丁烯醛及丁烯醛-乙醛二元体系汽液相平衡模拟
2015年5月 CIESC Journal
May 2015第66
卷 第5期 化 工 学 报 V ol.66 No.5
丁烯醛及丁烯醛-乙醛二元体系汽液相平衡模拟
杨华明1,2，张敏华1,2，马静1,2
（1天津大学石油化工技术开发中心，绿色合成与转化教育部重点实验室，天津 300072；
2
天津化学化工协同创新中心，天津 300072）
摘要：采用Gibbs 系综Monte Carlo 方法，对TraPPE-UA 力场中缺失的烯醛类力场参数进行了补充和验证，为模拟含烯醛体系汽液相平衡奠定基础。分别使用B3LYP 6-311G (d, p)和MP2 6-31G (d, p)方法计算了丁烯醛分子中缺失的键参数、二面角扭转项参数。采用构建的丁烯醛分子的TraPPE-UA 力场参数,分别计算了丁烯醛纯组分、丁烯醛与乙醛二元体系的汽液相平衡数据，并将模拟结果与实验值进行比较。丁烯醛纯物质模拟结果与实验数据相比液相密度偏差为0.28%～1.23%，模拟结果表明构建的TraPPE-UA 力场对丁烯醛分子具有较高的模拟精度。丁烯醛与乙醛二元体系的模拟结果与实验数据相比最小误差为0.13%，但随着温度上升有增大趋势，最大误差为7.44%。
关键词：丁烯醛；Gibbs 系综Monte Carlo ；相平衡；力场；计算机模拟；统计热力学 DOI ：10.11949/j.issn.0438-1157.20141624
中图分类号：O642.4+2 文献标志码：A 文章编号：0438—1157（2015）05—1627—06
Vapor-liquid equilibrium simulation for crotonaldehyde and
its mixture with ethanal
YANG Huaming 1,2 , ZHANG Minhua 1,2, MA Jing 1,2
（1Key Laboratory for Green Chemical Technology of Ministry of Education , R & D Center for Petrochemical Technology , Tianjin University , Tianjin 300072, China ; 2Collaborative Innovation Center of Chemical Science and Engineering (Tianjin ),
Tianjin 300072, China ）
Abstract : Gibbs ensemble Monte Carlo method with TraPPE-UA force field was used to study the vapor-liquid phase equilibrium of systems containing crotonaldehyde. To lay the foundation for the vapor-liquid phase equilibrium simulation, quantum chemistry calculations with B3LYP 6-311G (d, p) and MP2 6-31G (d, p) basis sets were firstly performed to obtain the lacking bond parameters and torsional parameters for crotonaldehyde molecular. Based on these parameters, a new TraPPE-UA force field was developed. Vapor-liquid phase equilibrium data of pure crotonaldehyde and its mixture with ethanal were calculated using the new force field and compared with experiment data. The saturated liquid densities of pure crotonaldehyde predicted by the new force field were in close agreement with experimental results, with deviations from 0.28% to 1.23%. This demonstrated that the new TraPPE-UA force field manifested high simulation precision for crotonaldehyde. For the binary system consisting of crotonaldehyde and ethanal, the deviation between simulations and experiments increased with rising temperature, and the minimum and maximum values were 0.13% and 7.44%, respectively.
2014-10-29收到初稿，2015-01-22收到修改稿。
联系人：马静。第一作者：杨华明（1990—），男，硕士研究生。基金项目：国家自然科学基金项目（21406156）。
Received date : 2014-10-29.
Corresponding author : Dr. MA Jing, majing0027@https://www.wendangku.net/doc/2015773633.html, Foundation item : supported by the National Natural Science Foundation of China (21406156).
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Key words:crotonaldehyde; Gibbs ensemble Monte Carlo; phase equilibria; force field; computer simulation; statistical thermodynamics
引言
丁烯醛又名巴豆醛，是一种无色、易燃，具有催泪性，在水中溶解度适中，在有机溶剂中易溶的醛类物质[1]。其工业应用广泛，常用于食品防腐剂、酵母和霉菌抑制剂山梨酸的制备，也可用作酒精抑制剂和四乙基铅的稳定剂等[2]。我国现有的乙烯氧化法生产乙醛[3]装置主要采用的德国弗里德里希x 伍德有限公司设备[4]，在生产乙醛的同时副产丁烯醛。因此，有效地把副产品丁烯醛从乙醛中进行回收利用是提高工厂经济效益的有效途径，同时可以获得高质量要求的乙醛产品。
流体的汽液相平衡数据是分离技术以及分离设备开发和设计的理论基础。因不受实验条件、体系稳定性等限制，分子模拟法[5-7]成为实验测定方法外又一重要的相平衡数据获取途径。同时，其还具有计算周期短、计算成本低等优势。Gibbs系综Monte Carlo法[8-10]（GEMC）因不考虑相边界条件，无须计算化学势，被广泛地应用于流体相平衡的计算中。Gibbs系综Monte Carlo法计算汽液相平衡数据的准确性直接与力场相关。常见的力场有TraPPE 力场[11-12]、OPLS力场[13]、AUA力场[14]等。
其中，美国明尼苏达大学Siepmann课题组开发的TraPPE力场参数是通过拟合液相及临界点实验数据所得，因此在汽液相平衡计算方面较为准确。同时，联合原子力场（UA）的计算速率要高于全原子力场（AA）的计算速率。Siepmann课题组已经分别对正构烷烃[8]，直链和支链烯烃[11]，醚、酮、醛类[12]等体系进行了系统性研究，并补充了相关基团的非键作用参数及键参数，将该力场应用于相关物质纯组分及混合组分的汽液相平衡计算中，取得了相当高的准确度。然而，TraPPE力场中关于烯醛类的参数还不完善，如缺少烯醛类物质的键长和二面角扭转项参数。本文以TraPPE-UA力场为基础，采用基于第一性原理的量子化学方法对缺少的键长参数和二面角扭转项参数进行了计算，补充了丁烯醛中缺失的力场参数。采用构建的力场参数计算了丁烯醛纯组分、丁烯醛与乙醛二元体系的汽液相平衡数据，并将计算结果与实验数据进行了比较，以期为化工分离过程提供基础数据。1 力场模型
TraPPE-UA为TraPPE联合原子力场，即将CH x
（0≤x≤4）基团作为一拟原子，作用中心在C原
子上。键相互作用参数[11-12]中，键长采用固定键长
形式（表1）。
表1TraPPE-UA力场中丁烯醛及乙醛键参数
Table 1 Bond parameters of crotonaldehyde and ethanal
in TraPPE-UA force field
Bond Molecule r/nm
CH3CH crotonaldehyde 0.154
CH CH crotonaldehyde 0.133
CH O crotonaldehyde/ethanal 0.1217
CH3CH ethanal 0.152
被两原子键分开的三原子间通过谐波弯曲势
能相互作用
()2
bend eq
2
k
uθθθ
=?(1) 式中，kθ、θ、θeq分别为力常数、键角以及平
衡键角（表2）。
被三原子键分开的四原子间通过余弦形式的
扭转势能交互作用
()()()
tors0123
1cos1cos21cos3
u c c c c
φφφ
=+++?++ (2) 式中，φ和c i分别为扭转角和系数项。而中间
键为双键的反式结构，采用固定二面角，d为固定
二面角扭转项参数（表3）。
表2TraPPE-UA力场中丁烯醛及乙醛弯曲项参数
Table 2 Bend parameters of crotonaldehyde and ethanal
in TraPPE-UA force field
Bend θ/(°) (kθ/k B)/K CH 3CH CH 119.7 35210 CH CH CH 119.7 35210 CH 3CH O 121.4 31250 表3TraPPE-UA力场中丁烯醛及乙醛扭转项参数
Table 3 Torsion parameter of crotonaldehyde and ethanal
in TraPPE-UA force field
Torsion d/ K φ/rad
CH3CH CH CH (trans) 13400 0
第5期 杨华明等：丁烯醛及丁烯醛-乙醛二元体系汽液相平衡模拟
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非键交互作用是由Lennard-Jones （LJ ）作用和库仑势能组成
12
6
()44πij
ij i j ij ij ij
ij ij q q
u r r r r σ
σε????????=?+??????????????
??
