王淑兰 物理化学(第三版)【第七章】表面现象与分散系统 习题解答
《物理化学》教材习题参考解答
第一篇化学热力学第一章热力学基本定律.1-1 0.1kg C6H6(l)在，沸点353.35K下蒸发，已知(C6H6) =30.80 kJ mol-1。
试计算此过程Q，W，ΔU和ΔH值。
解：等温等压相变。
n/mol =100/78 , ΔH = Q = n = 39.5 kJ , W= - nRT = -3.77 kJ , ΔU =Q+W=35.7 kJ1-2 设一礼堂的体积是1000m3，室温是290K，气压为pϑ，今欲将温度升至300K，需吸收热量多少?(若将空气视为理想气体，并已知其C p,m为29.29 J K-1·mol-1。
)解：理想气体等压升温（n变）。
Q=nC p,m△T=(1000pϑ)/(8.314×290)×C p,m△T＝1.2×107J1-3 2 mol单原子理想气体，由600K，1.0MPa对抗恒外压绝热膨胀到。
计算该过程的Q、W、ΔU和ΔH。
(Cp ,m=2.5 R)解：理想气体绝热不可逆膨胀Q＝0 。
ΔU＝W ，即nC V,m(T2-T1)= - p2 (V2-V1), 因V2= nRT2/ p2, V1= nRT1/ p1，求出T2=384K。
ΔU＝W＝nCV,m(T2-T1)＝-5.39kJ ，ΔH＝nC p,m(T2-T1)＝-8.98 kJ1-4 在298.15K，6×101.3kPa压力下，1 mol单原子理想气体进行绝热膨胀，最后压力为pϑ，若为；(1)可逆膨胀(2)对抗恒外压膨胀，求上述二绝热膨胀过程的气体的最终温度；气体对外界所作的功；气体的热力学能变化及焓变。
(已知C p,m=2.5 R)。
解：(1)绝热可逆膨胀:γ=5/3 , 过程方程p11-γT1γ= p21-γT2γ, T2=145.6 K ,ΔU＝W＝nC V,m(T2-T1)＝-1.9 kJ , ΔH＝nC p,m(T2-T1)＝-3.17kJ(2)对抗恒外压膨胀,利用ΔU＝W ，即nC V,m(T2-T1)= - p2 (V2-V1) ，求出T2=198.8K。
(完整word版)物理化学第7章 电化学参考答案
第7章 电化学 习题解答1. 将两个银电极插入AgNO 3溶液，通以0.2 A 电流共30 min ，试求阴极上析出Ag 的质量。
解：根据BItM m zF=得 Ag Ag 0.23060107.87g 0.4025 g 196500ItM m zF⨯⨯⨯===⨯2. 以1930 C 的电量通过CuSO 4溶液，在阴极有0.009 mol 的Cu 沉积出来，问阴极产生的H 2的物质的量为多少？ 解：电极反应方程式为： 阴极 2C u 2e C u (s )+-+→阳极 222H O(l)H (g)2OH 2e --→++在阴极析出0.009 mol 的Cu ，通过的电荷量为:Cu Q (0.009296500) C 1737 C nzF ==⨯⨯=根据法拉第定律，析出H 2的物质的量为2H Cu 19301737mol 0.001 mol 296500Q Q Q n zFzF --====⨯ 3. 电解食盐水溶液制取NaOH ，通电一段时间后，得到含NaOH 1 mol/dm 3的溶液0.6 dm 3，同时在与之串联的铜库仑计上析出30.4 g 铜，试问制备NaOH 的电流效率是多少？ 解：根据铜库仑计中析出Cu(s)的质量可以计算通过的电荷量。
Cu Cu 30.4mol 0.957 mol 1163.52m n M ===⨯电 理论上NaOH 的产量也应该是0.957 mol 。
而实际所得NaOH 的产量为(1.0×0.6) mol = 0.6 mol所以电流效率为实际产量与理论产量之比，即0.6100%62.7%0.957η=⨯=4. 如果在10×10 cm 2的薄铜片两面镀上0.005 cm 厚的Ni 层[镀液用Ni(NO 3)2]，假定镀层能均匀分布，用 2.0 A 的电流强度得到上述厚度的镍层时需通电多长时间？设电流效率为96.0%。
已知金属的密度为8.9 g/cm 3，Ni(s)的摩尔质量为58.69 g/mol 。
物理化学课后解答第七章
已知 960℃下直径为 15X10-3m 的氧化铁球团在氢气流中被还原，实验
测得下列数据：
t/min 4.8 6.0 7.2 9.6 13.2 19.2 27.0
还原率/% 20
30
40
60
70
80 90
验证还原过程是否由界面化学反应控制。
作业反馈及疑难问题分析：
多数人只给出判断结论，没有给出判断过程，这是不合要求的，而且
T
1000℃下正反应的速率常数为 10.6m/s, 求还原率为 0.8 时的反应时 间。 作业反馈及疑难问题分析： 多数人能根据书中公式做对这题，做错了也是因为物理量单位出了问 题或不知道球形粒子雷诺数计算公式。特别要注意的是书中公式要求 气体浓度和固体密度单位应为 mol/m3。
7-5 已知钢液对炉壁耐火材料 试计算位于钢液熔池中深度为 0.6m 处，不为钢液进入的炉底耐火材 料内微孔隙的半径。已知钢液密度ρ= 7200kg / m3 。 作业反馈及疑难问题分析： 照书中公式多数人能做对这题。但一旦脱离书本，很少人能推出书中 公式，原因是很少人知道接触角的定义。
吨电炉钢去除 90%Mn 所需的时间。
作业反馈及疑难问题分析：
一半人能做对。关键是知道此题涉及流动体系均相传质边界层理论，
因此传质系数 kd
=
D δ
。
7-10
碱性炉渣炼钢反应 2(MnO)+[Si]=2[Mn]+(SiO2) 平衡常数 K0=1.5 (以质量分数表示浓度）。若渣中含 w(MnO)=5%,
7-1 还原性气体以 0.5m/s 速度流过直径 2mm 的球团，还原反应速度的控 制环节是还原气体在气相边界层中的扩散。实验测得气体动粘度系数 为 2.0X10-4 m2/s, 扩散系数为 2.0X10-4 m2/s，试求传质系数及边界层 厚度。可查得气体通过球体具有下列关系：
