物理化学表面化学练习题及参考答案Word下载.docx
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(C)一样大(D)无法比较
5.有一露于空气中的球形液膜,直径为2×
10-3m,表面张力为0.072N·
m-1,液膜的附加压力为()
(A)36Pa(B)72Pa
(C)144Pa(D)288Pa
6.单组分气-液平衡体系,在孤立条件下,界面A发生了dA>
0的微小变化,体系相应的熵变dS变化为:
(A)dS>
0(B)dS=0
(C)dS<
0(D)不能确定
7.在下图的毛细管内装入普通不润湿性液体,当将毛细管右端用冰块冷却时,管内液体将:
(A)向左移动(B)向右移动
(C)不移动(D)左右来回移动
8.在农药中通常都要加入一定量的表面活性物质,如烷基苯磺酸盐,其主要目的是:
(A)增加农药的杀虫药性
(B)提高农药对植物表面的润湿能力
(C)防止农药挥发
(D)消除药液的泡沫
9.对于亲水性固体表面,其表面张力间的关系是:
(A)固-水>
固-空气(B)固-水<
固-空气
(C)固-水=固-空气(D)不能确定
其液固间的接触角值为:
(A)>
90°
(B)=90°
(C)=180°
(D)<
10.已知A2
(1),B2
(2)两种气体在催化剂上发生混合吸附,其中
(1)气体发生解离,若催化剂表面是均匀的,则
(1)、
(2)在催化剂上的表面覆盖度1,2与气相平衡压力p1,p2关系为:
(A)1=
2=
(B)1=
(C)1=
(D)1=
11.某气体A2在表面均匀的催化剂上发生解离反应,其机理为:
A2(g)+2K
2AK
C+D+2K
若A2的压力较低,反应表现为几级?
(A)零级(B)一级
(C)二级(D)三级
12.纯液体温度升高时,表面张力()
(A)随温度升高指数增大
(B)随温度升高线性降低
(C)随温度呈对数变化
(D)不变
13.液体在毛细管中上升的高度与下列那一个因素无关:
(A)温度(B)液体密度
(C)重力加速度(D)大气压力
二、填空题
14.在293K时丙酮的表面张力为=0.0233N·
m-1,密度=790kg·
m-3,将半径为0.01cm的毛细管插入其中,液面上升了____________m。
15.植物的叶子一般是憎水性的,所以在配制农药时常常要加______________________,以增加药液对植物表面的润湿程度,使药液能在植物叶子上铺展。
16.液滴越小,饱和蒸气压越__________;
而液体中的气泡越小,气泡内液体的饱和蒸气压越__________。
17.液体在固体表面的润湿程度以__________衡量,当_________时称为不润湿。
18.面吉布斯自由能和界面张力的相同点是
不同点是。
19.从吸附的角度考虑催化剂的活性取决于_____________,一个良好的催化剂应是___________。
20.T=298K时,水-空气表面张力=7.17×
10-2N·
m-1,
(/T)p,A=-1.57×
10-4N·
m-1·
K-1。
在T,p时,可逆地增加2cm2表面,对体系所作的功W=___________,熵变S=_____________。
三、计算题
21.N2O在Au表面的催化分解反应,当N2O仅为弱吸附时,推导其积分速率方程,并根据T=1173K时之实验数据求速率常数。
t/s018004800
p(N2O)/kPa26.718.19.3
22.水的表面张力与温度的关系如下:
t/℃
20
22
25
28
30
/N·
m-1
0.07275
0.07244
0.07197
0.07150
0.07118
(1)求25℃时的比表面焓
;
(2)用表面附有极薄水膜的固体粉末倾入水中将会放热,求10g表面积为200m2·
g-1的固体粉末所放出的热量。
23.25℃时,血红蛋白铺展在0.01mol·
cm-3HCl水溶液上形成表面膜,测其表面压数据如表所示计算该蛋白质的相对分子质量(A为表面膜面积)。
A/m2·
g-1
4.0
5.0
6.0
7.5
10.0
/mN·