(3) 式中，r ij 、εij 、σij 、q i 和q j 分别为原子间距、LJ 阱深参数、LJ 半径，以及原子i 和j 的局部电荷（表4）。本计算过程中，LJ 参数通过迁移TraPPE 力场参数[11-12]获得，电荷进行自动分配。
表4 TraPPE-UA 力场中丁烯醛及乙醛非键相互作用参数 Table 4 TraPPE-UA force field parameters for nonbonded
interactions of crotonaldehyde and ethanal
Pseudo-atom Molecule
σ/nm (ε/k B )/K
CH 3(sp 3) crotonaldehyde/ethanal 0.375 95.0
CH(sp 2) crotonaldehyde 0.385 78.5 CH(sp 2) crotonaldehyde/ethanal 0.352 54.0 O(sp 2) crotonaldehyde/ethanal 0.305 79.0
分子间相互作用通过Lorentz-Berthelot （LB ）混合规则进行计算
(
)1
,
2
ij ii jj ij σσσε=+= (4)
2 计算细节
2.1 键长及扭转项参数计算
对于丁烯醛分子中缺失的CH CH 键长及二面角CH CH CH O 扭转项参数，采用量化方法对其进行计算。计算分别选用B3LYP [1,15]方法和MP2[16]方法，对应基组分别为6-311G (d, p)和6-31G (d, p)。搭建分子模型，并进行结构优化，对其进行频率扫描探测有无虚频，获得丁烯醛分子缺失键长。以最优构型为初始构型进行步长2°，步数180的势能扫描，从而获得二面角的扭转能。 2.2 GEMC 计算
计算使用MCCCS Towhee [17]软件，采用补充后的TraPPE-UA 力场参数对丁烯醛纯物质、丁烯醛与乙醛二元体系进行了GEMC 计算。丁烯醛纯组分计算使用500个分子，丁烯醛与乙醛混合物计算共使用500个分子。计算首先进行2000000步MC 运动进行预平衡，之后进行3000000步MC 运动进行平衡。通过比较预平衡中的块平均密度，2000000步足够使体系趋于平衡状态。模拟过程中，体积变化概率、粒子交换概率、分子再生长概率、平动和转动概率分别为0.2%、15.8%、28%、28%和28%。对于二元组分的计算，初始体积及分子数的设定值
需要同最终平衡值进行比较，并保证它们之间的差
值不大[18]。
3 结果与讨论
3.1 键参数
分别采用B3LYP 和MP2方法对丁烯醛分子进行结构优化（图1），其键长值见表5。两种方法所得键长参数相差0.0001 nm ，与实验值[1]相比相差0.0002 nm 。本文选用0.1469 nm 作为TraPPE-UA 力场中丁烯醛缺少的CH CH 键参数，进行GEMC 计算。
图1 丁烯醛优化后结构
Fig.1 Optimizational structure of crotonaldehyde 表5 TraPPE-UA 力场中CH CH 键长参数 Table 5 Bond parameter of CH CH in
TraPPE-UA force field
Bond r /nm (B3LYP)
r /nm (MP2)
r /nm (exp)
CH
CH 0.1469 0.1468 0.1470
对CH CH CH O 二面角进行扭转并分别采用B3LYP 和MP2方法计算新构型能量，将计算所得扭转能代入式(2)进行拟合获得扭转项参数。拟合结果如图2、表6所示。
表6 TraPPE-UA 力场中CH CH
CH O
二面角扭转项参数
Table 6
Torsional parameters of CH CH CH O in
TraPPE-UA force field
CH
CH
CH
O
Torsional (c 0/k B )/K (c 1/k B )/K (c 2/k B )/K (c 3/k B )/K B3LYP ?66.44 192.40 2478.88 210.00 MP2
?63.68
156.59 2156.49 186.57
图2中采用B3LYP 和MP2方法获得的扭转能曲线与拟合曲线吻合度较高，相关系数分别为99.862%和99.897%。本文选用拟合度稍高的MP2方法计算获得的二面角参数作为TraPPE-UA 力场中丁烯醛缺少的CH CH CH O 二面角参数，进
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图2 丁烯醛分子中CH CH CH O 二面角
扭转能拟合曲线
Fig.2 Torsional energies and fitting curves of
CH CH CH O in crotonaldehyde
行GEMC 计算。
3.2 丁烯醛纯组分汽液相平衡模拟
本文采用TraPPE-UA 力场，并采用新补充的键长和扭转项参数进行丁烯醛纯组分汽液相平衡模拟。临界温度和临界密度通过式(5)、式(6)[19-20]计算得到
v
c c ()2
l A T T ρρρ+=+? (5)
v c ()l B T T βρρ?=? (6)
式中，ρl 、ρv 、ρc 分别为液相、气相和临界密度，T 、T c 分别为对应温度和临界温度，A 、B 为可调参数，β为临界指数，一般设定为0.32。并将结果与实验值进行比较。计算结果如图3、表7所示。
从图3、表7中可以看出，丁烯醛液相密度的模拟结果与实验数据[21]相比，其误差最低为0.28%，最高为1.23%。产生误差的原因有：丁烯醛体系含有顺式丁烯醛、反式丁烯醛两种构型，其中反式丁烯醛含量高达95%以上，模拟过程中对此做近似处
图3 丁烯醛纯组分汽液相平衡数据
Fig.3 Vapor-liquid equilibria data of pure crotonaldehyde
experimental data; ● density from simulation; ▲ critical point by
experiment; ◆ critical point by simulation
表7 采用TraPPE-UA 力场计算的丁烯醛纯组分
汽液相平衡数据
Table 7 Vapor-liquid equilibria data of pure crotonaldehyde calculated by TraPPE-UA force field
Density in vapor Density in liquid
T / K ρcal /kg ·m ?3
ρcal /kg ·m ?3
ρexp /kg ·m ?3
Δdev /%
303.15
0.34±0.01 835±7 841 0.65 353.15 3.06±0.08 780±4 783 0.39 403.1510.4±0.4 717±6 720 0.52 453.1531.2±0.5 652±6 650 0.28 503.15
87.9±0.7 560±8
567 1.23
Note: Deviation of experimental data in liquid is 0.4%.
