(完整word版)物理化学习题答案.

4. 如果表面层浓度小于本体浓度,则 。 ( C ) A.浓度增大使表面张力减小 B.溶质可能是表面活性剂 C.发生负吸附 D.表面超量大于零

5. 是物理吸附的特点。 ( C ) A.吸附热大 B.稳定性高 C.多分子层吸附 D.有吸附选择性

6. 兰格缪尔吸附等温式不适用于 。 ( B ) A.单分子层吸附 B.多分子层吸附 C.物理吸附 D.化学吸附

7. 溶质表观吸附量 实际吸附量。 ( B ) A.大于 B.小于 C.等于 D.大于或小于

8. 描述固体在溶液中吸附的兰格缪尔吸附等温式 。 (A ) A.是经验公式 B.是理论公式

C.只适用于化学吸附 D.只适用于物理吸附 四、填空题

1. 已知肥皂液的表面张力为σ, 则空气中半径为 r的肥皂泡所受的附加压力为Δp = 4σ/r 。

2. p 平、p 凹和 p 凸分别表示平面、凹面和凸面液面上的饱和蒸气压,则三者的关系是p 凹<p 平<p 凸 。

3. 20℃时,水的饱和蒸气压为 2337.57Pa,密度为 998.3kg·m-3

,表面张力为 7.275×10-2N·m-1,则半径为 10-9m的水滴在 20℃时的饱和气压为6864.83Pa 。

4. 25℃时, CaCO3 大块固体在水中的溶解度为 1.533×10-2mol· dm-3, 密度为 2960kg· m-3,与水的表面张力为 1.387N·m-1,则 25℃时半径为 2×10-7m 的 CaCO3 小颗粒固体在水中的溶解度为 1.983×10-2 mol·dm-3 。

5. 已知某温度下液体 A、液体 B 和它们之间的表面张力分别σA=7.5×10-2

N·m-1, σB=3.2×10-2 N·m-1,σA-B=1.2×10-2N·m-1,则 A 在 B 表面的铺展系数等于-5.5×10-2N·m-1 ,A 不能 在 B 表面铺展(填“能”或“不能” ) 。 6. 当表面活性剂的 HLB 值在 10 附近时,亲水亲油能力均衡。

7. 将 200g HLB=8.6 的表面活性剂与 300g HLB=4.5 的表面活性剂进行混合,所得混合物的HLB= 6.14 。

8. 对于化学吸附,当吸附温度升高时,吸附速率 增大 ,吸附量 减少 。 9. 兰格缪尔吸附等温式的线性形为V=Vm*bp/(1+bp)。

10. 根据表面活性剂分子溶于水后是否电离,表面活性剂可以分为离子型和非离子型 两大类。

五、计算题

1. 20℃时,将半径为 3.5×10-4m的毛细管插入汞液,测得毛细管内外的汞面相差 16mm,汞与毛细管壁的接触角为 140°,已知汞的密度ρ=1.359×104kg·m-3,请问: (1)毛细管内的汞面上升还是下降 解:因为P静=(ρ液-ρ气)hg=ρ所以 Δp=(2σcosθ)/R 因此 ρ

hg

又 Δp=(2σ)/r,rcosθ=R,

hg=(2σcosθ)/R

即 h=(2σcosθ)/(ρhgR)

根据汞与毛细管壁的接触角为 140°,θ>900,h<0,毛细管内液面下降,低于正常液面。 所以毛细管内的汞面下降。

(2)汞的表面张力

解:由上题公式h=(2σcosθ)/(ρ σ=(ρ

hgR)得

hgR)/(2cosθ)

=[1.359×104*(-16)*9.8*3.5×10-4]/[2*(cos140)]/1000 =0.487N/m

2. 如果水中只有直径为 10-6m的空气泡,这样的水开始沸腾的温度是多少?已知 100℃时,水的表面张力σ=58.9×10-3N·m-1,摩尔气化热ΔvapHm=40.656kJ·mol-1。 解:已知水的M=18.015*10-3 σ= 58.9×10-3N·m-1

100℃时水的密度=958.4kg/m3 P=101.325kpa T=100+273=373 r=10-6/2=5*10-7

由开尔文公式得知:ln(pr/p)=(2σM)/(рRTr)

ln(pr/101.325)=(2*58.9*10-3*18.015*10-3)/[958.4*8.314*373*(-1*5*10-7)] pr=101.1804 kpa

△ P=(2σ)/r=[(2*58.9*10-3)/(1*5*10-7)]*10-3=235.600 kpa

P= pr+△P=101.1804+235.600=336.7804 kpa

根据克劳修斯-克拉伯龙方程 ln=(p2/p1)=[(-△vapHm)/R]*[(1/T2)-(1/T1)] T2=({ [R ln(p2/p1)]/ (-△vapHm)}+(1/T1))

=( {[8.314*ln(336.7804/101.1804)]/(-40.656*10-3)}+(1/373)) =410.77K(138℃)

3. 已知 298K时,σ汞-水=0.375N·m-1,σ汞- 苯=0.362N·m-1,σ水-苯=0.0326N·m-1,若将一滴水滴入苯和汞的界面上,其接触角多大? 解:根据杨氏公式 σ