物化复习资料：第七章习题解答
习题解答1．在293K 时，把半径为10−3 m 的水滴分散成半径为10−6 m 小水滴，问比表面增加了多少倍？表面吉布斯能增加了多少？完成该变化时，环境至少需作功多少？已知293K 时水的表面张力为0.07288N ·m -1。
解：(1) 设液滴为球形，则每个液滴的体积为334r π，表面积为4πr 23632112S ,1S .2S ,1S ,1S .2623132S 101010/3/3m10,m 103344====≈-=====----r r r r a a a a a r r rr r V A a 已知水滴的比表面球球ππ(2) 分散前液滴的表面积 A 1= 4πr 1 2 = 4π×10 -6 m 2232692229321323121m 104)10(4104103434--⨯=⨯=⋅==⎪⎪⎭⎫⎝⎛===πππππr n A r r r r V V n 分散后液滴总面积个分散后液滴数ΔA = A 2 - A 1 ≈ A 2ΔG = σ·ΔA = 0.07288× 4π×10-3= 9.158×10-4J (3)环境至少作功 -W r ′= ΔG = 9.158×10-4 J2．将1×10-6m 3油分散到盛有水的烧杯内，形成半径为1×10-6m 的粒子的乳状液。
设油水之间界面力为62×10-3N ·m -1，求分散过程所需的功为多少？所增加的表面自由能为多少？如果加入微量的表面活性剂之后，再进行分散，这时油水界面张力下降到42×10-3N ·m -1。
问此分散过程所需的功比原来过程减少多少？解：(1) 分散后总面积2666236m 31010310343410=⨯=⨯=⋅=⋅==----r r r A V V nA A ππ油滴油滴总油滴总分散前的表面积和分散后的表面积相比可以忽略 ΔA = A 总 环境所做的分散功等于体系所增加的表面吉布斯能-W r ′= ΔG = σ•ΔA = 62×10-3×3 = 0.186J(2) 加入表面活性剂后，环境所做的分散功-W r ′= ΔG = σ•ΔA = 42×10-3×3 = 0.126J 比原来过程少做功 0.186 - 0.126 = 0.060 J3．常压下，水的表面张力σ（N ·m -1）与温度 t （℃）的关系可表示为σ= 7.564×10-2-1.4×10-4 t若在10℃时，保持水的总体积不变，试求可逆地扩大1cm 2表面积时，体系的W 、Q 、ΔS 、ΔG 和ΔH 。
（完整版）物理化学习题及答案
（完整版）物理化学习题及答案物理化学期末复习一、单项选择题1. 涉及焓的下列说法中正确的是 ( )(A)单质的焓值均等于零(B)在等温过程中焓变为零(C)在绝热可逆过程中焓变为零(D)化学反应中系统的焓变不一定大于内能变化2. 下列三种胶体分散系统中，热力不稳定的系统是： ( )A. 大分子溶胶B. 胶体电解质C. 溶胶3. 热力学第一定律Δ U=Q+W只适用)(A) 单纯状态变化(B) 相变化(C) 化学变化(D) 封闭物系的任何4.第一类永动机不能制造成功的原因是 ( )(A)能量不能创造也不能消灭(B)实际过程中功的损失无法避免(C)能量传递的形式只有热和功(D)热不能全部转换成功5.如图，在绝热盛水容器中，浸入电阻丝，通电一段时间，通电后水及电阻丝的温度均略有升高，今以电阻丝为体系有( )(A)W =0 ，Q <0 ，U <0(B). W>0，Q <0，U >0(C)W <0，Q <0，U >0(D). W <0，Q =0，U >06.对于化学平衡 , 以下说法中不正确的是( )(A)化学平衡态就是化学反应的限度(B)化学平衡时系统的热力学性质不随时间变化(C)化学平衡时各物质的化学势相等(D)任何化学反应都有化学平衡态7.封闭系统内的状态变化： ( )A 如果系统的 S sys>0，则该变化过程自发B 变化过程只要对环境放热，则该变化过程自发C 仅从系统的 S sys ，变化过程是否自发无法判断8. 固态的 NH 4HS 放入一抽空的容器中，并达到化学平衡，其组分数、独立组分数、相数及自由度分别是( )A. 1 ，1，1，2B. 1 ，1，3，0C. 3 ，1，2，1D. 3 ，2，2，2 9. 在定压下， NaCl 晶体，蔗糖晶体，与它们的饱和混合水溶液平衡共存时，独立组分数 C 和条件自由度 f ：( ) A C =3， f=1 B C =3 ， f=2 CC =4， f=2DC =4 ， f=310. 正常沸点时，液体蒸发为气体的过程中( )(A) Δ S=0 (B) ΔG=0 (C) Δ H=0 (D) ΔU=012. 下面的说法符合热力学第一定律的是( )(A) 在一完全绝热且边界为刚性的密闭容器中发生化学反应时 , 其内能一定变化 (B) 在无功过程中 , 内能变化等于过程热 , 这表明内能增量不一定与热力学过程无关(C) 封闭系统在指定的两个平衡态之间经历绝热变化时 , 系统所做的功与途径无关 (D) 气体在绝热膨胀或绝热压缩过程中 , 其内能的变化值与过程完成的方式无关13. 对于理想的水平液面，其值为零的表面物理量是( )(A) 表面能 (B) 比表面吉布斯函数 (C) 表面张力 (D) 附加压力14. 实验测得浓度为0.200mol ·dm -3的 HAc 溶液的电导率为0.07138S ·m -1，该溶液的摩尔电导率Λ m (HAc) 为( )2 -1 2 -1A. 0.3569S · m 2· mol -1B. 0.0003569S ·m 2·mol -12 -1 2 -1C. 356.9S · m 2· mol -1D. 0.01428S ·m 2· mol -115. 某化学反应其反应物消耗7/8 所需的时间是它消耗掉3/4 所需的时间的 1.5 倍，则反应的级数为( )A. 零级反应B. 一级反应C. 二级反应D. 三级反应11. 以看作封闭体系的是( A. 绝热箱中所有物质 B. 两个铜电极 C. 蓄电池和铜电极 D. CuSO 4 水溶液如图，将 C uSO 4水溶液置于绝热箱中，插入两个铜电极，以蓄电池为电源进行电解，可)。