理；量子化学计算过程中，选用的方法本身存在微小误差。临界温度模拟结果为562.77 K ，与实验值571.15 K 相比误差为1.46%，临界密度模拟值为288.23 kg ·m ?3 ，与实验值280.36 kg ·m ?3相比误差为2.81%。通过将模拟值与实验值比较发现，采用TraPPE-UA 力场计算的汽液相平衡数据具有较高的准确性。
3.3 丁烯醛、乙醛二元体系的汽液相平衡模拟
本文采用TraPPE-UA 力场，并采用新补充的键长和扭转项参数对丁烯醛、乙醛二元体系的汽液相平衡进行了计算，压力条件为101325 Pa ，并将模拟
结果与实验值[3]进行比较。
实验数据是在101325 Pa 条件下，通过Rose 釜测量所得，经过活度系数方程验证，平均误差最高为0.56%，计算结果如图4、表8所示。
从图4、表8中可以看出，丁烯醛与乙醛二元体系的汽液相平衡数据的模拟结果与实验值相比，液相误差范围为0.82%～7.44%，气相误差范围为
第5期杨华明等：丁烯醛及丁烯醛-乙醛二元体系汽液相平衡模拟·1631
·
图4 丁烯醛与乙醛组分汽液相平衡数据
Fig.4 Vapor-liquid equilibria data of crotonaldehyde and
ethanal mixture
表8采用TraPPE-UA力场计算的丁烯醛与乙醛二元体系
汽液相平衡数据
Table 8 Vapor-liquid equilibria data of crotonaldehyde and ethanal mixture calculated by TraPPE-UA force field
Mole fraction of ethanal
in liquid Mole fraction of ethanol
in vapor
T/K
x exp.x cal.Δdev./%y exp.y cal.Δdev./% 295.64 0.932 0.940 0.82 0.991 0.990 0.13 301.47 0.751 0.789 5.22 0.987 0.961 2.77 312.42 0.477 0.509 6.70 0.943 0.901 4.45 335.28 0.223 0.235 5.82 0.828 0.787 4.47 344.47 0.134 0.142 5.97 0.663 0.625 5.73 370.23 0.0174 0.0188 7.44 0.155 0.144 7.09
0.13%～7.09%。相比于丁烯醛纯组分，丁烯醛与乙醛二元体系模拟结果的准确性略差，这与二元体系的相互作用相比于纯组分更为复杂有关，需要更准确的力场参数对其进行描述。
4 结论
本文采用基于第一性原理的量子化学方法，对丁烯醛在TraPPE-UA力场缺失的键参数和二面角扭转项参数进行了计算，完善了丁烯醛分子的TraPPE-UA 力场参数。采用GEMC方法，对丁烯醛纯组分、丁烯醛与乙醛二元体系进行了汽液相平衡计算，并与实验数据进行了对比。模拟结果显示了较高的准确性。对于丁烯醛与乙醛二元混合体系，基于二元体系相互作用的复杂性，模拟结果的准确性要低于纯组分。在今后的研究中，还需要更准确的力场参数来对其进行描述，其普遍性也有待进一步的验证。
符 号 说 明
A，B ——参数
c i——二面角扭转项公式系数，J
d——固定二面角扭转项参数，K
kθ——键角弯曲力常数，J
r——键长，nm
r ij——原子间距，nm
T——温度，K
u bend——谐波弯曲势能，K
u(r ij)——非键相互作用能，K
u tor s——扭转势能，K
x——液相摩尔分数
y——气相摩尔分数
β——临界指数
Δdev——误差值，%
εij——LJ阱深参数，J
θ——键角弯曲度，（°）
θeq——平衡键角，（°）
ρ——密度，kg·m?3
σij——LJ半径，nm
?——二面角角度，rad
下角标
bend——键角
cal.——模拟计算值
dev——误差
eq——平衡态
exp.——实验值
i，j——组分i，j
tors——二面角
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丁烯醛及丁烯醛-乙醛二元体系汽液相平衡模拟
作者：杨华明， 张敏华， 马静， YANG Huaming， ZHANG Minhua， MA Jing
作者单位：天津大学石油化工技术开发中心，绿色合成与转化教育部重点实验室，天津 300072; 天津化学化工协同创新中心，天津 300072
刊名：
化工学报
英文刊名：CIESC Jorunal
年，卷(期)：2015(5)
引用本文格式：杨华明.张敏华.马静.YANG Huaming.ZHANG Minhua.MA Jing丁烯醛及丁烯醛-乙醛二元体系汽液相平衡模拟[期刊论文]-化工学报 2015(5)
相图二元系统
1 表示方法 1.1 二元系统概述 二元系统是含有两个组元(C=2)的系统，如：CaO—SiO2系统，Na2O—SiO2系统等。根据相律F=C-P+2=4-P,由于所讨论的系统至少应有一个相，所以系统最大自由度数为3，即独立变量除温度、压力外，还要考虑组元的浓度。对于三个变量的系统，必须用三个坐标的立体模型来表示。 但是，在通常情况下，硅酸盐系统是凝聚系统，可以不考虑压力的改变对系统相平衡的影响，此时相律可以下式表示： F=C-P+1 在后面所要讨论的二元、三元、四元系统都是凝聚系统，不再做特别说明。 对于二元凝聚系统：F=C-P+1=3-P 当Pmin=1时，Fmax=2；当Pmax=3，Fmin=0 可见，在二元凝聚系统中平衡共存的相数最多为三个，最大自由度数为2，这两个自由度就是指温度（T）和两组元中任一组元的浓度（X）。因此二元凝聚系统相图仍然可以用平面图来表示，即以温度一组成图表示。 1.2 二元系统组成表示法 二元系统相图中横坐标表示系统的组成，因此又称为组成轴。组成轴的两个端点分别表示两个纯组元，中间任意一点都表示由这两个组元组成的一个二元系统。假设二元系统由AB两组元构成，则两个端点A和B分别表示纯A和纯B。 组成轴分为100等份，从A点到B点，B的含量由0%增加到100%，A的含量由100%减少到0%；从B点到A点则相反。如图7-24。AB之间的任意点都是由AB组成的二元系统，如图中的m点是由30%的A和70%的B组成的二元系统。在相图中组成可以用质量百分数表示，也可以用摩尔百分数或摩尔分数表示，其图形有明显差别，应加以注意，纵坐标表示温度，又称为温度轴。
二元气液平衡相图的绘制
实验九二元气液平衡相图的绘制 一．实验目的 1．测定不同组成的环己烷－乙醇溶液的沸点及气.液两相的平衡浓度，由此绘制其沸点－组成图。 2．掌握阿贝折射仪的原理及使用方法。 二．实验原理 本实验是用回流冷凝法测定不同浓度的环己烷－乙醇溶液的沸点和气﹑液两相的组成，从而绘制T—x图。由于回流作用，两相的量一定，沸点一定，且不同平衡点气液两相的量服从杠杆原理。 若体系温度一定，气﹑液两相的组成就已确定，反之，实验时利用回流的方法，控制气.液两相的相对量为一定，使体系温度一定，则气﹑液两相的组成一定。用精密温度计可以测出平衡温度（即沸点），取出气液两相样品测定其折射率可以求出其组成。因为折射率和组成有一一对应的关系，则可以通过测定一系列已知组成的样品的折射率，绘制工作曲线即折射率—组成曲线。这样，只要测出样品的折射率就可以从工作曲线上找到未知样品的组成。 三.仪器与药品 仪器：阿贝折射仪，超级恒温槽，蒸馏瓶，调压变压器，1/10℃刻度温度计，25ml移液管1支，5ml﹑10mL移液管各2支，锥形瓶4个，滴管若干只。 药品：环己烷，乙醇，丙酮。 四．实验步骤
1.把超级恒温槽调至25℃，用橡皮管连接好恒温槽与阿贝尔折射仪，使恒温水流经折射仪。量取环己烷1、2、3、4ml分别与4.3. 2.1ml 的乙醇混合，随配随测，测混合液折射率，并绘制工作曲线。 2.安装好仪器，先把调压变压器调制电压最小，将25ml环己烷加入蒸馏瓶中，打开冷凝水，接通电源，缓慢增加至12-16v，加热至液体沸腾时，记下温度稳定值。 3.停止加热，依次加入1﹑4﹑7ml乙醇，每次加完后，加热至液体沸腾测其沸点，停止加热，及时测定气相样品折射率，再测定液相样品。 4.做完后，拔下电源插头，回收母液，加入25ml乙醇，测定其沸点，再依次加入1﹑4﹑7ml环己烷，分别测定气.液两相的折射率。 五.注意事项 1.进气管应较低，加热时不可过猛，以免液沫进入气相样品中。 2.由于气相样品挥发性大，应在停止加热后迅速测定。 3.用滴管取样时，注意滴管的倾斜度，不要让样品流入橡皮帽。 六.原始数据记录 1.工作曲线 表1 环己烷－乙醇标准溶液的折射率 物质环己烷乙醇环己烷:乙醇(体积比/环己烷质量百分数：x环己烷) 1:42:33:24:1 环己烷百 1 0 0.19780.39660.59660.7977 分比 折射率 1.4223 1.3601 1.3565 1.3695 1.3739 1.4160 表2 环己烷－乙醇混和液测定数据
