《水分析化学》课后习题答案
水分析化学平时作业整理
第一章
1.简述水分析化学课程的性质及任务。
性质：水分析化学是研究水及其杂质、污染物的组成、性质、含量和它们的分析方法的一门学科。
任务：通过水分析化学学习，掌握水分析化学的四大滴定方法（酸碱滴定法、络和滴定法、沉淀滴定法和氧化还原滴定法）和主要仪器分析法（如吸收光谱法、色谱法和原子光谱法等）的基本原理、基本理论、基本知识、基本概念和基本技能，掌握水质分析的基本操作，注重培养学生严谨的科学态度，培养独立分析问题和解决实际问题的能力。
2.介绍水质指标分几类，具体包括哪些指标？
(1) 物理指标 1) 水温 2) 臭味和臭阈值 3) 颜色和色度 4)浊度 5)残渣 6)电导率 7)紫外吸光度值 8)氧化还原电位
（2）微生物指标 1) 细菌总数 2) 总大肠菌群 3) 游离性余氯 4) 二氧化氯
(3) 化学指标 1) pH 值 2) 酸度和碱度 3) 硬度 4) 总含盐量 5) 有机污染物综合指 标 6) 放射性指标
第二章
1.简述水样分析前保存的要点是什么？
水样保存希望做到：减慢化学反应速度，防止组分的分解和沉淀产生；减慢化合物或络合物的水解和氧化还原作用；减少组分的挥发溶解和物理吸附；减慢生物化学作用。
水样的保存方法主要有加入保存试剂，抑制氧化还原反应和生化作用；控制pH 值和冷藏冷冻等方法，降低化学反应速度和细菌活性。
2.测定某废水中的COD ，十次测定结果分别为50.0,49.2,51.2,48.9,50.5,49.7,51.2,48.8,49.7和49.5 mgO 2/L ，问测量结果的相对平均偏差和相对标准偏差（以CV 表示）各多少？
解：X =
n
1
∑=n
i x
1
i
=49.87 d i =X i -X
d =
n
1
i
∑=n
i d
=
10
37
.017.007.133.117.063.097.033.167.013.0+++++++++=0.684
d (%)=
X d ×100=87
.49684.0×100=1.37%
Sr=
1
n
1
2-∑=n d
i i
=9
37.017.007.133.117.063.097.033.167.013.02
222222222+++++++++
=
3000
2227
CV(%)=X
Sr ×100=87.493000
2227
=1.73%
第三章
1.已知下列各物质的Ka 或Kb ，比较它们的相对强弱，计算它们的Kb 或Ka ，并写出它们的共轭酸（或碱）的化学式。
（1） HCN NH 4+ H 2C 2O 4
4.93×10
－10（Ka ） 5.6×10－10（Ka ） 5.9×10－
2（Ka 1） 6.4×10－
5（Ka 2）
（2） NH 2OH CH 3NH 2 AC －
9.1×10－9（Kb ） 4.2×10－4（Kb ） 5.90×10－10（Kb ） 解：（1）酸性强弱：H 2C 2O 4 > NH 4+ > HCN
HCN ：5
10
141003.21093.4100.1Ka Kw Kb ---?=??== 共轭碱为CN －
NH 4+
：51014
1079.110
6.5100.1Ka Kw Kb ---?=??== 共轭碱为NH 3
H 2C 2O 4：105
14
211056.110
4.6100.1Ka Kw Kb ---?=??== 共轭碱为 HC 2O 4－
13214
121069.110
9.5100.1Ka Kw Kb ---?=??== 共轭碱为C 2O 42－
（2）碱性强度：CH 3NH 2 > NH 2OH > AC
－
NH 2OH ：11
4141038.2102.4100.1Kb Kw Ka ---?=??== 共轭酸为+2
2OH NH
CH 3NH 2 ：6914101.110
1.9100.1Kb Kw Ka ---?=??== 共轭酸为+
33NH CH AC －
：510
141069.110
90.5100.1Kb Kw Ka ---?=??== 共轭酸为HAc
2.简述酸碱滴定中指示剂的选用原则。
最理想的指示剂应恰好在计量点时变化。但，实际上凡在pH=4.30~9.70范围内变色的指示剂，均可保证有足够的准确度。在满足滴定准确度要求的前提下，其变色点越接近计量点
越好。 注意：
强酸滴定强碱的滴定曲线与强碱滴定强酸类同，只是位置相反。 滴定突跃大小与滴定液和被滴定液的浓度有关。如果是等浓度的强酸强碱相互滴定，其滴定起始浓度减少一个数量级，则滴定突跃缩小两个pH 单位。(P87) 指示剂选择的原则，各类酸碱滴定选用指示剂的原则都是一样的。
所选择的指示剂变色范围，必须处于或部分处于计量点附近的pH 突跃范围内。
3.某一弱酸型指示剂在pH=
4.5的溶液中呈现蓝色，在pH=6.5的溶液中呈现黄色，该指示剂的解离常数K HIn 为多少？
解：由题意知该指示剂pK=5.5
∴K HIn =10－5.5=3.2×10－
6
4.水中碱度主要有哪些？简述碱度测定的基本原理。
一般水中碱度主要有重碳酸盐(HCO 3－)碱度、碳酸盐(CO 32－)碱度和氢氧化物(OH －
)碱度。 水中碱度的测定采用酸碱指示剂滴定法，即以酚酞和甲基橙作指示剂，用HCl 或H 2SO 4标准溶液滴定水样中碱度至终点，根据所消耗酸标准溶液的量，计算水样中的碱度。
5.取水样100.0mL ，用0.1000mol/L HCl 溶液滴定至酚酞终点，消耗13.00mL ；再加甲基橙指示剂，继续用HCl 溶液滴定至橙红色出现，消耗20.00mL ，问水样中有何种碱度？其含量为多少（mg/L 表示）？
解：P=13.00mL ，M=20.00mL P ∴水中有CO 32－和HCO 3－碱度，CO 32－=2P ，HCO 3－ =M-P CO 32－ 碱度（CO 32－ ，mg/L ）= 1000100 30 P 2C ???=780.0mg/L HCO 3－碱度（HCO 3－ ，mg/L ）= ()1000100 61P -M C ???=427.0mg/L 6.一水样中可能含有CO 32－、OH －、HCO 3－ ，或者是混合水样。用20.00mL0.100mol/L HCl 溶液，以酚酞为指示剂可滴定至终点。问： （1）若水样含有OH －和CO 32－ 的量（过去称摩尔数）相同，再以甲基橙为指示剂，还需加入多少毫升HCl 溶液才可滴定至橙红色终点？ （2）若水样含有CO 32－和HCO 3－ 的量相同，接着以甲基橙为指示剂，还需滴入多少毫升HCl 溶液才可达到橙红色终点？ （3）若加入甲基橙指示剂时，不需滴入HCl 溶液就已呈终点颜色，该水样中含何种物质？ 解：（1）P=20.00mL P 包括OH － 和 2 1CO 32－ 碱度 水样含有OH － 和CO 32－ 的量相同 ∴OH － = 21CO 32－ =2 1P 弱酸—共轭酸或弱酸—共轭碱组成的缓冲 溶液能控制的pH 范围为1pK ± ∴M= 21CO 32－ =21P=10.00mL （2）P=20.00mL P 为-23CO 2 1碱度 ∴ -23CO 2 1=P=20.00mL 水样含有CO 32－ 和HCO 3－ 的量相同 ∴ -23CO 2 1=HCO 3－=P=20.00mL ∴还需滴入M=-23CO 2 1+HCO 3－=40.00mL （3）P=20.00mL ，M=0 ∴ 水样中只有OH － 第四章 1络合物的稳定常数和条件稳定常数有什么区别和联系？ 当络合反应达到平衡时，其反应平衡常数为络合物的稳定常数，用K 稳表示。络合平衡时的稳定常数K 稳是[Y]总=[Y 4-]，即αY(H)=1时的稳定常数。这样，EDTA 不能在pH<12时应用。 在实际应用中，溶液的pH<12时，必须考虑酸效应对金属离子络合物稳定性的影响，引进条件稳定常数，用K'稳表示。 络合物的K 稳越大，则络合物越稳定。由于pH 值越大，αY(H)越小，则条件稳定常数 K'稳越大，形成络合物越稳定，对络合滴定就越有利。 为酸效应系数）（H Y α 2.