环境化学第四版课后作业答案

第一章 气体的pVT性质

1.1 物质的体膨胀系数

与等温压缩率

的定义如下

试推出理想气体的

，

与压力、温度的关系。

解：根据理想气体方程

1.5 两个容积均为V的玻璃球泡之间用细管连结，泡内密封着标准状态下的空气。若将其中的一个球加热到 100 ?C，另一个球则维持 0 ?C，忽略连接细管中气体体积，试求该容器内空气的压力。

解：由题给条件知，（1）系统物质总量恒定；（2）两球中压力维持相同。 标准状态：

因此，

1.9 如图所示，一带隔板的容器内，两侧分别有同温同压的氢气与氮气，二者均可视为理想气体。

（1） 保持容器内温度恒定时抽去隔板，且隔板本身的体积可忽略不计，试 求两种气体混合后的压力。

（2） 隔板抽取前后，H2及N2的摩尔体积是否相同？

（3） 隔板抽取后，混合气体中H2及N2的分压立之比以及它们的分体积各为若干？

解：（1）等温混合后

即在上述条件下混合，系统的压力认为。 （2）混合气体中某组分的摩尔体积怎样定义？ （3）根据分体积的定义

对于分压

1.11 室温下一高压釜内有常压的空

第一章 气体的pVT性质

1.1 物质的体膨胀系数

与等温压缩率

的定义如下

试推出理想气体的

，

与压力、温度的关系。

解：根据理想气体方程

1.5 两个容积均为V的玻璃球泡之间用细管连结，泡内密封着标准状态下的空气。若将其中的一个球加热到 100 ?C，另一个球则维持 0 ?C，忽略连接细管中气体体积，试求该容器内空气的压力。

解：由题给条件知，（1）系统物质总量恒定；（2）两球中压力维持相同。

标准状态：

因此，

1.9 如图所示，一带隔板的容器内，两侧分别有同温同压的氢气与氮气，二者均可视为理想气体。

（1） 保持容器内温度恒定时抽去隔板，且隔板本身的体积可忽略不计，试

求两种气体混合后的压力。

（2） 隔板抽取前后，H2及N2的摩尔体积是否相同？

（3） 隔板抽取后，混合气体中H2及N2的分压立之比以及它们的分体积各为若干？

解：（1）等温混合后

即在上述条件下混合，系统的压力认为。

（2）混合气体中某组分的摩尔体积怎样定义？

（3）根据分体积的定义

对于分压

1.11

实验四 铵盐中氮含量的测定（甲醛法）

思考题：

1.铵盐中氮的测定为何不采用NaOH直接滴定法？

答：因NH4+的Ka=5.6×10-10，其Cka<10-8,酸性太弱，所以不能用NaOH直接滴定。

2. 为什么中和甲醛试剂中的甲酸以酚酞作指示剂；而中和铵盐试样中的游离酸则以甲基红作指示剂？

答：甲醛试剂中的甲酸以酚酞为指示剂用NaOH可完全将甲酸中和，若以甲基红为指示剂，用NaOH滴定，指示剂变为红色时，溶液的pH值为4.4，而甲酸不能完全中和。铵盐试样中的游离酸若以酚酞为指示剂，用NaOH溶液滴定至粉红色时，铵盐就有少部分被滴定，使测定结果偏高。

3.NH4HCO3中含氮量的测定，能否用甲醛法？

答：NH4HCO3中含氮量的测定不能用甲醛法,因用NaOH溶液滴定

时，HCO3-中的H+同时被滴定，所以不能用甲醛法测定。

实验五 混合碱的分析（双指示剂法）

思考题：

1.用双指示剂法测定混合碱组成的方法原理是什么？

答：测混合碱试液，可选用酚酞和甲基橙两种指示剂。以HCl标准溶液连续滴定。滴定的方法原理可图解如下：

2.采用双指示剂法测定混合碱，判断下列五种情况下，混合碱的组成？

（1） V1=0 V2>0（2）V1>0 V2=0（3）V1>V2

实验四 铵盐中氮含量的测定（甲醛法）

思考题：

1.铵盐中氮的测定为何不采用NaOH直接滴定法？

答：因NH4+的Ka=5.6×10-10，其Cka<10-8,酸性太弱，所以不能用NaOH直接滴定。 2. 为什么中和甲醛试剂中的甲酸以酚酞作指示剂；而中和铵盐试样中的游离酸则以甲基红作指示剂？

