最新交通大学化学复习资料

1、最新交通大学化学复习资料交通大学化学篇一：界面化学 考试交大解答一1.分析由界面活性剂的乳化作用在一定条件下可以使互不相溶的两种液体形成有一定稳定性的液液分散体系；和界面活性剂浓度大于CMC后形成胶束溶液，增加介质中不溶物的增溶作用形成的分散体系有什么不同，各自界面活性剂的作用机理是什么？影响乳状液的稳定性的主要因素是什么？利用HLB值选择乳化剂的不同是什么？（分散剂的基本组成，协同效应）答：增溶作用主要是发生在胶团中的现象，因此只有在表面活性剂临界胶团浓度cmc以上时增溶作用才明显进行。在增溶过程中，被增溶物从不溶解状态到进入胶团中化学势下降，该过程的自由能降低。增溶是自发过程，形成的体系是

2、热力学稳定体系。乳化作用（emulsification）是在一定条件下使互不混溶的两种液体形成一定稳定性的液液分散体系的作用。乳化作用形成的液液分散体系称为乳状液（emulsion），乳状液是热力学不稳定体系。增溶作用中界面活性剂的作用机理：当表面活性剂浓度超过临界胶束浓度时会形成大量胶束，由于胶束的特殊结构，从它的内核到水相提供了从非极性到极性环境的全过渡。因此，各类极性和非极性的有机溶质在胶束溶液都可以找到适合的溶解环境而存身其中。乳化作用中界面活性剂的作用机理：通过降低界面张力和形成单分子界面膜使乳状液稳定的。影响微乳液稳定性的主要因素：1、界面膜的物理性质 ；2、电性作用；3、空间稳定

3、作用 用聚合物作为乳化剂时界面层厚度大，如同在液滴周围形成厚厚的亲液性保护层，这种保护层构成了液滴靠近和接触的空间障碍；4、液滴大小的分布，液滴大小分布均一的乳状液比平均大小相等但液滴大小分布宽的乳状液稳定性好；5、温度的影响 。作为O/W型(水包油型)乳状液的乳化剂其HLB值常在818之间;作为W/O型(油包水型)乳状液的乳化剂其HLB值常在36之间。 在制备乳状液时,除根据欲得乳状液的类型选择乳化剂外,所用油相性质不同对乳化剂的HLB值也有不同要求,并且乳化剂的HLB值应与被乳化的油相所需一致。HLB的不足：不能给出最佳乳化效果时乳化液浓度，也不能预示所得乳状液的稳定性。2.界面质点间的作

4、用是界面活性剂协同效应的根源，通过复配增效是界面化学应用最丰富的工作，分别举例说明界面分子的种类、大小、界面分布结构等和复配增效的关系。答：种类：离子型与非离子型表面活性剂表面活性剂混合物，离子型与非离子型表面活性剂混合物的表面活性比单一表面活性剂有很大增强。因为在混合胶束中，非离子型表面活性剂分子减弱了带同样电荷的离子型表面活性剂极性基间的排斥作用。而且非离子性表面活性剂的极性基在邻近的表面活性剂离子电场作用下可以发生极化而产生进一步的相互作用。这使得混合胶团更容易形成，表现为临界胶束浓度降低。大小：表面活性剂同系物混合物，此类表面活性剂的物理化学性质一般介于各单一化合物的相应性质之间。同系

5、物混合物是表面活性剂产品中常见的混合体系。它包括亲水基相同、疏水基结构相同而大小不同的表面活性剂混合物；也包括疏水基相同而环氧乙烷聚合度不同的非离子型表面活性剂混合物。结构：阳离子型与阴离子型表面活性剂混合物，在一定条件下阴、阳离子表面活性剂混合体系具有很高的表面活性，显示出极大的增效作用。阴、阳离子型表面活性剂混合物极强的降低表面张力能力在油水界面表现更为明显。此类体系的吸附特性是：1、吸附层的成分接近等比状态；2、吸附量比单组分溶液的大大增加。，此类溶液表面饱和吸附层中吸附分子排列相当紧密，这是阴阳离子间强烈的电性吸引作用的结果。这种电性作用也导致吸附层组成接近等比的特点，因为只有这样才能

