T T
2
Q
Q
m
h
1.22kJ
/
K
1
TT
3 不可逆过程的熵变计算
当系统由初态A通过一不可逆过程到达末态B时 求熵变的方法：
在上例中，均匀分布这种宏观态，相应的微 观态最多，热力学几率最大，实际观测到的 可能性或几率最大。对于1023个分子组成的 宏观系统来说，均匀分布这种宏观态的热力 学几率与各种可能的宏观态的热力学几率的 总和相比，此比值几乎或实际上为100%。
选修优选热力学第一定律教案
第 3 节热力学第必然律目标导航1．知道热力学第必然律的内容及其表达式2．理解能量守恒定律的内容3．认识第一类永动机不能能制成的原因诱思导学1.热力学第必然律（1）. 一个热力学系统的内能增量等于外界向它传达的热量与外界对它所做的功的和。
这个关系叫做热力学第必然律。
其数学表达式为：U=W+Q（ 2）. 与热力学第必然律相般配的符号法规做功 W热量Q内能的改变U系统从外界吸取外界对系统做功系统的内能增加热量取负值系统对外界做功系统向外界放出系统的内能减少“－”热量（3）热力学第必然律说了然做功和热传达是系统内能改变的量度，没有做功和热传达就不能能实现能量的转变或转移，同时也进一步揭穿了能量守恒定律。
（4）应用热力学第必然律解题的一般步骤：①依照符号法规写出各已知量（ W、Q、 U）的正、负；②依照方程U=W+Q求出未知量；③再依照未知量结果的正、负来确定吸热、放热情况或做功情况。
2.能量守恒定律⑴. 自然界存在着多种不相同形式的运动，每种运动对应着一种形式的能量。
如机械运动对应机械能；分子热运动对应内能；电磁运动对应电磁能。
⑵. 不相同形式的能量之间能够互相转变。
摩擦能够将机械能转变成内能；火热电灯发光能够将电能转变成光能。
⑶. 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转变成另一种形式，也许从一个物体转移到其余物体，在转变或转移的过程中其总量不变。
这就是能量守恒定律。
(4). 热力学第必然律、机械能守恒定律都是能量守恒定律的详尽表现。
(5). 能量守恒定律合用于任何物理现象和物理过程。
(6).能量守恒定律的重要意义第一，能量守恒定律是支配整个自然界运动、发展、变化的宽泛规律，学习这个定律，不能够满足一般理解其内容，更重要的是，从能量形式的多样化及其互相联系，互相转变的事实出发去认识物质世界的多样性及其宽泛联系，并的确成立能量既不会凭空产生，也不会凭空消失的见解，作为今后学习和生产实践中办理一的确责问题的基本指导思想之一。
腐蚀与防护-第十四章-腐蚀控制方法
➢防止环境诱发破裂（应力作用下的 腐蚀）
环境诱发破裂是由机械应力和腐蚀联 合作用产生，包括应力腐蚀破裂和腐蚀 疲劳。防止这类破坏的措施旨在消除拉 应力、交变应力的腐蚀环境，如尖角以 圆角过渡，如果可能时使两者一并除去
➢设备和构筑物的位置要合理
设备装置的布置应尽量避免相互之间可能产 生的不利或有害影响，如贮液设备、液体输送 设备或排泄设备应与电控设备留有一定的安全 距离。
境 染 性 和 酸 酸酸 和
酸水氧 氟
性溶非
非
化酸
大液氧
氧
性和
气
化
化
溶烧
介
介
液碱
质
质
液
B 材料的物理、机械和加工性满足设备或物 件的设计与制造要求
结构材料耐蚀性、机械性能(如强度、硬度、弹 性、塑性、冲击韧性、疲劳性能等)、物理性能 (如耐热、导电、导热、光、磁及密度、比重等)、 工艺性能(如机加工、铸造、焊接性能等)达标。
（5）防腐蚀工艺设计
金属材料在加工制造、装配及贮运等过程中，可能发生 腐蚀或留下腐蚀隐患．因此必须重视防腐蚀工艺设计。
速度＜0.05 mm/y
腐蚀速度 0.05~0.5 mm/y 腐蚀速度 0.5~1.5 mm/y 腐蚀速度>1.5 mm/y
C 腐蚀试验
• 进行腐蚀试验。资料中所列的使用条件未 必与实际使用条件完全一致
• 腐蚀试验应是接近十实际环境 • 腐蚀实验可分为：实验室试验、现场挂片
试验、实物试验 • 获得可靠的材料腐蚀性能数据
材料 （1）选择恰当的耐蚀材料（预定环境）
（2）研制更优良耐蚀性能的新材料（使用环境中）