答：甲醛试剂中的甲酸以酚酞为指示剂用NaOH可完全将甲酸中和，若以甲基红为指示剂，用NaOH滴定，指示剂变为红色时，溶液的pH值为4.4，而甲酸不能完全中和。铵盐试样中的游离酸若以酚酞为指示剂，用NaOH溶液滴定至粉红色时，铵盐就有少部分被滴定，使测定结果偏高。

3.NH4HCO3中含氮量的测定，能否用甲醛法？

答：NH4HCO3中含氮量的测定不能用甲醛法,因用NaOH溶液滴定时，HCO3-中的H+同时被滴定，所以不能用甲醛法测定。

实验五 混合碱的分析（双指示剂法）

思考题：

1.用双指示剂法测定混合碱组成的方法原理是什么？

答：测混合碱试液，可选用酚酞和甲基橙两种指示剂。以HCl标准溶液连续滴定。滴定的方法原理可图解如下：

2.采用双指示剂法测定混合碱，判断下列五种情况下，混合碱的组成？

1

（1） V1=0 V2>0（2）V1>0 V2=0（3）V1>V2（4）V1

V1=0 V2>0时，组成为：HCO3- V1>0 V2=0时，组成为：OH- V1>V2时，组成为：CO32-

第一章 绪论

1.1 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。 答案：

离子键化合物 共价键化合物 熔沸点 高 低 溶解度 溶于强极性溶剂 溶于弱或非极性溶剂 硬度 高 低 1.2 NaCl与KBr各1mol溶于水中所得的溶液与NaBr及KCl各1mol溶于水中所得溶液是否相同？如将CH4 及CCl4各1mol混在一起，与CHCl3及CH3Cl各1mol的混合物是否相同？为什么？

答案：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

－－

溶液中均为Na+ , K+ , Br, Cl离子各1mol。

由于CH4 与CCl4及CHCl3与CH3Cl在水中是以分子状态存在，所以是两组不同的混合物。

1.3碳原子核外及氢原子核外各有几个电子？它们是怎样分布的？画出它们的轨道形状。当

四个氢原子与一个碳原子结合成甲烷（CH4）时，碳原子核外有几个电子是用来与氢成键的？画出它们的轨道形状及甲烷分子的形状。 答案：

C+62H+114yCyxx2pyzyx2pz1s2s2p2p2pyzxz2s2pxzHCH4中C中有4个电子与氢成键为SP3杂化轨道,正四面体结构HCH4SP3杂化CHHH

绪 论

【0-1】 1m3水中溶解0.05kmol CO2，试求溶液中CO2的摩尔分数，水的密度为100kg/m3。

解 水1000kg/m3?1000kmol/m3 18 CO2的摩尔分数x?0.05?8.99?10?4 10000.05?18【0-2】在压力为101325Pa、温度为25℃条件下，甲醇在空气中达到饱和状态。试求：(1)甲醇的饱和蒸气压pA；(2)空气中甲醇的组成，以摩尔分数yA、质量分数?A、浓度cA、质量浓度?A表示。

解 (1)甲醇的饱和蒸气压pA

lgpA?7.19736?1574.99 p25?238.86A?16.9kPa

(2) 空气中甲醇的组成 摩尔分数 yA?质量分数 ?A?浓度 cA?16.9?0.167

101.3250.167?32?0.181

0.167?32?(1?0.167)?29pA16.9??6.82?10?3 kmol/m3 RT8.314?298质量浓度 ?A?cAMA=6.82?10?3?32?0.218 kg/m3

【0-3】1000kg的电解液中含NaOH质量分数10%、NaCl的质量分数10%、H2O的质量分数80%，用真空蒸发器浓缩，食盐结晶分离后的浓缩液中含NaOH

21-9 一砖墙的表面积为12m，厚为260mm，平均导热系数为1.5W/（m.K）。设面向室内的表面温度为25℃，而外表面温度为-5℃，试确定次砖墙向外界散失的热量。 解：根据傅立叶定律有：

???A

?t??1.5?12?25?(?)5?2076.9W0.26

1-12 在一次测定空气横向流过单根圆管的对流换热实验中，得到下列数据：管壁平均温度tw=69℃，空气温度tf=20℃，管子外径 d=14mm，加热段长 80mm，输入加热段的功率8.5w，如果全部热量通过对流换热传给空气，试问此时的对流换热表面传热系数多大？ 解：根据牛顿冷却公式

q?2?rlh?tw?tf?

qh??d?tw?tf?＝49.33W/(m2.k) 所以

1-20 半径为0.5 m的球状航天器在太空中飞行，其表面发射率为0.8。航天器内电子元件的散热总共为175W。假设航天器没有从宇宙空间接受任何辐射能量，试估算其表面的平均温度。

4Q???T解：电子原件的发热量＝航天器的辐射散热量即：

??A

=187K 热阻分析 ;;

2-4 一烘箱的炉门由两种保温材料A及B组成，且?A?2?B(见附图)。已知

?T?4Q?A?0.1W/(m

1-1试述 电力系统的组成及各部分的作用?