6、满足体系能力最低的要求。这种致密的定向吸附层还是此类混合溶液具有很低的表面和界面张力的原因。吸附层中分子排列紧密及亲水基间的强烈相互作用都促使表面膜的机械强度增加。这类混合体系也具有优越的应用性能，例如起泡、稳定能力，乳化能力，润湿能力等。3.举例说明外界因素如介质、温度、器壁材质对界面作用的影响4.界面活性剂在溶液中的自聚分子的自组装有很大的应用前景，请举例讨论影响界面活性剂自组装体大小和形状的因素。答：胶团有不同形态，如球状、椭球状、扁丘状、棒状、层状等。影响界面活性剂自组装体大小和形状的因素有：1）在表面活性剂同系物中，随疏水基碳原子数增加，其从水中逃逸的趋势增大，所以在水介质的胶团聚集

7、数就相应增加。非离子型表面活性剂增加的趋势更大，这是因为非离子型表面活性剂极性基较离子型表面活性剂极性基的亲水性要小得多，所以增、减一个碳原子所引起的表面活性剂的亲油亲水性的变化就要大得多。2）对于相同亲油基的离子型表面活性剂，亲水基的种类对聚集数的影响较小。而非离子型表面活性剂疏水基固定时，聚氧乙烯链长增加，会引起非离子型表面活性剂的亲水性增强而导致表面活性剂的胶团聚集数减小。3）与离子型表面活性剂相比，同意亲油基的非离子型表面活性剂的cmc很小，比离子型表面活性剂的cmc约小100倍，而聚集数很大。4）对于无机盐对非离子型表面活性剂胶团聚集数影响不大，而使离子型表面活性剂胶团聚集数上升。这

8、是因为加入电解质后使离子表面活性剂胶束双电层被压缩，故减少了其极性基之间的排斥作用，使更多的表面活性剂离子进入胶束中而并不增加体系的自由能的缘故。5）温度升高对离子型表面活性剂胶团聚集数影响不大，往往使之略为降低。这是因为胶团是靠表面活性剂分子憎水基的相互吸引缔合而形成的，所以分子的热运动和胶团表面荷电的极性基之间的静电排斥都不利于胶团形成，因此，降低温度能使n增加，使cmc降低。对于非离子型表面活性剂温度升高总是使胶团聚集数明显增加。这是因为非离子型表面活性剂有反常的温度效应。当温度升高，非离子型表面活性剂的亲水性下降。6）在非离子型表面活性剂溶液中，加入一定碳氢链长的极性或非极性有机物时，

9、胶束聚集数增大。这是因为加入极性或非极性有机物后，非离子型表面活性剂或发生增溶作用，有机物溶于胶束中从而使胶束变大，聚集数增加。5.采用无机纳米纤维（如氧化钛）增强改性有机聚合物（如聚酰胺）的复合材料实验研究是纳米科学与材料科学的重要工作之一。以此为题目，论述氧化钛固体界面的特性，界面修饰方法和改性的物理化学原理，并对产品的实验力学性能，如抗弯、抗拉等进行预测分析。协同效应，是指两种或数种表面活性剂配合使用时，比分别单独使用效果更好，某些性能显著提高。因此，使用表面活性剂必须充分利用协同效应，用两种或数种或与助剂配合，以求达到最佳效果。解答二一界面活性物质产生协同效应的根源表面活性剂复配的目的

10、是产生协同效应，即经过复配的表面活性剂具有比单一表面活性剂更好的使用效果：如提高表面活性剂的性能；降低表面活性剂的应用成本；减少表面活性剂对生态环境的破坏（污染）。在复配体系中，不同类型和结构的表面活性剂分子间的相互作用，决定了整个体系的性能和复配效果。一般情况下两种表面活性剂分子间是相互吸引的作用。这种吸引力主要来源于分子间的静电引力，与表面活性剂分子结构密切相关，并受温度及电解质等外界因素的影响。复配产生加和增效作用时，会使表面活性剂的各种性能得到改善和提高。阴离子-阴离子表面活性剂复配体系此类复配体系若产生加和增效作用，会使表面张力降的更低，使洗涤性、去污性及润湿性和乳化性均有提高，而克

11、拉夫特点则会降低。但需要指出的是这一体系的复配，只有在具有特定结构时才会产生加和增效作用。阴离子-阳离子表面活性剂复配体系阴离子-阳离子表面活性剂分子间的相互作用力较强，他们的复配体系在降低表面张力、混合胶束的形成方面都显示了较强的加和增效作用，在润湿性能、稳泡性能和乳化性能等方面也有较大的提高。目前这一类复配体系已经在纤维和织物的柔软和抗静电处理、泡沫和乳液的稳定等方面得到了较为广泛的应用。但应当注意的是这两类表面活性剂复配时，容易生成不溶性的盐从溶液中析出，从而失去表面活性，因此应慎重选择表面活性剂的品种。阴离子-两性表面活性剂复配体系这一体系两种表面活性剂分子的作用方式与介质的酸碱性有关