物理化学课后答案--第七章
第七章 化学动力学 四、精选题及解例7-1某溶液中反应 Ａ＋Ｂ → Ｃ，设开始时 Ａ 与 Ｂ 物质的量相等，没有C ， 1小时后 A 的转化率为75%，求2小时后 A 尚余多少未反应 ？ 假设 （1）对 A 为1级，对 B 为0级 （2） 对 A 、B 皆为1级 （3）对 A 、B 皆为0级。
解A A B d d c kc c tαβ-= （1）AA d d c kc t-=22111ln111ln 1y t y t k -=-= 代入 211ln2175.011ln11y -=- 解得未转化的A 为21y -=6.25% (2)2A AB A d d c kc c kc t -==)111(1)111(12211--=--=y t y t k 代入 )111(21)175.011(112--=--y 解得未转化的A 为21y -=14.29%(3)d d A c k t -=A,0A,0A,0A,0(1)1()c c y c y k c c t t t--=-== 即A,01A,0212c y c y t t =代入2175.02y =2 1.51y => 说明反应物不到2小时以前已消耗完。
【点评】 本题抓住具有简单级数化学反应的动力学规律以及转化率的定义。
如对一级反应，若以产物表示反应速率，则111ln ln1a k xt a x t a==-- 其中，xa为反应物A 的转化率，写为y 时，得11ln1k t y=- 当温度不变时，k 不变，这样可通过联立方程求解，可求得2h 后尚余A 的百分比(1-y )。
对其他简单级数的反应也可类似求解。
例7-2 恒温恒容的反应器中进行某一级的气相反应A B + C反应刚开始时，只有 A 存在，压力为A,0p ；反应进行到 t 时刻时，反应器的压力可测为p ，请设计实验及实验表格,以求解该反应的速率系数。
解A B C →+0t =A,O p 0 0t t =A A,O B p p p =-B p C B p p =体系总压力 A,O B B B A,O B p p p p p p p =-++=+ ； B A,O p p p =- 反应物A 分压力 A A,O B A,O A,O A,O ()2p p p p p p p p =-=--=-对一级反应： A,O A,O A A,O 111ln ln ln2o p p c k t c t p t p p===- 若在实验中，测定A,O p 及不同时间的总压力p ，代入上式可求速率系数k ，实验记录设计见附表，附表如下时间/单位 /p k P a A ,0/p k P a A ,0(2)/p p k P a -A,0A ,0ln 2p p p -A ,0A ,01ln 2p k t p p =-： ： ： ： ：或将上式变形 A,O A,O 1ln2p t k p p =- ，以 A,O A,O ~ln 2p t p p-作图，从斜率1m k = 求速率系数k 。
物理化学电子教案16表面现象习题解答-疑难点.docx
存在pl=pg-Ap,因此P1＜pg，液体内部的压力小于外压。由于液体压强貝有传
递性(帕斯卡原理)，因此拉开玻璃板需要克服的压力为F=Ap Ao使在垂直玻璃 板平面的方向把两块玻璃分离变得困难。
若玻璃板涂一层蜡，由于水不能润湿蜡，形成的的是凸液面，Ap>0,即附加压 方向指向液层内，存在pl=pg+Ap,即pi >pg,液体内部的压力大于外压。这据拉普拉斯公式，球形曲面：竺=旦,弯曲液面受到的附加压力",r
其大小与表而张力"成正比，与曲率半径厂成反比。
(1)a.凹液面，[左Vi•右，Ap左＞Ap右，因此液体向左移动；
b凸液面，液体向右移动
(2)液体的表面张力o随温度的升高而下降，毛细管半径随温度升高而变大，Ap降低。a管液柱向右移动。b管液柱向左移动。
若从状态I改变至状态II,体系吉布斯能的变化
AG= （2（7s,a+久卩）一 （"S,a+%,卩）=%,卩+丙,a-空卩〉0该过程不会口发进 行；
若从状态I改变至状态III,体系吉布斯能的变化
△G=（2as,p+久，卩）—（（7S,a+冬卩）=^S,0+%卩一呱!>0该过程 也不会自发进行。因此，药粉s只能分布在液体a、卩之间的界而上。
2.有一杀虫剂粉末，欲分散在一适当的液体中以制成混悬喷洒剂，今有三种液 体(1, 2, 3),测得它们与药粉及虫体表皮之间的界面张力关系如下：
。粉＞°i-粉"衣皮v°表皮.]+0]
"粉＜° 2■粉°农皮〉°後皮・2 + ° 2
°粉＞° 3-粉°衣皮〉°表皮-3+ ° 3
表面物理化学习题和答案教学内容
表面物理化学习题和答案一、选择题1. 下列说法中不正确的是：( C )(A) 生成的新鲜液面都有表面张力(B) 平面液体没有附加压力(C) 弯曲液面的表面张力的方向指向曲率中心(D) 弯曲液面的附加压力指向曲率中心2.水在临界温度时的表面Gibbs自由能：（ C ）(A)(A) 大于零 (B) 小于零(C) 等于零 (D) 无法确定3.一个 U 型管的两臂直径不同，一端为 1×10-3 m，另一端为 3×10-3 m，水的表面张力为 0.072 N·m-1。
