物理化学核心教程课后答案完整版(第二版学生版)

Vp-1-1-1Vp-1-1-1物理化学心教程（第二版）参答案二、概念题号选项题号选项

1D9

2C10

311A

4A12

5A13C

6D14C

7C15D

8C16答D）热力学能是状态的单值函数其绝对值无法测量答C）气体膨胀对外作，热力学下降。答）大对系统作，热力学能升高。答A）过程（1）中，系统要对外功，相变吸的热较多。答A）对冰箱作的电功转化为热。答D）热力学能是能量的一种，符能量守衡定律，在立系统中力学能保持不变。而虽然有能量单位但它不是能量，不符能量守衡定律。例，在绝热钢瓶里发生一个热的气相反应，ΔH可能回大于。答C）对于理想体而言，内能仅仅温度的单函数，经真空绝热膨后，内能不变，因体系温度不变答（C）由气体态方程=+可知此实际气体的内能只是温度的函数，真空绝热胀后，内m能不变，此体系温度不变（状方程中无压力校正，说明该气体膨胀时，不克服分子间引力，所以恒温膨胀，热力学能不变。答）式用于不作膨胀功的等压过程。10.（）

75，C=RC=R，这是双原子分子的特征。52211.答A）反进度=mol12.答Bn一项来源于（一项若假定气体理想气体在温度不变时（就等于ΔRT。gg13.答C）在标准态下，有稳单质生成物质产生的热效应为该物质B摩尔生成焓；在标准态下1mol质B完全燃烧产生的热效应为该质烧焓故有

f

，l)=mc2

。14.答（C）根据标准摩尔生焓定义，规定定单质的标准摩尔生成焓零。碳的稳定单质定为石墨15.答D）石墨（C）的标准摩尔燃烧焓就是二氧碳的标准摩尔生成焓，为-393.4

，金刚石的标准摩燃烧焓就是金刚石（）燃为二氧化的摩尔反应焓变，等于二氧化的标准摩尔生成焓去金刚石标准摩尔生成焓，所金刚石的标准摩尔成焓就等于kJ·mol–(-395.3

-133-333-133-333kJ·mol

。16.答：由气体态方程=RT+bp可知此实际气的内能与压力和体积无关则此实际气体的内能只m是温度的数。三、习题（1一系统的力学能增加了，从环境吸收了40kJ的热，计算系统与境的功的换量；（）如果该系统在膨胀程中对环做了20kJ的功，同时吸了20kJ的热，计算系统热力能的变化值。解：根据力学第一定律：=W＋，即有：（）W=－Q=100–40=60kJ（）U=W＋Q=＋0在300K时，有10mol理想气体，始态压力为1000kPa。计算在等温下，列三个过程做膨胀功：（1）在kPa压力下体积胀大；（2）在kPa压力下，气体膨胀到压力也等100；（3）等温可逆膨胀到气体的压力等于kPa。解：根据想气体状态方程pV=，即有（）∵=-pΔV=-p(V－)e∴W==-100J

V（）∵

W=-pΔV-pVV)=-ee2

2

(

nRTnRT)=-p2

∴

W=-10×8.314×300×（1-

）=kJ（）∵

W=

dV

=-

dV

=-

Vp2=-nRTlnV1∴

W=10×8.314×300×

ln

=-57.43kJ在373K恒温条件下，计算mol理想气在下列四个过程中做的膨胀。知始终态体积别为25dm和。（1）向真空膨胀；（2）等温可逆膨胀；

33313212214e,121e,2322333313212214e,121e,23223（3）在外压恒定为气体终态压力下膨胀；（4）先外压恒定为体积等于于100时气体的平衡压力膨胀。

时气体的衡压力下膨胀，当膨胀到

以后，再外压等试比较四过程的功，这说明了么问题？解）向真空膨胀，外压为零，所以（2）等温可逆膨胀25WKJ1002（3）恒外压膨胀W)(V)(V)22

K0.1m

(0.1J（4）分两步恒外压膨胀W)(V)(V)V)V22550(2nRT(2)1002

373KJ说明作功过程有关，系统与环压差越小，膨胀次越多，做的功也越大。14.在373K和时，有1glHO经（l）等、等压可逆气化（2）在恒温373K的真空箱2中突然气，都变为同温、同压H（。分别计算两个过的Q、、ΔU和ΔH的值。已知水的气2化热

-1，以忽略液水的体积。解）水在同温同压条件下的蒸发Q=ΔHΔH=pmW=-=-=gg

mMHO

RT

=-

118

=-172.3JΔU=+=－172.3=kJ

1212（）在真空箱中，，故W=0eΔUΔH为状态函数，即只最终状态相同，则数值相，即有：ΔH=2.26kJΔU=Q=2.0920.在标准压力298K，H（）与O（）的反应：H（）+222

12

O（）=HO（g。2设参与反的物质均可作为理想体处理已知

f

H

m

Og2

它们的标准等压摩尔热容（设与温度无关）分别为

Cm

2

，Cm

g2

，

Cm

O2

。试计算298K时的标准摩反应焓变H变rm

。

r

Hm

和热力学变化

rm

498K的标准摩尔反应焓解）

H

Hr

m

f

m

，g2

∵

H

m

m

9g∴

m

=

kJ

（）

r

r

498K298K

,

T=

r

498K298K

C，gp2pmp,=+（33.58-28.82-0.5×29.36）×（）×10

-3=

kJ

2RRT，2RRT，二、概念题号选项题号选项

1C9D

2A10D

3B11D

4D12A

5B13A

6C14B

7D15B

8C16B答（C）理想气体等温膨胀，体积增加熵增加，但要从环境吸热故环境熵减少。答（A）封闭系统绝热不可逆过程，熵加。答（B因为钢瓶恒容，并与外无功和热交换，所以能量守衡，U=4.答）等温、等压、不非膨胀功的可逆相变，Gibbs自由能不变。V5.答）因为，W=0，即U，则体系温度不变，可设置为等温膨过程，Q=nRT，V1即

