物化习题答案1.docx
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物化习题答案1
物化习题答案1
第六章胶体及界面化学部分习题简解 练习p247 3解：
ΔG=?
ΔA=×10-3×4×10-4=×10-5J4解：
Δp=2?
/r=2××10-3/×10-5=144×102Pa=kPa5解：
h=2σ/（ρgr）=2××10-3/（×103×××10-4）=m6解：
σ汞-乙醚=σ汞-水+σ乙醚-水COSζ，=+ζ COSζ=，ζ=680P257 2解：
σ=a+bc，c→0，σ0=a>0，（dσ/dc）=b， Г=-[c/（RT）]（dσ/dc）=-bc/RT>0，b P265 4解：
V/V∞=Kp/（1+Kp），1/V=1/KV∞p+1/V∞ ×10-3/V∞=×105K/（1+×105K）-3-5 V-366∞=×10，K=×10 ×10/V∞=×10K/（1+×10K） =Kp/（1+Kp），p=×104Pap278 3解：
×10-5×=×10-7mol，KCl，×10-4×=5×10-7mol，AgNO3 AgNO3过量，胶粒带正电，胶团结构表示式为：
{[AgCl]m·nAg+·（n-x）NO3-}x+·xNO3-，电泳时胶粒向负极移动。
P285 4解：
（1）1-2x=moldm-3， R-Na+Cl- Na+Cl- x=dm-3 始c1 c1 0 x/c2=c2/（c1+2c2） 平c1c1+xx c1=moldm-3
（2）π=ΔcRT=（2×（+）-）××298=kPa5解：
x/c2=c2/（c1+2c2），x=/（+2×）=moldm-3 π=ΔcRT=（2×（+）-2×（））××298=kPa练习题 6-1时水在湿空气中的表面张力为×10-3Nm-1,其表面张力温度系数为-×10-6Nm-1K-1；试求在恒温恒压下.系统体积不变时可逆增加2cm2的表面积时,该过程的热、功、ΔG及ΔS?
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?
解：
ΔS=-?
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ΔA=×10-10JK-1,Q=TΔS=×10-8J?
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T?
A,p-5-5 W’=-σΔA=×10J,ΔG=W’=×10J 6-2有一完全浮在空气中的肥皂泡，若其直径×10-3m，已知肥皂溶液表面张力，则肥皂泡内所受的附加压力是多少?
1 解：
Δp=4σ/r= 6-3303K时,乙醇的密度为780kgm-3;乙醇与其蒸气压平衡时的表面张力为×10-2Nm-1;试计算在内径为的毛细管中它能上升的高度。
解：
h=2σ/（ρgr）= 6-4氧化铝瓷件上需要披银。
当烧至1000℃时，液态银能否润湿氧化铝表面？
已知1000℃时σσ（g-Ag）、σ（Ag-Al2O3）分别为1000×10-3Nm-1,920×10-3Nm-1,1770×10-3Nm-1。
解：
COSζ=[σ-σ（Ag-Al2O3）]/σ（g-Ag）=-,ζ=147度,不润湿。
6-520℃时水和汞的表面张力系数分别为×10-2Nm-1,m-1,汞-水界面张力为Nm-1，试判断水能否在汞的表面上铺展开来。
解：
σ>σ（水）+σ（汞-水）,能铺展6-6将正丁醇（Mr=74）蒸气骤冷至0℃,发现其过饱和度p*/p*0=4时能自动凝结为液滴,若273K时正丁醇表面张力σ=;密度ρ=1000kgm-3;试计算在此过饱和度所凝结成液滴的半径及液滴所含分子数。
[×10-9m,63] 解：
r=[ρRTln（pr/p0）/（2σMr）]=×10-9m,N=4πr3ρNA/（3Mr）=63 6-7某晶体相对分子质量是80,在300K其密度为dm-3;若晶体与溶液间界面张力为。
微小晶体直径为×10-6m，.则该小晶体溶解度是大块晶体溶解度的多少倍?