12、，泡沫高度存在最大值，降低表面张力性质上也出现最大加和增效作用。阴离子-非离子表面活性剂复配体系此类复配体系既可能提高也可能降低胶束的增溶作用。不同增溶效果的出现与两种表面活性剂分子的相互作用和混合胶束的形式有关。一般认为，当非离子表面活性剂的烃链较长、环氧乙烷加成数较小时，与阴离子表面活性剂复配容易形成混合胶束。而当烃链较短、环氧乙烷加成数较大时，则容易形成富阴离子表面活性剂和富非离子表面活性剂两类胶束，他们在溶液一存。阳离子-非离子表面活性剂复配体系在阳离子表面活性剂溶液中加入非离子表面活性剂，可以使临界胶束浓度显著降低。是阳离子表面活性剂的离子基团与非离子表面活性剂的极性聚氧乙烯基相互作

13、用的结果。非离子-非离子表面活性剂复配体系多数聚氧乙烯非离子表面活性剂本身便是混合物，其性质与单一物质有较大差别，通常疏水基相同、环氧乙烷加成数相近的两种非离子表面活性剂混合时，近乎理想溶液，容易形成混合胶束，其混合物的亲水性相当于这两种物质的平均值，当两种表面活性剂的环氧乙烷加(转载于:c值，即提高了表面活性。 对于碳氢链长相同的正、负离子表面活性剂混合物影响不大。对于非离子表面活性剂影响不大。无机盐对离子型表面活性剂的溶解性影响较大，可使其自溶液中盐析出来。非离子及两性表面活性剂的溶解性对无机盐相对不太敏感。阴离子表面活性剂对多价金属离子很敏感。非离子及两性表面活性剂的耐盐性能较强。电解质

14、的加入，一般都使浊点降低。2有机物的影响长链的极性有机物一般都能提高表面活性剂的表面活性。如长链脂肪醇可降低表面活性剂溶液的cmc，溶液中醇的存在就使胶团容易形成，可显著降低表面活性剂溶液的表面张力。短链醇在浓度小时可使表面活性剂的cmc降低；在浓度高时，则cmc随浓度变大而增加。交通大学化学篇二：交通大学大学化学在线作业考查课试题(更新)一、单选题（共 40 道试题，共 80 分。）V 1. 下列说法正确的是A. 物质发生化学变化都伴随着能量变化B. 任何反应中的能量变化都表现为热量变化C. 伴有能量变化的物质变化都是化学变化D. 即使没有物质的变化，也可能有能量的变化满分：2 分2. 下列

15、叙述正确的是：A. 电能是二次能源B. 水力是二次能源C. 天然气是二次能源D. 水煤气是二次能源满分：2 分3. 由于有机化合物结构的复杂性，在有机合成的过程中要做到三个专一，下列哪一个不是？A. 反应的专一性B. 反应物的专一性C. 反应位点的专一性D. 立体结构的专一性满分：2 分4. 理想气体经历绝热不可逆过程从状态 1 (P1,V1,T1)变化到状态2 (P2,V2,T2)，所做的功为 A. P2V2-P1V1 B. P2(V2-V1)C. P2V2/(1-)(1/V2-1)- (1/ V1-1)D. (P2V2-P1V1)/(1-)满分：2 分5. 类比(比较)是研究物质性质的常用

16、方法之一，可预测许多物质的性质。但类比是相对的，不能违背客观实际。下列各说法中，正确的是A. NaOH是强电解质，饱和溶液导电能力很强；Ca(OH)2也是强电解质，饱和溶液导电能力很强B. CH4是正四面体结构，SiH4也是正四面体结构C. O2与Cu反应生成CuO，S与Cu反应生成CuSD. CaCO3与稀硝酸反应生成CO2，CaSO3与稀硝酸反应生成SO2 满分：2 分交通大学化学篇三：第七章 化学热力学基础(西交大)第七章 化学热力学基础前面各章论述的仅限于物理变化过程，但动力、能源等工程还涉及化学过程。例如煤的气化、燃料的燃烧、锅炉给水的化学处理等。随着科学技术和生产的不断发展，热化学