VSnRV

21

。6.答）绝热可逆过程是熵过程，=故S=0R7.答）相当于摩尔等压容与摩尔等容热容之比。答（C）系统始态与终态都相同，所有力学状态函数的变量也都同，与变化途径无。9.答）根据=Vdp-SdT，即=V。10.答）隔离系统的U，V变。11.（D）因G=0，本过程的始态、终态与可相变化的态、终态相同。p12.答）状态方程中无压力正项，说明该气体胀时，不克服分子间引力，所以恒温膨时，热力学能不。13.答）这就是把自由能称为功函的原因。14.答（B完整晶体通常指只有种排列方式，根据的本质可到，在0K时，完整晶体的熵于零。15.答（B因为

A

R

0GQ

p

0，Q

p

R16.答）

S

HGT

适用于等、非体积功为零的任封闭体系或孤立体，本过程有（）满足此条。三、习题2.试计算以下过程的解S：（1）5mol双原子分子理想气体在等容条件下由448K却到298K

pmV，V2pmV，22-12p，p，m3pmV，V2pmV，22-12p，p，m3（2）单原子分子理想气体，在等压条件下加到。解）双原子理想体C=V

7，C+=2

等容条件，W，即有

V

，

ΔS=

VT

，m

d

=

=T24481

=-42.4J·K

-1（）单原子理想气体V

，=C+R=2

等压条件，即有

，

dΔS

QpT

=

p

，m

T

=

T5600ln=314T1

=43.2J·K

-1有2mol单原子理想气体由始500kPa、323K加热到终态1000kPa、。试计算此体的熵变解：理想体的、V、变化设置过程如下：2mol323K

ΔS

2mol373KΔ

d

T

=0

dp

=0

ΔS

1000kPa理想气体温可逆过程：即有：U=ΔH=0，则有Q=-R

VpnRTlnlnV1

12ΔS=1

QR=lnTp

12

500=2×8.314×ln=J·K1000理想气体压可逆过程：=2

QpT

T=TlnTTT1ΔS=2

-1ΔS=ΔS+Δ==-5.54J·K1

-1在600K时，物质的量n的单原子分子理气体由始100kPa、等温膨胀。试计算：（1）Δ、ΔH终态体积V以及如果过程是可过程的热和功W；2RR

反抗的外压，

123-3sys1sur-12-12123-3sys1sur-12-12（2）如果过程是不可逆过程的热和功W1（3）Δ、ΔS和S。syssuriso解）理想气体等温可逆膨胀过程：即有：ΔUΔH=0。∵

pV=pV11

∴

V2

100122244dm2

3Q=-=RR

nRTln

VplnV1

12

=

ln1

12

=

100122ln

10050

=8.46kJ（）理想气体等温恒外过程：ΔU=ΔH。Q=-W=pΔV=（V-V）=50×10×10（）=kJ11eeQ8.45（）==28.17J·KT300

-16.10ΔST

=-20.33J·KΔS=+Δ==isosys

-111.1mol理想气体在K等温地从膨胀到100kPa果膨胀是可逆的试计算此过程的Q，W以及气体的ΔUH，Δ，ΔG，Δ。解：理想体等温可逆膨胀，T=0，ΔU=，ΔHW=

nRT

VpnRTlnVp1

21

314

=-5.23kJQ=-W=kJΔS=

Q.273

=J·K

-1

=-5.23kJ13.1mol单原子分理想气体始态为273，压力为。分别经下列三种可逆变化，其Gibbs自由能的变化值各多少？（1）恒温下压力加倍（）恒压下体积加倍（）恒容下压力加倍假定在273K，下，气体的摩熵为J·K

-1

·mol

。解）恒压下体积加倍，

T

，ΔG=ΔH-Δ()；

Tp

55)8.314J22

K=5.674因为

nC

p,m

Tln2JT21

2=14.41

$-1$环$-1$环J21

所以T)114.4273J=29.488kJ（）

pnRTJ273Kp11（）恒容下压力加倍，

T

nCV,m

T3ln2mol8.314T21

J

21

所以T)108.6273J=26.320kJ18.苯在正常沸K下的HkJ·mol，今将353K和标准力下的1molCH（l）向真空m6等温汽化同温、同压的苯蒸气设为理想气体。（1）求算在此过程中苯吸收的热量与做的功W；（2）求苯的摩尔汽化熵及摩尔汽化自由能G；m（3）求环境的熵变；（4）应用有关原理判断上述过程是否为不可逆过程解）

真空汽化W=0pV)30.77

353K27.835（2）设液态苯在同温、同压下可逆蒸发为气，这是可逆相变，

S

H30.77RTTK

（3）系统的不可逆热效应，对环境来说可以看作是可逆的S环

27.8351TK

（4）用熵判据来判断过程的可逆性隔离)8.3>m

所以，原程为不可逆过程。

BCAABCAAAA第四章多组分热力二、概念题号选项题号选项

1C9

2A10D

311C

4C12A

513A

6D14C

715D

8答C）运用偏摩尔量的合公式（

AABB

。答A）偏摩尔量定义。答）广的化学式

X

，p，nC

B

)B

SC

)B

S,nC

(C

)B

,C

)B

p,n(CC答C）用定律算出总蒸气压，再把A蒸气压除以总蒸气压ppxxpAABAA

B

A

133.24.566

kPa24299.答B化学势是摩尔自由能，是强度性质与混合物的总体积无关，而与混物的浓度关。第一份的度低于第二份的浓度故化学势小。答D）纯液体A的饱和蒸气压和化势比稀溶中的大，加入溶质后，稀溶液凝固点会下降。答）根Henry定律，当平衡压力相同时，Henry常数大溶解量反小。答）用定律算出总蒸气压，把的蒸气压除以总蒸压。答）用定律算出总蒸气压，把的蒸气压除以总蒸压。10.答D）化势是偏摩尔自能，是强度性质，与合物的总体积无关而与混合的浓度有关。两份浓度相同，故化学势等。11.答C）压大于正常相变化的压力，压力大有利于冰的融化冰的化学大于水的化学势。12.答A）稀溶液的依数性只与粒子数有，而与粒子的性质关。杯内溶NaClNaCl解离其粒子数几是A杯中的两，杯的凝固点下降多，所以A杯先结冰。13.答：(A)纯水饱和蒸气大于糖水，纯水不断蒸发蒸气在含水的A杯中不断凝聚所以A杯液面高于杯。