第三章 二元合金的相结构与结晶 - 答案
第三章 二元合金的相结构与结晶 (一)填空题 1 合金的定义是两种或两种以上的金属（或金属与非金属）熔合而成具有金属特性的物质。 2．合金中的组元是指 组成合金最基本的、独立的物质 。 3．固溶体的定义是 在固态条件下，一种组元“组分”溶解了其它组元而形成的单相晶态固体 4．Cr 、V 在γ-Fe 中将形成 置换 固溶体。C 、N 则形成 间隙 固溶体。 5．和间隙原子相比，置换原子的固溶强化效果要 差 些。 6．当固溶体合金结晶后出现枝晶偏析时，先结晶出的树枝主轴含有较多的高熔点组元。 7．共晶反应的特征是 由一定成分的恶液相同时结晶出成分一定的两个固相 ，其反应式为 L →a+β 8．匀晶反应的特征是 ，其反应式为 9．共析反应的特征是 ，其反应式为 10．合金固溶体按溶质原子溶入方式可以分为置换固溶体和间隙固溶体，按原子溶入量可以分为 有限固溶体 和 无限固溶体 11．合金的相结构有 固溶体 和 金属化合物 两种，前者具有较高的 塑性变形 性能，适合于做 基体 相；后者有较高的 高硬度 性能，适合于做 增强 相 12．看图4—1，请写出反应式和相区： ABC 包晶反应 B A C L γα?+ ；DEF 共晶反应 F D C L βγ+? ；GHI 共析反应 I G H βαγ+? ； ① L +α ；② γα+ ；③βα+ ；④ βγ+ ；⑤ L +γ ；⑥ β+L ； 13．相的定义是 ，组织的定义是 14．间隙固溶体的晶体结构与溶剂的晶格类型 相同，而间隙相的晶体结构与 溶剂组元晶体结构 不同。 15．根据图4—2填出： 水平线反应式 E C D βαγ+? ；有限固溶体 βα、 、 无限固溶体 γ 。 液相线 ，固相线 ， 固溶线 CF 、 EG
(完整word版)乙醛醛类练习题(A)
乙醛醛类练习题(A) 姓名：_______________班级：_______________考号：_______________ 题号一、选择 题 二、填空 题 三、实验, 探究题 总分 得分 一、选择题 （每空？分，共？分） 1、橙花醛是一种香料，其结构简式为：CH3CHCH2CH2CH——H。下列说法正确的是（）A．橙花醛不能与Br2发生加成反应 B．橙花醛能发生银镜反应 C．1 mol橙花醛最多可以与2 mol H2发生加成反应 D．橙花醛跟乙醛等是同系物 2、关于丙烯醛（CH2=CH―CHO）的化学性质叙述中错误的 是 （） A．能起银镜反应，表现氧化性 B．能使溴水褪色，发生加成反应 C．能与新制Cu(OH)2发生反应 D．一定条件下，能发生加聚反应 3、茉莉醛具有浓郁的茉莉花香，其结构简式如下所示： 关于茉莉醛的下列叙述错误的是 ( ) A．在加热和催化剂作用下，能被氢气还原 B．能被酸性高锰酸钾溶液氧化 C．在一定条件下能与溴发生取代反应 D.不能与氢溴酸发生加成反应 评卷人得分
4、下列配制银氨溶液的操作中，正确的是 A．在洁净的试管中加入1～2mL AgNO3溶液，再加入过量浓NH3水，振荡，混合均匀 B．在洁净的试管中加入1～2 mL稀NH3水，再逐滴加入2% AgNO3溶液至过量 C．在洁净的试管中加入1～2mL AgNO3溶液，再逐滴加入浓NH3水至过量 D．在洁净的试管中加入2% AgNO3溶液1～2mL，逐滴加入2%稀NH3水，边滴边振荡，至沉淀恰好溶解时为止 5、不能由醛或酮加氢还原制得的醇是（） A．CH3CH3B．CH3CH2CH2OH C． D． 6、0.1mol某饱和一元醛完全燃烧生成8.96L（标准状况）CO2。3.6克该醛跟足量银氨溶液反应，生成固体物质的质量 是 （） A. 10.8克 B. 7.2克 C. 9.4 克 D. 11.6克 7、结构简式为的物质不能发生的反应是（） A．加成反应 B．水解反应 C．消去反应 D．氧化反应 8、分子式C4H8O2的有机物与硫酸溶液共热可得有机物A和B。将A氧化最终可得C，且B和C为同系物。若C可发生银镜反应，则原有机物的结构简式为： A．HCOOCH2CH2CH3 B．CH3COOCH2CH3 C．CH3CH2COOCH3 D．HCOOCH（CH3）2 9、下列物质在一定条件下，不能和H2发生加成反应的 是（） A．CH3CH2CHO B．
13 实验五 二元液体溶液的气—液平衡相图
实验五 二元液态混合物的气-液平衡相图 【目的要求】 1．实验测定并绘制环己烷-乙醇体系的沸点组成（T -x ）图，确定其恒沸点及恒沸混合物的组成。 2．了解测量折光率的原理，掌握阿贝折光仪的使用方法。 【实验原理】 两种液体能在任意浓度范围内完全相溶的体系称完全互溶的双液体系。根据相律： f =K Φ+2 式中：f 为体系的自由度；K 为体系中的组分数；Φ为体系中的相数；2是指压力和温度两个变量。对于定压下的二组分液态混合物，相律可表示为：f =3-Φ。在大气压力下，液体的蒸气压和外压相等时，平衡温度即为沸点。对于完全互溶的双液体系，当气液两相平衡时Φ=2，f =1。完全互溶的双液体系在定压下并没有固定的沸点，为一沸程，并且是和溶液的组成有关的，即T 是x 的函数。 完全互溶的双液体系，由于两种液体的蒸气压不同，溶液上方的气相组成和液相组成是不相同的，测定溶液的沸点和溶液在沸点时的气相和液相的组成，可绘制出溶液的气-液平衡相图，即溶液的沸点与组成关系图，T -x -y 图。完全互溶的双液体系，T -x -y 图可分三类：如图5-1所示。 图5-1(1)是理想液态混合物和偏离拉乌尔定律较小的体系的T -x -y 相图；图5-1(2)是对拉乌尔定律有较大正偏差的体系；图5-1(3)是对拉乌尔定律有较大负偏差的体系。在图5-1(2)和图5-1(3)中，由于偏离拉乌尔定律较大以致在T -x -y 图上分别出现了最低点和最高点，在最低点和最高点上，液态混合物的气相组成和液相组成相同，这种组成的液态混合物称为恒沸混合物，在最高点和最低点上时液态混合物的沸点称为恒沸点。 将一定组成的环已烷-乙醇混合物在特制的蒸馏器中进行蒸馏。当温度保持不变时，即表示气、液两相己达平衡，记下沸点温度，并测定沸点时气相（冷凝液）和液相的组成，Fig.5-1 二组分完全互溶双液体系的T -x -y 相图 (1)理想或近似理想的体系 (2)有最低恒沸点的体系 (3)有最高恒沸点的体系 Fig.5-1 Phase diagram for mixture of binary liquid (1)Ideal mixture (2)With minimum aezotropic point (3) With maximum aezotropic 液相Liquid 气相Gas T B x B (y B ) (3) M A B 液相Liquid 气相Gas T A T B x B (y B ) T (1) A B 液相Liquid 气相Gas T A T B x B (y B ) (2) M A B T A
简单二元系统相图的绘制
实验一 简单二元系统相图的绘制 一、目的与要求： 1．用热分析法测绘P b -S n 二元金属相图。 2．了解热分析法的测量技术与热电偶测量温度的方法。 二、原理： 相图是多相体系处于相平衡状态时体系的某物理性质（如温度）对体系的某一自变量（如组成）作图所得的图形，图中能反映出相平衡的情况（相对数目及性质等），故称为相图。二元或多元体系的相图常以组成为自变量其物理性质则大多取温度。由于相图能反映出多相平衡体系在不同自变量条件下的相平衡情况，因此，研究多相体系的性质以及多相体系相平衡情况的变化，都要用到相图。 图1-1是一种类型的二元简单低共熔物相图，图中A 、B 表示二个组分的名称，纵轴是物理量温度T ，横轴是组分B 的百分含量B%，在acb 线的上方，体系只有一个相（液相）存在，在ecf 以下，体系有二个相（晶体A 和B ）存在，在ace 包围的面积中，一个固相（A ）和一个液相（A 在B 中的饱和熔化物）共存，在bef 所包围的面积中，也是一个固相（B ）和一个液相（B 和A 中的饱和熔化物）共存。图中C 是ace 与bef 两个相区的交点，有三相（晶相A 、晶相B 、饱和熔化物）共存。所以测绘相图就是要将相图中这些分隔相区的线画出来。常用的方法就是热分析实验法。 热分析法所观察的物理性质是被研究体系的温度，将体系加热熔融成一均匀液相，然后让体系缓慢冷却，并每隔一定时间读体系温度一次，所以得历次温度值对时间作图，得一曲线，一般称为步冷曲线或冷却曲线。 在冷却过程中，若体系发生相变，就伴随着一定热效应，因此步冷曲线的斜率发生变化而出现转折点，所以这些转折点温度就相当于被测体系在相图中分隔线上的点子，若图1-2是图1-1中组成为P 的体系步冷曲线，则点2、3就分别相当于相图中的点G 、H 。因此，取一系列组成不同的体系，作出它们的步冷曲线，求出各转折点，即能画出二元体系的最简单相图（对复杂的相图，还必须配合其它方法，方能画出）。 从相图定义可知，用热分析法测绘相图的要点有： 1．被测体系必须时时处于或非常接近于相平衡状态。因此，体系冷却时，冷却速度必须足够慢，以保证上述条件近于实现。 2．测定时被测体系的组成必须与原来配制样品时的组成值一致，如果测定过程中样品处于不均匀或样品发生氧化变质。这一要求就不能实现。 3．测得的温度值必须能真正反映体系所测时间的温度值，因此，测温仪器的热容必须H P 5 G a b 冷却曲线 Bi(s L+Bi(s) L A B t T T B% a b c e f 1 2 3 4 图1-2 图1-1