如用这个 U 型管装上水来测量压力，将引入的误差为： ( B )(A) 72 Pa(B) 192 Pa(C) 96 Pa(D) 288 Pa4.低压下，气体 A 在表面均匀的催化剂上进行催化转化反应, 其机理为：A(g) ＋ K A K ─→ B(g) ＋ K第一步是快平衡, 第二步是速控步, 则该反应表观为几级?( B )(A) 零级 (B) 一级(C) 二级 (D) 无级数5 . 表面过程中ΔG（表面）= -W'的充要条件除了等温等压外，还有：( D )A，不做其它功； B，热力学可逆； C，组成不变； D，是B和C。
6. 物质表面张力的值与：( C )A，温度无关； B，压力无关； C，表面大小无关； D，另一相物质无关。
7. 以P平、P凸、P凹分别表示平面、凸面、凹面液体上的饱和蒸汽压，三者关系为：( B )A，P平>P凹>P凸； B，P凸>P平>P凹；C，P凸>P凹>P平； D，三者相同。
8. 常见亚稳态现象都与表面性质有关，下面说法正确的是：( D ) A，过饱和蒸气是由于小液滴的蒸气压小于大液滴的蒸气压所致；B，过热液体形成原因是新相种子——小气泡的附加压力太小；C，饱和溶液陈化、晶粒长大，因为小晶粒溶解度比大晶粒大；D，人工降雨时在大气中撒入化学物质主要的目的是促进凝结中心形成9. 对亲水性固体表面，其相应接触角θ是：( B )A，θ>90°； B，θ<90°； C，θ=180°； D，θ可为任意角1O. Langmuir吸附理论中说法符合基本假定得是：( A )A，固体表面均匀、各处吸附能力相同；B，吸附分子可以是单层或多层分子层；C，被吸附分子间有作用、相互影响；D，吸附和解吸附之间很难建立动态平衡。
物化课后习题答案
第一章 1－2 （1）能；（2）不能。
Q W U +=∆；功和热都是过程量，对于绝热过程，可逆膨胀与不可逆膨胀时热效应均为0，而功必不相等，因此∆U 必不相等。
1－3（1） 对（2） 错，H 是状态函数，∆H 只是一个变化值 （3） 错，p ∆V （4） 错，dT C du v = （5） 错，等压过程才成立（6） 错，∆U ＝∆H ＝0，但其他两个不一定 （7） 错，存在相变潜热（8）错，任意状态变化过程都可能有焓变，只是在等压、不做非体积功时的热效应在数值上等于焓的变化（9） 错，后者仅适用于绝热可逆过程 （10） 错，水必须是液态 1－4a ） 查表可得C p =75.291 J/K.mol KJ T nCp Q 828.41100*291.75*18100==∆=b ） 已知∆fus H=334.7 KJ/Kg－1mol KJ H M Q fus/47.337.334*1.0*-=-=∆-=c ） 查表可得∆vap H=2257KJ/ Kg －1 m o l KJ H M Q vap /7.2252257*1.0*==∆= 1-8KJ H H Q Q vap p 67.40=∆=∆==KJ V p W 06.31000/)0188.02.30(*101325-=--=∆-= KJ W Q U 61.37=+=∆1－11双原子分子，C v,m ＝5R/2；C p,m ＝7R/2；因此，5/7=γ345.241013251000*15.298*31.8*1/1dm P nRT V === K T V V T 5.56212121=⎪⎭⎫ ⎝⎛=-γ 0226.9222p V nRT P ==JT C H J T R T C W U p V m v 768754905.2,.=∆=∆=∆=∆==∆1-17(1) K J TVIt TQ C /2.641=∆=∆=(2) 由其燃烧反应方程式，可知该等容过程也是等压过程mol KJ nT C H m C /2.28001000180/3212.0793.7*2.6410-=÷-=∆-=∆J T C U 9.4996-=∆=∆由)(6)(6)(6)(2226126l O H g CO g O s O H C +=+ molKJ H H H H m C OH f CO f m f /6.12752.28008.285*65.393*60*6*600022-=+--=-∆-∆+∆=∆第二章：2－1 思考与判断（1） 错，孤立系统自发过程中的熵变大于零。
表面现象习题答案
第七章 表面现象习题答案1．在时，把半径为1 mm 的球形水滴分散成半径为1 m 的球形小水滴，比表面为原来的多少倍表面Gibbs 自由能增加了多少此过程环境至少需做功多少已知293K 时水的表面张力为 Nm -1。
解： (1)小液滴比表面r a =rr r V A 334432=ππ＝球体积球面积 r 1 = 10-3 m ， r 2 = 10-6 m3632112101010/3/312===--r r r r a a r r ＝ 倍(2)分散前液滴表面积62111044-⨯==ππr A m 2分散后小液滴数 9321323121103434=⎪⎪⎭⎫⎝⎛===r r r rV V n ππ 个 分散后液滴总表面积 ()3269222104104104--⨯=⨯=⋅=πππr n A m 2A = A 2 -A 1 A 2G = A = 410-3 = 10-4 J(3)环境至少做的功 W r '＝G ＝10-4 J2. 将10-3 m 3 油状药物分散水中，制成油滴半径为10-6 m 的乳状液。
已知油水界面张力为6510-3 Nm -1，求分散过程需作多少功增加的表面Gibbs 能为多少如果加入适量表面活性剂后，油水界面张力下降至3010-3 Nm -1，则此分散过程所需的功比原来过程减少了多少解：（1）分散后总表面积 小油滴面积小油滴体积总体积⋅=A36332331031010310343410⨯=⨯=⨯=⋅=----r r r ππ m 2分散前表面积与分散后相比可忽略，A ＝A分散过程环境作的功及所增加的表面自由能： W r '＝G ＝A ＝6510-33103＝195 J (2) 加入表面活性剂后，分散过程环境作的功 W r '＝G ＝ A ＝3010-33＝90 J 比原来过程少做功＝195-90＝105 J3. 常压下，水的表面张力（Nm -1）与温度T （K ）的关系可表示为：＝（－ T ）10-3 。