AAAB///AAAB///AAA//A14.答C）混凝土中加入少量类后，凝固点下降，防止凝土结冰而影响质。15.答D）盐碱地中含盐量高水在植物中的化学势大于盐碱地中的化学势水分会从物向土壤渗透，使农物长势不良。三、习题293K时（A的蒸气压kPa，辛（B）的蒸气压kPa现将mol辛烷溶于苯中，形理想液态混合物。试算：（1）系统的总蒸气压；（2）系统的气相组成；（3）将（2）中的气相完全冷凝至气液平衡时，气相成如何解）

ppAB

A

pA

xB（2）

412.666455px13p

p...0pp11.9

.9507BA（3）将上述气相完全冷凝至气液平衡时，新液相组成与上述气相组成相同x

A

A

B

Bppp总AA13.3320.0476气相组成

p13.95249901p128249901.0099A液体和B可形成理想液态混合物组成为y=0.40的二元蒸气混合物放入一带有活的气缸中进行恒温压缩已知该温度时p和p分别为和。AB（1）计算刚开始出现液相时的蒸气总压；（2）求A和的液态混合物在上述温度和101325下沸腾时液相的组成。

eq\o\ac(○,1)eq\o\ac(○,2)-3-1-1Beq\o\ac(○,1)eq\o\ac(○,2)-3-1-1BBb解）

B

Bpp/yBB

/x/60BB

eq\o\ac(○,1)pxpp(1)xpABAABBABBBABAB联立

，

(121530)xBxpPa两式，解：B

eq\o\ac(○,2)（2）

40530）xx.x250BA

B298K和标准压力下，将苯与甲苯混合形成理想液态混合物求该过程的QW、ΔV、mixΔU、ΔH、Δ、A和ΔG。mixmixmixmix解：

根据理想态混合物的定义ΔV=0Q=H0mixmix

mix

ΔW=ΔU0mixmixSnlnxBBB232ln5ln

27.98J

mix

AGRT(lnxx)mixAABB235515.在时，将非挥发不离的质B溶解于纯中，测得该稀溶液密度=1.01×10

3

。已知溶B的摩尔质量M=0.111kg·mol，水的沸点上升数=0.52Kmolb

。试计算：（）该稀溶液的沸点升值Δ；b（）该稀溶液的渗透压解）因为

bB

b

mMAB

A

AB3BB3-32AAB3BB3-32A.

2220.111

.104K（2）

V

mm00.01

012cB

22.2VMV0111012B

2

mol·m

RT298.B20.K，液体A和液体B成非理想的液态混合物已知液态的蒸气压为37338，液态B的蒸气压为22656PamolA和2混合后,液面上蒸气压为Pa蒸气中A的摩尔分数为0.60。假定蒸气理想气体。（1）求溶液中和B的活度；（2）求溶液中和B的活度系数；（3）求A和的混合Gibbs自由能ΔG。max解）以纯液态A和为标准态ppy50663Pa0.60aAA0.814p*37AaB

ppy50663B0.894p*p22B

A

aA1.628x0.5A

B

a0.894Bx0.5B

G(2mix

A

)B

A

B

)RTlnaABa)AB8.314J300Kln(0.8140.894)-1585.5

第五章答(C)。判断反应能否自发进，要用等温、等压且不做膨胀功的条件下

的变化值而不能用

的值。除该反应是在标准压力进行，则

，反应能向自发进行。或者

是一个绝对值大的负值，改变压力也不可能改变

的符号，

也小于零这时可以估计反应能自发正进行。．答（B根据理想体化学势的表示式，对数项中B/pp表示，在化学反应等温式中对数项中是压力商pQ，达平衡时，是平衡时的压力商，所以标准衡常数是pK，相应的由能的变值为。．答：(C)。

与标准平常数pK关系式为，要使，则。从已知的系式，解得。要使反应在标压力下能发正向进行，根据已知关系式，反应温度必低于K。．答（。有一个可以作为判据的化学反应等温为

必须小于，所以，如果若ppKQ>则反应可自向右正向进行这个反应的pQ值pQ远小pK的值，所以反应自发右进行。5.答：(A)因为容器体积有限，43NHHCO(s)都是过量的，在相同温度下，两密闭容器中分解压力相同。．答：(D)。温度对平的影响情，要用’t公式判断，要根据反是吸热还是放热，来决定高温度对衡有利还是不利，而

不好确定．答：(C)。实际气体学势的标态与理想气体是一样的，其标态化学势仅是温度的函数所以标准平衡常数是温度的函数，会随温度的改变而改变．答(C)。第二个方程是第一个方程的逆过程，标平衡常数第一个方程的倒数。第二个方程式的计量系数第一个方程的一半，标准平衡常数应开次方，所以9．答：(B)。因为，，，。

121210．答：(C)。增加系统的总压，虽不改变标平衡常数，但是对气体分子数少的反应有利，能使产物的比例加。这里只有C)是气体子数减少反应。11．(D)。为温度不，所以标准平衡常数不变。这是一个气分子数增的反应，充入一定量的惰性气体，相当于起了降压作用，所转化率会提高。12．答：。虽充入不参反应的氮气，应对气体分子数加的反应有利，但是因为密闭刚性容器中，体积变，则压力也相应增，使压力和气体的物质的量的比值不变，所解离度亦不变。