人教版高中化学选修5有机化学基础习题： 醛的性质和应用
课时跟踪检测（十四）醛的性质和应用 一、单项选择题 1．下列说法错误的是() A．饱和一元醛的通式可表示为C n H2n O(n≥1) B．属于芳香烃 C．所有醛类物质中，一定含有醛基(CHO) D．醛类物质中不一定只含有一种官能团 解析：选B B项从结构简式中可以看出，该物质分子中含有—CHO官能团，并含有苯环，应属于芳香醛。 2．下列反应中属于有机物发生还原反应的是() A．乙醛发生银镜反应 B．新制Cu(OH)2与丙醛反应 C．乙醛与氢气加成制乙醇 D．乙醛制乙酸 解析：选C有机物的加氢或去氧的反应属于还原反应。选项A、B、D均为有机物的氧化反应，只有C为有机物的还原反应。 3．在2HCHO＋NaOH(浓)―→HCOONa＋CH3OH中，HCHO(甲醛)() A．仅被氧化B．未被氧化，未被还原 C．仅被还原D．既被氧化，又被还原 解析：选D在有机反应中，有机物去氢或加氧的反应是氧化反应，有机物去氧或加氢的反应是还原反应。 4．有下列有机反应类型：①消去反应②水解反应 ③加聚反应④加成反应⑤还原反应⑥氧化反应 以丙醛为原料制取1,2-丙二醇，涉及的反应类型依次是() A．⑥④②①B．⑤①④② C．①③②⑤D．⑤②④① 解析：选B由丙醛合成1,2-丙二醇所经历的合成路线为
5．某一元醛发生银镜反应，生成10.8 g银，再将等质量的醛完全燃烧生成6.72 L的CO2(标准状况)，则该醛可能是() A．丙醛B．丁醛 C．己醛D．苯甲醛 解析：选C10.8 g银的物质的量为0.1 mol，则一元醛物质的量为0.05 mol，完全燃烧生成0.3 mol CO2，所以醛分子中含有6个碳原子。 二、不定项选择题 6．下列关于乙醛的说法不正确的是() A．乙醛的官能团是—CHO B．乙醛与H2发生氧化反应，生成乙醇 C．银镜反应说明乙醛有还原性 D．乙醛中加入Cu2O粉末并加热可看到砖红色沉淀生成 解析：选BD乙醛与H2发生还原反应，生成乙醇，B项错误；乙醛与新制Cu(OH)2反应，但需要的是碱性条件下的新制Cu(OH)2，也只有这样在加热条件下才会成功观察到砖红色Cu2O沉淀的生成，D项错误。 7．使用哪组试剂，可鉴别在不同试剂瓶内的己烯、甲苯和丙醛() A．银氨溶液和酸性KMnO4溶液 B．KMnO4溶液和Br2的CCl4溶液 C．银氨溶液和三氯化铁溶液 D．银氨溶液和Br2的CCl4溶液 解析：选D银氨溶液只能检验出丙醛；酸性KMnO4溶液均可与题干中的三种试剂反应而褪色，溴的四氯化碳溶液遇己烯可发生加成反应而褪色，可检验出己烯，三氯化铁溶液与三种待检物质均不反应。由此可知，凡含KMnO4或FeCl3的试剂均不能鉴别出三种待检物质，故应排除A、B、C三个选项。 8．已知柠檬醛的结构简式为 ，根据已有知识判定下列说法不正确的是() A．它可使酸性KMnO4溶液褪色 B．它可以与溴发生加成反应 C．它可以发生银镜反应 D．它被催化加氢后最终产物的化学式为C10H20O 解析：选D柠檬醛的分子结构中有碳碳双键和醛基，无论哪一种官能团都能使酸性高锰酸钾溶液褪色，A正确；碳碳双键可与溴发生加成反应，B正确；醛基在一定条件下可以发生银镜反应，C正确；柠檬醛与氢气完全加成后分子式应为C10H22O，D不正确。
第三章 二元合金相图和二元合金的结晶
第三章二元合金相图和二元合金的结晶 §1 概述 一、合金系 由一定数量的组元配制成的不同成分的一系列合金组成的系统，称合金系。两个组元的称二元合金系，三个组元的称三元合金系。例如,Cu-Ni是二元合金系，而Pt-Pd-Rh是三元合金系。 二、什么是合金相图 合金相图是表示平衡状态下合金系的合金状态和温度、成分之间关系的图解。该定义中，“平衡状态”是指一定条件下，合金自由能最低的稳定状态；而“合金状态”是指合金由哪些相组成，各相的成分及其相对含量是多少。 三、合金相图的作用 利用合金相图可以了解各种成分的合金，在一定温度的平衡条件下，存在哪些相、各相的成分及其相对含量。但它不能指出相的形状、大小和分布状况，即不能指出合金的组织状况。尽管如此，如果能把相图和相变机理、相变动力学结合起来，那么相图便可成为分析组织形成和变化的有利工具，成为金属材料生产、科研的重要参考资料，因此，相图是金属学的重要内容之一。 §2二元合金相图的建立 一. 二元合金相图的表示方法 1.用平面坐标系表示二元合金系 物质的状态通常由成分、温度和压力三个因素确定。由于合金的熔炼、结晶都是在常压下进行的，所以，合金的状态可由成分和温度两个因素确定。对于二元合金系来说，一个组元的浓度一旦确定，另一个组元的浓度也随之而定，因此成分变量只有一个，另一个变量是温度，所以用平面坐标系就可以表示二元合金系。通常用纵坐标代表温度，横坐标代表成分。成分多用重量百分比来表示。（如图3.1所示），横坐标的两个端点A、B代表组成合金的两个组元。 2.二元合金相图中的表象点和表象线 在二元合金相图中，平面上任意一点称为表象点。其坐标值表示合金的成分和温度。例如图中的E点表示合金由40%的B组元和60%的A组元组成，合金的温度为500℃。 在二元相图上，过合金成分点的垂线，称合金的表象线。 二. 二元合金相图的测定方法 建立相图的方法有两种：实验测定和理论计算。目前使用的相图大多是用实验方法建立的。实验方法有多种，如：热分析法、金相法、膨胀法等。现以Cu—Ni合金为例，介绍用热分析法测定二元合金相图的过程。 三.相律及其应用 1.相律 相律是表示平衡状态下，系统自由度数、组元数和相数三者之间的关系的定律，它可用下列数学表达式来表示： c f =p 2 + -
二元气液平衡相图的绘制
二元气液平衡相图的绘制 一、 实验目的： 1、 定不同组成的环己烷—乙醇溶液的沸点及气、液两相的平衡浓度，由此绘 制其沸点—组成图。 2、 握爱贝斯折射仪的原理及使用方法。 二、 实验原理： 了解二元溶液的沸点—组成图，对两组分的分离—精馏有 指导意义。 本实验室用回流冷凝法测定不同浓度的环己烷—乙醇溶液的沸点和气、液两相的组成，从而绘制T-x 图。 图1为环己烷—乙醇的沸点—组成的大致形状，ADC 和BEC 为气相线，AD ’C 和DE ’C 为液相线。他们表明了沸点和气、液组成个关系。当体系总组成为x 的溶液开始沸腾时，气象组成为y ，继续蒸馏，则气相量增加，液相量相应减少（总量不变），溶液温度上升，由于回流作用，控制了两相的量为一定，其沸点也为一定，此时气相组成为y ’，与其平衡的液相组成为x ’，体系的平衡沸点为t 沸，此时气液两相的量服从杠杆原理。 当压力一定时，对两项共存区进行相律分析：独立组分数K=2，相数P=2，所以自由度f=K-P+1=2-2+1=1 这说明，若体系温度一定，气、液两相成分就已确定，当总量一定时由杠杆原理可知， 两相的量也一定，反之，在一定实验装置汇总，用利用回流的方法，控制气液两相的相对量为一定，使体系的温度一定，则气液组成一定。 用精密温度计可以测出平衡温度，取出气液两相样品测定其折射率可以求出其组成。因为折射率和组成由一一对应的关系，则可以通过测定仪系列一直组成的样品折射率，会出工作曲线即折射率—组成曲线。这样，只要测出样品的折射率就可从工作曲线上找到未知样品的组成。 三、 仪器和药品 仪器：阿贝折射仪、超级恒温槽、蒸馏瓶、调压变压器、1/10°C 刻度温度计、25ml 移液管一支、5ml 、10ml 移液管各两支、锥形瓶四个、滴管若干支。 药品：环己烷、乙醇、丙酮。 四、实验步骤 t/℃ 图6—1 沸点—组成图
第三章 二元合金相图和合金的凝结