环境 降低环境对金属材料的腐蚀性。 界面 （1）避免设备暴露表面局部区域条件强化
(优选)基础有机化学第三版邢其毅下册考题选编和答案
3. 请写出下列化合物的优势构象式。
（1） 答案：
（1）
（2）
（2）
第43页，共156页。
4. 请画出(2R,3R)-2-氯-3-溴戊烷的锯架式、伞式、纽曼式 和费歇尔投影式。
答案：
H H3C
Cl
伞式
Br
C2H5 H
H3C
C2H5 H
Cl
锯架式
Br
H3C H
C2H5
Br H
H Cl
C2H5
Br
H
6.下列化合物有芳香性的是
（A）六氢吡啶
（B）四氢吡咯
（C）四氢呋喃
（D）吡啶N-氧化物
答案：D
说明：上述化合物中，只有吡啶N-氧化物含有封闭的 环状的(4n+2)电子的共轭体系，即符合(4n+2)规则。
所以正确选项为（D）。
第9页，共156页。
7. 室温条件下，除去少量噻吩的方法是加入浓硫酸，震荡，分离。其原因是
（A）单萜
（B）半萜
（C）倍半萜
（D）双萜
答案：A 说明：绝大多数萜类化合物分子中的碳原子数是异戊二 烯五个碳原子的倍数，所以萜类化合物可以按碳原子数 分类。含10个碳原子即两个异戊二烯结构单元是单萜， 所以正确选项是（A）。
第13页，共156页。
二、填空题
填空题1 填空题3 填空题5 填空题7 填空题9
（B）葡萄糖和甘露糖是一对C1差向异构体 （C）在碱性条件下，葡萄糖和果糖能经差向异构化互变 （D）在碱性条件下，葡萄糖和甘露糖能经差向异构化互变
答案：D 说明：葡萄糖和甘露糖是一对C2差向异构体 ，所以（A） 和（B）均不对。葡萄糖是醛糖，果糖是酮糖，不是差 向异构体，所以（C） 也不对。正确答案是D。
华中科技大学工程化学试卷(大一下)·优选.
《工程化学》试卷(2010.6)班级 学号 姓名 成绩(可能用到的基本物理常数：R ＝8.31J·mol -1·K -1，F ＝96500C·mol -1)一、填空题（每空0.5分，计20分）1、已知反应2H 2O(g)=2H 2(g)+O 2(g)，∆r H Ө=483.6kJ ⋅mol -1 , 则∆f H Ө(H 2O,g)= -241.8kJ.mol -12、在密闭容器中进行的反应A(s)+2B(g)=2G(g)+D(g)，∆H Ө＜0，达到平衡后，若单独发生下列情况时，K Ө和平衡如何变化：(1) 加入反应物A(s)，K Ө 不变 ，平衡(2) 增大体积，K Ө 不变 ，平衡 右移 ；(3) 升高温度，K Ө 降低 ，平衡3、298K 下，对于反应：N 2 (g )+3H 2(g ) = 2NH 3(g )，∆r H θ= -92.2 kJ•mol -1，若降低温度，则：∆r H θ基本不变 ，∆r S θ 基本不变 ，∆r G θ 增大 。
（增大、减小或基本不变）4、一元弱酸HCN 的稀溶液，加水稀释，HCN 的解离度将 增加 ，溶液的c (H +) 将 减小 ，HCN 的解离常数将 不变 。
5、物质H 2O 和H 2PO 4-的共轭酸分别是 H 3O +(或H +) 、 H 3PO 4 ，其共轭碱分别是OH - 、 HPO 32- 。
6、原电池是把 化学 能转化为 电 能的装置；负极发生 氧化 反应，正极发生还原 反应，电子由 负（或阳） 极流向 正（或阴） 极。
7、已知)/(2-Cl Cl θϕ=1.358V ；)/(2-I I θϕ= 0.5355V ；)/(23++Fe Fe θϕ=0.771V ，则上述电对中，最强的氧化剂是 Cl 2 ，最强的还原剂是 I - 。
8、29Cu 元素原子的核外电子排布式为 1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 1 ，有 1 个未成对电子，Cu 2+的外层电子构型为 1s 22s 22p 63s 23p 63d 9 ，未成对电子数为 1 。
超高纯石英材料的热力学性质研究及其应用
超高纯石英材料的热力学性质研究及其应用超高纯石英材料是一种具有广泛应用前景的特殊材料，因其出色的物理化学性质而受到广泛研究。