13．答：。升高温度，可以使热反应的平衡常数大。14．答：(C)。因为是等温反应，所3kJmol285

因为假定，所以和

的值不随度而变则第六章相平衡二、概念题号选项题号选项

1A9A

2C10

3C11C

412

5C13

6D14D

7C15D

8A答A）反应有三个物种一个平衡件，所以组分数为，有相共存，根据律，自由度为2。答C）反应有S，R=4，所以组分为，根据相律，f=C-+1，则有相共存。答C）共有3个物种，无平衡条件，所以组数为。有2相共存，已指定压力，根据相律，条件自由度为2。答B）系统的组分数，已指定温度，根相律，条件自由度为零时最多可以共存的相数为。现在已指有水蒸气存在，所以可能有共存的含水只能有种。答C）可以画一张单组系统相图草图，（C）所描述条件只能落在气相区，所这种说法是不正确。答D）临界温度是指在个温度之，不能用加压的方法气体液化，所以只在临界温时用降低温度的法使之液化。答（C）因为凝聚相转变为蒸气时总是吸热的，根据方程，等式右方为正值，等左方也必为正值，所以随T之升高而变大。答A）恒沸混合物不是合物，其点和组成都会随着外的改变而改变。答A）接近于理的液体混合物不会成恒沸混物。10.答）画一单组系统草图，当三相点的压大于大气压力时，在25℃和气压力下于气相区，所以固体升华。11.答（C）在临界点时，气液界面消，只有一个相。其余个点是两相或三相存。12.答）升华热是化热与熔化热之和。13.答反应有=62（31故=2物浓度条件限制所以组分为4且

K

p

K

p

/K

p

-1-1-1三相点-1-1-1三相点存。14.答D）f=，C=1故=2，根据相律有：Pf=1+2-2=1。15.答）系统的组分为2，=3，已指压力，根相律，条件自由度为零，则体组成恒定，由于一相是，一相是NaCO水溶液。所以，存的含水只能NaCO·10HO。32三、习题结霜后的早晨冷而干燥在-℃当大气中的水气分压降266.6时，霜会变为水蒸气吗?若要使霜不升，水蒸气的分压要有大？已知水的相点：K，Pa，水的ΔH（273.16K）45.05，ΔH（K）=6.01kJ·mol。设相变时摩焓变在此度区间内是常数。m解：冰的摩尔升华焓等摩尔熔化加摩尔汽化焓ΔH=ΔH+ΔH=45.05+6.01subfusm根据Clausius-Clapeyron方程，计算268K时冰的饱和蒸气p11ln611273268

计算得再（℃）时冰的蒸气为401.6，而水蒸分压为Pa，所以这时霜要升。当水蒸气分等于或大于401.8Pa时，霜可以存在。CO的固和液态的蒸气压，分别由下两个方程给出:2lg11.986

Tlgl9.729

T计算1）二氧化碳三相点的温度和压力；（2）二氧化碳在三相点的熔化焓和熔化熵。解）在三相点时，固态和液态的蒸气压相等，，即sl

874K=9.729解得三相温度，T=215.3K代入任一气压与温度的方程式计算三相点时的压

1360K11.986215.3K

（三相点）=466.9

（）根据Clausius-Clapeyron方程的一般积式H1lnPa

式中C是积常数。对题中所给的方程，从体的蒸气压与温度关系式，计算得到二氧化碳的摩尔升华焓，液体的蒸气压与温度关系式，可计算得二氧化碳的摩尔蒸发焓：H1360K2.303R1360KmK

=26.04kJKJm

=16.73kJ摩尔熔化等于摩尔升华焓减去摩尔蒸发，=Hfus

H

mkJ

=fusm

Hfusm43.2215.3Kf

-1-1-1t0则有a--E-Aexp--1-1-1t0则有a--E-Aexp-2A/第七章化学反应动力学二、概念答D）基元反应以用质量作用定律出速率方，质量作用定律只适于基元反应，另外只有基元反应能讲分子数。答D）根据其速率系数k=0.25（mol·L）的单位可知=1-（-1）=2。答C）根据

ln

5可知y所用时间是所用时间的2倍，故反应为一级反。9答C）这反应符起始物浓度相等的级反应的点，半衰期与起始物浓度成反。答C）根据

t

lna11和kt，则有aak16t

。答C）零级反应的半衰与起始物度成正比。答A）在等容条件下，数值上也完全相等，对凝聚相应，两者差；对气相应，差RT，n是气相反应的系数和。a

rm

（凝聚相应）

a

rm

（有气相与的反应）答D）对于一般化学反，当温度高时反应速率一般增。

答D根据Arrhenius经验公式

1ln2RlnR1

1

RT

210.答延长反应时间既不能改变反应率系数，又不能改变反应的活化能，所以不能改变获得B和D的比例。11.答（C）平行反应的表观活化能不等于组成平行应的两个元反应的活化能之和。12.答）根据验公式

k

a

，则：Aexp

-

E

2AexpRT12Aexp

EE

A1

-

EE4

，故：a

12

aa，

13.答D）根据简单的硬球碰撞模，只有互撞分子的相对平能在联心线上的分超过阈能时，这c时的碰撞是有效的。14.答D）根据有碰撞理论

，

/8.314300

-15

。15.答）有的分子碰撞激烈程度从能量角度考虑已经可以引发应，但是由于空间的位阻应，能量不能递到要破裂的化学键，所以反映仍不能生，使校正因子于。

-3-3-1-1-3-33-1-1-3-3-3-1-1-3-33-1-1-316.答C）凝聚相应的活化比活化能小一个。17.答C）

k1.38-23500B=6.626-34

13

s

-1

。18.答C）参与了破坏臭氧的应，但反前后本身没有变化，起了催化的作用。19.答C）催化剂改变反应速率，缩短到达平衡时间，但是它不能变平衡的成。20.答D）根据光学反应的征（D）不合其特征。三、习题已知物质A的分解反应是一级应当A起始浓为mol·dm时解20%的A需时min，试计算：（1）算反应的速率系数（2）计算该反应的半衰期t

