物理化学 表面张力 动力学习题附答案.doc

物理化学第8、9、10章习题一、选择题1.下面关于的物理意义中不正确的是（ C ）A.是沿着与表面相切的方向，垂直作用于表面上单位长度线段上的紧缩力。B.是恒温，恒压下可以可逆的增加单元表面积所需的非体积功。C.是在一定的温度，压力下，单位表面积中的分子所具有Gibbs函数值。D.是恒温，恒压下增加单位表面所引起的系统Gibbs函数值。2、均相反应aA+bB=lL+mM以及分别表示A和B的消耗速率，为产物L的生成速率，今若/=0.5，/=0.5，则a: b：l = ( D )A 4:2:1 B 1:1:1 C 1:2:2 D 1:2:43、在三通活塞两端涂上肥皂液，关闭右端，在左端吹一大泡，关闭左端，在右端吹一小泡，然后打开活塞使左右端相通，将会出现什么现象。（ B ）A.大泡变小，小泡变大 B.小泡变小，大泡变大C.两泡大小保持不变 D.不能确定4、已知某气相反应 ，在25时的k1和k-1分别是0.2S-1和3.93810-3Pa/s,在35时正逆反应的速率常数k1和k-1均增加为原来的2倍，则25时的平衡常数Kc为（ B ），正反应的活化能为（ ）A 7.896Pa 53kJ/mol-1 B 5.066Pa 53kJ/mol-1C 7.896Pa -53kJ/mol-1 D 5.066Pa -53kJ/mol-15、若一球形液膜的直径为210-3m，比表面自由能为0.7Jm-2，则其所受的附加压力是（ C ）A 5.6 kPa B 1.4 kPa C 2.8 kPa D 2.8 Pa6、环氧乙烷的分解是一级反应，380的半衰期为363 min，反应的活化能为217.57 kJmol-1。试求该反应在450条件下完成75%所需时间为（ B ）A 7.5min B 15min C 45 min D 80 min7、已知水的表面张力/Nm-1=0.1139-1.4T/K，试中T为绝对温度，在恒温283K及恒压下，可逆地使水的表面积增加1m2时所必须做的功为（ C ）, 过程中系统的S=( )A 7.428J 1.4 J/K B 7.428J 1.4J/K C 7.428J 1.4J/K D 7.428J 1.4 J/K8、反应，在无催化剂存在时，其活化能Ea(非催化) = 184.1 kJmol-1；在以Au作催化剂时，反应的活化能Ea(催化) = 104.6 kJmol-1。若反应在503 K时进行，如果指前因子A(催化)值比A(非催化)值小108倍，试估计以Au为催化剂的反应速率常数将比非催化的大 ( A )A 1.8倍 B 18 C 1.8 10-8 D 1.8 1089、 已知水在293 K时的表面张力 = 0.07275 Nm-1，摩尔质量M = 0.018 kgmol-1，密度为1000 kgm-3，在273 K时水的饱和蒸气压为610.5 Pa，在273-293 K温度区间水的摩尔气化热为40.67 kJmol-1，求293 K时液滴半径为10-9 m时水的饱和蒸气压（ D ）A 2047Pa B 204.7Pa C 607.8 Pa D 6078 Pa10、酸催化反应A H+ B的速率方程是：=k,300K时，在PH=1的溶液中的半衰期为30min，310K时，在PH=2的溶液中的半衰期为15min，则反应的活化能为 ( A )A 232k J/mol B 102k J/mol C 202k J/mol D 132k J/mol二、填空题1、KI与过量的AgNO3形成溶胶，该溶胶电泳时胶粒向 负（阴极）移动；在KCl、NaOH两种电解质中，对该溶胶聚沉能力大的是_KCl_。2、N2O5在25时分解反应的半衰期为5.70 h，且与N2O5初始压力无关。试求此反应在25条件下完成90%所需时间18.9h。3、在20及常压条件下，将半径为1.00cm的水滴分散成半径为1.00（m）的雾沫，需要做_-0.914 J _(=0.0728)4、在298K、101.325kPa 下，将直径为1m的毛细管插入水中，若不加额外的压力，让水面上升，达平衡后管内液面上升 29.38 m已知该温度下水的表面张力为0.072Nm-1，水的密度为1000kgm-3，设接触角为0,重力加速度为g=9.8ms-2。5、在水溶液中，2-硝基丙烷与碱作用为二级反应。其速率常数与温度的关系为求出两种反应物的初始浓度均为8.010-3 moldm-3，10时反应半衰期为_23.64min _6、如果水中仅含有半径为1.0010-3 mm的空气泡，试求这样的水开始沸腾的温度为 396K 已知100以上水的表面张力0.0589 Nm-1，汽化热为40.7 kJmol-1。