用EDTA 标准溶液滴定水样中的Ca 2+、Mg 2+、Zn 2+时的最小pH 值是多少？实际分析中pH 值应控制在多大？ 解：lgK CaY =10.69 lgK MgY =8.69 lgK ZnY =16.50 滴定Ca 2+时，lg ɑY(H)=10.69－8=2.69 查表，得 pH=7.5~7.6 滴定Mg 2+时，lg ɑY(H)=8.69－8=0.69 查表，得 pH=9.6~9.7 滴定Zn 2+时，lg ɑY(H)=16.50－8=8.50 查表，得 pH=4.0~4.1 ∴滴定Ca 2+、Mg 2+、Zn 2+时的最小pH 值分别是7.5，9.6，4.0。 在实际分析中，控制溶液的pH 范围要比滴定金属离子允许的最小pH 范围大一些，因为EDTA 是一有机弱酸，在水溶液中或多或少的解离产生一定量的H +，降低了溶液的pH 值，所以控制的pH 值稍高一些，可抵消这种影响。 3.计算pH=10时，以10.0mmol/L EDTA 溶液滴定20.00mL10.0mmol/L Mg 2+溶液，在计量点时的Mg 2+的量浓度和pMg 值。 解：pH=10时，24.845.069.8lg lgK lg )(MgY =-=-='H Y MgY K α 利用lg ɑY(H)=lgK 稳－8公式，可以找到滴定各种金属离子（M n+）时所允许的最小pH 值。 总 ）（稳 稳][Y]M [] [MY K K n 4H Y +-== 'n α [ ] L m o l K C K C M g Y Mg MgY sp Mg /1036.510 20100.02Mg 624 .8,sp 2-+ ?== '= '= [] 27.5lg pMg 2sp =-=+ sp Mg 4.简述金属指示剂的作用原理，解释什么是金属指示剂的封闭现象和僵化现象。 金属指示剂是一些有机络合剂，可与金属离子形成有色络合物，其颜色与游离金属指示剂本身的颜色不同，因此，可以指示被滴定金属离子在计量点附近pM 值的变化。 当金属指示剂与金属离子形成的络合物不能被EDTA 置换，加入大量EDTA 也得不到终点，这种现象叫做指示剂的封闭现象。 如果金属指示剂与金属离子生成的显色络合物为胶体或沉淀，使滴定时与EDTA 的置换作用缓慢，而使终点延长，这种现象叫做指示剂的僵化现象。 5.取水样100mL ，调节pH=10.0，用EBT 为指示剂，以10.0mmol/L EDTA 溶液滴定至终点，消耗25.00mL ，求水样中的总硬度（以mmol/L 和CaCO 3 mg/L ）? 解：总硬度（mmol/L ）=L mol /m 50.2100 00.250.10=? 总硬度（CaCO 3 mg/L ）=L mg /25.250100 10 .10000.250.10=?? 6.取一份水样100mL ，调节pH=10，以EBT 为指示剂，用10.0mmol/L EDTA 溶液滴定至终点，消耗24.20mL ；另取一份水样100mL ，调节pH=12，加钙指示剂（NN ），然后以10.0mmol/L EDTA 溶液滴定至终点，消耗13.15mL 。求该水样中总硬度（以mmol/L 表示）和Ca 2+、Mg 2+的含量（以mg/L 表示）？ 解：总硬度（mmol/L ）=L mol /m 42.2100 20 .240.10=? Ca 2+(mg/L)=L mg /70.52100 08 .4015.130.10=?? Mg 2+ （mg/L ）=()L mg /86.26100 31 .2415.1320.240.10=?-? 第五章 1.在含有等浓度的Cl － 和I － 的溶液中，逐滴加入AgNO 3溶液，哪一种离子先沉淀？第二种离 子开始沉淀时，Cl －与I － 的浓度比为多少？ 解：K sp,AgCl =1.8×10－10 , K sp,AgI =8.3×10－ 17 AgCl sp AgI ,sp K K AgI AgCl ，是同类型沉淀，而且与< 先沉淀-∴I 水 ）总硬度（V V C L mol EDTA EDTA =/m 当Cl － 开始沉淀时， [][] — ，Cl K Ag AgCl sp =+ [][] [] - + - ==Cl K K Ag K I AgCl sp AgI sp AgI sp ，，， [][]6 17 10AgI sp AgCl sp 1017.210 3.8108.1K K I Cl ?=??==∴ --- -，， 2.取水样100mL ，加入20.00mL 0.1120mol/L AgNO 3溶液，然后用0.1160mol/L NH 4SCN 溶 液滴定过量的AgNO 3溶液，用去10.00mL ，求该水样中Cl － 的含量（mg/L 表示）。 解： ()()L mg L mg /89.382100 1000 453.3500.101160.000.201120.0/Cl =???-?= - 第六章 1.何谓标准电极电位和条件电极电位？ 当电对处于标准状态（即物质皆为纯净物，组成电对的有关物质浓度（活度）为1.0 mol ·dm -3，涉及气体的分压为1.0×105Pa 时，该电对的电极电势为标准电极电势，用符号 φθ 表示。通常温度为298.15K 。 条件电极电位与络合反应中的条件稳定常数K ’稳和稳定常数K 稳关系相似，是考虑了外界因素（如离子强度）影响时的电极电位。 2.举例说明三种氧化还原指示剂的显色原理。 ①利用滴定剂或被滴定液本身的颜色变化来指示滴定终点到达，这种滴定剂或被滴定物质起着指示剂的作用，因此叫自身指示剂。 例如：在KMnO 4法中，用— 4MnO 在酸性溶液中滴定无色或浅色的还原性物质时，计量点之前，滴入的— 4MnO 全部被还原为无色的Mn 2+，整个溶液仍保持无色或浅色。达到计量点时，水中还原性物质已全部被氧化，再过量1滴—4MnO （2×10－ 6mol/L 的— 4MnO ），溶液 立即由无色或浅色变为稳定的浅红色，指示已达滴定终点，KMnO 4就是自身指示剂。 ②专属指示剂本身并没有氧化还原性质，但它能与滴定体系中的氧化态或还原态物质结合产生特殊颜色，而指示滴定终点。 例如：在酸性溶液中用Fe 3+滴定Sn 2+时，可用KSCN 作专属指示剂。计量点前，滴入的Fe 3+ 被Sn 2+还原为Fe 2+，溶液无色；计量点时，稍过量的Fe 3+便与SCN － 反应生成Fe （SCN ）2+红色络合物，指示已达滴定终点。 ③本身具有氧化还原性质的有机化合物。在氧化还原滴定中，这种指示剂也发生氧化还原反应，且氧化态和还原态的颜色不同，利用指示剂由氧化态变为还原态或还原态变为氧化态的颜色突变，来指示滴定终点。 3.取水样100mL ，用H 2SO 4酸化后，加入10.00mL 0.0100mol/L 高锰酸钾溶液（1/5KMnO 4=0.0100mol/L ），在沸水浴中加热30min ，趁热加入10.00mL 0.0100mol/L 草酸钠溶液（1/2Na 2C 2O 4=0.0100mol/L ），摇匀，立即用同浓度高锰酸钾标准溶液滴定至显微红色，消耗2.15mL ，求该水样中高锰酸盐指数是多少（mg O 2/L ）? 解： ()[]()[]L /O mg 72.1100 1000 80100.015.20100.000.100100.000.10V 1000 8C V C V C V L /O mg 21122112=?????= ??'= ————）高锰酸盐指数（水 4.用回流法测定某废水中的COD 。取水样20.00mL （同时取无有机物蒸馏水20.00mL 作空白试验）放入回流锥形瓶中，加入10.00mL 0.2500mol/L 重铬酸钾溶液 （1/6K 2Cr 2O 7=0.2500mol/L ）和30mL 硫酸—硫酸银溶液，加热回流2h ；冷却后加蒸馏水稀释至140mL ，加试亚铁灵指示剂，用0.1000mol/L 硫酸亚铁溶液（（NH 4）2Fe （SO 4）2）·6H 2O =0.1000mol/L ）返滴至红褐色，水样和空白分别消耗11.20mL 和21.20mL 。