17、及物理化学过程越来越显得重要。因而，能源、动力等科技人员也必需有化学过程的基本知识。应用热力学原理研究化学过程及伴随化学过程而发生的物理变化过程，就形成化学热力学。现代的工程热力学也包含化学热力学的基本原理。本章只简述化学热力学的一些基本概念，并限于讨论理想气体的化学反应。主要内容有：应用热力学第一定律研究化学反应过程的反应热盖斯定律和基尔霍夫定律；应用热力学第二定律研究化学反应过程的方向、限度和化学平衡；应用热力学第三定律论述绝对熵的计算。7-1 基本概念一、理论反应方程研究化学反应过程的第一步是列出理论化学反应式。所谓理论化学反应是指反应物完全转变为生成物的化学反应。以甲烷的完全燃烧为例，

18、理论化学反应可表示为：CH4?2O2?CO2?2H2O1molCH4和2molO2反应生成1molCO2和2molH2O。上式左边各组元称反应物，右边各组元称生成物。在化学反应中，反应物各组元的原子键破裂，原子和电子重新排列，形成新的分子，即生成物。根据质量守恒原理，反应前后各化学元素的原子数目必定相等，所以反应式中各组元需配上相应的系数，这些系数称为化学计量系数。配有化学计量系数，满足左右平衡而又无多余组元的理论反应方程也可称为化学计量方程。热力学中有时也将化学计量方程写成以下形式，例如甲烷的燃烧反应式为：CO2?2H2O?CH4?2O2?0单相系统化学反应的化学计量方程的一般形式为：?aA

19、a?bAb?cAc?dAd （7-1a）写成普遍式为：?A?0 （7-1b）ii式中Ai表示第i个化学组元，?i为Ai的化学计量系数。上式生成物项取为正，反应物项取负。二、反应度由质量守恒原理可知，进行化学反应时，参与反应的各组元（包括反应物和生成物）的质量比必定等于计量方程中相应组元的计量系数之比。对于微元反应，根据式（7-1）可得到：dna?a?dnb?b?dnc?c?dnd?d ?d?（7-2a）和 dni?id? （7-2b） 式中dna、dnb等分别为组元a、b等在微元反应中的摩尔数变化，?称为化学反应的反应度。三、化学系统的成分和独立变量数化学反应系统的成分可用摩尔成分（各组分的摩

20、尔数ni与总摩尔数n之比yi）或浓度ni，V为系统的容积）来表示，气相系统还可用组元气体的分压力pi与总压力p之V比表示成分。化学反应中，系统的成分发生变化，因而一个含有j个组元的气相系统，没有Ci（化学变化时独立变量数为2，而有化学变化时，独立变量增至(j?2)个。因此有化学反应的气相系统的任一性质都将是(j?2)个变量的函数。例如闭口系的内能和焓分别为U?f(T,V,n1,n2,?,nj)H?(T,p,n1,n2,?,nj)式中T,p,V分别为化学系统的温度、压力和容积，n1,n2,?,nj为j个组元的摩尔数。由于化学系统的独立变量多于两个，因而在化学过程中，能保持不变的独立变量可以多于一

21、个。例如定温定压反应、定温定容反应等。这种过程在简单可压缩系统中是不可能实现的，但在化学反应中却有重要意义，因为许多实际反应都是近似在这两种情况下实施的。本章主要讨论定温定压和定温定容反应。四、化学反应系统的内能化学反应意味着反应物的分子结构被拆开重新排列成新的分子结构。不同的分子结构具有不同的能量（这种能量称之为物质的化学能），因此在化学变化反应中，系统内能的变化不仅包括反应前后压力、温度和容积变化所引起的内动能、内位能的变化，还包括分子结构改变而引起的化学能的变化。五、化学反应系统的功化学反应系统与外界交换的功量除了系统容积变化作膨胀功W外，还可与外界直接交换有用功Wu，例如蓄电池中的化学

22、反应作出电能形式的有用功。不少化学反应是在大气环境压力下进行的，因而膨胀功量全为无用功。即使在高于大气环境压力下进行的化学反应，其膨胀功的可用部分也未加利用。多数化学反应，例如燃烧反应，其可用功为零。化学反应系统与外界交换功量的正负规则与无化学反应系统的规则相同，系统作出功量为正，得到功量为负。六、反应热化学反应前后温度不变时系统与外界交换的热量Q称为反应热。释放热量的反应称为放热反应，吸收热量的反应称为吸热反应。反应系统与外界交换热量的正负规则与前面无化学反应时的相同，系统吸热为正，放热为负。七、恰当混合物与理论空气量动力与能源等工程经常遇到燃烧反应。若以氧气为氧化剂时，当燃料-氧气比恰好等