7、TK时一级连串反应A k1 B k2 C，已知其k1=12.6，k2=1.8102 s-1起始时只有A，则中间产物B的生成的最佳时间（即CB达到极大点的时间）tmax=_0.0159s_8、 实验发现：在定温条件下NO分解反应的半衰期t1/2与NO的初始压力p0成反比。不同温度t时测得如下数据：t/694757812p0/kPa39.2048.0046.00t1/2/s152021253试求：(1) 反应在694时的速率常数_1.67810-8 Pa-1.s-1_；(2) t = t1/2时反应混和物中N2的物质的质量分数_0.25_9、溴乙烷分解反应的活化能Ea=229.3kJmol-1，650K时的速率常数k=2.1410-4s-1，现欲使此反应再20min内完成80%，问应将反应温度控制为40610、镭(Ra)蜕变产生氡(Rn)及氦核(He)，半衰期为1662 a(年)。试问：24 h内,1.00 g无水溴化镭蜕变所放出的氡气在标准状况下的体积6.7210-5 cm-3三、计算题1、苯的正常沸点为354.45 K，汽化热为33.9 kJmol-1，293.15 K时，苯的表面张力为28.910-3 Nm-1，密度为879 kgm-3。计算293.15 K时，半径为10-6 m的苯雾滴的饱和蒸气压及苯中半径为10-6 m的气泡内苯的饱和蒸气压。解：293.15 K时，苯平面液体上的饱和蒸汽压p，根据方程求得，将汽化热视为常数，则有将=33900J/mol , R=8.314 J/mol /K代入，解得p=9151Pa解得：=9178 Pa将r=10-6m代入开尔文公式，可求得苯气泡内的饱和蒸汽压=0.9967=91510.9967=9121 Pa2. 某气相1-2级对峙反应：298 K时，k+ = 0.20 s-1，k- = 5.010-9 s-1Pa-1，当温度升高到310 K，k+和k-均增大一倍。试求算：(1) 该反应在298 K时的平衡常数；(2) 正、逆向反应的活化能；(3) 总反应的；(4) 298 K时若反应物A的起始压力pA,0 = 1.0105 Pa，则总压力达到1.5105 Pa需多少时间？解：(1) 从题给的单位看出，速率常数不是，而是。由平衡常数与速率常数的关系可知Kp=Pa=4.0107Pa=4.0107/101103=395(2) 由阿累尼乌斯公式：当温度由298 K升高到310 K时，和均增大一倍，即：=44.4kJ/mol(3) 由平衡常数和温度的关系式：代入；所以 =-=0(4) 反应 ： 0 0时刻： 时刻，p(总)=po+p p= p(总) - po=(1.5-1.0)Pa=5 Pa反应速率公式为：由于在时刻， =(5.05)s-1=2.5 s-1OH-2、解：t1/2与起始压力无关，所以是一级反应：t=18.9h3、解：=-A=-(A2- A1)= -4(N- )又因为= NN=-0.0728*4*3.14*-J =-0.914J4、解：当设接触角为0,毛细管半径等于曲率半径。达平衡时p=ghh=m=29.38m5、解：在10。C时，lg(k/k)=11.90-(3163/283)=0.7233 k(283K)=5.288mol-1.dm-3.min-1 =()min=23.64min 6、解：空气泡上的附加压力为Dp = 2/r，当水沸腾时，空气泡中的水蒸气压至少等于( D+ p)，应用克劳修斯克拉贝龙方程可求出蒸气压为( D+ p)时的平衡温度T2，此即沸腾温度。P2=+p=+=（+）Pa=2.18 Paln=(-)ln=(-)解得 ：T2=396K7、解：tmax= =0.0519s8、 解：根据题意，由二级反应半衰期公式得：(1) ；(2) 由反应式可知，在定温定容条件下，系统总压力不变，即。当时，NO的压力为，故，所以：9、解：根据k=Ae-Ea/RT知A=keEa/RT=2.1410-4e2.293*105/8.314*650=5.731014s-1所以该反应的k对T的函数关系式为k=5.731014exp（-2.293105K/8.314T）s-1该反应的速率公式ln(c0/c)=kt因此ln=5.731014exp-（2.293105K/8.314T）20.060解得T=679K于是溴乙烷分解反应在20.0min时完成80%，应将反应温度控制在679K，即406。10、解：放射性元素蜕变为一级反应： k =(0.693/16