求该水样中的COD 是多少（mg O 2/L ）? 解： L /O mg 0.40000.20100081000.020.1120.21V 1000 8C V V L /O mg COD 210 2=???=???=）—（）—（）（水 V 0——空白试验消耗（NH 4）2Fe （SO 4）2标准溶液的量（mL ）； V 1——滴定水样时消耗（NH 4）2Fe （SO 4）2标准溶液的量（mL ）； C ——硫酸亚铁铵标准溶液的浓度（（NH 4）2Fe （SO 4）2，mol/L ）； 8——氧的摩尔质量（1/2 O ，g/mol ）； V 水——水样的量（mL ）。 应该指出，在滴定过程中，所用K 2Cr 2O 7标准溶液的浓度是1/6K 2Cr 2O 7 mol/L 。 V 1——开始加入KMnO 4标准溶液的量（mL ）； V 1'——最后滴定消耗KMnO 4标准溶液的量（mL ）； V 2——加入Na 2C 2O 4标准溶液的量（mL ）； C 1——KMnO 4标准溶液浓度（1/5KMnO 4，mol/L ）； C 2——Na 2C 2O 4标准溶液浓度（1/2Na 2C 2O 4，mol/L ）； 8——氧的摩尔质量（1/2 O ，g/mol ）； V 水——水样的量（mL ）。 第七章 1、参比电极和指示电极的种类和作用有哪些？ 指示电极分为金属基电极和膜电极两大类。金属基电极分为金属---金属离子电极、金属---金属微溶盐电极、均相氧化还原电极。 常用的参比电极有甘汞电极和银-氯化银电极。 2、玻璃电极使用前为何必须在蒸馏水中浸泡24h以上？ 由于干玻璃电极对氢离子的传感不灵敏，即对pH值不响应，因此需要用蒸馏水浸泡：一方面，使玻璃电极的薄膜表面形成一层水合硅胶，水合硅胶层与水溶液之间的离子交换平衡是产生电极电位的根源，会恢复玻璃电极对pH值的响应。另一方面，玻璃电极的薄膜内外表面的结构、性质常有差别或不对称，引起不对称电位，浸泡的目的是使其不对称电位减少并达到稳定。 3、电极使用前为何要用pH标准缓冲溶液标定pH计？ 一般由于温度的影响、电子元件的老化、玻璃电极产家不一或浸泡时间不一等因素，常使pH计测量结果产生偏差，因此除了用仪器上的温度调节钮对温度进行补偿外，必须在测定之前用标准缓冲溶液进行校正。 基础化学（第3版） 思考题和练习题解析 第一章 绪 论 1. 为什么说化学和医学的关系密切，医学专业学生必须学好化学？ 答：（略） 2. “1 mol 硫酸的质量是98.0g ”，对吗？ 答：错误！未指明基本单元，正确说法是1 mol H 2SO 4的质量是98.0g 或1 mol [(1/2) (H 2SO 4)]的质量是49.0g 。 3. 0.4 mol H 2SO 4溶解于水，配成500 m L 溶液，其浓度表示正确的是 A. c (H 2SO 4) = 0.8 mol ·L -1 B. c [2 1(H 2SO 4)] = 0.8 mol ·L -1 C. c [ 2 1 (H 2SO 4) ]= 0.4 mol ·L -1 D. 硫酸的浓度为0.8 mol ·L -1 答；正确的是A 。根据定义，1L 溶液中含有0.8 mol H 2SO 4，c (H 2SO 4) = 0.8 mol ·L -1 。 4. 下列说法正确的是 A. “1 mol O ”可以说成“1 mol 原子O ” B. 1摩尔碳C 原子等于12g C. 1 L 溶液中含有H 2SO 4 98 g ，该溶液的摩尔浓度是1 mol ·L -1 D. 基本单元不仅可以是构成物质的任何自然存在的粒子或粒子的组合，也可以是想象的或根据需要假设的种种粒子或其分割与组合 答：正确的是D 。 A 应说成“1 mol 氧原子”； B 应为“1摩尔碳 C 原子的质量等于12g ”； C 不应该使用“摩尔浓度”，此术语已被废除。 5. 求0.100kg (2 1Ca 2+ )的物质的量。 解：M (2 1Ca 2+) =（40.08 / 2）= 20.04 (g · mol -1 )， n ( 21Ca 2+) = [ m / M (2 1Ca 2+) ] = (0.100×103 )/20.04 = 4.99 (mol) 6. 每100m L 血浆含K + 为20mg ，计算K + 的物质的量浓度，单位用mmol ·L -1 表示。 解：M （K + ）= 39.10 g · mol -1 ， n （K +）= [ m / M (K +) ] = 20 / 39.10 = 0.51 (mmol) 第一章 1、工厂供电对工业生产有何重要作用?对工厂供电工作有哪些基本要求? 基本要求： 1、安全：在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。 2、可靠：应满足电能用户对供电可靠性即连续供电的要求。 3、优质：应满足电能用户对电压和频率等质量的要求。 4、经济：供电系统的投资少，运行费用低，并尽可能地减少有色金属消耗量。 2、工厂供电系统包括哪些范围?变电所和配电所的任务有什么不同?什么情况下可采用高压深入负荷中心的直配方式? 工厂供电系统是指从电源线路进厂起到高低压用电设备进线端止的电路系统,包括工厂内的变配电所和所有的高低压供电线路。配电所的任务是接受电能和分配电能，不改变电压；而变电所的任务是接受电能、变换电压和分配电能。高压深入负荷中心的直配方式，可以省去一级中间变压，简化了供电系统接线，节约投资和有色金属，降低了电能损耗和电压损耗，提高了供电质量。然而这要根据厂区的环境条件是否满足 35kV 架空线路深入负荷中心的“安全走廊”要求而定，否则不宜采用。 3、什么叫电力系统、电力网和动力系统?建立大型电力系统有哪些好处? 电力系统：由各级电压的电力线路将一些发电厂、变电所和电力用户联系起来的一个发电、输电、变电、配电和用电的整体，称为电力系统。电网：电力系统中各级电压的电力线路及其联系的变电所，称为电力网或电网。动力系统：电力系统加上发电厂的动力部分及其热能系统和热能用户，就称为动力系统。建立大型电力系统或联合电网，可以更经济合理地利用动力资源，减少燃料运输费用，减少电能消耗，降低发电成本，保证供电质量（即电压和频率合乎规范要求），并大大提高供电可靠性。 4、我国规定的“工频”是多少?对其频率偏差有何要求? 工频：一般交流电力设备的额定频率为 50HZ。规定：频率偏差正负电压偏差正负 5% 电压偏差是指电气设备的端电压与其额定电压之差，通常以其对额定电压的百分值来表示。 5、三相交流电力系统的电源中性点有哪些运行方式?中性点非直接接地系统与中性点直接接地系统在发生单相接地故障时各有什么特点? 中性点运行方式：中性点不接地系统、中性点经阻抗接地系统、中性点直接接地系统。中性点非直接接地系统单相接地时，另两相对地电压升高为原来的根号 3 倍。单相接地电容电流为正常运行时相线对地电容电流的 3 倍。中性点经阻抗接地系统单相接地时，另两相对地电压升高为原来的根号 3 倍，减小了接地电流。在单相接地电容电流大于一定值的电力系统中，电源中性点必须采取经消弧线圈接地的运行方式。中性点直接接地系统单相接地时，另两相对地电压不变，变成单相接地短路。 6、低压配电系统中的中性线(N 线)、保护线(PE 线)和保护中性线(PEN 线)各有哪些功能? TN—C 系统、 TN—S 系统、TN-C-S 系统、TT 系统和 IT 系统各有哪些特点，各适于哪些场合应用? 中性线(N 线)的功能：一是用来接用额定电压为系统相电压的单相用电设备；二电是用来传导三相系统中的不平衡电流和单相电流；三是减小负荷中性点的电位偏移。保护线(PE 线)的功能：它是用来保障人身安全、防止发生触电事故用的接地线。系统中所有设备的外露可导电部分(指正常不带电压但故障情况下可能带电压的易被触及的导电部分，例如设备的金属外壳、金属构架等)通过保护线接地。保护中性线(PEN 线)的功能：它兼有中性线(N 线)和保护线(PE 线)的功能。这种保护中性线在我国通称为“零线”，俗称“地线”。 TN —C 系统：其中的 N 线与 PE 线全部合为一根 PEN 线。