表面现象与分散体系答案
第八章 表面现象与分散体系答案一、填空题 1、r p/4θ=∆2、大；越小3、大于4、凹平凸〉〉p p p5、降低；大于6、反比；正比7、减小8、红；１０－９－１０－７；正；负极9、散射作用；４；反 10、+-+-⋅-⋅⋅xK K x n nI AgI x m ])()[(1 33])()[(-+-+⋅-⋅⋅xNO NO x n nAg AgI x m11、单分子 12、亲水；亲油13、负（阴）极；Ｋ３Ｆｅ（ＣＮ）６二、单选题三、多选题四、简答题1、油与水是互不相溶的，当两者互相剧烈振荡时，可以相互分散成小液滴，这样一来，表面能增大，这时又没有能降低表面能的第三种物质存在，因此这时为不稳定体系，便自动分层。
2、若无碎磁片或沸石，则液体内部不易形成新相（气相）。
因在形成新相的刹那间，该新气泡相的凹形表面的曲率很大，根据开尔文公式，P r>>P*,这样该微小的气泡便自发消失，因此体系便不能在正常情况沸腾，升高温度成为局部过热的介稳状态，而导致暴沸。
如果在液体内加上沸石，则在沸石表面的尖端有较大的凸端，此处P r>>P*，因此便容易沸腾，又因在沸石内部吸附的空气，也因受热而脱附，成为形成气泡的气核，又因沸石与瓶底紧密相接，而成为局部过热处，两者相接处的液膜在瞬间成为过热，P r>>P*；便成为微泡使沸石跳动，结果便成为一新气泡上升。
3、任何物质的饱和溶液，当其中存在着不同大小以及甚微小的被溶解物质的平衡晶态物质，实际上这些不同大小的同种晶态物质的溶解度是不同的，其溶解度C r大于大块晶体的溶解度C*，因此，将这饱和溶液长期放置后，微晶、小晶便逐渐消失，而大块晶体却逐渐增大。
4、因水与玻璃的接触角小于90°，又水的表面为负的附加压力，这样就使水在玻璃管中成为凹面，而水银与玻璃的接触角为大于90°，再加上水银表面的附加压力为正值，因而水银在玻璃管内呈凸形液面。
物理化学—表面化学练习题及参考答案
表面1A一、选择题1. 某有机物水溶液浓度为3.0 mol·m-3，在300 K时，则表面超额为：（）0.01 mol·m-2 (B) 0.02 mol·m-2(C) 1.0×10-5 mol·m-2 (D) 1×10-7 mol·m-22. 已知400 K 时，汞的饱和蒸气压为p0，密度为( ，如果求在相同温度下，一个直径为10-7 m 的汞滴的蒸气压，应该用公式：( )(A) p = p0+ 2( /R'(B) ln(p/p0) =(VapHm(1/T0- 1/T)/R(C) RTln(p/p0) = 2( M/( Ｒ'(D) p = nRT/V3. 有两根半径相同的玻璃毛细管插入水中，水面上升高度为h，其中一根在1/2h处使其弯曲向下，试问水在此毛细管端的行为是：( )(A) 水从毛细管端滴下(B) 毛细管端水面呈凸形弯月面(C) 毛细管端水面呈凹形弯月面(D) 毛细管端水面呈水平面4. BET 吸附等温式中Vm为：( )(A) 饱和吸附量(B) 平衡吸附量(C) 铺满第一层的吸附量(D) 常数，无物理意义5. 气体在固体表面上发生等温吸附过程, 熵如何变化? ( )(A) (S＞0 (B) (S＜0(C) (S＝0 (D) (S≥06. 气固相反应CaCO3(s)CaO(s) + CO2(g) 已达平衡。
在其它条件不变的情况下，若把CaCO3(s) 的颗粒变得极小，则平衡将：( )(A) 向左移动(B) 向右移动(C) 不移动(D) 来回不定移动7. 一个U 型管的两臂直径不同，一端为1×10-3 m，另一端为3×10-3 m，水的表面张力为0.072 N·m-1。
如用这个U 型管装上水来测量压力，将引入的误差为：( )(A) 72 Pa (B) 192 Pa(C) 96 Pa (D) 288 Pa8. 兰缪尔的吸附等温式为( = (∞bp/(1+bp)，其中(∞为饱和吸附量，b 为吸附系数。
物理化学第07章习题（含答案）
物理化学第07章习题（含答案）第七章表面现象测试练习选择题1、如某液体能润湿某固体,润湿时其接触角为θ,则（）A、tgθ=0B、tgθ≤0C、tgθ≥0D、tgθ= ∞2、一个玻璃毛细管分别插入25℃和75℃的水中,则毛细管中的水在两不同温度的水中上升的高度（）A、相同B、无法确定C、25℃水中高于75℃的水中D、25℃水中低于75℃的水中3、当表面活性剂在溶液中的浓度较低时,则表面活性剂主要是（）A、以胶束的形式存在于溶液中B、以均匀的形式分散在溶液中C、以定向排列吸附在溶液表面D、以无规则的形式存在于溶液中4、液体在毛细管中上升高度与下列哪一因素无关（）A、大气压B、温度C、液体密度D、毛细管内径5、通常称为表面活性物质的就是指当物质加入液体中后（）A、能降低液体表面张力B、能增大液体表面张力C、不影响液体表面张力D、能显著降低液体表面张力6、液体表面张力的方向是（）A、与液体垂直，指向液体的内部B、指向液面的边界C、在与液面相切的力向上D、指向四面八方7、在一定温度和大气压力下，微小水滴的蒸气压力（）水的饱和蒸气压；水的微小气泡内水的蒸气压（）水的饱和蒸气压。
A、>B、<C、=D、可能大于也可能小于8、在一定温度下，分散在气体中小液滴的半径愈小，此液体的蒸气压p r（）A、越大B、越小C、越趋近于lOOkPaD、越是变化无常9、在一定T 、p下，任何气体在固体表面吸附过程的焓变ΔH必然是（），熵变ΔS必然是（）A 、>0B 、<0C 、=0D 、无法确定10、绝大多数液态物质的表面张力γg-l 都是随着温度T 的升高而逐渐地（）A 、变大B 、变小C 、趋于极大值D 、变化无常11、在一定温度和压力下，将表面活性物质加入溶剂中后，所产生的结果必然是（）A 、0)(B 、0)(>??T cσ，负吸附 C 、0)(>??T c σ，正吸附 D 、0)(A 、p T A G ,)(??B 、V T A U ,)(??C 、p S A H ,)(??D 、V T AF ,)(?? 13、下面关于σ 的物理意义中不正确的是（）A 、σ 是沿着与表面相切的方向，垂直作用于表面上单位长段上的紧缩力。
