上交材料科學基礎(chǔ)習題與解答

1、上海交通大學材料科學基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)課程整理1各章例題、習題以及解答各章例題、習題以及解答第1章原子結(jié)構(gòu)與鍵合原子結(jié)構(gòu)與鍵合1.何謂同位素？為什么元素的相對原子質(zhì)量不總為正整數(shù)？答案:在元素周期表中占據(jù)同一位置，盡管它們的質(zhì)量不同，然它們的化學性質(zhì)相同的物質(zhì)稱為同位素。由于各同位素的含中子量不同（質(zhì)子數(shù)相同），故具有不同含量同位素的元素總的相對原子質(zhì)量不為正整數(shù)。2.已知Si的相對原子質(zhì)量為28.09，若100g的Si中有51010個電子能自由

2、運動，試計算：(a)能自由運動的電子占價電子總數(shù)的比例為多少？(b)必須破壞的共價鍵之比例為多少？答案:原子數(shù)=個價電子數(shù)=4原子數(shù)=42.1441024=8.5761024個a)b)共價鍵，共有2.1441024個；需破壞之共價鍵數(shù)為510102=2.51010個；所以3.有一共聚物ABS（A丙烯腈，B丁二烯，S苯乙烯），每一種單體的質(zhì)量分數(shù)均相同，求各單體的摩爾分數(shù)。答案:丙烯腈(－C2H3CN－)單體相對分子質(zhì)量為53；丁二烯(－

3、C2H3C2H3－)單體相對分子質(zhì)量為54苯乙烯(－C2H3C6H5－)單體相對分子質(zhì)量為104設(shè)三者各為1g，則丙烯腈有153mol，丁二烯有154mol，苯乙烯有1104mol。故各單體的摩爾分數(shù)為上海交通大學材料科學基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)課程整理3的氫原子，試計算需添加氯的質(zhì)量分數(shù)。答案21.高分子材料相對分子質(zhì)量具有多分散性。表11為聚乙烯相對分子質(zhì)量分布表表11分子量范圍(?103)平均分子量Mi(?103)分子數(shù)分數(shù)xixiMi質(zhì)量分數(shù)w

4、iwiMi5~107.50.053750.0215010~1512.50.01620000.10125015~2017.50.2238500.18315020~2522.50.2760750.29652525~3027.50.2055000.26715030~3532.50.0826000.13422535~4037.50.027500.02750試計算該材料的數(shù)均相對分子質(zhì)量，重均相對分子質(zhì)量wM以及數(shù)均聚合度nn。答案22.有一共聚

5、物ABS（A丙烯腈，B丁二烯，S苯乙烯），每一種單體的質(zhì)量分數(shù)均相同，求各單體的摩爾分數(shù)。答案23.嵌鑲金相試樣用的是酚醛樹脂類的熱固性塑料。若酚醛塑料的密度為1.4gcm3，試求10cm3的圓柱形試樣含的分子量為多少？答案24.一有機化合物，其組成的w(C)為62.1%，w(H)為10.3%，w(O)為27.6%。試推斷其化合物名稱。答案25.尼龍6是HOCO(CH2)5NH2的縮聚反應(yīng)的產(chǎn)物。a)用分子式表示其縮聚過程；b)已知CO

6、、HN、CN、HO的鍵能分別為360、430、305、500(kJmol)，問形成一摩爾的H2O時，所放出的能量為多少？答案1.主量子數(shù)n、軌道角動量量子數(shù)li、磁量子數(shù)mi和自旋角動量量子數(shù)Si。2.能量最低原理、Pauli不相容原理，Hund規(guī)則。3.同一周期元素具有相同原子核外電子層數(shù)，但從左→右，核電荷依次增多，原子半徑逐漸減小，電離能增加，失電子能力降低，得電子能力增加，金屬性減弱，非金屬性增強；同一主族元素核外電子數(shù)相同，但

7、從上→下，電子層數(shù)增多，原子半徑增大，電離能降低，失電子能力增加，得電子能力降低，金屬性增加，非金屬性降低；4.在元素周期表中占據(jù)同一位置，盡管它們的質(zhì)量不同，然它們的化學性質(zhì)相同的物質(zhì)稱為同位素。由于各同位素的含中子量不同（質(zhì)子數(shù)相同），故具有不同含量同位素的元素總的相對原子質(zhì)量不為正整數(shù)。5.52.0576.73%(Cu63)27%(Cu65)7.1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p2錫的價電子數(shù)為4