PEN 线中可有电流通过，因此对某 均为 Na + , K + , Br , Cl 离子各 1mol 。 第十章 开链烃 1、扼要归纳典型的以离子键形成的化合物与以共价键形成的化合物的物理性质。 答： 2、NaCl 相同？如将 CH 4 及 CCl 4 各 1mol 混在一起，与 CHCl 3 及 CH 3Cl 各 1mol 的混合物是否相同？ 为什么？ 答： NaCl 与 KBr 各 1mol 与 NaBr 及 KCl 各 1mol 溶于水中所得溶液相同。因为两者溶液中 － － 由于 CH 4 与 CCl 4 及 CHCl 3 与 CH 3Cl 在水中是以分子状态存在，所以是两组不同的混合 物。 3、用系统命名法命名下列化合物： ⑴2-甲基丙烷 ⑵2,4,4-三甲基-5-丁基壬烷 ⑶己烷 ⑷3-乙基戊烷 ⑸3-甲基-5-异丙基辛烷 ⑹2-甲基-5-乙基庚烷 4、写出下列各化合物的结构式，假如某个名称违反系统命名原则，予以更正。 H 3C CH 3 ⑴3,3-二甲基丁烷 H 3C H 2 CH 3 H 3C 错，2,2-二甲基丁烷 CH 2CH 3 ⑵2,3-二甲基-2-乙基丁烷 H 3C H C C 3 错，2,3,3-三甲基戊烷 CH 3 CH 3 ⑶2-叔丁基-4,5-二甲基己烷 H 3C C CH 3 CH 3 3 错，2,2,3,5,6-五甲基庚烷 H 3C C H 2 CH 3 CH 3 H 3C CH ⑷2,3-二甲基-4-丙基庚烷 H 3 H C H 2 C C H 2 CH 3 CH 2CH 2CH 3 H 3C H 3C CH 2CH 3 H 2 ⑸2,4,5,5-四甲基-4-乙基庚烷 H 3CH C H 2 C H 3C C C 3 3 精细化工课后习题及答案化工095 1、以下化工原料主要来自哪些资源： （1）甲烷（2）一氧化碳（3）乙炔（4）乙烯（5）苯（6）萘 答：（1）天然气（2）煤的气化（3）煤制电石（4）石油烃类热裂解（5）石油馏分催化重整（6）煤的高温干馏 2、相似相溶原则：溶质易溶于化学结构相似的溶剂，而不易溶于化学结构完全不同的溶剂。极性溶质易溶于性溶剂，非极性溶质易溶于非极性溶剂。 1什么是精细化工，精细化工的特点是什么？2什么是精细化学品，请列举五类主要的精细化学品。 3精细化学品的原料来源主要有哪些？4精细有机合成的主要单元反应有哪些？ 1.芳香族亲电取代的反应历程 绝大多数是按照经过σ络合物中间体的两步历程进行的。 第一步是亲电试剂E+进攻芳环,先生成π络合物，接着E+与芳环上某一个碳原子形成σ键，生成σ络合物中间体。 第二步是σ络合物中间体脱落一个H+,生成取代产物。 2.取代基的电子效应包括哪些内容? 诱导效应、共轭效应、超共轭效应统称取代基的电子效应。 3、萘环的α位比β位的亲电取代反应活性高的原因是什么？ α-取代和β-取代中间体正离子含有一个苯环的较稳定的共振结构式： α-取代时，含有一个苯环的较稳定的共振结构式有两个，而β-取代时只有一个；同时α-取代的中间体正离子的的一个共振结构式中非苯环部分有一个烯丙基型正碳离子直接和苯环相连，使电子离宇范围较大，因而取代需要的能量更低。上述两个原因使萘的一元亲电取代在α位比β位更容易发生。 4、苯发生亲电取代反应时，亲电试剂的活泼性越高，亲电取代反应速度越快，反应的选择性越低。 亲电试剂的活泼性越低，亲电取代反应速度越低，反应的选择性越高。 第三章 1 芳环上亲电取代卤化时，有哪些重要影响因素？ 2 卤化反应用到的催化剂主要有哪些？ 3 丙酮用氯气进行氯化制一氯丙酮时，如何减少二氯化副产物？ 4 对叔丁基甲苯在四氯化碳中，光照下进行一氯化，生成什么产物？ 5 简述由甲苯制备以下化合物的合成路线和工艺过程 (1)邻氯三氟甲苯 (2)间氯三氟甲苯 6 写出本章所遇到的各种亲电卤化反应、亲核卤化反应和自由基卤化反应的名称。 1 主要有：被卤化物的结构、卤化剂、催化剂、卤化深度、卤化介质的PH值、卤化溶剂、卤化温度、杂质等。 2 主要有： 路易斯酸例如FeCl3 、SbCl3、AlCl3等 质子酸例如苯磺酸、硫酸等 元素例如碘、硫磺等 胺类碱性催化剂例如二异丙胺等 硫化物例如硫化铁-硅胶、Sb2S3等 沸石类分子筛例如ZMF-1催化剂 3 丙酮的一氯化制一氯丙酮是连串反应，为了避免多氯化物的生成，应该用不足量的氯气，控制适当的Cl2/C3H6O摩尔比。 《工厂供电》 第三版 刘介才主编 课后习题解答 2014 年8 月 第一章习题解答 1-1 试确定图1-25所示供电系统中的变压器T1和线路WL1 WL2的额定电压? 解：1.变压器T1的一次侧额定电压：应与发电机G的额定电压相同，即为10.5 kV。变 压器T 1的二次侧额定电压应比线路WL 1末端变压器T 2的一次额定电压高10%,即为242 kV。因此变压器T 1的额定电压应为10.5 /242 k V。 2.线路WL 1的额定电压：应与变压器T 2的一次额定电压相同，即为220k V。 3.线路WL 2的额定电压：应为35 k V,因为变压器T 2二次侧额定电压为38.5 k V,正好比35k V高10%。 解：1.发电机G的额定电压应比6k V线路额定电压高5%,因此发电机G的额定电压应为 6.3 k V。 2.变压器T 1的额定电压：一次额定电压应与发电机G的额定电压相同，因此其一次额 定电压应为6 k V oT 1的二次额定电压应比220/380V线路额定电压高10%，因此其二次额定电压应为0.4 k V。因此变压器T 1的额定电压应为6/0.4 k V。 3.变压器T 2的额定电压：其一次额定电压应与发电机的额定电压相同，即其一次额定 电压应为6.3 k V oT 2的二次额定电压应比110 k V电网电压高10%，即其二次额定电压应为121 k V。因此变压器T 2的额定电压应为 6.3 /121 k V。 4.变压器T 3的额定电压：其一次额定电压应与 110k V线路的额定电压相同，即其一次额 定电压应为110 k V oT 3的二次额定电压应比10k V电压高10%，即其二次额定电压应为11k V。因此变压器T 3的额定电压应为110/ 11k V。 1-3某厂有若干车间变电所，互有低压联络线相连。其中某一车间变电所装有一台无载调 压型配电变压器，其高压绕组有+5%、0、一5%三个电压分接头，现调在主接头“ 0”的位置（即U1 N）运行。但是白天生产时，低压母线电压只有360V （额定电压为380V）,而 精细化工工艺学复习题及答 案 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII 1、精细化学品的定义是什么？ 精细化学品是与大宗化学品相对应的一类化工产品，是指对化学工业生产的初级或次级产品进行深加工而制成的具有某些或某些种特殊功能的化学品2、精细化学品的分类：精细有机化学品、精细无机化学品、精细生物制品 特点：生产特性，小批量、多品种、复配型居多；技术密集度高；多采用间歇式生产装置；生产流程多样化 经济特性，投资效率高、附加价值高、利润率高； 商业特性，市场竞争激烈、重视市场调研、适应市场需求、重视技术的应用服务、要求技术保密、独家经营； 产品特性，具有一定的物理功能、化学功能和生物活性 3、选择聚合物助剂是应注意：与树脂的配伍性、耐久性、对加工条件的适应性、制品用途对助剂的制约、协同效应 4、常用的塑料加工助剂有增塑剂、稳定剂、阻燃剂、润滑剂、抗静电剂、着色剂、发泡剂 5、DOP邻苯二甲酸二辛酯、DBP邻苯二甲酸二丁酯、TPP磷酸三苯酯、DOA 己二酸二辛酯 6、表面活性剂分为哪几类各自具有什么特点？ 阴离子表面活性剂一般都具有好的渗透、润湿、乳化、分散、增溶、起泡、去污等作用 阳离子表面活性剂它除用作纤维柔软剂、抗静电剂、防水剂、染色助剂等之外，还用作矿物浮选剂、防锈剂、杀菌剂、防腐剂等 两性活性剂由阳离子部分和阴离子部分组成的表面活性剂 非离子表面活性剂在水中不电离，其亲水是主要是由具有一定数量的含氧基团(一般为醚基和羟基)构成 7、化妆品的辅助原料有哪些？ 