物理化学课后习题解答
第8章 表面和胶体化学习题解答1. 若一球形液膜的直径为2×10-3 m ，比表面自由能为0.7 J·m -2，则其所受的附加压力是多少？ 解：球形液膜 3440.7 kPa2.8 kPa 210/2p r γ-⨯∆===⨯ 2. 若水在293 K 时的表面张力为72.75×10-3 N·m -1，则当把水分散成半径为10-5 m 的小液滴时，曲面下的附加压力为多少？ 解：3452272.7510 Pa 1.4510 Pa 10p r γ--⨯⨯∆===⨯ 3. 在293 K 时把半径1 mm 的水滴分散成半径为1 µm 的小水滴，问比表面增加了多少倍？表面吉布斯函数增加了多少？完成该变化时，环境至少需做多少功？已知水的表面张力为72.75×10-3 N·m -1。
解：设半径1 mm 水滴的表面积为A 1，体积为：V 1，半径为：R 1；半径1 µm 水滴的表面积为A 2，体积为：V 2，半径为：R 2；N 为小水滴的个数。
33121244 , 33V NV R N R ππ== 33912 1 mm 101 μm R N R ⎛⎫⎛⎫=== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ 229222114 1 μm 1010004 1 mm A N R A R ππ⨯⎛⎫=== ⎪⎝⎭ 12221440.07288 N m 4()=9.14510 N m 9.14510 JA G dA NR R γπ---∆==⋅⨯-⨯⋅=⨯49.14510 J A W G -=-∆=-⨯ 4. 在298 K ，101.325 kPa 下，将直径为1 µm 的毛细管插入水中，问管内需加多大压力才能防止水面上升？若不加额外压力，让水面上升达平衡后，管内液面上升多高？已知：该温度下水的表面张力为0.072 N·m -1，水的密度为1000 kg·m -3，设接触角为0o ，重力加速度为9.8 m·s -2。
物理化学表面现象练习题（含答案及详细讲解）
物理化学表面现象练习题（含答案及详细讲解）物理化学表面现象练习题一、判断题:1.只有在比表面很大时才能明显地瞧到表面现象,所以系统表面增大就是表面张力产生的原因。
2.对大多数系统来讲,当温度升高时,表面张力下降。
3.比表面吉布斯函数就是指恒温、恒压下,当组成不变时可逆地增大单位表面积时,系统所增加的吉布斯函数,表面张力则就是指表面单位长度上存在的使表面张紧的力。
所以比表面吉布斯函数与表面张力就是两个毫无联系的概念。
4.恒温、恒压下,凡能使系统表面吉布斯函数降低的过程都就是自发过程。
5.过饱与蒸气之所以可能存在,就是因新生成的微小液滴具有很低的表面吉布斯自由能。
6.液体在毛细管内上升或下降决定于该液体的表面张力的大小。
7.单分子层吸附只能就是化学吸附,多分子层吸附只能就是物理吸附。
8.产生物理吸附的力就是范德华力,作用较弱,因而吸附速度慢,不易达到平衡。
9.在吉布斯吸附等温式中,Γ为溶质的吸附量,它随溶质(表面活性物质)的加入量的增加而增加,并且当溶质达饱与时,Γ达到极大值。
10.由于溶质在溶液的表面产生吸附,所以溶质在溶液表面的浓度大于它在溶液内部的浓度。
11.表面活性物质就是指那些加入到溶液中,可以降低溶液表面张力的物质。
二、单选题:1.下列叙述不正确的就是:(A) 比表面自由能的物理意义就是,在定温定压下,可逆地增加单位表面积引起系统吉布斯自由能的增量 ;(B) 表面张力的物理意义就是,在相表面的切面上,垂直作用于表面上任意单位长度切线的表面紧缩力 ;(C) 比表面自由能与表面张力量纲相同,单位不同 ;(D) 比表面自由能单位为J·m－2,表面张力单位为N·m－1时,两者数值不同。
2.在液面上,某一小面积S周围表面对S有表面张力,下列叙述不正确的就是:(A) 表面张力与液面垂直 ;(B) 表面张力与S的周边垂直 ;(C) 表面张力沿周边与表面相切 ;(D) 表面张力的合力在凸液面指向液体内部(曲面球心),在凹液面指向液体外部。
物理化学课后习题答案(全)
6. 1mol N2 在 0℃时体积为 70.3cm3，计算其压力，并与实验值 40.5 MPa 比较： (1) 用理想气体状态方程； (2) 用范德华方程； (3) 用压
缩因子图。
解：(1) p = RT Vm
=
⎜⎛ ⎝
8.3145× 273.15 70.3 ×10 −6
⎟⎞ ⎠
Pa
=
32.3 ×10 6
=
−
1 1672
=
−0.06 ％
(3) 1 g 水蒸气的体积
V
=
nRT
=
⎡ ⎢ ⎢
1 18.02
×
8.3145
×
(100
+
273.15)
⎤ ⎥ ⎥
m
3
p⎢
101325
⎥
⎢⎣
⎥⎦
= 1.699 ×10−3 m 3 = 1699cm3
[ ] W = − 101325 × (1699 − 1.044) × 10−6 × 18.02 J
及 101325Pa 时 1g 水的体积为 1.044cm3，1 g 水蒸气的体积为 1673cm3。
(1) 试求此过程的功； (2) 假定略去液态水的体积，试求结果的百分误
差； (3) 假定把水蒸气当作理想气体，试求结果的百分误差； (4) 根
据(2)、(3)的假定，证明恒温下若外压等于液体的饱和蒸气压，则物质
Pa
=
32.3
MPa
(2) 由表 1–6 查得， a = 0.141 Pa ⋅ m6 ⋅ mol−2 ，
b = 0.0391 × 10−3 m3 ⋅ mol −1 ，则