0.28
0.16
0.105
0.06
0.035
24.370℃,p压力下,丁烯在Co(Ni)MoO4催化剂上催化脱氢制丁二烯,已知进入反应器的丁烯的流量为1.5mol·
h-1,反应经两小时后,产物中有丁二烯47.1dm3(标准态),丁烯13.44dm3,试求丁烯转化率X,丁二烯的收率Y及反应的选择性S。
25.某气体A在催化剂上异构化为B,按以下机理进行:
A+K=AK
[AK]
B+K
第二步为速控步骤,且k2=5.0×
10-5mol·
dm-3·
s-1若A在催化剂上吸附很强,求反应的速率。
此时反应为几级。
(假定催化剂表面均匀的)
26.298K时,将含1mg蛋白质的溶液铺在5%的(NH4)2SO4溶液上。
当溶液表面为0.1m2时,测其表面压为6.0×
m-1。
计算该蛋白质的摩尔质量。
27.某表面活性剂的稀溶液,当浓度增加1×
10-4mol·
dm-3时,表面张力减小3×
103N·
试求298K时,浓度为1×
dm-3的表面活性剂溶液的表面超额的值。
四、问答题
28.由曲率半径的正、负号,比较在一定温度下,凸的弯月面,凹的弯月面的蒸气压p与平面液体的饱和蒸气压p*的相对大小。
表面2A答案
一、选择题
1.[答](C)2.[答](B)
ap=/(1-),p=40Pa,=0.05
a=0.001315Pa-1
=1/2时,p=760Pa
3.[答](D)4.[答](B)5.[答](D)6.[答](C)
7.[答](A)
表面张力随温度之增高而下降,由p=2/R知,右端冷却时其附加压力增加而左端不变,故向左移动。
8.[答](B)9.[答](B)(D)10.[答](C)11.[答](D)
12.[答](B)13.[答](D)
14.[答]
15.[答]表面活性剂或称为润湿剂
16.[答]大,小。
17.[答]接触角,>
18.[答]量纲和数值相同;
物理意义和单位不同。
19.[答]化学吸附的强度;
中等强度的化学吸附。
20.[答]W=-dA=-14.34×
10-6J
S=3.14×
10-3J·
K-1
21.[答]=Kp(N2O)/(1+Kp(N2O))≈Kp(N2O)
-dp(N2O)/dt=k=kKp(N2O)=k’p(N2O)
ln[p0(N2O)/p(N2O)]=kKt=k’t
求得k’=2.16×
10-4s-1(1800s时),2.20×
10-4s-1(4800s时)
’=2.18×
10-4s-1
22.[答]
(1)
(2)
23.[答]高聚物在液面上展开成单分子气态膜,由膜状态方程
(A-nA0)=nRT=(W/M)RTA是膜面积
A=nA0+(W/M)RT,A0是1mol成膜物本身面积,n是成膜物的物质的量作A-图,外推到→0处,直线截距为[(W/M)RT]π0,可求摩尔质量
/mN·
0.28
0.16
0.105
0.06
0.035
A/mN·
m·
1.12
0.80
0.63
0.45
0.35
截距为I=0.18×
103mN·
kg-1
M=WRT/I=13.760kg·
mol-1=13760g·
mol-1
与用沉降法所得M≈68000相比偏小,表明发生表面解离。
24.[答]X=[1.5-13.44/(22.4×
2)]/1.5=80%
Y=47.1/(22.4×
2)/1.5=70%
S=Y/X=87.5%
25.[答]r=k2A
A=aApA/(1+aApA)
r=k2aApA/(1+aApA)
A的吸附很强时,aApA»
1
则r=k2=5.0×
s-1
反应表现为零级
若从k2的单位判断为零级反应也对
26.[答]由关系式:
A=nRT=W/M·
RT
M=WRT/(A)=41.29kg·
27.[答]=-(a/RT)·
(d/da)
a=c/c
(d/da)T=/a
=1.20×
10-6mol·
m-2
四、问答题
28.[答]
ln(p/p*)=2M/RT×
1/R'
凸面,R'
>
0p>
p*
凹面,R'
<
0p<
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