本文将围绕超高纯石英材料的热力学性质展开讨论，并探讨其在现实生活中的应用。
首先，让我们了解热力学性质是如何与超高纯石英材料相关的。
热力学是研究能量转化与传递的学科，通过研究物质的热力学性质可以揭示其宏观行为和性能。
超高纯石英材料是一种纯度高达99.995%以上的石英晶体，具有优异的物理化学性质，如高温稳定性、优良的光学透明性、高机械强度等。
研究其热力学性质可以帮助我们更好地理解其独特的性质和潜在应用。
在石英材料的研究中，热力学性质的研究主要包括热容、热导率和热膨胀系数等方面。
热容是物质在温度变化过程中吸收或释放的热量与温度变化之间的关系。
石英材料的热容随温度的变化是非常有意义的，可以帮助研究者了解其在不同温度下的热稳定性和热导性能。
另一个重要的热力学性质是热导率。
热导率是一个物质传导热量的能力，它代表了物质在温度梯度下的热传导能力。
超高纯石英材料具有较低的热导率，这使得它在高温环境下具有出色的热阻隔性能，因此在一些高温环境下的绝热保护中得到了广泛应用。
除了热容和热导率，石英材料的热膨胀系数也是一个重要的热力学性质。
热膨胀系数描述了物质在温度变化过程中体积变化的程度。
超高纯石英材料具有较低的热膨胀系数，这使得它在高温环境下具有出色的稳定性和耐热性，因此在光学仪器、半导体电子器件等领域得到了广泛应用。
超高纯石英材料的热力学性质研究为其在多个领域中的应用提供了理论基础和技术支持。
首先，它在光学领域具有广泛应用。
由于其优异的光学透明性，超高纯石英材料被广泛应用于光学仪器、光纤通信、光学传感器等领域。
其低热膨胀系数和热稳定性使得超高纯石英材料成为制造高精度光学元件的理想材料。
其次，超高纯石英材料在电子领域也有重要的应用。
由于其良好的电绝缘性能和耐高温性能，超高纯石英材料常被用作半导体电子器件的基底材料。
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（7）非平衡电极电位
Fe
Fe 2+
Fe 2+ Fe H2 2H+
H2 2H+
电极反应达到电荷交换平衡可逆，物质交换不平衡可逆. 阳极反应： Fe Fe 2+ + 2 e ( ia) 阴极反应： 2H+ + 2e H2 ( ik) 平衡时：ia = ik 但 Fe Fe2+ + 2e H H+ + e 非平衡电位特点：
＝ Ψ（I）－ Ψ（II）＋ Χ（I）－ Χ（II） 若I/II相化学成分相同时，由于无化学作用，
所以： ΔΦ（I-II）＝ Ψ（I）－ Ψ（II） 可测
（利用这一点，可以进行电池电动势的测量）
绝对电极电位
ΔΦM＝ Φ（M）－ Φ（sol）
例：Zn|ZnSO4(a1)||CuSO4(a2)|Cu
(I) (II)
(III) (IV)
ΔΦZn＝ Φ（I）－ Φ（II）
Cu | Zn|ZnSO4(a1)||CuSO4(a2)|Cu
(IV') (I) (II)
(III) (IV)
所以，实测锌电极的绝对电极电位
ΔΦZn＝ （Φ（ IV’ ）－ Φ（I））＋（Φ（I）－ Φ（II）） ＝ Φ（ IV’ ）－ Φ（II） 不可测电位
Principles of Metallic Corrosion
（优选）腐蚀热力学
第二章 金属电化学腐蚀倾向的判断
1.电极电位 2.金属电化学腐蚀倾向的判断 3.电位-pH图 4.腐蚀原电池 5.腐蚀原电池的类型
§1.电极电位
1.电位和电位差 电位： 单位正电荷从无穷远处移至某点，反抗电场
作用力所作的电功。单位：焦耳/库仑，伏特 电位差： 两点之间的电位之差。
Zn2
Zn
2F
电位
对电解质i，i io RT ln ai
则：
e,Zn
o(II ) Zn2
RT ln aZn2 2F
o(I) Zn
o e,Zn
Байду номын сангаасRT ln aZn2 2F
Fe
Fe 2+ + 2e
Fe 2+ + 2e
Fe
Fe
Fe 2+
电荷平衡： ia = ik
Fe 2+
Fe
物质平衡： M ～ Mn+
电荷平衡，物质不平衡 不满足Nernst关系 只能通过实验获得 腐蚀电位或偶合电位