p = RT − a Vm − b Vm2
物理化学表面现象练习题(含答案及详细讲解)培训讲学
物理化学表面现象练习题(含答案及详细讲解)物理化学表面现象练习题一、判断题：1．只有在比表面很大时才能明显地看到表面现象，所以系统表面增大是表面张力产生的原因。
2．对大多数系统来讲，当温度升高时，表面张力下降。
3．比表面吉布斯函数是指恒温、恒压下，当组成不变时可逆地增大单位表面积时，系统所增加的吉布斯函数，表面张力则是指表面单位长度上存在的使表面张紧的力。
所以比表面吉布斯函数与表面张力是两个毫无联系的概念。
4．恒温、恒压下，凡能使系统表面吉布斯函数降低的过程都是自发过程。
5．过饱和蒸气之所以可能存在，是因新生成的微小液滴具有很低的表面吉布斯自由能。
6．液体在毛细管内上升或下降决定于该液体的表面张力的大小。
7．单分子层吸附只能是化学吸附，多分子层吸附只能是物理吸附。
8．产生物理吸附的力是范德华力，作用较弱，因而吸附速度慢，不易达到平衡。
9．在吉布斯吸附等温式中，Γ为溶质的吸附量，它随溶质(表面活性物质)的加入量的增加而增加，并且当溶质达饱和时，Γ达到极大值。
10．由于溶质在溶液的表面产生吸附，所以溶质在溶液表面的浓度大于它在溶液内部的浓度。
11．表面活性物质是指那些加入到溶液中，可以降低溶液表面张力的物质。
二、单选题：1．下列叙述不正确的是：(A) 比表面自由能的物理意义是，在定温定压下，可逆地增加单位表面积引起系统吉布斯自由能的增量；(B) 表面张力的物理意义是，在相表面的切面上，垂直作用于表面上任意单位长度切线的表面紧缩力；(C) 比表面自由能与表面张力量纲相同，单位不同；(D) 比表面自由能单位为J·m－2，表面张力单位为N·m－1时，两者数值不同。
2．在液面上，某一小面积S周围表面对S有表面张力，下列叙述不正确的是：(A) 表面张力与液面垂直；(B) 表面张力与S的周边垂直；(C) 表面张力沿周边与表面相切；(D) 表面张力的合力在凸液面指向液体内部(曲面球心)，在凹液面指向液体外部。
物理化学第八章表面
第八章 《表面现象与分散系统》一、选择题1.在一般情况下不考虑表面的存在对系统性质的影响就是因为( )。
A 、 表面状态复杂;B 、 表面不重要;C 、 表面分子数比内部分子少得多,表面效应不明显;D 、 表面分子与内部分子状态一样。
2. 在一支水平放置的洁净的玻璃毛细管中有一可自由移动的水柱,今在水柱右端微微加热,则毛细管内的水柱将( )。
A 、 向右移动;B 、 向左移动;C 、 不移动;D 、 条件不足,无法判断。
3.等温等压条件下的润湿过程就是:( )。
A 、 表面吉布斯自由能降低的过程;B 、 表面吉布斯自由能增加的过程;C 、 表面吉布斯自由能不变的过程;D 、 表面积缩小的过程。
4.若某液体在毛细管内呈凹液面,则该液体在该毛细管中将( )。
A 、 沿毛细管上升;B 、 沿毛细管下降;C 、 不上升也不下降。
D 、 条件不足,无法判断5.液体在能被它完全润湿的毛细管中上升的高度反比于( )。
A 、 空气压力;B 、 毛细管半径;C 、 液体表面张力;D 、 液体粘度。
6.当表面活性剂加入溶剂中后, 产生的效果就是( )。
A 、 /0d dc σ< 正吸附;B 、 /0d dc σ> 正吸附;C 、 /0d dc σ< 负吸附;D 、 /0d dc σ> 负吸附。
7.在影响物质表面张力的因素中,下列说法哪个不对?( )。
A 、 与压力有关;B 、 与温度有关;C 、 与共存相有关;D 、 与表面积有关。
8. 空气中有一肥皂泡, 直径为2mm, 若其表面张力为0、06 N· m -1, 则泡内附加压力为( )。
A 、 0、06×103 Pa ;B 、 0、24×103 Pa ;C 、 0、12 ×103 Pa ;D 、 0、48×103 Pa 。
9.对于一理想的水平液面,下列各量中,何者为零？( )。
A 、 表面张力;B 、 表面能;C 、 附加压力;D 、 比表面能。
物理化学第七版课后答案
物理化学第七版课后答案【篇一：物化第七版第二章习题】-wmax=qr=?v2v1pdv?nrtlnv2v10?p1v1ln2?1519.9?1?ln v1v11=3499.7j=3.5kj∵是等温膨胀过程，∴u、h的改变值为0，∴△u=0，△h=0△s=qr3500??1.175jk?1 t30002、解：1）设计一个等温可逆过程qr??wmax?nrtlnv210?8.314?300?ln?5743.1j v11?s?qr5743.1??19.41jk?1 t3002）∵s是状态函数，和过程无关。
－∴△s=19.14jk13、解：设混合后体系的温度为t℃，得t=63.3℃=336.5ks10.5l70?c????0.5l63.3?cs20.1l30?c????0.1l63.3?c2 查表h2o（l）cpm=75.3jmol1k1 －－ ?s1?tcpm?cpmlnt2?500?75.3ln336.5 ?t1tt118343.15=－41.25jk1同理求△s2 －?s2?100336.5?75.3ln?43.60jk?1 18303.15－△s=△s1＋△s2=2.35jk14、解：sn 摩尔数：250/118.69=2.1molh2o摩尔数：1000/18.08=55.31mol查表可知：cpm?75.3jkmol，设达到平衡时的温度为t℃，t=12.28℃=285.4ksn的熵变 ?s1?n?cpln??1?1t285.4?2.1?24.14?ln??25.62jk?1 t1473.15t285.4?55.31?75.3?ln?35.17jk?1 t1283h2o的熵变?s2?n?cpln ∴△s=△s1＋△s2=9.55jk1 －5、解：?s体系qr?h40.6?103????109jk?1 tt373?q实t∵是向真空膨胀，w=0，q=△u=△h－△（pv） ?s环境?