解：
RTln（cr/c0）=2σMr/（ρr），ln（cr/c0）=，cr/c0= 6-819℃时丁酸水溶液的表面张力系数可以表示为σ=σ0+b1n（1+c/K′），式中σ0为水的表面张力系数、b、K′为常数，c为丁酸在水中的浓度。
试求该溶液中丁酸的表面超量Г与浓度c的关系。
若已知b=×10-4Nm-1，K′=×10-2moldm-3,试求当c=moldm-3时的Г。
计算当c/K′>>1时的Г为多少？
若此时表面层丁酸成单分子层吸附，试计算丁酸分子的截面积？
解：
（dσ/dc）=b/（K′+c）,Г=-[c/（RT）]（dσ/dc）=bc/[RT（K′+c）]
（2）Г=×10-8molm-2,c/K′>>1时Г∞=b/（RT）=×10-8molm-2,A0=1/（Г∞NA）=×10-17m26-9某温度下，铜粉对氢气吸附服从Langmuir公式，其具体形式为 V/（dmkg）?
（p/Pa）?
（p/Pa），式中V是铜粉对氢气的吸附量, p是氢气压力。
已知氢分子横截面积为×10-22m3,求1kg铜粉的表面积。
解：
V=V∞Kp/（1+Kp）,求出V∞=dm3kg-1,a0=V∞A0NA/=48m2kg-1 6-10在-℃时，用硅胶吸附N2气。
测定在不同平衡压力下，每千克硅胶吸附N2的体积如下：
p/（kPa） 2 V/（dm3） 已知-℃时N2的饱和蒸气压为,N2分子截面积为×10-20m2,用BET公式求所用硅胶比表面积。
解：
处理数据，以p/[V（p*-p）]对p/p*作图，直线的斜率＝×10－3dm－3，截距＝×10－3dm－3，V∞＝1/（斜率＋截距）＝dm3，a0=V∞A0NA/=×105m2kg-1 6-11含Fe2Oa浓度为kgm-3的溶胶，稀释10000倍后，在超显微镜下观察，数出视野中颗粒平均为个，已知质点的密度p为×103kgm-3,设胶粒为球形，试计算此胶粒平均半径。
解：
4πr3/3=cV/（ρN）,求出r=×10-7m 6-12Fe（OH）3溶胶于298K通电45分钟，界面移动10mm．电场强度为2Vcm-1．已知水的相对电容率为79，粘度为×10-3Pas,求溶胶的δ电势？
解：
δ=[ηu/（?
0D）]（dφ/dl）-1= 6-13在298K时,膜两边离子初始浓度分布如下,左边RCl溶液浓度为dm-3,体积为1dm3,右边NaCl溶液浓度为dm-3,体积为2dm3,问达到膜平衡后,其渗透压为多少?
（RCl为高分子电解质,假设完全电离,达到膜平衡前后,两边溶液体积不变）。
解：
膜平衡（+2x）2x=（）2,解出x=moldm-3,Δc=moldm-3π=ΔcRT=320kPa 6-14某一大分子溶液在300K时,测得有关渗透压的数据为 c/（gdm-3） （π/c）/（Pag-1dm3） 试求此大分子的数均分子量。
解：
以（π/c）对c作图，直线的截距＝98Pag-1dm3，Mn＝RT/截距＝×104gmol-1 第七章基元化学反应动力学 练习p305 3解：
（1）2NH3==N2+3H2，四分子反应是不存在的，故逆向不是基元反应，根据微观可逆性原理，说明正向也不是基元反应。
（2）N2O5==2NO2+1/2O2，反应分子数没有分数，故逆向不是基元反应，根据微观可逆性原理，正向也不是基元反应。
（3）2H+2O==H2O2，四分子反应是不存在的，故正向不是基元反应，根据微观可逆性原理，说明逆向也不是基元反应。
（4）2HI==H2+I2，理论和实践均证实该反应不是基元反应。
3 4解：
kp=×104（kPa·min）-1，说明是二级反应，-dc/dt=kcc2，-dp/dt=kpp2， p=cRT，则kc=kpRT=×104××500=×107mol-1·dm3·min-1 p316 2解：
2A（g）+B（g）—→E（g）,三分子反应，r=kcA2cB r1/2/r0=k（1/2cA,0）2（1/2cB,0）/（k（cA,0）2（cB,0））=1：
8 3解：
A —→ B+ C， 总压 t=0 p0,A p0,B p0,B p0=p0,A+2p0,B t=t pt,A p0,A-pt,A+p0,B p0,A-pt,A+p0,B pt=2p0,A+2p0,B-pt,A t=∞ 0 p0,A+p0,B p0,A+p0,B p∞=2p0,A+2p0,B总压关系知：
p∞-p0=p0,A，p∞-pt=pt,A则：
ln p0,Apt,A?
lnp?