（3）计算起始浓度为时分解20%所需的时间。解）因为是一级应，则有

ln

y

。111klnlnt50min0.2

min

（）一级反应的半衰期反应物的始浓度无关t12

lnln2kmin

155.4min（）对于一级反应，种转化率需时间都与反应物的起始浓度关，所以，只要转率相同，需时间也相，故与（）的答案相同也是50min。298K时，乙酸乙酯与NaOH的皂化作用，应的速率常数为

3

·mol

·min

，若起始酯和碱的浓均为mol·dm

，试求后酯的水解数。解法1：是一个反应物起始浓度相等的级反应，的速率方程和速率系数的表示分别为：dxd

(a)2

2

k2

xta()把t=10min，a=0.02

，2

·mol

·min

代入上式得：x=0.0112mol·dm

-33-1-1-1122-33-1-1-112210后酯的水解分数为

xa解法2：是一个反应物起始浓度相等的级反应，的速率方程和速率系数的表示分别为：y

at2把t=10min，a=0.02

，2

·mol

·min

代入上式得：=56%18.某一级反应，40℃时完成20%需15min，已知其活化能100kJ·mol

，若要使应在内能完成50%，问反应温度控制在多少？解：对于级反应，已知反应完20%所需的时间，就可以从它的积分式求出速率系数11kln0.0149mint110.2

对于一级应，已知半衰期（完50%需的时间，就以计算该温度下的速率系2t15min1

在Arrhenius的积分公式，成了唯一的知数2kElna()k11

0.04621()TK0.01498.314T2所以，反温度应控制在K。

----第八章

电化学答A）第二类导体是离导体，温升高，离子水合程度降，溶液粘度下降电阻变小答D）用Faraday定律计算可得。答D）电导率随溶液的度增加而加，但是摩尔电导率溶液的浓度增加而小。答）k=K同一电导池的电导常数相同代入得/=5:。Cellm）（）答）相浓度的电解质溶液，氢离摩尔电导率最大，其次是氧根离子，因为它们是通氢键导电。钾离子的合程度小，摩尔电导比钠离子大。答C）CaCl的摩尔电导率等其离子的尔电导率的代数和。27.答（A）按Debye-Huckel极限定律，离子强度越大，平活度系数越小。这里的离子度最小，所以均活度系数最大。答C）两个电极反应中Cl

-离子刚好消去，所以与电池的电动势无关。答C）用对消法测定电的电动势，电路中几乎无电流过，所得电位降可近似作为逆电池的电动势10.答）电池电动势为值，表明电池是非自发电池，不能正向行，而能逆向进行11.答D）电反应达平衡，自由能的变化值零，所以动势E必等于零。12.答C）G=H-T

可逆放出热量为S，等于100J电池能放电，G必小于零，所以H必须小于-100J。13.答）因为Q＝TS与（B）式相同R14.答C）氢氧燃料电池只要种气体的压力相同电动势就等，与溶液的值无关。因为电动势的计算公中没有离子浓度项。15.答C）两电池的电池反应相同自由能的化值相同但是电子得失不同（）中有两个电子得失而（2）中只有一个，所以电子得失多的电动势反而小16.答）两个电池电池反应相同，Gibbs自由能的变值相同，是电子得失不同（）中有两个电子得失而（1）中只有一个，所以电子得失多的电动势反而小17.答A）因为氧气在石墨阳上的超电势很大，计算电电势的结果，Cl的电极电势小，所以先2在阳极析。18.答D）实际析出电极电势小者，首先在阳极上氧化电而析出。三、习题14.在K时有下述电池：Ag（）│AgBr（）（a）‖Cl（）│AgCl（）│Ag（）

----2+-2+-r----2+-2+-r试计算电的电动势E，并判断电池反应否自发进行？已知

E(AgC，

-

)=0.2223V，

E(AgBr，Br

-

)=0.0713V解：首先出电极反应和电池反负极：Ag（）+Br（a）（）+

-正极：AgCl（）+e

-

→Ag（）+Cl（=0.01）电池反应

（）+Br

（=0.01）→（）+Cl（a）根据电池应，利用方程计算电的电动势

p

VaElnzFa

(Ag,AgCl,Cl

)(Ag,AgBr,Br

)Br

V-0.0713V=V电池的电势大于零，则电池反的小于零，反应能自发进行。r15.反应

Zn（）CuSO（a）4

（）+ZnSO（a）在电池中进行，4288K时，测得

E=，电池的温度系数

p

V

。（1）写出电池表示式和电极反应（2）求电池反应的

rm

、

r

S

m

、

r

H

m

和。解）反应式中，Zn（）被氧化为ZnSO，应作为阳极放在电池左边，CuSO还原为Cu（，应作为4阴极放在池右边，所以电池表式为：Zn│ZnSO（a=1）‖CuSO（a）│Cu4（-）

Zn（）

Zn

（）+2e（+）（a）+

Cu（）（2）已知电池的电动势和温度系数值，代入相应的计算式，就可以得到所的热力学数的变化值。G1.0934VCrr

SzFCp

VJ

-3-12+--2+-+2++2+-+-2+-2+++--3+-+-+-+--3-12+--2+-+2++2+-+-2+-2+++--3+-+-+-+-Hr

m

=

rm

+T

r

S

m

=（-82.8）

-3

=mol-1Q=TR

r

S

m

=（）=23.在K时，+I+e→CuI的标准电极电势为V，e→的标准电极电势为V，求CuI的活度积。解：第一电极是难溶盐电极，二个电极是氧化还电极，将它们组成电池，极电势高的作正极，发生还原反，电极电势低的作负，发生氧化反应，所组成的池为：