23、于化学计量方程的相应比例时的燃料氧气混合物称为恰当混合物。燃料-氧气比大于恰当混合物的比例时，称为富混合物；反之，称为贫混合物。恰当混合物的氧气量称为燃料燃烧的理论氧气量。燃料燃烧时，通常以空气为氧化剂，含氧量等于理论氧气量时的空气量，称为燃料燃烧的理论空气量。为简单起见，可认为空气由21%的氧气和79%的氮（均指摩尔成分）所组成。即1mol氧和3.76mol氮组成4.76mol空气。空气的折合分子量近似取为29.0。当采用空气为氧化剂时，甲烷燃烧的理论反应式为CH4?2O2?2(3.76)N2?CO2?2H2O?7.52N2氮气未参加反应，这类不参与反应的气体，称为惰性气体。上述反应，甲烷已

24、完全燃烧，而燃烧产物中又无氧气出现，所以反应的空气量恰好是甲烷燃烧所需的理论空气量。实际燃烧不可能完全，在燃烧产物中总含有可燃物质，例如碳和一氧化碳，他们还可以氧化为二氧化碳。空气不足或炉内空气不畅通，都是造成不完全燃烧的原因。燃烧不完全时，未曾燃烧的燃料和燃烧产物所含的可燃成分的化学能都未得到利用。为改善燃烧情况，通常采用增加空气量的方法，即输入的空气量超过氧化反应所需的理论空气量。例如实际空气量为理论空气量的1.25倍，或者说实际空气量超过理论空气量25%。这是甲烷的完全燃烧反应式为CH4?(1.25)(2)O2?(1.25)(2)(3.76)N2?CO2?2H2O?9.4N2?0.5O2

25、7-2热力学第一定律在化学过程中的应用有化学反应的系统，也必定服从热力学第一定律。对于闭口系统，热力学第一定律的表达式为Q?U?Wu?W（7-3）对于稳定流动系统Q?H?Wu?KE?PE （7-4）式中：Q为反应热，Wu、W为可用功和膨胀功，?U、?H为系统的内能增量和焓增量， ?KE、?PE为系统的动能增量和位能增量。通常，化学反应不是在闭口系统中进行定容反应，就是在闭口系或开口系中进行定压反应。对于闭口系的定容反应，根据式（7-3）得Q?U?Wu（7-5）对于闭口系的定压反应，根据式（7-3）得Q?U?Wu?p?V?H?Wu对于开口系根据式（7-4），在略去动能和位能变化，也得到Q?H?W

26、u （7-6）由式（7-5）和式（7-6）可知：定容反应的反应热等于系统内能的增量和对外所作有用功之和；定压反应当略去动能和位能变化时，反应热等于系统焓量的增量和对外所作的有用功之和。定容反应和定压反应前后的温度若相等（定温定容或定温定压反应属这种情况），则式（7-5）和式（7-6）可表示成Q?UR?Wu（7-7）Q?HR?Wu（7-8）式中?UR和?HR为定温反应中生成物与反应物的内能差和焓差，它们是由化学反应而不是温度变化所引起的，分别称为反应内能和反应焓，有的著作也以?uR和?hR表示。反应内能和反应焓只取决于初终态。反应热Q和有用功Wu之和也与过程无关，但Q与Wu则各与过程有关。在定温

27、定容与定温定压条件下，Q与Wu的大小取决于过程的不可逆程度。过程的不可逆程度愈甚，系统作出的可用功Wu愈小，而放出的反应热Q愈大。当反应极其不可逆以至Wu为零时，释放的热量最大，称为反应的热效应。根据式（7-7）和式（7-8）得到定温定容反应的热效应Q?（称定容热效应）和定温定压反应的热效应Qp（称定压热效应）分别为Q?UR （7-9）Qp?HR （7-10）由以上阐述可知化学反应热与过程（或途径）有关，而反应的热效应只取决于初终态（反应物与生成物）的内能或焓，而与过程无关。物系从同一初态分别经定温定容或定温定压过程完成同一化学反应时，其Q?和Qp有以下关系：Qp?Q?HR?UR?p?V?pVm?n?RmT?n （7-11）式中Vm为摩尔容积，Rm为通用气体常数，?n为反应前后摩尔数的变化。Qp和Q?中已知一个可根据式（7-11）看到：反应的?n?0时，QpQ?；?n?0时，QpQ?；?n?0时，Qp=Q?。附表25列出部分反应的定压热效应Qp值，它是表列反应方程中第一个组元（主要反应物）每摩尔物质起反应时释放的热效应值。对于燃烧反应，Wu?0。定温定压燃烧反应的反应焓?HR又称为燃烧焓，以?Hc（或?hc）表示，即 ?HR=?Hc而定温定压燃烧过程释放的热量又称