－△s总=△s体系＋△s环境=109－100.7=8.3jk16、?s,?h h2o(l,?10?c,p?)?等温等压?????h2o(s,?10?c,p?)?(等压?s1,?h1) ?(等压?s3,?h3)?s2,?t2h2o(l,0?c,p?)?等温等压??????h2o(s,?0?c,p?)c273.15?75.3?ln?2.81jk?1 t1t263.15?h?6025 ?s2????1.4jk?1 t273.15t1c263.15 ?s3??dt?37.6?ln??22.05jk?1 t2t273.15?s1??t2?s体系??s1??s2??s3??20.65jk?h1??1 ?t2t1cp(l)dt?75.3?10?753j?h2??h凝固?-6025j?h3??t1t2cp(s)dt?37.6?(?10)??376j?h??h1??h2??h3??5648j?s环境?-q实际t-q实际t，qp??h?q实际 ?h5648??21.46jk?1 t263.158?1?s环境???s体系??s环??s体??20.65?21.46?0.81jk?0 是自发过程。
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第七章 表面现象 (Surface phenomena)
2．25℃下，将一半径为R = 2cm 的水珠分散为r = 10-4cm 的许多小水滴，问需要消耗多少功？体系的表面自由能增加若干？ 解：小水滴的个数331234381043
R R n r r ππ⎛⎫===⨯ ⎪⎝⎭ 增加表面积()
221212444481010410A n r R πππ--∆=-=⨯⨯-⨯＝32π， △G = σ△A ＝71.76×10-3×32π＝7.21 J
3．25℃下，在水面下有一半径为5×10-3mm 的气泡，求气泡内气体的压力（大气压力为101.3kPa ）不考虑水的静压力。
解：kPa
p p p kPa r p s s 1303.1017.287.2810
51076.7122063
=+=+==⨯⨯⨯==--σ
5．用气泡压力法测定某液体（密度为1.6 g ·ml -1）的表面张力时，最大气泡压力为207 Pa ，毛细管半径为1mm ，管端在液面下1cm ，求该液体的表面张力。
解：s s p p p gh p ρ∆=+=+水，
()()3231207 1.6109.810100.0251222
s p gh r p r N m ρσ----⨯⨯⨯⨯∆-==== 。
6．用气泡压力法测定20℃时浓度为0.1mol ·L -1丁醇的表面张力，实验测得U 型水压计的最大压力差△p 为4.30cm 。
若用同一毛细管来测定20℃的水，其压力差为5.58cm ，试求丁醇的溶液的表面张力。
解：2pr σ∆=，故p p σσ∆=∆丁醇丁醇水水，314.3072.53100.05595.58
p N m p σσ--∆==⨯=∆ 丁醇丁醇水水。
8.根据开尔文方程
kPa
P P
P RT M r P P 89.224.133.224.1214.0100.1293314.810181051053.7222ln *3
3
93*=⨯===⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯=---ρσ
9. 1
1216*33
9**1014.4413571014135763.1010
5.4293314.81023310525.122ln ln -----⋅⨯=⨯⨯===⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯==L mol P c
c RT M r P P c c ρσ
10．25℃下，当石膏（CaSO 4·2H 2O ）粉末的颗粒半径平均为2μm 和0.3μm 时，其溶解度分别为15.33mmol ·L -1和18.2mmol ·L -1，今知石膏的摩尔体积为74.1cm 3·mol -1，试求石膏－水的界面张力近似值。
解：1012ln SL M C C r RT σρ= （1），2022ln SL M C C r RT
σρ= （2）， （1）-（2）得121212221111ln SL SL M V C C RT r r RT r r σσρ⎛⎫⎛⎫=-=- ⎪ ⎪⎝⎭
⎝⎭， 126661215.33ln
8.314298ln 18.21111274.11022100.310SL C RT C V r r σ---⨯⨯==⎛⎫⎛⎫⨯⨯-- ⎪ ⎪⨯⨯⎝⎭⎝⎭=1.013Nm -1
15. 根据兰缪尔公式
13
43
44359.731067.61046.511067.61046.58.931)2(1046.51037.13)5.828.93(5.82)(1)1(-----∞--∞∞⋅=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=+=⨯=⨯⨯-=-=+=
kg L bp bp a a Pa p a a a b bp
bp
a a
19．乙醇的表面张力符合公式：2
0.0720.00050.0002C C σ=-+，C 是乙醇浓度（mol ·L -1），温度为25℃，计算乙醇溶液浓度为0.6 mol ·L -1，时乙醇在表面层的吸附量。
解：2(0.0720.00050.0002)0.00050.0004d d C C C dC dC
σ-+==-+， 2(0.00040.0005)C d C C RT dC RT
σ-Γ=-=-，把C = 0.6 mol ·L -1代入左式， 得822 6.210mol m --Γ=⨯⋅。