第三章 二元合金相图和合金的凝固 一．名词解释 相图、相律、匀晶转变、共晶转变、包晶转变、共析转变、包析转变、异晶转变、平衡结晶、不平衡结晶、异分结晶、平衡分配系数、晶内偏析、显微偏析、区域偏析、区域提纯、成份过冷、胞状组织、共晶组织、亚共晶组织、过共晶组织、伪共晶、离异共晶、 二．填空题 1.相图可用于表征合金体系中合金状态与 和 之间的关系。 2.最基本的二元合金相图有 、 、 。 3.根据相律，对于给定的金属或合金体系，可独立改变的影响合金状态的内部 因素和外部因素的数目，称为 ，对于纯金属该数值最多为 ， 而对于二元合金该数值最多为 。 4.典型的二元合金匀晶相图，如Cu-Ni 二元合金相图，包含 、 两条相线， 、 、 三个相区。 5.同纯金属结晶过程类似，固溶体合金的结晶包括 和 两 个基本过程 。 6.勻晶反应的特征为_____________，其反应式可描述为________ 。 7.共晶反应的特征为_____________，其反应式可描述为___________ _。 8.共析反应的特征为_____________，其反应式可描述为_____________。 9.金属或合金在极缓慢冷却条件下进行的结晶过程称为 。纯金属结 晶时所结晶出的固相成分与液相成分 ，称为 ；而固溶体合金结晶时所结晶出的固相成分与液相成分 ，称为 。10.固溶体合金经不平衡结晶所产生的两类成分偏析为 、 。11.固溶体合金产生晶内偏析的程度受到溶质原子扩散能力的影响，若结晶温度 较高，溶质原子的扩散能力小，则偏析程度 。如磷在钢中的扩散能力较硅小，所以磷在钢中的晶内偏析程度较 ，而硅的偏析较 。12.固溶体合金结晶后出现枝晶偏析时，结晶树枝主轴含有较多的________组元。 严重的晶内偏析降低合金的 ，为消除枝晶偏析，工业生产中广泛采用 的方法。13.根据区域偏析原理，人们开发了 ，除广泛用于提纯金属、金属化合物 外，还应用于半导体材料及有机物的提纯。通常，熔化区的长度 ，液体 管架设技不同习题电统启高中资高中资资料免不保护置高中资料
二元液系气液平衡相图
实验二二元液系气液平衡相图 一、实验目的 1、了解环己烷—乙醇系的沸点—组成图 2、由图上得出其最低恒沸温度及最低恒沸组成（含乙醇%） 3、学会使用数字阿贝折射仪 4、学会使用WTS—05数字交流调压器 二、原理 一个完全互溶双液体系的沸点—组成图，表明在气液二相平衡时沸点和二相成分间的关系，它对了解这一体系对行为及分馏过程都有很大的实用价值。 在恒压下完全互溶双液系的沸点与组分关系有下列三种情况：1、溶液沸点介于二纯组分之间；2、溶液有最高恒沸点；3、溶液有最低恒沸点。 图1表示有最低恒沸点，本次实验图形也像如此的样子，A′LB′代表液相线的交点表示在该温度时互成平衡的二相的成份。 绘制沸点—成份图的简单原理如下：当总成份为X的溶液开始蒸馏时，体系的温度沿虚线上升，开始沸腾时成份为Y的气相生成。若气相量很少，x、y二点即代表互成平衡时液气二相成份。继续蒸馏，气相量逐渐增多，沸点沿虚线继续上升，气液二相成份分别在气相和液相线上沿箭头指示方向变化。当二相成份达到某一对数值x′和y′，维持二相的量不变，则体系气液二相又在此成份达到平衡，而二相的物质数量按杠杆原理分配。 本实验利用回流的方法保持气液二相相对量一定，则体系温度恒定。待二相平衡后，取出二相的样品，用阿贝折光仪测定其折射率。得出该温度下气液二相平衡成份的坐标点，改变体系的总成份，再用上法找出一对坐标点，这样测得若干坐标点后，分别按气相点和液相点连成气相线和液相线，即得T—X平衡图。 三、步骤 1、安装接通仪器，打开冷凝水； 2、加入环己烷20ml，蒸馏至沸腾，待小兜有液体后回流三次，温度平衡2—3分钟基本不变，记下温度，关闭调压器； 3、A组加入乙醇0.5ml，用上法测定温度，然后关闭调压器，取出气相，液相的样品，测其折射率，以后分别加入1.0,2.0,4.0,8.0,12.0ml乙醇；
第三章 二元合金相图和合金的凝固
第三章二元合金相图和合金的凝固 一．名词解释 相图、相律、匀晶转变、共晶转变、包晶转变、共析转变、包析转变、异晶转变、平衡结晶、不平衡结晶、异分结晶、平衡分配系数、晶内偏析、显微偏析、区域偏析、区域提纯、成份过冷、胞状组织、共晶组织、亚共晶组织、过共晶组织、伪共晶、离异共晶、 二．填空题 1.相图可用于表征合金体系中合金状态与和之间的关系。 2.最基本的二元合金相图有、、。 3.根据相律，对于给定的金属或合金体系，可独立改变的影响合金状态的内部因 素和外部因素的数目，称为，对于纯金属该数值最多为，而对于二元合金该数值最多为。 4.典型的二元合金匀晶相图，如Cu-Ni二元合金相图，包含、两 条相线，、、三个相区。 5.同纯金属结晶过程类似，固溶体合金的结晶包括和两 个基本过程。 6.勻晶反应的特征为_____________，其反应式可描述为________ 。 7.共晶反应的特征为_____________，其反应式可描述为___________ _。 8.共析反应的特征为_____________，其反应式可描述为_____________。 9.金属或合金在极缓慢冷却条件下进行的结晶过程称为。纯金属结 晶时所结晶出的固相成分与液相成分，称为；而固溶体合金结晶时所结晶出的固相成分与液相成分，称为。 10.固溶体合金经不平衡结晶所产生的两类成分偏析为、。 11.固溶体合金产生晶内偏析的程度受到溶质原子扩散能力的影响，若结晶温度较 高，溶质原子的扩散能力小，则偏析程度。如磷在钢中的扩散能力较硅小，所以磷在钢中的晶内偏析程度较，而硅的偏析较。 12.固溶体合金结晶后出现枝晶偏析时，结晶树枝主轴含有较多的________组元。 严重的晶内偏析降低合金的，为消除枝晶偏析，工业生产中广泛采用的方法。 13.根据区域偏析原理，人们开发了，除广泛用于提纯金属、金属化合物 外，还应用于半导体材料及有机物的提纯。通常，熔化区的长度，液体
理想溶液二元相图计算
实验四 理想溶液二元相图计算 一． 实验目的 1．了解相图在材料科学和工程中的意义及理想溶液二元匀晶相图的计算方法。 2．学会使用C 语言或其它语言编程计算理想溶液的二元匀晶相图。 3．了解当前国内外相图计算软件的现状。 二．实验原理 1．理想溶液相图计算理论 理想液态混合物中任意一组分B 的化学势为：μB =*μB +RTln x B 对于1mol 理想液态混合物来说，结合化学势的定义，上式可以写成： μB =*B m,G +RTln x B （1） 设指定的温度、压力下，B 物质有α、β两相存在，达到平衡时，则有： μα B =μβB （2） 在我们研究的系统中，有A 、B 两组分存在，对于组分A ，将式（1）代入（2）式得： x RT G x RT G A A A A βαβαln )(ln )(*,m *,m +=+ 多项整理得：）（*,m *,m *,m 1ex p )]()([1ex p A A A A A G RT G G RT x x ?=-=αββα （3） 同理可得：）（*,m *,m *,m 1ex p )]()([1ex p B B B B B G RT G G RT x x ?=-=αββα （4） 利用（3）和（4）式即可计算理想溶液平衡两相的组成。 2．相图计算软件简介 目前集成热化学数据库和相图计算软件的系统主要包括瑞典皇家工学院材料科学与工程系为主开发的 Thermo-Calc 系统和加拿大蒙特利尔多学科性工业大学计算热力学中心为主开发的 FACT （Facility for the Analysis of Chemical Thermodynamics ）系统。这些软件的共同特点是集成了具有自洽性的热化学数据库和先进的计算软件。 Pandat 合金相图软件与热力学计算软件是美国CompuThermLLC 公司开发的用于
二元相图计算
《二元相图计算》创新课程作业 学生：于永龙班级：焊接2班学号：10850212 一名词解释 1. 体系 体系就是我们研究的对象的总和。 2. 环境 系统以外又与系统密切相关的部分称为环境，环境必须是与系统有相互影响的有限部分。 3. 组元 组成合金的独立的、最基本的单元称为组元，组元可以是组成合金的元素或稳定的化合物。 4. 相 系统中物理性质和化学性质完全相同的均匀部分称为相。 5. 相律 表示平衡物系中的自由度数,相数及独立组分数之间的关系。数学表达式：?=C-Ф+2 6. 杠杆定律 在结晶过程中，液、固二相的成分分别沿液相线和固相线变化。 7. Gibbus自由能 G=H－TS, G叫做吉布斯自由能。 8. 化学势 等温等压下，在一定浓度的溶液中，加入微量组分B，而引起系统吉布斯函数对组分B物质的量的变化率。 9. 理想溶液 宏观定义：溶液中的任一组分在全部浓度范围内都符合拉乌尔定律的溶液称为理想溶液。 分子模型定义：各组分分子的大小及作用力彼此相似，当一种组分的分子被另一种组分的分子取代时，没有能量的变化或空间结构的变化，即就是当各组分混合成溶液时，没有热效应和体积的变化。 10. 拉乌尔定律 如果溶质是不挥发性的，即它的蒸气压极小，与溶剂相比可以忽略不计，则在一定的温度下，稀溶液的蒸气压等于纯溶剂的蒸气压与其克分子分数的乘积。 二读书报告 关于《相图分析及应用》的读书报告 相图在冶金，化工等工业生产部门及矿物、化学等科学研究领域有着广泛应用和重要指导意义，是解决一些实际问题不可缺少的工具。在生产及新产品开发过程中，人们经常要遇到相图基础知识和应用相图解决一些实际问题，而《相图
醛和醛类化合物.