§2 金属电化学腐蚀倾向的判断( 3种判断方法 )
= (Φ(V’) －Φ(II))+ (Φ(II)－Φ(III)) + (Φ(III) －Φ(V))
= ΔΦZn － ΔΦH =φZn － φH
=φZn
(5)相间电位差的产生
双电层的存在是相间电位差产生的原因。当两 种不同的相互相接触时，在相界面上可能发生带 电粒子的转移，结果在两相中都会产生剩余电荷， 它们集中在相界面两侧形成双电层，从而产生相 间电位差。
I/II相：Zn2+（I）≒Zn2+（II） ∴
(I )
(II )
Zn2
Zn2
IV’/I相：2e（I）≒2e（II）
∴ (I)
( IV / )
2e 2e
(I )
(I)
( II )
( IV / )
2 Zn2
e
2 Zn2
e
2F (I ) Zn2
(I ) Zn2
(I) Zn2
2F (II ) Zn2
电化学：
ii = 0
在电场作用下，两相电化学位不同相间粒子转 移，带电粒子自发的从高电化学位相转入低电化学 位相，直到两相的电化学位相等。
ii = 0
Mn • ne Mn ne
此时在金属/溶液界面上建立一个 不变的电位差值－平衡电极电位
以Cu（IV’） | Zn（I）|ZnSO4(a1)（II）为例：
吸 附 双
带电质点两相间 的转移，两相界 面出现剩余电荷
荷电粒子在表层吸
附－界面层与溶液
相出现电荷层
偶极分子在界面的
＋－
＋－＋
定相排列或表面原
＋ －＋ 子或分子极化
电 ＋－
＋－＋
＋ －＋
层 ＋－ ＋－
＋－＋ ＋－＋
＋ －＋ ＋ －＋
＋－
＋－＋
＋ －＋
双电层类型 （1）赫姆荷茨双电层（紧密双电层） （2）斯特恩模型双电层（紧密－分散双电层）
( II ) Zn2
( II ) Zn2
(I )
e
(I) e
Fe(I )
F (IV / ) e
( IV / ) e
( IV / ) e
∴
(I ) 2F Zn2
( II ) Zn2
( II ) Zn2
(I ) Zn2
(IV / )
(I)
e
e
( IV / )
(I)
e
e
F
锌ΔΦ的绝＝对Φ电极电位－为Φ： ＝ （ IV’ ）
（II）
(II )
2 Zn2
(I ) Zn2
( IV / )
(I )
e
e
(II )
(I )
Zn2
Zn
( IV / ) e
Zn
2F
F
2F
若采用相对电极电位来表示平衡电极电位，则： 标准电极
e,Zn
( II )
(I)
△Φab＝Φa－Φb △Φba＝Φb－Φa
2.相内电位和电化学位
（1）相内电位
Φ（I）＝ Χ（I）＋ Ψ（I）
Ψ（I）外电位：从无穷远处移至物质相表层处 可测电位 Χ（I）表面电位： 从物质表面克服相M表层偶极子构成的电场
力做的功 不可测电位
（2）电化学位
将1mol带电离子Mn+自无穷远处移入到物体 相M内部，所涉及的化学功和电功之和能量。
nF (I)
(I)
(I)
M n
M n
（3）电极和电极电位
1mol的Mn＋共携带nF库仑 的正电荷的电量
以金属/溶液来说 例：Cu/CuSO4电极 I相 Φ（I）＝ Χ（I）＋ Ψ（I）
II相 Φ（II）＝ Χ（II）＋ Ψ（II）
则两相的电位差为： ΔΦ（I-II）＝ Φ（I）－ Φ（II）不可测
1943年诺贝尔物理学奖授予美 国宾夕法尼亚州皮兹堡的卡内 奇技术学院的德国物理学家斯 特恩（Otto Stern，1888—— 1969），以表彰他在发展分子 束方法上所作的贡献和发现了 质子的磁矩。
（6）平衡电极电位
化学热力学：
化学位不同 相间粒子转移，粒子自发地从高化 学位相转入低化学位相，直到两相化学位相等。
（4）相对电极电位
通过测量电池电动势的方法测出电极电位的相对变化值.
例： Cu | Zn|ZnSO4(a1)|| H2,H+(a2)|Pt|Cu
(V') (I) (II)
(III) (IV) (V)
E= (Φ(V’)－Φ(I))+ (Φ(I)－Φ(II))+ (Φ(II)－Φ(III))
+ (Φ(III)－Φ(IV))+ (Φ(IV)－Φ(V))