表面活性剂、香料、色素、防腐剂、保湿剂、营养剂、防晒剂、收敛剂 8、亲水亲油平衡值（HLB）是指：反应表面活性剂的亲水基和亲油基之间在大小和力量上的平衡程度的量 计算：非离子型聚乙二醇和多元醇类（亲水基的分子量*100）/（表面活性剂分子量*5）=（亲水基的分子量*100）/（疏水基分子+亲水基分子量）*5 多元醇脂肪酸酯 20（1—S/A） S酯的皂化值 A原料脂肪酸的酸值 聚乙二醇类 EO/5 EO聚环氧乙烷部分的质量分数 离子型 7+∑亲水基基团数+∑亲油基基团数 9、常用食品防腐剂主要有哪四类？试简要说明 苯甲酸及其盐类食品中可大量食用 山梨酸及其盐类 对羟基苯甲酸酯类防腐效果好，毒性低，无刺激性 丙酸及丙酸盐新型防腐剂，对人体无毒副作用 10、日允许摄入量ADI：人一生中每日从食物或饮水中摄取某种物质而对健康无明显危害的量 习题一 1-1试述工业企业供电系统的构成。 答：（1）总降压变电所：工厂供电的枢纽，用于将35KV～110KV电源电压降为6～10KV，再由配电装置分别将电能送至配电所、车间变电所或高压用电设 备。由降压变压器，母线、开关设备、保护电器、测量电器等高低压配电 装置组成。 （2）配电所：对大中型工厂，由于厂区大，负荷分散，常设置一个或多个配电所，用以中转电能，它只分配电能，但不改变电压。 （3）车间变电所：一个生产厂房或车间，根据情况可设置一个或多个车间变电所，将6～10KV电压降至380/220V电压，再送至各个低压用电设备。 （4）高压用电设备 （5）低压用电设备 1-2工业企业供电系统的常用额定电压等级及选取额定电压等级时应考虑的因素。答：（1）330KV及以上（包括500KV、750KV）：用于大电力系统输电； （2）220KV及以下：用于城乡高压、中压及低压配电； （3）110KV、35KV：也用于大型工厂内部配电网； （4）6～10KV：一般用于工厂内部，但从经济技术综合比较，最好采用10KV，除非拥有相当数量的6KV设备； （5）380V/220V：工厂低压配电电压。 1-3统一规定各种电气设备的额定电压有什么意义？发电机、变压器、用电设备以及电网额定电压有无差别？差别的原因是什么？ 答：规定设备的额定电压有利于设备按系列制造，是设备正常工作时具有最好技术经济指标的电压。 （1）发电机的额定电压：考虑线路在输送负荷电流时产生的电压损失，应比电网电压高5％。 （2）变压器的额定电压：一次绕组——如果变压器直接与发电机相连，则同发电机额定电压相同，即高于电网电压5％；如果不与发电机直接相连，而是接于线路时，应与电网电压相同。二次绕组——供电线路较长时，为弥补变压器满载时本身压降及线路压降，应比电网电压高10％；如果线路不长，只需补偿变压器满载压降，即高于电网电压5％。 （3）设备的额定电压：同电网电压相同。 习 题 答 案 第一章 绪论 1、求0.010kgNaOH 、0.100kg （2 1Ca 2+）、0.10kg （2 1Na 2CO 3）的物质的量。 解：（1）m (NaOH) = 0.010kg M (NaOH) = 40g ·mol -1 n (NaOH) = 40 10 = 0.25 (mol) （2）m (2 1Ca 2+) = 0.100kg M (2 1Ca 2+) = 40g ·mol -1 n (2 1Ca 2+) = 20 100 = 5.0(mol) （3）m (2 1Na 2CO 3) = 0.10kg M (2 1Na 2CO 3) = 53g ·mol -1 n (Na 2CO 3) = 53 100 = 1.89 (mol) 2、下列数值各有几位有效数字？ （1）1.026 4位 （2）0.0208 3位 （3）0.003 1位 （4）23.40 4位 （5）3000 无数位 （6）1.0×10-3 2位 3、应用有效数字计算规则，计算下列各式： （1）21.10 - 0.263 + 2.3 = 23.1 （2）3.20×23.45×8.912 = 667 （3）3 10 26.117.2322.3??= 5.93×10-3 （4）=???-15.2325.21032.44.52 4.6×10-2 4、(1) 以H 2SO 4为基本单元，M(H 2SO 4)=98g/mol ； (2) 以HSO 4-为基本单元，M(HSO 4-)=97g/mol ； (3) 以3H 2SO 4为基本单元，M(3H 2SO 4)=294g/mol 。 5、答：甲的报告更为合理，百分比小数点后保留两位有效数字。 一、精细化工的定义及其特征，精细化率， 精细化工：生产精细化学品（fine chemicals）的工业 1．具有特定功能： 2、大量采用复配技术 3．小批量多品种 4．技术密集 5、附加值高 精细化工产值率（精细化率）=精细化学产品的总值/化学产品的总值×100% 二、精细化工的现状和发展方向 二十一世纪精细化工的发展现状： 20世纪人们合成和分离了2285万种新化合物，新药物、新材料的合成技术大幅度提高，典型的单元操作日趋成熟，这主要当归属于精细化工的长足发展和贡献。21 世纪科技界三大技术，即纳米技术、信息技术和生物技术，实际上都与精细化工紧密相关。 精细化工还将继续在社会发展中发挥其核心作用，并被新兴的信息、生命、新材料、能源、航天等高科技产业赋予新时代的内容和特征。 发展方向： 1 高尖端、高技术、功能化、专用化，与快速发展的高科技时代接轨。 2 绿色化发展方向，与“全球变化科学”和现行政策接轨。 3 开发新能源，与日趋紧张的能源形势接轨。 4 开发新方法、新路线，完善传统化工产品生产中存在的问题。 三、涂料用合成树脂种类，形成涂料的哪五大系列。 合成树脂占主导地位：形成了醇酸、丙烯酸、乙烯、环氧、聚氨酯为主的五大系列。 四、涂料分类：按形态分粉末涂料、液体涂料（溶剂、分散型、水性）， 按使用层次（作用）：底漆、腻子、二道底漆、面漆， 1．按形态分：粉末涂料、液体涂料（溶剂、分散型、水性） 2．按成膜机理分：非转化型（挥发型、热熔型、水乳型等） 转化型（热固性、氧化聚合、辐射固化） 3．按施工方法：刷漆、辊漆、喷漆、烘漆、电脉漆、流化床 4．按使用层次（作用）：底漆、腻子、二道底漆、面漆 5．按用途：建筑用漆、船舶漆、汽车漆、绝缘漆、皮革涂料、防锈漆、 耐高温漆、可剥离漆。 五、涂料的组成，命名。 答：组成：成膜物质、颜料、溶剂和助剂 命名：（1）全名=颜色名称+成膜物质名称+基本名称如铁红醇酸防锈漆 （2）对特殊用产品，必要时在成膜物质加以说明，如白硝基外用漆。 型号分三部分如C04-02 F53—33 铁红酚醛防锈漆 C—成膜物质（醇酸）04—基本名称（瓷漆）02—序号（用来区分同一类型的不同品种，表示油在树脂中所占的比例） 六、催干剂的种类主要有那些 答：Co、Mn、Pb、Zr、Zn、Ca等金属的有机酸皂类，同作制造催干剂的有机酸主要有环烷酸，辛酸、植物油酸等 基础化学第三版习题答案-章 ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 习 题 答 案 第一章 绪论 1、求0.010kgNaOH 、0.100kg （2 1Ca 2+）、0.10kg （2 1Na 2CO 3）的物质的量。 解：（1）m (NaOH) = 0.010kg M (NaOH) = 40g ·mol -1 n (NaOH) = 40 10 = 0.25 (mol) （2）m (2 1Ca 2+) = 0.100kg M (2 1Ca 2+) = 40g ·mol -1 n (2 1Ca 2+) = 20 100 = 5.0(mol) （3）m (2 1Na 2CO 3) = 0.10kg M (2 1Na 2CO 3) = 53g ·mol -1 n (Na 2CO 3) = 53 100 = 1.89 (mol) 2、下列数值各有几位有效数字？ （1）1.026 4位 （2）0.0208 3位 （3）0.003 1位 （4）23.40 4位 （5）3000 无数位 （6）1.0×10-3 2位 3、应用有效数字计算规则，计算下列各式： （1）21.10 - 0.263 + 2.3 = 23.1 （2）3.20×23.45×8.912 = 667 （3）3 10 26.117.2322.3??= 5.93×10-3 （4）=???-15.2325.21032.44.52 4.6×10-2 4、(1) 以H 2SO 4为基本单元，M(H 2SO 4)=98g/mol ； (2) 以HSO 4-为基本单元，M(HSO 4-)=97g/mol ； (3) 以3H 2SO 4为基本单元，M(3H 2SO 4)=294g/mol 。 5、答：甲的报告更为合理，百分比小数点后保留两位有效数字。 精细化工课后习题答案 第二章 1．表面活性物质和表面活性剂有什么异同点？ 答：把能使溶剂的表面力降低的性质称为表面活性，具有表面活性的物质称为表面活性物质。把加入少量能使其溶液体系的界面状态发生明显变化的物质，称为表面活性剂。表面活性剂在加入很少量时即能显著降低其表面力，改变体系界面状态。 举例：肥皂、油酸钠、洗涤剂等物质的水溶液，在溶液浓度很低时，表面力随溶液浓度的增加而急剧下降，降到一定程度后便缓慢或不再下降；乙醇、丁醇等低碳醇和醋酸等物质，表面力随溶液浓度的增加而下降。这两类都是表面活性物质。2，表面活性剂的结构特点 答；表面活性剂一般都是直线形分子，其分子同时含有亲水（增油）性的极性基团和亲油（憎水）性的非极性疏水基团，因而是表面活性剂既具有亲水性又具有增油性的双亲结构，所以，表面活性剂也称为双亲化合物。 3.临界胶束浓度CMC和HLB、浊点、克拉夫拖点之间有何关系？ 答,Tk越高，CMC越小，亲油性好，HLB越小。浊点越高，亲油性越好，CMC越大，HLB越大。 4，表面活性剂的活性与CMC的关系？ 答，（CMC）可用来衡量表面活性剂的大小。CMC越小，表示该表面活性剂形成胶束所需的浓度越低，即达到表面饱和吸附的浓度就越低，因而，改变表面性质，起到润湿、乳化、曾溶、起泡等作用所需的浓度也越低，表示该表面活性剂的活性越大。 5，阳离子表面活性剂可用作润湿剂吗？为什么？ 答，阳离子表面活性剂在水溶液中离解时生成的表面活性离子带正电荷。水溶液中阳离子表面活性剂在固体表面的吸附是极性基团朝向固体表面，吸附在带负电荷的固体表面，疏水基朝向水相，使固体表面呈“疏水”状态，通常不用于洗涤和清洗，故…… 6.哪种表面活性剂具有柔软平滑作用？为什么？ 答，阳离子表面活性剂。原因：阳离子表面活性剂具有高效定向吸附性能，可在纤维表面覆盖一层亲油基团膜层，从而具有柔软平滑效果。 7表面活性剂为何具有抗静电作用？ 答，表面活性剂的憎水基吸附在物体表面，亲水基趋向空气而形成一层亲水性膜，吸收空气中水分，好像在物体表面多了一层水层，这样产生的静电就易于传递到大气中去，从而降低了表面电荷，起到抗静电的的作用。（如果是以亲水基吸附在物体表面，当表面活性剂的浓度大于临界胶束浓度时，表面活性剂的疏水剂间相互作用，可进一步形成亲水基向外的第二层吸附层，同样将亲水基趋向空气而形成一层亲水性膜，起到抗静电作用。） 8阳离子表面活性剂的去污力与碳链原子数之间有何关系？ 答，图 9阳离子表面活性剂能否用于衣物洗涤去污？ 答，不能。因为阳离子表面活性剂在水溶液中离解时生成的表面活性离子带正电荷。水溶液中阳离子表面活性剂在固体表面的吸附是极性基团朝向固体表面，吸附在带负电荷的固体表面，疏水基朝向水相，使固体表面呈“疏水”状态，通常 精细化工工艺学复习题 ★ 释义： 精细化工：生产精细化学品的工业称精细化学工业，简称精细化工。 精细化学品：凡能增进或赋予一种 (一类) 产品以特定功能，或本身拥有特定功能的小批量高纯度化学品 化工产品附加值：产品产值中扣去原材料、税金、设备和厂房的li 折旧费后剩余部分的价值，包括：利润，工人的工资，动力消耗以及技术开发等费用 纳米技术：在纳米尺度的范围内，通过直接操纵和安排原子、分子来创造新物质材料的的技术，即研究100 纳米到1纳米范围内物质所具有的特异现象和特异功能，并在此基础上制造新材料，研究新工艺的方法与手段 纳米材料：尺度达到纳米级，而性能既不同于其原子或分子，也不同于宏观物质的具有特殊性能的材料 染料索引：《染料索引》是一部国际性染料，颜料品种汇编。它将世界大多数国家各染料厂的商品，分别按它们的应用性质和化学结构归纳，分类，编号，逐一说明他们的应用特性，列出他们的结构式，注明其合成方法，附有同类商品名称的对应表 环保染料：(1)不含德国政府和欧共体及其它Eco-Tex Standard 100 明文规定的在特定条件下会裂解释放出22 种致癌芳香胺的偶氮染料；(2)不是过敏性染料；(3) 不是致癌性染料； (4)不是急性毒性染料；(5)可萃取重金属的含量在限制值以下；(6)不含环境激素； (7) 不含会产生环境污染的化学物质；(8) 不含变异性化合物和持久性有机污染物； (9) 甲醛含量在规定的限值以下；(10)不含被限制农药的品种且总量在规定的限值以下；食品添加剂：为改善食品品质和色、香、味，以及防腐和加工工艺的需要而加入食品中的化学合成或者天然物质 胶粘剂：靠界面间作用使各种材料牢固的粘结在一起的物质 陶瓷材料：陶瓷材料是除金属和高聚物以外的无机非金属材料的统称 LD50 值：它是粗略衡量急性毒性好低的一个指标，一般指能使一群被实验动物中毒死亡一半时所需的最低剂量，单位mg／Kg ADI 值：它指人一声连续摄入某物质而不致影响健康的每日最大摄入量，以每公斤摄入毫克数表示，单位mg／Kg 。 老化：老化是指塑料、橡胶以及其它高分子材料在成型加工、贮存和使用过程中，因各种因素导致其结构变化、性能变化，逐渐失去使用价值的现象。 闪点：在规定的试验条件下，液体表面上能发生闪燃的最低温度。 香料：一种能被嗅觉嗅出香气或被味觉尝出香味的物质，是配置香精的原料。 香精：香精是一种由人工调配出来的含有两种以上乃至几十种香料 (一般含有适宜的溶剂或载体)的混合物。 ★ 填空： 1. 食品添加剂的危害主要表现为哪些方面？ 答：急性中毒、慢性中毒、致癌作用、过敏反应 2. 评价食品添加剂的毒性（或安全性）两大指标是什么？答：ADI （Acceptable Daily Intake）值（人体每日摄入量）； LD50（50%Lethal dose）值（半数致死量，亦称致死中量） 3. 茶多酚主要通过哪些方式来达到抗氧化目的的？ 1-1 试确定图1-23所示供电系统中变压器T1和线路WL1、WL2的额定电压。 图1-23 习题1-1的供电系统 解：如果变压器的二次侧接高压线路，则其二次侧电压高于线路电压10%，一次侧与发电 机（或电力线路）相联，则一次侧额定电压等于发电机（或电力线路）的额定电压，于是： 因为2220/38.5T N U =kV 所以121220WL T N U U ==kV; ()22238.5 35110% 1.1 T N WL U U = ==+ kV 同理：1110.5T N GN U U ==kV;()121110% 1.1220242T N WL U U =+=?= kV ， 110.5/242T N U = kV 。 1-2 试确定图1-24所示供电系统中发电机和各变压器的额定电压？ 6KV 电网 电网 图1-24 习题1-2的供电系统 解：如果变压器的二次侧接低压线路，则其二次侧电压高于线路电压5%，二次侧接高压线 路，则其二次侧电压高于线路电压10%；一次侧与发电机（或电力线路）相联，则一次侧额定电压等于发电机（或电力线路）的额定电压，发电机的额定电压高于线路额定电压的5%。则有： 发电机额定电压：()15%1010.5GN U =+?= kV ； 变压器T 1的额定电压：1110.5T N GN U U ==kV ；()12110%3538.5T N U =+?=kV ； 110.5/38.5T N U =kV ； 变压器T 2的额定电压：2135T N U =kV ；()2215%6 6.3T N U =+?