Pt│Cu，‖Cu，I│CuI(s)│Pt该电池的池反应为：

+I→CuI(s)电池反应好是解离反应的逆应，只要求出电池的标准动势，就可以计算池反应的衡常数，其倒数就CuI的活度积。E=E

（Cu，，I）-E

（Cu，Cu）=0.86V-VV96500KRT298

9.10Kap

11K11

1.1

如果将两电极对调，组成非自电池，则E

=-V，计算所得的平衡常数是CuI的活度积。24.K时Ag/Ag的E=0.7991V，│AgCl（）│Ag的E

=，计算（）AgCl在

KNO溶液中的溶解度设此溶液3

=0.889）（2）AgCl（）=（aq）+Cl（）的标准Gibbs自由能

Gr

。（3）计算结果说明AgCl（）=Ag（）Cl（aq）是自动何方进行为什么?写出此两电极在298K标准情况下组成池的正确写法。解1）要计算AgCl的溶解度，首先要计算它的解平衡常数，这可通过设计池来解决，使设计电池反应就AgCl的解离应。所设的电池为：Ag（）Ag‖Cl

│AgCl（）│Ag）电池反应电池的

AgCl）=（）+Cl（）E=V-0.7991V=-VF96500K

ap1ap-3+--+ap1ap-3+--+2m)(1.8)120.899

AgCl在mol·dm溶液中的溶解度用的质量摩尔度表示，3(AgCl)m

1.49

（）根据电池的E标准反应自由能

r

间的关系得：GV)96500kJrm

（3）计算结果说明，反应（）=为负值，非自发电池。

（）+Cl

（）自动向进行，因为对应电池的电动势在298K标准情况下组成自发电池的正写法为：Ag（）（）│Cl（a）（）（）

第九章

表面现象一、思考表面自由能与表面张力哪些共同点和不同点？答：它们的共同点是（1）都反映了表面分子受力不均匀的情（2）两者的数值相同，通常用同一符号表示。它们的不点是（）两者的理意义不同，表面自能是指等温、等压保持组成变的条件下，可逆地增单位表面积时，系统自由能的增值。表面张力是指垂直作用于单位长的边界上且与表面相切的缩力。（2）两者的单位不同，表面自由能的单位是，而表面张力单位是。一个飘荡在空气中的肥泡上，所受的附加压力为少？答：肥皂泡有内外两个面，附加力的方向都指向曲率径的圆心。若忽略的厚度，个凸球面和一个凹球的曲率半径近似相等则附加压力是普通面附加压力的两倍。自然界中为什么气泡、液滴都呈球形？答：液膜和液体表面都有表面自能，表面自由能越低系统越稳定。所以为了降低面自由能，液体表面有自动收缩到最小的势。而球形是相同积的物体具有表面积最小一种形式，所以气泡和小液滴都球形。纯液体、溶液和固体是样降低自身的表面自由能？答：纯液体只有收缩，体积小时缩成球形。溶液有两方法，一种是收缩，一种是调节表面层度。如果溶质是表面活性，则尽可能使溶质分子排在面；如果溶质是非表活性物质，尽可能溶质分子藏在体相。洁净的固表面靠吸附液体或气分子来降低表面自能。为什么有机蒸馏中加了石才能防止暴沸？答：有机溶液溶解空气少。沸点指液体饱和蒸气压等外压时的温度。蒸泡的内表是凹面，凹面的曲率径取负值。根据Kelvin公式气泡越小，曲率半越小蒸气压也越小到达正常点温度时，气泡内的力仍小于外压，有机液不会沸腾。继续温，气泡长大，所受附加力变小，曲率半径变大，气泡内蒸压也变大，又加上气上升时液柱压力随变小。这时有机溶液的温已超过它的正常沸点，所有液体想变成蒸气冲出，这是暴沸。

沸石是多固体，储存在小孔中空气可提供成泡中，使初形的蒸气泡不是太小，气泡内的气压与平面的蒸气压相差不大，达沸点时气泡上升搅动溶液，保持正常的沸状态，所以，加了沸石可以防止沸。喷洒农药时，为什么要农药中加表面活性剂？答：植物有自身保护功，在叶子面有蜡质物，可防止雨水润湿，避免茎折断。如农药是普通水溶液，叶子表面的接触角大90°，喷在植上不能润叶子，成水滴淌下，不到杀虫效果；加表面活性以后，使农药表面张下降，与叶子表面接触角小于90°，能润湿叶子，提高杀虫效果。现在，有的药在制备时就加了表活性剂，制成乳剂。用同一支滴管滴出相同积的水、NaCl溶液和乙醇溶液，滴数是否相同答：不相同。因为在密相差不大情况下，液滴的大小表面张力有关。一表面张力大，在管端能悬挂的滴体积也越大。所以液体体积相同的情下，表面张力最大的稀溶液的液滴最大，滴数最少。居中，乙醇溶液的液最小，滴数最多。液体密度相差大，还要考密度的影响。在水平放置的玻璃毛细中分别加入少量的纯水和。毛细管的液体两的液面分别呈何种形？如果分别在外的右端处微微加热管中的液体将向哪方向移动？答：纯水凹面，汞呈凸面。加纯水的玻璃毛细管左端移动；加入汞的玻璃细管向左端移动用三通活塞，在玻璃管两端吹两个大小不等的肥泡，当将两个肥皂相通时，个泡的大小有什么变化？答：小泡小，大泡变大，直到边曲率半径相等时又达到平衡。这是因为皂泡是曲面，表面上指向曲面圆心的附压力。曲半径越小，附加压力越大。小受的附加力比大泡大，则内部平衡压力也比大泡。当活塞打开后，小泡中分空气向大泡转移，所以小泡变，大泡变大，直到两曲率半径相等。10.在一个干燥净的茶杯放入优质山泉水，快满时小心颗一颗加入洁净沙子，会到什么现象？若这时在液上加一滴表面活性剂情况又将如何？答：小心入沙子后，杯口液面凸出杯面。因为优山泉水中有丰富的矿物质这些无机盐是非表面活性剂，使的表面张力增大而能持凸出杯面的水的量。当加入表面活性剂后表面张力迅速下降，无法维持凸杯面水的重量，水沿壁淌下，凸面消失11.在一盆清水的面，平行两根火柴棍。水面静后，在火柴棍之间一滴肥皂，两棍间距离是加大了还是小了？

