4-7.将化学计量的  NiO和  LiOH在空气中加热到  700℃可得LiNiO2,试写出反应方程式。

小8.写出LiNiO2正极的充电反应方程式。

49. 锂离子完全脱嵌时LiNiO2的层状结构会变得不稳定,用铝取代部分镍形成LiNi1-yAlyO2可防止锂离子完全脱嵌而起到稳定结构的作用,为什么?

       图一

第5题

5-1.今有两种燃料,甲烷和氢气,设它们与氧气的反应为理想燃烧,利用下列298K的数据(设它们与温度无关)分别计算按化学计量比发生的燃烧反应所能达到的最高温度。

   火箭所能达到的最大速度与喷气速度及火箭结构有关,由此可得到如下计算火箭推动力Isp的公式:

式中T和 Cp 分别为热力学温度和平均等压摩尔热容,K为与火箭结构有关的特性常数。

5-2.请问:式中的M是一个什么物理量?为什么?用上述两种燃料作为火箭燃料,以氧气为火箭氧化剂,按化学计量比发生燃烧反应,推动火箭前进,分别计算M值。

5-3.设火箭特性常数K与燃料无关,通过计算说明,上述哪种燃料用作火箭燃料的性能较好?

第6题

2002年伊始第一台磁冰箱问世。磁冰箱的概念形成干6年前,美国、中国、西班牙、荷兰和加拿大都进行了研究,最低制冷温度已达-140oC,能量利用率已比传统冰箱高l/3。1997年,美国Ames实验室设计出磁冰箱原型,其制冷装置可简单地用下图表示:

   一转轮满载顺磁性物质,高速旋转,其一侧有一强大磁场,顺磁性物质转入磁场为状态A,转出磁场为状态B,即:

   

回答下列问题:

6-1.用热力学基本状态函数的变化定性地解释:磁制冷物质发生AB的状态变化为什么会引起冰箱制冷?不要忘记指出磁场是在冰箱内还是在冰箱外。

6-2.Ames实验室的磁致冷物质最早为某金属M,后改为其合金,以M5(SixGe1-x)4为通式,最近又研究了以MA2为通式的合金,A为铝、钴或镍。根据原子结构理论,最优选的M应为元素周期系第几号元素?为什么?(可不写出该元素的中文名称和元素符号)

第7题

阶式聚合是分子自组装的方式之一;其基本过程是:把阶式构件逐级连接到核心构件上,获得具有一定结构、单一分子量的高分子。核心构件可以是单官能团或多官能团(必须完全等价)的小分子;阶式构件是具备以下特点的小分子:含有一个(只有一个)可与核心构件缩合的官能团,同时含有一个或多个完全等价的可以转化成跟核心构件相同官能团的基团。如:一元醇ROH可以用作制备核心构件,3-氨基丙睛H2NCH2CH2CN可以作为阶式构件。核心构件的制备及阶式聚合反应示意如下:

    (l) ROH + CH2=CHCN → ROCH2CH2CN →

       ROCH2CH2COOH → ROCH2CH2COCl

    (2) ROCH2CH2COCl + H2NCH2CH2CN →

       ROCH2CH2CONHCH2CH2CN

      以下步骤同(l)中的第2、3步。

    (3)经过n次重复得到

      ROCH2CH2CO(NHCH2CH2CO)n NHCH2CH2CN

    (4)最后通过水解、酯化封端,得到性质稳定的高分子阶式聚合物。

为了使阶式聚合物的分子量尽快增加,可以选用多向核心构件和多向阶式构件,

如:双向核心构件:(CH2OCHCH2COCl)2

     双向阶式构件: HNCH­2CH2OCH2CHCN)2

7-1.写出上述双向核心构件与单向阶式构件的一次、两次和n次缩合得到的阶式聚合物的结构式(不要忘记封端!)。

7-2.选择适当原料制备双向阶式构件 HNCH2CH2OCH2CH2CN)2。

7-3.写出上述双向核心构件和双向阶式构件一次和两次缩合得到的阶式聚合物的结构式(不要忘记封端!)。

7-4.说明这种阶式聚合的名称中“阶式”二字的意义。

7-5.为什么多向阶式聚合需要的核心构件和阶式构件要求相关的官能团“完全等价”?甘油能否用作制备阶式聚合所需的多向核心构件?β-氨基葡萄糖能否用作制备阶式聚合所需的多向阶式构件?

7-6.多向阶式聚合时,分子量增长速度很快。目前已经实现了四向核心构件和三向阶式构件之间的阶式聚合,并得到了分子量高达60604的高分子。请你写出制备这个四向核心构件所需要的起始原料和三向阶式构件的结构式,并选择简单的原料(C1、C2和C3的任何有机化合物)分别制备它们。

  ;; ;

  A      B       C

; ;;

    D      E           G       H

评分标准:

1.     每个结构式或结构简式2分,共14分,有错不给分。

* 注:C和D在LiAlH4作用下可分别生成E和G,但也有可能分别生成单环萜烷醇。本题只要求写出E和D, 若选手应答时写出在写出E和D的同时写出单环萜烷醇,不扣分。

第七题:

(1)将8´式(2)+9´式(3)-式(1)得

  8C(石墨)+9H2(g)→C8H18(g)

  DrHmy= 8D2Hmy+9D3Hmy-D1Hmy = –207.8 kJ·mol–1

    DrSmy= SnBSmy (B) = –757.252J·K-1·mol–1

    DrGmy = DrHmy - T´DrSmy = 17.861kJ·mol–1

    Kpy = exp(–DrGmy/RT) = 7.36´10–4

(2)∵ Kx=Kpy (p/py)–Dn,Dn= –8

当压力不高时,Kpy为常数,Kx随总压的增加而增大,故有利于正辛烷的生成。

(3) DrHmy<0,Kpy随温度升高而减小,

   ∴ 升高温度不利于正辛烷的生成。

(4)若x(C8H18)=0.1,

则Qp=[p(C8H18)/py] / [p(H2)/py]9=0.258>>Kpy=7.36´10-4

故x(C8H18)不能达到0.1

(5)若使x(C8H18)=0.5,

  Kpy=Kx(p/py)-8=7.36´10-4

   求得p=499 kPa

以上每小题各2分

第八题

(1)  根据上述实验事实,设反应的实验速率方程为,

由于在缓冲溶液中反应,[H+] 为常数,故可简化上式为:

 ,

令a=1,可得 ,          (3分)

又[A]0µP¥ ,[A]µP¥-P,且温度一定,比例系数一定,可得

与实验事实相符,可见,a=1是对的;

又据准一级反应,可得

取对数,

               (3分)

已知 -pH直线斜率=-1,故b = –1,则有

   与实验事实相符,由此可得该反应实验速率方程为

        (1分)

(2) 由上述反应机理知:

                        (1)

  应用稳态近似,

     \             (2)

  将(2)式代入(1)式得:

              (3)

   当>>时,则

      

又         (4)

将(4)式代入(3)式,经整理得:

  

  ,       (3分)

可见与实验事实相符。

 0  293423  293431  293437  293441  293447  293449  293453  293459  293461  293467  293473  293477  293479  293483  293489  293491  293497  293501  293503  293507  293509  293513  293515  293517  293518  293519  293521  293522  293523  293525  293527  293531  293533  293537  293539  293543  293549  293551  293557  293561  293563  293567  293573  293579  293581  293587  293591  293593  293599  293603  293609  293617  447090 

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