=kV ； 235/6.3T N U =kV ； 变压器T 3的额定电压：3110T N U =kV ；()3215%3800.4T N U V =+?=kV ； 310/0.4T N U =kV ； 1、电力负荷按重要程度分哪几级?各级负荷对供电电源有什么要求? 一级负荷 中断供电将造成人员伤亡或在政治上经济上造成重大损失者 以及特别重要的负荷。双电源供电 必要时增设应急电源。 二级负荷 是断供电 在政治、经济上造成较大损失者。双电源供电 当负荷较小时 可以专线供电。 三级负荷 不属于一、二级的负荷。对供电电源无特殊要求 2、工厂用电设备按其工作制分哪几类?什么叫负荷持续率?它表征哪类设备的工作特性? 工作制分三类：（1）连续工作制，（2）断续周期工作制，（3）短时工作制负荷持续率：负荷持续率为一个工作周期内工作时间与工作周期的百分比值，负荷持续率表征断续周期工作制的设备的工作特性。 3、什么叫最大负荷利用小时?什么叫年最大负荷和年平均负荷?什么叫负荷系数? 最大负荷利用小时：是一个假想时间，在此时间内，电力负荷按年最大负荷Pmax(或P30)持续运行所消耗的电能,恰好等于该电力负荷全年实际消耗的电能。年度最大负荷maxP：全年中负荷最大工作班内消耗电能最大的半小时的平均功率又叫半小时最大负荷P30 年平均负荷Pav就是电力负荷在一定时间t内平均消耗的功率，也就是电力负荷在该时间t 内消耗的电能Wt除以时间t的值。负荷系数又叫负荷率，它是用电负荷的平均负荷Pv与其最大负荷Pmax的比值。 4、什么叫计算负荷 为什么计算负荷通常采用半小时最大负荷 正确确定计算负荷有何意义 通过负荷的统计计算求出的、用来按发热条件选择供电系统中各元件的负荷值 称为 计算负荷。计算负荷实际上与半小时最大负荷基本相当。计算负荷是供电设计计算的基本 依据 直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。 5、确定计算负荷的需要系数法和二项式法各有什么特点?各适用于哪些场合? 计算负荷的方法：需要系数法：确定计算负荷的基本方法,常用。二项式法：设备台数少，容量差别悬殊时采用。 6、计算多组用电设备总的视在计算负荷和计算电流时 不能将各组值分别相加 因为功 率因数不一定相同。 7、单相设备应尽可能地均匀分布在三相上,以使三相负荷保持平衡. a: 三相线路中单相设备的总容量不超过三相总容量的15%时,单相设备可按三相负荷平衡计算. b: 三相线路中单相设备的总容量超过三相总容量的15%时,应把单相设备容量换算为等效三相设备容量,再算出三相等效计算负荷. 8、平均功率因数又称为加权平均功率因数，按下式计算： 第二章后习题答案 习题 1. 水在20℃时的饱和蒸气压为 2.34 kPa 。若于100g 水中溶有10.0 g 蔗糖(M r = 342)，求此溶液的蒸气压。 解 根据 B A A A n n n x +=, mol 56.5mol 18.0g 100g O)(H 1-2=?=n mol 0292.0mol g 342g 0.10)(1=?=-蔗糖n 995.0mol 0292.0mol 56.5mol 56.5)(O)(H O)(H O)(H 222=+=+=蔗糖n n n x kPa 33.2995.0kPa 34.2O)(H 20=?==x p p 2. 甲溶液由1.68 g 蔗糖(M r =342)和20.00 g 水组成，乙溶液由2.45 g （M r = 690）的某非电解质和20.00 g 水组成。 ⑴ 在相同温度下，哪份溶液的蒸气压高？ ⑵ 将两份溶液放入同一个恒温密闭的钟罩里，时间足够长，两份溶液浓度会不会发生变化，为什么？ ⑶ 当达到系统蒸气压平衡时，转移的水的质量是多少？ 解 (1) mol 004912.0mol g 342g 68.1)(1=?=-甲n mol 003551.0mol g 690g 45.2)(1=?= -乙n 1kg mol 2456.0kg 0200.0mol 004912.0-?== （甲）b 1kg mol 1775.0kg 0200.0mol 003551.0-?==（乙）b 溶液乙的蒸气压下降小，故蒸气压高。 （2）乙溶液浓度变浓, 甲溶液浓度变稀。因为浓度不同的溶液置于同一密闭容器中， 由于B b 不同，P 不同， 蒸发与凝聚速度不同。乙溶液蒸气压高，溶剂蒸发速度大于甲溶液蒸发速度，所以溶液乙中溶剂可以转移到甲溶液。 （3）设由乙溶液转移到甲溶液的水为x(g ), 当两者蒸气压相等时，则 （乙） 甲b b =)( g )00.20(mol 003551.0g )00.20(mol 004912.0x x -=+ x = 3.22g 3. 将2.80 g 难挥发性物质溶于100 g 水中，该溶液在101.3 kPa 下，沸点为100.51℃ 。求该溶质的相对分子质量及此溶液的凝固点。(K b = 0.512 K ·kg ·mol -1，K f = 1.86K ·kg ·mol -1) 解 K 51.0K )15.27300.100(K )15.27351.100(0b b b =+-+=-=?T T T 11b b B kg mol 996.0mol kg K 512.0K 51.0Δ--?=??==K T b 11B r mol g 1.28kg 100.0kg mol 996.0g 80.2--?=??== V b m M K 85.1kg m ol 996.0m ol kg K 86.111B f f =????==?--b K T 该溶液的凝固点f T 为-1.85℃ 4. 烟草有害成分尼古丁的实验式是C 5H 7N ，今将538 mg 尼古丁溶于10.0 g 水，所得溶液在101.3 kPa 下的沸点是100.17 ℃。求尼古丁的分子式。 解 K 17.00b b b =-=?T T T 11 b b B kg mol 332.0mol kg K 512.0K 17.0Δ--?=??==K T b 11B r m ol g 162kg m ol 332.0kg 0100.0g 538.0--?=??==b m M 尼古丁的分子式为： 21410N H C 5. 溶解3.24 g 硫于40.0 g 苯中，苯的凝固点降低1.62℃。求此溶液中硫分子是由几个 第一章绪论 名词： 1、精细化学品：在我国精细化学品①一般指深度加工的，②技术密集度高，③ 产量小，④附加价值大，一般⑤具有特定应用性能的化学品。——1 2、通用化学品：一般指那些①应用广泛，②生产中化工技术要求高，③产量大 的基础化工产品。——1 3、投资效率：投资效率=（附加价值/固定资产）×100%——3 4、附加价值：是指在产品的产值中扣除出原材料、税金和设备厂房的折旧费后， 剩余部分的价值。——3 简答： 1、何谓精细化学品、通用化工产品？答案见名词解释1、2 （通用化工产品：Heavy Chemicals）英文名称？（精细化学品：Fine Chemicals） 特点？答案见名词解释1（①②③④⑤）、2 （①②③） 2、何谓投资效率、附加价值？答案见名词解释 3、4 简述附加价值与利润之间的关系？ 附加价值指从原料开始经加工至成品的过程中实际增加的价值，包括利润、工人劳动、动力消耗以及技术开发的费用。 附加价值≠利润。——3 3、简述精细化学品的发展趋势？ ①品种继续增加、其发展速度继续领先； ②将向着高性能化、专用化、系列化、绿色化发展 ③大力采用高新技术，向着边缘、交叉学科发展 ④调整精细化学品生产经营结构，使其趋向优化。 ⑤销售额快速增长、精细化率不断提高。 第二章表面活性剂 名词： 1、表面活性剂：在浓度很低时，（用量很少）能显著降低溶剂（一般为水）的表 （界）面张力，从而明显改变体系的表（界）面性质和状态的物质。——8 2、临界胶束浓度(CMC)：形成表面活性剂完整胶束的最低浓度。 3、乳化：互不相溶的两种液体，其中一种液体以微小粒子分散于另一种液体中。 4、分散：一种固体以微小粒子的形式均匀地散布于另一种液体中。 5、增溶：表面活性剂能使某些难溶或不溶于水的有机物在水中的溶解度显著提 高。