课题：第二节《醛》 一、乙醛 1．乙醛的结构 分子式：C 2H 4O 结构式： 结构简式：CH 3CHO 官能团：—CHO 或 （醛基） 乙醛的结构简式为什么不能写成CH 3COH ？ 因为在乙醛的分子结构中，不含有羟基。 2．乙醛的物理性质 密度比水小，沸点20.8℃，易挥发，易燃烧，能和水、乙醇、乙醚、氯仿等互溶。 3．乙醛的化学性质 （1）加成反应（碳氧双键上的加成）
CH3CHO + H2→CH3CH2OH （2）氧化反应 ①银镜反应 实验注意事项： 1．试管内壁应洁净。 2．必须用水浴加热，不能用酒精灯直接加热。 3．加热时不能振荡试管和摇动试管。 4．配制银氨溶液时，氨水不能过量（防止生成易爆物质）。 AgNO3 + NH3·H2O = AgOH↓+ NH4NO3 AgOH + 2NH3·H2O = Ag(NH3)2OH + 2H2O （银氨溶液的配制） CH3CHO+2Ag(NH3)2OH → CH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O 实验现象：反应生成的银附着在试管壁上形成光亮的银镜。 ②乙醛被另一弱氧化剂——新制的Cu（OH）2氧化 CH3CHO + 2Cu(OH)2 →CH3COOH + Cu2O↓ + 2H2O 实验现象：溶液由蓝色逐渐变成棕黄色，最后变成红色沉淀。【小结】乙醛的主要化学性质： ①乙醛能和氢气发生加成反应。 ②乙醛能被弱氧化剂氧化，更能被强氧化剂氧化。 二、醛类 1．概念及结构特点： 分子里由烃基和醛基相连而构成的化合物。 ①饱和一元脂肪醛的结构式的通式应如何表示？
②醛类的分子式通式应如何表示？ ③醛类分子中都含有什么官能团？它对醛类的化学性质起什么作用？ ④醛类物质应有哪些化学性质？ ①醛类的结构式通式为：或简写为RCHO。 ②分子式通式可表示为C n H2n O 2.醛类的主要性质： ①醛类分子中都含有醛基官能团，它对醛类物质的主要化学性质起决定作用。 ②推测出醛类物质可能能和H2发生加成反应，与银氨溶液及新制的Cu （OH）2反应。 3．甲醛 （1）甲醛的结构 分子式：CH2O 结构简式：HCHO 结构式： 【强调】结构特点为羰基两侧是对称的氢原子，与其它醛类物质不同，甲醛分子中相当是含有两个醛基。 （2）物理性质 甲醛又称蚁醛，是一种无色具有强烈刺激性气味的气体，易溶于水。35％～40％的甲醛水溶液称为福尔马林。 （3）化学性质
乙醛 醛类
乙醛 醛类 一、知识点整理 1．乙醛从结构上可看成是 基和 基相连而构成的化合物。乙醛的化学性质主要由 基决定。 ⑴断a 键发生 反应，化学方程式 ⑵断b 键发生 反应： ①与氧气反应的化学方程式 ， ②与银氨溶液反应的化学方程式 ， ③与新制的氢氧化铜反应的化学方程式 。 ⑶燃烧反应（化学键全断）的化学方程式 。 2.相关实验： A ．银镜反应 （1）试管必须洁净，可用_________溶液洗涤试管 （2）银氨溶液配制时，硝酸银与氨水浓度要稀，加入氨水要适量（沉淀恰好完全溶解）。银氨溶液现配现用，不可久置 （3）使用___________加热，不可摇动 （4）银镜反应的条件为碱性环境。 （5）反应后的银镜用________洗去 B ．与新制氢氧化铜的反应 （1）新制氢氧化铜的配制：___________________________________________ （2）直接加热煮沸，产生__________色沉淀 （3）氢氧化铜必须新制，久置或使用固体氢氧化铜则无效 （4）除了醛类外，甲酸、__ ___、__ __、__ _等也能与银氨溶液或新制氢氧化铜发生类似反应 （5）要检验甲酸中的醛基，应___________________，再使用银氨溶液或新制氢氧化铜进行检验 C ．烯醛官能团的检验 （1）醛基能被溴水、酸性高锰酸钾氧化，因此检验次序如下： 加入足量氢氧化铜→加热→过滤→滤液酸化→加入溴水（酸性高锰酸钾） （2）也可用无氧化性的Br 2的四氯化碳溶液直接检验碳碳双键（醛基不反应） 3． 醛类通式 ，甲醛结构简式 也叫 ，35%—40%的甲醛水溶液叫做 ，甲醛的用途 、 、 。 二、课后练习 1．下列有机物与水的混合物可用分液漏斗分离的是 （ ） A ．酒精 B ．乙醛 C ．醋酸 D ．溴苯 2．丙醛(CH 3CH 2CHO)的同分异构体有丙酮(CH 3COCH 3)，丙酮分子中不含醛基，所以不具有醛的还原性。某有机物的分子式为C 5H 10O ，它能发生银镜反应和加成反应。若将其跟CH 3—C —H O c b ↑ ↑ ←a
最新二元液系的气液平衡相图
实验二十八二元液系的气液平衡相图 1、实验目的 ①实验测定乙醇-环己烷二元液系的沸点-组成图，并由图决定其最低恒沸温度及最低恒沸混合物的组成。 ②学会阿贝折射仪的使用及维护方法。 2、实验原理 纯液体物质，组成一定的A、B两液体的混合物，在恒定的压力下沸点为确定值，液体混合物的沸点随组成不同而改变，因同样温度下，各组分挥发能力不同，即具有不同的饱和蒸气压，故平衡共存的气、液两相的组成通常并不相同。因此在恒定压力下对不同组成的二组分液体进行蒸馏，测定两相平衡温度及馏出物(气相)和蒸馏液(液相)的组成，就可绘制出该系统的沸点与两相组成关系的T-x 图，即沸点-组成图，通常称为蒸馏曲线。 二组分完全互溶液体系统蒸馏曲线可分为三类：(1)系统中两组分对拉乌尔定律的偏差都不大，在T-x图上溶液的沸点总是介于A、B两纯液体的沸点之间，如图6-1(a)所示。(2)两组分对拉乌尔定律都产生较大的负偏差，在p-x图上出现最小值时，在T-x图上将出现最高点，如图6-1(b)所示。(3)两组分对拉乌尔定律都产生较大的正偏差，在p-x图上出现最大值时，在T-x图上将出现最低点，如图6-1(c)所示。最高点和最低点分别称为最高恒沸点和最低恒沸点，对应的组成称为恒沸组成，其相应的混合物称为恒沸混合物。恒沸混合物蒸馏所得到的气、液两相组成相同，故不能用一次精馏的办法同时分出两个纯组分。 本实验是在某恒定压力下则定乙醇—环己烷二组分系统的沸点与组成平衡数据，并绘制该液体混合物的蒸馏曲线，其类型如图6-1(a)所示，这种类型的液态混合物中总是易挥发组分在平衡气相里的组成大于它在液相里的组成。图6-1(a)中，与沸点t1对应的气相线上D点的组成是w B(g)、液相线上C点的组成是w B(l)。t A＜t B，A较B易挥发，故w B(l)＞w B(g)，而w A(g)＞w A(l)。 测定混合物组成的方法分为物理法和化学法。物理法是通过测定与系统组成有一定关系的某—物理性质(如电导、折射率、旋光度、吸收光谱、体积、压力