各级电压的电力线路将发电厂、 变配电所和电力用户联系起来的一个发电、 输电、 变电、配 电及用电的整体即为电力系统。电力系统由以下几部分组成:

(1 发电 将一次能源转换成电能的过程即为 “发电” 。 根据一次能源的不同, 有火力发电、 水力发电和核能发电,还有风力、地热、潮汐和太阳能等发电方式。

(2变电与配电

变电所的功能是接受电能、转换电压和分配电能。 仅用于接收和分配电能,而没有变压器的场所称为配电所

(3电力线路 电力线路将发电厂、变电所和电能用户连接起来,完成输送电能和分配电 能的任务。

(4电能用户 包括工业、企业在内的所有用户(用电单位 ,使用(消耗电能 1-4 电力系统 中性点运行方式 有哪几种?各自的特点是什么?

答:电力系统中性点运行方式有中性点有效接地系统(包括中性点直接接地系统和中性 点非有效接地系统(包括中性点不接地和中性点经消弧线圈或电阻接地 。

1中性点不接地系统

特点:发生单相接地故障时, 线电压不变, 非故障相对地电压升高到原来相电压的√ 3倍, 故障相电容电流增大到原来的 3倍。

2中性点经消弧线圈接地系统

特点:发生单相接地故障时,与中性点不接地系统一样,非故

电机学 部分参考答案

第一章 磁路

1-1 磁路的磁阻如何计算？磁阻的单位是什么？

答：磁路的磁阻与磁路的几何形状（长度、面积）和材料的导磁性能有关，计算公式为

Rm?l，单位：AWb ?A1-4铁心中的磁滞损耗和涡流损耗是怎样产生的，它们各与哪些因素有关？

答：磁滞损耗：铁磁材料置于交变磁场中，被反复交变磁化，磁畴间相互摩擦引起的损

n耗。经验公式ph?ChfBmV。与铁磁材料的磁滞损耗系数、磁场交变的频率、铁心的

体积及磁化强度有关；

涡流损耗：交变的磁场产生交变的电场，在铁心中形成环流（涡流），通过电阻产生的

2损耗。经验公式ph?CFef1.3BmG。与材料的铁心损耗系数、频率、磁通及铁心重量有

关。

1-8图示铁心线圈，已知线圈的匝数N=1000，铁心厚度为0.025m（铁心由0.35mm的DR320硅钢片叠成）， 叠片系数（即截面中铁的面积与总面积之比）为0.93，不计漏磁，试计算：(1) 中间心柱的磁通为7.5?10?4Wb，不计铁心的磁位降时所需的直流励磁电流； (2) 考虑铁心磁位降时，产生同样的磁通量时所需的励磁电流。 解：?磁路左右对称?可以从中间轴线分开，只考虑右半磁路的情况: 铁

第二章 饱和烃习题(P60)

(一) 用系统命名法命名下列各化合物，并指出这些化合物中的伯、仲、叔、季碳原子。

(1) 1234567

3-甲基-3-乙基庚烷

21(3)

43

652,5-二甲基-3,4-二乙基己烷

(5) 乙基环丙烷

109123(7)

87654 1,7-二甲基-4-异丙基双环[4.4.0]癸烷

145(9)

36 275-异丁基螺[2.4]庚烷

(11)

HC

32-甲基环丙基

(2) 21345

2,3-二甲基-3-乙基戊烷

86975(4) 10124

31,1-二甲基-4-异丙基环癸烷

1(6)

42 32-环丙基丁烷

6541(8) 72CH3

8932-甲基螺[3.5]壬烷

(10) (CH3)3CCH2

新戊基

(12)

CH3CH2CH2CH2CHCH3

2-己基 or (1-甲基)戊基

(二) 写出相当于下列名称的各化合物的构造式，如其名称与系统命名原则不符，予以改正。

(1) 2,3-二甲基-2-乙基丁烷

(2) 1,5,5-三甲基-3-乙基己烷

(3) 2-叔丁基-4,5-二