——9 6、气泡膜：气泡膜是双分子膜结构，双分子膜之间含有大量的表面活性剂溶液。 7、HLB值：表面活性剂分子中亲水基的强度与亲油基的强度之比值，就称为亲 水亲油平衡值，简称HLB值。 8、浊点：浊点又称雾点，非离子表面活性剂在水中的溶解度随温度的升高而降 低，当达到一定温度时溶液开始变浑浊，这一温度叫浊点。——17 9、等电点：正、负离子离解度相等时溶液的PH值范围。——23 第一章 5、我国规定的“工频”是多少?对其频率偏差有何要求? 工频：一般交流电力设备的额定频率为50HZ。 规定：频率偏差正负0.2Hz 电压偏差正负5% 电压偏差是指电气设备的端电压与其额定电压之差，通常以其对额定电压的百分值来表示。 6、衡量电能质量的两个基本参数？电压质量包括哪些方面要求？ 电压和频率。电压的偏差、波动、波形及三相的对称性。 8、发电机的额定电压为什么规定要高于同级电网额定电压5%？ 电力线路允许偏差一般为+5%，即整个线路允许有10% 的电压损耗，为了维持线路的平均电压在额定值。 15、工厂供电系统的供电电压如何让选择？工厂的高压配电电压和低压配电电压各如何选择？ 主要取决于当地电网的供电电压等级，同时也要考虑工厂用电设备的电压、容量和供电距离等因素。 高压配电主取决于高压用电设备的电压、容量、数量等。低压配电一般采用220V/380V。 16、三相交流电力系统的电源中性点有哪些运行方式?中性点非直接接地系统与中性点直接接地系统在发生单相接地故障时各有什么特点? 中性点运行方式：中性点不接地系统、中性点经阻抗接地系统、中性点直接接地系统。 非直接接地系统单相短路特点：允许短时继续运行，但应有保护装置在接地故障时及时发出警报信号。 直接接地系统单相短路特点：保护装置应动作于跳闸，切除断路故障，使系统的其他部分恢复正常运行。 第二章 1、电力负荷按重要程度分哪几级?各级负荷对供电电源有什么要求? 一级负荷：中断供电将造成人员伤亡或在政治上经济上造成重大损失者，以及特别重要的负荷。双电源供电，必要时增设应急电源。 二级负荷：是断供电，在政治、经济上造成较大损失者。双电源供电，当负荷较小时可以专线供电。 三级负荷：不属于一、二级的负荷。对供电电源无特殊要求。 3、什么叫最大负荷利用小时?什么叫年最大负荷和年平均负荷?什么叫负荷系数? 最大负荷利用小时：是一个假想时间，在此时间内，电力负荷按年最大负荷Pmax(或P30)持续运行所消耗的电能,恰好等于该电力负荷全年实际消耗的电能。 年度最大负荷max P：全年中负荷最大工作班内消耗电能最大的半小时的平均功率又叫半小时最大负荷P30 年平均负荷Pav就是电力负荷在一定时间t内平均消耗的功率，也就是电力负荷在该时间t内消耗的电能W t除以时间t的值。 负荷系数又叫负荷率，它是用电负荷的平均负荷P v与其最大负荷P max的比值。 4、什么叫计算负荷？为什么计算负荷通常采用半小时最大负荷？正确确定计算负荷有何意义？ 通过负荷的统计计算求出的、用来按发热条件选择供电系统中各元件的负荷值，称为计算负荷。 计算负荷实际上与半小时最大负荷基本相当。 计算负荷是供电设计计算的基本依据，直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。 第三章 2、短路有哪些形式?哪种短路形式的可能性最大?哪些短路形式的危害最为严重? 短路的形式有：三相短路，两相短路，单相短路。发生单相短路可能性最大。三相短路的短路电流最大，因此造成的危害最大。 5、什么是短路冲击电流ish?什么是短路次暂态电流I"?什么是短路稳态电流I∞? 短路后经半个周期，ik达到最大植，此时的短路全电流即短路周期电流。 短路次暂态电流有效值，即短路后第一个周期的短路电流周期分量ip的有效值。 短路稳态电流是短路电流非周期分量衰减完毕以后的短路全电流。 第四章 2、我国6~10kV的配电变压器常用Yyn0和Dyn11两种联结组。在三相严重不平衡或3次谐波电流突出的场合宜采用后者。 4、电力变压器并列运行必须满足哪些条件? （1）变压器的一、二次额定电压必须对应相等。 （2）变压器的阻抗电压（短路电压）必须相等。 （3）变压器的连接组别必须相同。 （4）变压器的容量尽量相同或相近，最大容量与最小容量之比不超过3：1。 5、电流互感器和电压互感器各有哪些功能？电流互感器工作时二次侧为什么不能开路？互感器二次侧有一端为什么必须接地？ 功能：使仪表、继电器等二次设备与主电路绝缘，扩大仪表、继电器等二次设备的应用范围。 电流互感器二次侧开路后果：磁通剧增铁芯过热并产生剩磁，还会感应出危险的高电压。 防止其一、二次绕组间绝缘击穿时，一次侧的高电压窜入二次侧，危及人身和设备安全。 8、熔断器的主要功能是对电路和设备进行短路保护。灭弧能力强，能快速切断短路电流的是“限流”熔断器，跌开式熔断器属于“非限流”熔断器。 11、高压负荷开关有哪些功能?它可装设什么保护装置?它靠什么来进行短路保护? 功能：具有简单的灭弧装置，能通断一定的负荷电流和过负荷电流。可装设热脱扣器保护装置，它与高压熔断器串联使用，借助熔断器来进行短路保护。 12、高压断路器有哪些功能?少油断路器中的油与多油断路器中的油各有哪些功能？为什么油断路器不适合频繁操作，而真空断路器和六氟化硫断路器可以？ 功能：能通断负荷电流和短路电流，并能在保护装置作用下自动跳闸，切除短路故障。 多油断路器的油可以作为灭弧介质还可作为相对地、相与相之间的绝缘介质。少油断路器的油只作灭弧介质。 油断路器频繁操作产生电弧使油分解出碳，油中含碳量增高会降低油的绝缘和灭弧功能，而真空断路器和六氟化硫断路器不会产生碳。 13、低压断路器有哪些功能？ 能带负荷通断电路，能在短路、过负荷和低电压下自动跳闸。 15、对工厂变配电所主接线有哪些基本要求?变配电所主接线图有哪些绘制方式?各适用于哪些场合? 对工厂变配电所主接线的基本要求：安全、可靠、灵活、经济。 主接线图绘制形式：系统式主接线图——用于变配电所的运行中，装置式主接线图——用于变配电所施工图中使用。 计算题 2、某10／0.4kV变电所，总计算负荷为1200kV·A，其中一、二级负荷680kV·A。试初步选择该变电所主变压器的台数和容量。 解：根据变电所有一、二级负荷的情况，确定选两台主变压器。 每台容量T N S ? =(0.6～0.7)×1200kV·A=(720～840)kV·A，且T N S ?≥680kV·A， 初步确定每台主变压器容量为800kV·A。 第五章 3、导线和电缆的选择应满足哪些条件?一般动力线路宜先按什么条件选择再校验其他条件？照明线路宜先按什么条件选择再校验其他条件？为什么？ 条件：发热条件，电压损耗条件，经济电流密度，机械强度。 动力线路：先按照发热条件，再校验其电压损耗和机械强度。 照明线路：先按允许电压损耗，再校验其发热条件和机械强度。 4、三相系统中的保护线（PE线）和保护中性线（PEN线）各如何选择？PE线：要考虑三相系统中发生单相短路故障时单相短路电流通过时的短路热稳定度。 PEN线：除满足上述，还应满足中性线允许载流量不小于三相系统的最大不平衡电流，取N线和PE线中的最大截面。 第七章 1、什么是二次回路?包括哪些部分? 二次回路(即二次电路)：是指用来控制、指示、监测和保护一次电路运行的电路，亦称二次系统，包括控制系统、信号系统、监测系统、继电保护和自动化系统等。 2、什么是二次回路操作电源?常用的直流操作电源有哪几种? 二次回路的操作电源是供高压断路器分、合闸回路和继电保护和自动装置、信号回路、监测系统及其他二次回路所需的电源。 常用的直流操作电源有以下几种： (一)由蓄电池组供电的直流操作电源，主要有铅酸蓄电池和镉镍蓄电池两种。 (二)由整流装置供电的直流操作电源，主要有硅整流电容储能式和复式整流两种。 第八章 3、什么叫接闪器? 接闪器：专门用来接受直接雷击的金属物体。有避雷针、避雷线、避雷网。基础化学第三版习题解答
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