物理化學(xué)課后答案15答桉

1、課后網(wǎng)，用心為你服務(wù)！大學(xué)-中學(xué)-網(wǎng)（）！最全最多的課后習(xí)題參考，盡在課后Khdaw團(tuán)隊一直秉承用心為大家服務(wù)的，以關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)生活為出發(fā)點，旨在為廣大學(xué)生朋友的學(xué)習(xí)提供一個和交流的。愛校園（） 課后網(wǎng)（） 淘（）第 15 章 界面現(xiàn)象習(xí) 題 解 答1. 將1 cm3 的油分散到水中，形成油滴半徑為1 m 的乳狀液，求所需的最小功。設(shè)油水之間界面張力為62 103 N m1 。 4r 2 3VV解：W A A Rss43rr 3 3 62 103 1106 J 0.19 J1106298K 時，水的表面張力 72.0 103 N m1 ， T p, As2. 0.157 103 N m1 K

2、 1 。在 298 K，0.1 MPa 下使水的表面積可逆地增大1 m 2 ，試求過程的W ， Q ， H ( ) ， S ( ) ， G ( ) 。A 72.0 103 1J 72.0 103 J解：W G ( )Rs對純物質(zhì)，恒壓下有dG ( ) SdT dA( )s由全微分性質(zhì)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 界面現(xiàn)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 時，苯蒸氣凝結(jié)成霧，其液滴半徑為1m ，求液滴界面內(nèi)外的壓力差，并計算液滴飽和蒸氣壓比平面液體飽和蒸氣壓增加的百分率。已知 293 K 時液體苯的密度為 0.879 g cm3 ，表面張力 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 時，乙醇水溶液的表面張力與濃度 c 的關(guān)系為： 2c

4、c 72 103 0.50 106 0.20 109 N m1mol m3 mol m3 試計算濃度為0.5 mol dm3 時的界面吸附量(1) 。2220思考題和習(xí)題解答解： 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 時，丁酸水溶液的表面張力可表示為 a ln1 bc，其中 為純水的表面張力，a、b 為常數(shù)。 (1) 導(dǎo)出(

5、1) 與 c 的關(guān)系式；2(2) 若已知 a 13.1103 N m1 ， b 19.6 103 mol1 m3 ，試計算濃度為0.2 mol dm3 時的界面吸附量(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 時乙醇的表面張力為22.0 103 N m1 ，6.的表面張力為471.6 103 N m1 ， 與乙醇的界面張力為364.3 103 N m1

6、，試問乙醇能否在 表面上鋪展？第 15 章 界面現(xiàn)象221解： 氣，液II 液I，液II 氣，液I 471.6 364.3 22.010 3 N m1 85.310 3 N m1 0故能鋪展。7. 473 K 時研究O2 在某催化劑上的吸附作用，當(dāng)氣態(tài)O2 的平衡壓力為 0.1 及 1 MPa 時，測得每克催化劑吸附O2 的量分別為 2.5 及4.2 cm3 (STP) 。設(shè)吸附作用服從吸附等溫式，計算當(dāng)O2 的吸附量為飽和吸附量的一半時，相應(yīng)的O2 的平衡壓力。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. 已知某硅膠的表面為單分子覆蓋時每克硅膠需 N 2 體積為129cm3 (STP) 。若 N 分子所占面積為0.162 nm2 ，試計算此硅膠的比表2面。222思考題和習(xí)題解答 129解： A nLA 6.022 10 0.162 10m1822241423sm 562 m 2 562 m 2 As 562 m g12As0m1g9. 在 77.2 K 時以N 2 為吸附質(zhì)，測得每克催化劑的吸附量(STP)與N 2 平衡壓力的關(guān)系如下：試用 BET 吸附等溫式求該催化劑的比表面。已知 77

8、.2 K 時N 2 的飽和蒸氣壓為 99.10 kPa， N 2 分子所占面積為0.162 nm 2 。1 c 1 pp解：V p ppV cV c以 p / V p p為縱坐標(biāo)，p p 為橫坐標(biāo)作圖，得一直線，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 界面現(xiàn)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 時測得N 2O 在 Au 上的分解數(shù)據(jù)如下（x 為分解的N 2O量與反應(yīng)開始的N 2O 量之比）：已知N 2O 在 Au 上為弱吸附，產(chǎn)物在 Au 上的吸附可略，求該分解反應(yīng)的速率系數(shù) 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. 生產(chǎn)聚氯乙烯HgCl2 (s) 催化下得到：的原料氯乙烯可由乙炔與氯化氫氣體在k 102 min11.241.291.301.311.26t / minx0.170.320.570.650.781.00224思考題和習(xí)題解答C2 H 2 HCl C2 H3Clk1HCl HgClHgCl HCl已知反應(yīng)機(jī)理為：22k-1k2C2 H 2 HgCl2 HClHgCl2 C2 H3Clk3HgCl2 C2 H3 ClHgCl2 C2 H3Cl其中和進(jìn)行得很快，即 HCl 在催化劑上的吸附和解吸保持平衡，產(chǎn)物C2H3Cl 在催化劑上的解吸也很迅速，所以反應(yīng)是整個反應(yīng)過程的速率控制步驟。若 HCl 在HgCl2 (s) 上的吸附服從吸附等溫式，(1) 為反應(yīng)C2 H 2 HCl C2 H3Cl 建立反應(yīng)速率方程；(2)解：(1)在什么條件下，該反應(yīng)表現(xiàn)為一級反應(yīng)。 k2 pC H HCl2