内容发布更新时间 : 2024/11/18 17:53:59星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

第六章 胶体及界面化学部分习题简解

练习 p247

3 解：ΔG =?ΔA = 72.0×10-3×4×10-4=2.88×10-5 J 4 解：Δp= 2?/ r = 2×72.0×10-3/1.0×10-5 = 144×102 Pa =14.4 kPa 5 解：h=2σ/(ρg r)= 2×72.0×10-3/(1.0×103×9.8×1.0×10-4) = 0.147 m 6 解：σ汞-乙醚 =σ汞-水 +σ乙醚-水COSζ，0.379 = 0.375 + 0.0107COSζ COSζ= 0.374，ζ= 680 P257

2 解：σ= a + bc，c→0，σ0 = a > 0，(dσ/dc)= b，

Г=-[c/(RT)](dσ/dc) = -bc/RT > 0，b < 0

P265

4 解： V/V∞=Kp/(1+Kp)，1/V=1/ KV∞p+1/V∞ 2.5×10-3/V∞= 1.01325×105K/(1+ 1.01325×105K) -3-5

V-366∞ =4.54×10，K=1.21×10 4.2×10/V∞= 1.01325×10K/(1+ 1.01325×10K)

0.5 = Kp/(1+Kp)，p=8.26×104 Pa p278

3 解：1.2×10-5×0.020=2.4×10-7 mol，KCl，1.0×10-4×0.005=5×10-7 mol，AgNO3

AgNO3过量，胶粒带正电，胶团结构表示式为：

{[AgCl]m·nAg+·(n-x)NO3-}x+·x NO3-，电泳时胶粒向负极移动。

P285

4 解：(1) 1-2x=0.5050 mol dm-3， R- Na+ Cl- Na+ Cl- x=0.2475mol dm-3 始 c1 c1 0 0.5 0.5 x/c2=c2/(c1+2c2) 平 c1 c1+x x 0.5-x 0.5-x c1=0.0101 mol dm-3

(2) π= ΔcRT =(2×(0.0101+0.2475)-0.5050) ×8.314×298=25.28 kPa 5 解：x/c2=c2/(c1+2c2)，x = 0.52/(0.10+2×0.5) = 0.227 mol dm-3 π= ΔcRT =(2×(0.10+0.227)- 2×(0.5-0.227)) ×8.314×298=267.6 kPa 练习题

6-1 298.2K时水在湿空气中的表面张力为71.97×10-3Nm-1,其表面张力温度系数为-1.57×10-6N m-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 ?

??解：ΔS=-???ΔA=3.14×10-10JK-1 ,Q=TΔS=9.36×10-8J ???T?A,p-5-5

W’= -σΔA=1.44×10J , ΔG= W’=1.44×10J

6-2 有一完全浮在空气中的肥皂泡，若其直径2.0×10-3 m，已知肥皂溶液表面张力0.7Nm-1，则肥皂泡内所受的附加压力是多少?

1

解：Δp=4σ/ r =2.8kPa

6-3 303K时,乙醇的密度为780kg m-3;乙醇与其蒸气压平衡时的表面张力为2.189×10-2Nm-1;试计算在内径为0.2mm的毛细管中它能上升的高度。 解：h=2σ/(ρg r)=0.057m

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σ（g-Al2O3）σ(g-Ag)、σ(Ag-Al2O3)分别为1000×10-3 N m-1,920×10-3 N m-1,1770×10-3 N m-1。

解：COSζ=[σ（g-Al2O3）-σ(Ag-Al2O3)]/ σ(g-Ag)= -0.837 ,ζ=147度,不润湿。 6-5 20℃时水和汞的表面张力系数分别为7.28×10-2N m-1,0.483N m-1,汞-水界面张力为0.375 N m-1，试判断水能否在汞的表面上铺展开来。 解：σ（汞）>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=0.0261Nm-1;密度ρ=1000 kg m-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。 [ 1.23×10-9m , 63 ]

解：r=[ρRTln(pr/p0)/(2σMr)]= 1.23×10-9m , N = 4πr3ρNA/(3 Mr)= 63

6-7 某晶体相对分子质量是80,在300K其密度为0.9kg dm-3;若晶体与溶液间界面张力为0.2Nm-1。微小晶体直径为0.1×10-6m，.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)= 0.285 ， cr/c0=1.33

6-8 19℃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。 （1）试求该溶液中丁酸的表面超量Г与浓度c的关系。

（2）若已知b=1.31×10-4 N m-1，K′=5.097×10-2 mol dm-3,试求当c=0.200 mol dm-3时的Г。

（3）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：（1）(dσ/dc)= b/(K′+c),Г=-[c/(RT)](dσ/dc) = bc/[RT(K′+c)] (2)Г=4.3 ×10-8 mol m-2 , （3）c/K′>>1时Г∞=b/(RT)= 5.4×10-8 mol m-2 ,A0=1/(Г∞NA)= 3.1 ×10-17 m2 6-9 某温度下，铜粉对氢气吸附服从Langmuir公式，其具体形式为

V/(dmkg)?3-11.36(p/Pa)0.5?(p/Pa) ，式中V是铜粉对氢气的吸附量（273.15K,pO下的体积）,

p是氢气压力。已知氢分子横截面积为13.108×10-22m3,求1kg铜粉的表面积。

解：V=V∞Kp/(1+Kp) ,求出 V∞=1.36 dm3kg-1 ,a0= V∞A0 NA/22.4=48 m2kg-1

6-10 在-192.4℃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（标准状况）如下： p/(kPa) 8.886 13.93 20.62 27.73 33.77 37.30

2

V/(dm3) 33.55 36.56 39.80 42.61 44.66 45.92 已知-192.4℃时N2的饱和蒸气压为147.1kPa, N2分子截面积为16.2×10-20m2,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＝0.17×10－3 dm－3 ，截距＝28.3×10－3 dm－3 ，V∞＝1/(斜率＋截距)＝35.12 dm3，a0= V∞A0 NA/22.4=1.53×105m2 kg-1

6-11 含Fe2Oa浓度为1.5 kg m-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4.1个（视野面积为半径4.0×10-5m的圆，厚度4.0×10-5m），已知质点的密度p为5.2×103kg m-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= 0.7×10-7m

6-12 Fe(OH)3溶胶于298K 通电45分钟，界面移动10mm．电场强度为2 Vcm-1．已知水的相对电容率为79，粘度为0.89×10-3 Pa s,求溶胶的δ电势？（真空电容率?0=8.854×10-12 F m-1） 解：δ=[ηu/(?0D)](dφ/dl)-1=0.0236V

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0.1mol dm-3,体积为1dm3,右边NaCl溶液浓度为0.1mol 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 (0.1+2x)2x=(0.1-x)2, 解出x=0.0215 mol dm-3 , Δc =0.129 mol dm-3 π=Δc RT=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 /(g dm-3) 0.5 1.00 1.50 (π/c)/(Pa g -1dm3) 101.3 104.3 106.4 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＝98 Pa g -1dm3 ，Mn＝RT/截距＝2.5×10 4 g mol-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。

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