?
p0p?
?
pt?
kt 4解：
一级反应：
t1/2=ln2/k，t3/4=ln（1/（1-3/4））/k=ln4/k=2ln2/k=2t1/2，t3/4/t1/2=2。
=ln（1/（））/k=ln100/k=2ln10/k,/t1/2=2ln10/ln2= 二级反应：
t1/2=1/kc0，t3/4=（1/（1/4c0）-1/c0）/k=3/kc0，t3/4/t1/2=3。
=（1/（c0）-1/c0）/k=99//kc0，/t1/2=（99//kc0）/（1/kc0）=99 5解：
A→P,t1/2=ln2/k=,k=,ln（1/（））=kt,t=ln5/=6解：
t7/8/t1/2=3,是一级反应：
t7/8=（1/（1-7/8））/k=ln8/k=3ln2/k=3t1/2。
7解：
（NO2）CH2COOH（l）→CH3NO2（l）+CO2（g） t=0 t=t0 c0 0 t=t ct Vt t=∞ 0 V∞ c0∝V∞,ct∝V∞-Vtln lnV?
?
Vt,1V?
?
Vt,2?
k（t2?
t1）,k?
1t2?
t1lnV?
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Vt,1V?
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Vt,2c0ct?
lnV?
V?
?
Vt?
k（t?
t0）,lnV?
V?
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Vt,2?
lnV?
V?
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Vt,1?
k（t2?
t1） ∞ t/minV/cm3k/min-1平均：
k=min-1 4 8解：
lnk2k1?
Ea（T2?
T1）R?
T2?
T1,?
?
10?
4?
4?
Ea（308?
298）?
308?
298,Ea=mol-1 k=Aexp（-Ea/RT）,×10-4=Aexp（-86110/（×308））,A=×1011s-1 ×10-4=Aexp（-86110/（×298））,A=×1011s-1,A=×1011s-19解：
t1/2=ln2/k1,k1=/600=×10-3min-1 ln（1/）=k2×30,k2=min-1 lnk2k1?
Ea?
11?
?
11?
ln?
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?
?
?
T2=1235K?
?
?
3R?
T1T2?
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1073T2?
p322页 1证明：
ZAA=1/2π（rA+rA）2（8kT/πμ）1/2NA2,μ=mA2/2mA=mA/2 ZAA=8rA2（πkT/mA）1/2NA2 3解：
（1）q=exp[-Ec/（RT）],q=exp[-100000/（×400）],q=×10-14 q=exp[-120000/（×400）],q=×10-16
（2）q2/q1=exp[ΔEc/（RT）]=exp[10000/（×400）]= （3）q2/q1=exp[-100000/（×1000）]/exp[-100000/（×400）]=×107p329页3证明：
k= ?
lnk?
T?
kThKc?
lnk=ln ?
?
lnKc?
TkTh?
+lnKc≠， RTRT2EaRT2= 1T?
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rUmRT2?
?
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，Ea=?
r?
Um+RT ?
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双分子气相反应：
?
r?
Hm=?
r?
Um+（1-2）RT，?
r?
Um=?
r?
Hm+RT?
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Ea=?
r?
Um+RT=?
r?
Hm+2RT ?
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S?
H?
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exp?
rm?
exp?
?
rm?
Ea=?
rHm+RT，4证明：
对于气相反应A→B：
kT=hRT?
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R?
?
kT ?
?
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Sm?
ekT?
Ea?
rexp?
阿仑尼乌斯公式：
kT=Aexp?
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，对比：
A=hRRT?
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基元反应动力学练习题 －3k?
?
B（g）+D（g）,在623K、初始浓度为dm7-1双分子反应2A（g）?
时,半衰期为105s,请求出
（1）反应速率系数k
（2）A（g）反应掉90%所需时间为多少?
（3）若反应的活化能为140kJmol-1,573K时的最大反应速率为多少?
5
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