物理化学课后答案15答桉

1、课后网，用心为你服务！大学-中学-网（）！最全最多的课后习题参考，尽在课后Khdaw团队一直秉承用心为大家服务的，以关注学生的学习生活为出发点，旨在为广大学生朋友的学习提供一个和交流的。爱校园（） 课后网（） 淘（）第 15 章 界面现象习 题 解 答1. 将1 cm3 的油分散到水中，形成油滴半径为1 m 的乳状液，求所需的最小功。设油水之间界面张力为62 103 N m1 。 4r 2 3VV解：W A A Rss43rr 3 3 62 103 1106 J 0.19 J1106298K 时，水的表面张力 72.0 103 N m1 ， T p, As2. 0.157 103 N m1 K

2、 1 。在 298 K，0.1 MPa 下使水的表面积可逆地增大1 m 2 ，试求过程的W ， Q ， H ( ) ， S ( ) ， G ( ) 。A 72.0 103 1J 72.0 103 J解：W G ( )Rs对纯物质，恒压下有dG ( ) SdT dA( )s由全微分性质得 S ( ) T , p T A p, AssS ( ) A (0.157 103 ) 1J K1 T s p, As 0.157 103 J K1第 15 章 界面现象219QR TS 298 0.157 10 J 46.8 10J( )33 G ( ) TS ( ) 72.0 103 298 0.157 10

3、 3 J 118.810 3 JH ( )3. 293 K 时，苯蒸气凝结成雾，其液滴半径为1m ，求液滴界面内外的压力差，并计算液滴饱和蒸气压比平面液体饱和蒸气压增加的百分率。已知 293 K 时液体苯的密度为 0.879 g cm3 ，表面张力 28.9 10 3 N m1 。22 28.9 1031106解：p p(l)(g)Pa 57.8 Parp2MMpln r RTrRT78.11103 57.8 103p3 2.11108.3145 293 0.879 103p r 1.002pp p r 0.002 0.2%p4. 298K 时，乙醇水溶液的表面张力与浓度 c 的关系为： 2c

4、c 72 103 0.50 106 0.20 109 N m1mol m3 mol m3 试计算浓度为0.5 mol dm3 时的界面吸附量(1) 。2220思考题和习题解答解： c c 2 N m molc 0.50 10 0.40 10mol m 0.50 10 0.40 10 0.30 106 N m 2 mol 0.50 10N m mol c2 RT c(1)22 0.50 103 0.30 106 mol m28.3145 298 6.1 108 mol m25. 292K 时，丁酸水溶液的表面张力可表示为 a ln1 bc，其中 为纯水的表面张力，a、b 为常数。 (1) 导出(

5、1) 与 c 的关系式；2(2) 若已知 a 13.1103 N m1 ， b 19.6 103 mol1 m3 ，试计算浓度为0.2 mol dm3 时的界面吸附量(1) 。2 ab解：(1) c c1 bc2 c2abc RT cRT 1 bc(1)22 13.1 103 19.6 103 0.200 103(2)2(1)mol m28.3145 292 1 19.6 10 0.200 10 33 4.30 106 mol m2已知 293 K 时乙醇的表面张力为22.0 103 N m1 ，6.的表面张力为471.6 103 N m1 ， 与乙醇的界面张力为364.3 103 N m1

6、，试问乙醇能否在 表面上铺展？第 15 章 界面现象221解： 气，液II 液I，液II 气，液I 471.6 364.3 22.010 3 N m1 85.310 3 N m1 0故能铺展。7. 473 K 时研究O2 在某催化剂上的吸附作用，当气态O2 的平衡压力为 0.1 及 1 MPa 时，测得每克催化剂吸附O2 的量分别为 2.5 及4.2 cm3 (STP) 。设吸附作用服从吸附等温式，计算当O2 的吸附量为饱和吸附量的一半时，相应的O2 的平衡压力。bp解： 1 bp1p1 1 bp22p21 bp12.5 0.1 1 b 1 MPa即4.211 b 0.1 MPa解得 b 12

7、.2 MPa 1 bp 11 bp2p 1 1 0.082 MPa 82 kPab12.2 MPa 18. 已知某硅胶的表面为单分子覆盖时每克硅胶需 N 2 体积为129cm3 (STP) 。若 N 分子所占面积为0.162 nm2 ，试计算此硅胶的比表2面。222思考题和习题解答 129解： A nLA 6.022 10 0.162 10m1822241423sm 562 m 2 562 m 2 As 562 m g12As0m1g9. 在 77.2 K 时以N 2 为吸附质，测得每克催化剂的吸附量(STP)与N 2 平衡压力的关系如下：试用 BET 吸附等温式求该催化剂的比表面。已知 77

8、.2 K 时N 2 的饱和蒸气压为 99.10 kPa， N 2 分子所占面积为0.162 nm 2 。1 c 1 pp解：V p ppV cV c以 p / V p p为纵坐标，p p 为横坐标作图，得一直线，其cm3p / kPaV / cm3p pp p/ kPap 103cm3V p p8.7013.6422.1129.9338.91115.6126.3150.7166.4184.40.08780.13760.22310.30200.392690.4085.4676.9969.1760.190.8331.2641.9062.6003.506p / kPa8.7013.6422.1129

9、.9338.91V / cm3115.6126.3150.7166.4184.4第 15 章 界面现象223斜率 8.65 103截距 0.130 103V11 113.9cm3斜率 截距 8.65 0.13010 3 113.9A nLA 6.022 1023 0.162 10m18222414sm 496 m 2A496 m 2 s m 496 m g21As01 g10. 1173 K 时测得N 2O 在 Au 上的分解数据如下（x 为分解的N 2O量与反应开始的N 2O 量之比）：已知N 2O 在 Au 上为弱吸附，产物在 Au 上的吸附可略，求该分解反应的速率系数 k。解： dcA

10、k bA pA ks As 1 b pdtA A ks bA pA kspA ks cA RT kcAk 1 ln1t1 xk 1.28 102 min111. 生产聚氯乙烯HgCl2 (s) 催化下得到：的原料氯乙烯可由乙炔与氯化氢气体在k 102 min11.241.291.301.311.26t / minx0.170.320.570.650.781.00224思考题和习题解答C2 H 2 HCl C2 H3Clk1HCl HgClHgCl HCl已知反应机理为：22k-1k2C2 H 2 HgCl2 HClHgCl2 C2 H3Clk3HgCl2 C2 H3 ClHgCl2 C2 H3Cl其中和进行得很快，即 HCl 在催化剂上的吸附和解吸保持平衡，产物C2H3Cl 在催化剂上的解吸也很迅速，所以反应是整个反应过程的速率控制步骤。若 HCl 在HgCl2 (s) 上的吸附服从吸附等温式，(1) 为反应C2 H 2 HCl C2 H3Cl 建立反应速率方程；(2)解：(1)在什么条件下，该反应表现为一级反应。 k2 pC H HCl2