答：纯水的表面张力γ，火柴棍放入后于棍的两的表面张力都是γ，大小相等方向相反所以0火柴棍能止在水面不动。当两之间滴入肥皂水后使这区域的表面张力降为γ，棍的两边表面张力不等。因>0

γ

，所以两之间距离迅速增大。常将γ-γ0

的值称为面压。12.在纯水的液上放一纸，纸船显然不会自动航行。若船尾靠水部分涂抹一点肥，再放入水中，情况又将何？答：纸船放入静止的水，以船底边界，作用在上面的面张力大小相等，向相反，船当然静止不动。当尾涂了肥皂后，由于面活性剂的作用，部表面张力变小，头部表张力未变，所以小船在这不等的面张力作用下，自动前方移动。13.设有内径大一样大的a,f管和内径较的管一起插入水中，除了f管内壁有石蜡外其余全是净的玻璃管，若水在a管内液面升高的高度为h，试估计其余管内的水面高度？若先将水在各管内（管除）都灌到的高度，再让其自动降，结果又如何？a

b

e

f

g

答：各管情况如下：b管与a管的液面一样高管的液面到管口，弯月面形状与a管相似；管的液面也到管，弯月面形状与管相似；管的液面到粗管，弯月面状与管相似；管的液面下降，呈凸面；管液面无化。自动下降，其余不变，结果只有变化，管的液面与管液面一样高。14.有一油水混物，水的量分数为75%，柴油为，明显的分为层。如果将混合物力搅拌得均匀液体但是静止后又会分两，这是为什么？如在混合溶液中加入适量的面活性剂（乳化剂，在强力搅后，得到的均匀液体不在分层，这又是什么？答：柴油水是互不相溶的，当者剧烈振荡时，可相互分散成小液滴，这样来，表面能增大这时又没有能降低表能的第三种物质存，因此这时为不稳定体系体系有自动降低能量的倾向分层后，体系能量降，因此会自动分层加入适量的表面活性剂（化剂，改善的它们间的作用，使其亲和力加强，强力搅拌后，得到均匀液体就不在分层。

15.洗涤剂中为么要含磷有什么害处？答：洗涤剂中要加多种份，其中聚磷酸钠作为助剂加，含量可达以上。主要作用是提高润湿效果、增洗涤剂碱度、促进油乳化、减少不溶性淀在织物表面再沉积等作。但是，洗涤废水排入江河以后含磷成份促进藻类疯，影响鱼虾繁殖。别是江苏太湖受磷污染特严重，沿湖几大城市已作出决定自2000年1月号开始，禁止使用磷洗涤剂洗涤剂是染生产中常用的表面性剂之一而洗涤剂在制造过程中一般加一定量的三聚磷酸钠作助洗剂。聚磷酸钠具有较强的合作用，能将多价金属离子络合。因此，织在硬水中洗涤时能降低水的硬度三聚磷酸钠还对微细机粒子或油脂微滴有分散、乳化、胶溶等作，可提高污垢的悬浮能力，防止垢再沉积到织物上去从而大大提高洗涤的去污能力。三聚磷酸钠身无毒、生物降解性良好，但三磷酸钠中的磷却是引水体富营养化现象一个重要因素。由于大量含磷和含氮化合物流入江河等水中，将引起水中藻类浮游生物急剧生长繁殖，随着藻类丛生、藻层的加厚，阳光照射不到藻类层部，致使底部藻类死而分解。而某些藻在分解过程中还能产生毒，造成鱼、虾等中毒、病变、死。这种现象称为水体营养化现象。16.锄地保墒是么意思？答：大雨后，泥土润湿，团粒构受毛细压力作用此靠紧，形成无数毛细管彼此联接，直通地面。地下水由毛细作用顺着毛细管升，到地面蒸发，致耗尽，庄稼就会枯死。以，雨过天晴后，一定要把土地面的泥土锄松，切断深层联结的毛细管保持地下水不被蒸发，供稼使用。表层含有水份的毛细管分散在植物周围，泥是能被水润湿的，气中的水份也可以在泥土毛细管中凝结，这样保持了土壤水分，使庄稼茂盛生。二、概念题号选项题号选项

1C9

2D10

311A

4C12D

513A

614A

7C15C

8C下列说法中不正确的是。（A）成的新鲜液面都有表面张力（B）平面液体没有附加压力（C）曲液面的表面张力的方向指向率中心（D）曲液面的附加压力指向曲率中答C）表面张力的向总是与面相切。液体在毛细管中上升的度与下列那一个因素无关。

-3-13-3-13（A）度（）液体密度（C）重加速度（D）大气压答D）由于弯曲液面下有加压力，使液体在毛细管上升或下降，上升或下降高度只与液体的性和毛细管半径等因素有关。而大气压力无关。把玻璃毛细管插入水中凹面下液体所受的压力p与平面液体所的压力p相比（0（A）p=