2-丁烯醛
远成集团 2-丁烯醛 产品名称： 2-丁烯醛别名：巴豆醛CAS No.： 123-73-9 分子量： 70.09 分子式： C4H6O 含量： 96% 联系人：黄鸿力
2-丁烯醛 化学品英文名称：2-butenal 中文名称：巴豆醛 英文名称：crotonaldehyde 分子式：C4H6O 分子量：70.09 熔点(℃)：-76 沸点(℃)：104 相对密度(水=1)：0.85 相对蒸气密度(空气=1)：2.41 饱和蒸气压(kPa)：4.00(20℃) 燃烧热(kJ/mol)：2268.0 辛醇/水分配系数的对数值：0.63 闪点(℃)：13 引燃温度(℃)：230 爆炸上限%(V/V)：15.5 爆炸下限%(V/V)：2.1 溶解性：微溶于水，可混溶于乙醇、乙醚、苯、甲苯等多数有机溶剂。 性状：顺式和反式两种异构体。顺式异色体不稳定。普通商品是反式异构体。无色透明易燃液体，有窒息性刺激气味。与光或空气接触，变为淡黄色液体，逐渐氧化成巴豆酸，其蒸气为极强的催泪剂。对人体危害：对眼结膜及上呼吸道粘膜有强烈刺激作用。长期接触引起慢性鼻炎、神经系统机能障碍。该产品属于剧毒品。
主要用途：2-丁烯醛用于制正丁醇、正丁醛、硫化促进剂。有机合成原料，用于制取丁醛；丁醇；2-乙基己醇；山梨酸；3-甲氧基丁醛；3-甲氧基丁醇；丁烯酸；喹哪啶；顺丁烯二酸酐及吡啶系产品。另外，丁烯醛与丁二烯反应可制得环氧树脂原料及环氧增塑剂。与季戊成四醇反应可得到耐热树脂原料。丁烯醛还可用于制取选矿用发泡剂；染料及橡胶抗氧剂；杀虫剂及军用化学品。工业级丁烯醛实际上是反式异构体和顺式异构体组成的混合物[4170-30-3]。但顺式异构体不稳定，含量不到1%。 对环境的影响: 一、健康危害侵入途径：吸入、食入、经皮吸收。 健康危害：对眼结膜及上呼吸道粘膜有强烈刺激作用。长期接触引起慢性鼻炎、神经系统机能障碍。 二、毒理学资料及环境行为 急性毒性：LD50240mg/kg(小鼠经口)；380mg/kg(兔经皮)；LC504000mg/m，1/2小时(大鼠吸入)；人吸入40～100mg/m×10秒，轻度刺激；人吸入12mg/m×10分钟，最小中毒浓度(刺激)。 刺激性：人经眼：45ppm，引起刺激。家兔经皮开放性刺激试验：500mg，轻度刺激。 致突变性：微生物致突变性：鼠伤寒沙门氏菌100µL/L。 精子形态学：小鼠腹腔30mg/kg。 危险特性：易燃，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物。遇明火、高热能引起燃烧爆炸的危险。在空气中非常容易氧化生成过氧化物，当受热或撞击、甚至轻微摩擦即可发生爆炸。在火场高温下，能发生聚合反应，使容器破裂。其蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇明火会引着回燃。 燃烧(分解)产物：一氧化碳、二氧化碳。 实验室监测方法: 空气中：样品用活性炭管收集，再用气相色谱法测定 色谱/质谱法《水和有害废物的监测分析方法》周文敏等编译 环境标准: 前苏联车间空气中有害物质的最高容许浓度0.5mg/m 前苏联居民区大气中容许浓度2ppm 嗅觉阈浓度0.6mg/m 应急处理处置方法: 一、泄漏应急处理迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，并进行隔离，严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防毒服。不要直接接触泄漏物。尽可能切断泄漏源，防止进入下水道、排洪沟等限制性空间。小量泄漏：用砂土或其它不燃材料吸附或吸收。也可以用大量水冲洗，洗液稀释后放
《乙醛 醛类》测试题
《乙醛醛类》测试题 一、选择题（本题包括15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一个选项符合题意）。 1.近年来，建筑装饰材料发展速度很快，进入家庭居多，调查发现有些装饰程度较高的居室中，由装饰材料缓慢释放出来的化学污染物浓度过高，影响人的身体健康，这些污染物是（）. A．CO B．SO2 C．甲醛、苯等有机物 D．氨气 2. 室内装潢和家具挥发出来的甲醛是室内空气的主要污染物。甲醛易溶于水，常温下有强烈刺激性气味，当温度超过20 ℃时，挥发速度加快。根据甲醛的这些性质，下列做法错误的是（）. A.入住前房间内保持一定湿度并通风 B.装修尽可能选择在温度较高的季节 C.请环境监测部门检测室内甲醛含量低于国家标准后入住 D.紧闭门窗一段时间后入住 3.甲醛在一定条件下发生如下反应：2HCHO + NaOH（浓）→ HCOONa + CH3OH，在此反应中，甲醛发生的变化是（）. A.仅被氧化 B.仅被还原 C.既被氧化，又被还原 D.既未被氧化，也未被还原 4. 丙烯醛的结构式为CH2=CH—CHO。下列关于它的性质的叙述中错误的是( ). A．能使溴水褪色，也能使酸性高锰酸钾溶液褪色 B．在一定条件下与H2充分反应，生成1－丙醇 C．能发生银镜反应表现氧化性 D．在一定条件下能被空气氧化 5.甲醛、乙醛和丙醛组成的混合物中，氢元素的质量分数是9％，则氧元素的质量分数是（）. A. 16％ B. 37% C. 48% D. 无法计算 6. 只用一种试剂就可以区分：乙醇、乙酸、乙醛三种物质，则该种试剂是（）. A.银氨溶液 B.浓溴水 C.新制的氢氧化铜悬浊液 D.三氯化铁溶液 7. 某饱和一元脂肪醛中所含碳元素质量是所含氧质量的3倍，此醛的同分异构体有（）. A. 2种 B. 3种 C. 4种 D. 5种 8.有机物甲可氧化成羧酸，也可以还原成醇。由甲生成的羧酸和醇在一定条件下，可以生成化合物乙，其分子式为C2H4O2，下列叙述不正确的是（）. A. 甲分子中碳的质量分数为40％ B. 甲在常温、常压下为无色液体 C. 乙比甲沸点高 D. 甲和乙最简式相同 9.某有机物的氧化产物甲和还原产物乙都能与金属钠反应放出H2，甲、乙反应可生成丙，甲、丙都能发生银镜反应，此有机物是（）. A. 甲醛 B. 乙醛 C. 甲酸 D. 乙酸 10. 茉莉醛具有浓郁的茉莉花香，其结构简式如下图所示：关于茉莉醛的下列叙述错误的是（）. A．在加热和催化剂作用下，能被氢气还原 B．能被高锰酸钾酸性溶液氧化