S,g

-1

S,l

l,g

cosθ

cosθ=(0.362-0.375)/0.0326=-0.39877

θ=113.5

4. 用活性碳吸附 CHCl3 符合兰格缪尔吸附等温式,在 273K时的饱和吸附量为 93.8dm3·kg-1,已知 CHCl3的分压为 13.4kPa 时的平衡吸附量为82.5dm3·kg-1, 请计算: (1)兰格缪尔吸附等温式中的吸附系数 b; 解:兰格缪尔吸附等温式 Γ=Γm*(bp)/(1+bp) 82.5=93.8*(13.4b)/(1+13.4b) b=0.545kpa-1

(2) CHCl3的分压为 6.67kPa 时的平衡吸附量。 解:由兰格缪尔吸附等温式 Γ=Γm*(bp)/(1+bp) 由上题已知 b=0.545kpa-1

得Γ=93.8*(0.545*6.67)/(1+0.545*6.67)=73.6dm3/kg

第八章 胶体分散系统 一、问答题

1. 什么是分散系统?什么是分散相?什么是分散介质?

答:分散系统是指一种或几种物质被分散到另一种物质中所形成的系统,其中以非连续形式存在的被分散的物质称为分散相,另一种以连续相形式存在的物质称分散介质。 2. 为什么说溶胶是热力学不稳定系统?溶胶为什么能稳定存在?

答:溶胶是高度分散的多相系统,有很大的表面积和表面吉布斯能,具有自动聚沉而使分散相颗粒变大、表面吉布斯能减小的趋势,因此,溶胶是热力学不稳定系统。由于布朗运动、胶粒带电和溶剂化作用都能阻碍溶胶聚沉,因此溶胶能稳定存在。

3. 与小分子溶液、大分子溶液以及粗分散系统相比,溶胶有哪些基本特性?

答:与小分子溶液、大分子溶液以及粗分散系统相比,溶胶具有特有的分散程度、相不均匀性和聚结不稳定性等基本特性。

4. 什么是布朗运动?它对溶胶的稳定性有何影响?

答:悬浮在液面上的花粉不停的作不规则的折线运动。介质小分子不断地撞击比他们大的多的粒子,每一瞬间粒子在各个方向受到的撞击力不能相互抵消,合力将使粒子向某一方向移动。合力的方向随时改变,粒子的运动方向也随之变化,这就是粒子布朗运动的本质。 9. 与小分子溶液和粗分散系统相比,溶胶具有丁达尔现象,为什么?

答:产生丁达尔现象的两个基本条件是:一、粒子直径小于入射光的波长;二、光学不均匀性,即分散相与分散介质的折光率不同。溶胶正好满足这两个条件,因此具有丁达尔现象,而粗分散系统由于粒子太大不满足粒子大小的条件,小分子溶液由于是均相系统不满足光学不均匀性条件。

二、判断题(正确打√,错误打×)

1. 大分子溶液又称为亲液胶体,溶胶又称为憎液胶体。 (√) 2. 光的波长越短, 散射作用越强。 (√ ) 3. 在稀砷酸溶液中通入过量 H2S制备硫化砷溶胶。在直流电场中,该溶胶的胶粒向正极定向

o

动。

(√ )

(×)

5. 电解质对溶胶的聚沉作用,主要取决于反离子的浓度。 (×) 6.

(×)

7. ζ 电势的绝对值越大,溶胶越稳定。 (√) 8. 墨汁是碳黑分散在水中的悬浮液,可以加入适量的动物胶使墨汁稳定。 (√)

三、选择题(选1个答案) ( A )

A.1~10nm B.10~100nm C.1~100nm D.1~1000nm 2.

( D )

A.粗分散系统 B.胶体分散系统 C.均相系统 D.小分子溶液 ( A )

A.都是胶体分散系统 B.都是热力学稳定系统 C.都是热力学不稳定系统 D.都是多相系统

4. 是溶胶的动力学性质。 ( A ) A.布朗运动 B.电渗现象 C.电泳现象 D.丁达尔现象

5. 电泳现象表明 。 ( D ) A.溶胶粒子不带电 B.分散介质不带电 C.分散介质带电 D.溶胶粒子带电

6. 是溶胶的光学性质。 ( D ) A.沉降平衡 B.布朗运动 C.电泳 D.丁达尔现象

7. 使一定量的某种溶胶聚沉需要 1.00mol·dm-3CaCl2 溶液 20mL 或 ( A )

A.带正电 B.带负电 C.不带电 D.可能带正电,也可能带负电

8. 大分子化合物对溶胶稳定性的影响是: 。 ( D ) A.稳定作用 B.破坏作用

C.大分子化合物量少时起稳定作用,量多时起破坏作用 D.大分子化合物量少时起破坏作用,量多时起稳定作用

4. 以 FeCl3 作为稳定剂制备得到的 Fe(OH)3 溶胶带负电。

1. 分散相粒子半径在 的分散系统称为胶体分散系统。

3. 关于溶胶和大分子溶液, 下列说法正确的是 。

0.002mol·dm-3Na2SO4 50mL, 则该溶胶 。

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