0

（B）<

0

（C）

0

（D不确定答）凹面的附加压力方向与外压相反，曲率半径取负值，附加压力外压相减所以凹面下液体所受的总压力于平面液体所受的压。将一毛细管端插入水中毛细管中水面上升cm，若将毛管向下移动，留了3cm在水面，试问水在毛管上端的行为是（。（A）从毛细管上端溢出（）毛细管上端水面凸形弯月（C）细管上端水面呈凹形弯月面（D）毛细管上端水呈水平面答C）水在毛细管中上端面的形状定于接触角，水能润湿玻璃毛管，上端水面呈凹弯月面，不会因毛管的长短而改变。有一飘荡在空气中的球液膜，内部也是空气。若直径为2×10m，表张力为0.07N·m，则液膜所受总的加压力为（（A）

（B）0.28

（）0.56kPa

（D）答）飘荡在空气中球形液膜两个气-液界面，个凸球面一个凹球面，附加压都指向球心，液膜所受的附加压力是相同半球形液膜的两倍。在相同温度压力下凹面液体的饱和蒸气p与水平面液体饱和蒸气相比（同一种液体）r0（（A）=pr

（B）<r

（C）p>pr

（）不能确定答）凹面的附加压方向与外相反，曲率半径取负值，根据Kelvin公式计算，凹液体的饱蒸气压小于面液体的饱和蒸气压用同一滴管分别滴下

NaOH水溶液、水、乙醇水溶各自的数为（。（A）滴，水溶液滴，乙醇溶液25滴（B）水18滴，NaOH水溶液滴，乙醇溶液15滴（C）滴，水溶液滴，乙醇溶液25滴（D）者的滴数皆为滴

答C）因为在密度相差不的情况下液滴的大小与表面张力有关。般表面张力越大，管端能悬的液滴体也越大。NaOH是非表面活性剂，其水溶液的表面张力比水，滴数应最少，其次是水，乙醇是表面性剂，其水溶液的表张力比水小，所以滴最少。下面说法不正确的是（（A）成的新鲜液面都有表面张力（B）平面液面没有附加力（C）滴越小其饱和蒸气压越小（D）液滴越小其饱和蒸气压越大答C）液滴表面是面，曲率径取正值，根据Kelvin公式，半径越小，其饱和蒸气压大。同一固体,大块颗粒和状颗粒其解度哪个（。（A）块颗粒大（）粉颗粒大（）一样大（）无法比较答）颗粒表面是凸，曲率半取正值，根据Kelvin公式，半径越小，其饱和溶液的浓度大，溶解度也越。10.在一个真空的璃罩内放若干内径不等的洁净毛细管，然后将水气不断通钟罩内，可以观察到在哪种璃毛细管中最先凝聚液体（。（A）内径最大的毛细管（）在内径最小的毛管（C）所有的毛细管中同时凝结（D）无法判断答）在毛细管内小滴的表面凹面，曲率半径取负值，根据Kelvin公式，半径越小，饱和蒸汽压越小，在内径最小的毛细管水蒸气最先凝聚。11.当表面活性物加入溶剂，所产生的结果是（（A）（C）

TT

，正吸附（B），负吸附T，正吸附（），负吸附T答A）表面活性物质加入溶剂后，使液的表面张力明显降低，面张力随表面活性质的浓度加而下降，表浓度高于本体浓度，生正吸附。12.通常称为表活性物质就是指当其加入液体后（（A）降低液体表面张力（）能增大液体表面力（C）影响液体表面张力（）能显著低液体表面张力答D）有机物一般都能降低水的表面力，只有那些能显著降低体表面张力的，才称为表面性物质。13.Langmuir吸附等温式所基的一个假定是（

Vr0.5Vr0.5总2（A）附热是个常数（B）平整的固体表面（C）想的气体行为（D）吸附和附的活化能均为零答（A）Langmuir在导出他的吸附等温时，引进了假定，中一个假定是认为固体表是均匀的，则均匀的固表面上的吸附热应该一个常数。14.气相色谱法测多孔固体比表面，通常是在液温度下使样品吸附气，然后室温下脱附，这种吸附属于列哪一类吸附（（A）理吸附（）化学吸附（C）混合吸（）无法确定答A）液氮在多孔体表面吸主要靠分子之间作用力，故属物理吸附。13.时苯蒸汽在墨上的吸附符合吸附吸附等温式，苯蒸汽的压力40Pa，石墨表面的覆盖度。如果要使覆盖度，则此时苯蒸的压力应制在（。（A）200Pa（）（）760Pa（D）答C）根据Langmuir吸附等式

，时，θ；θ时，p=760Pa三、习题293K时，若将半为的汞珠分散成半为0.1μm的许多小珠，需消的最小功是多少？表面自由能增加多少？

已知293K下，的

=N·m。解：小汞的个数：小汞珠的面积：

3NVr小小

14r2m)1415.7m原来汞珠面积：

2

r

m)

2

2表面积增值：(15.7

)m

2

15.7

2表面Gibbs自由能增加值为：

15.7

2

m=7.47J表面Gibbs自由能的增加值就等于对统作的表面功，所以表面

7.47

-1-3-1-3-3-14-232-1-3-1-3-3-14-232298K时，将直径为的毛细管插入水，问需要多大压力才能防止水上升？（已知298K时水的表面力为72.14×10

-3

N·m

，密度

3

）解：防止面上升需要加的压力就等于毛细管中水成弯月面的附加压力，即ps

2

271.97Nm

2.88NkPa在一封闭容器底上钻一小孔将容器浸入水中深度处恰可使水不浸入中设298K时，水的表面力为

-3

N·m

，密度

3

，求孔的径。解：容器入水中深度处的水的压力，恰好等于小处弯曲液面的附加压力，时水才不会浸入孔中。即

'R

22N3kg

293K时，将直径为1×10m的毛细管插入汞中，则汞在毛细管下降了多？已知293K时，汞的表面张为0.4865N·m，与管壁的接触为，汞的密度为1.35×10。解：根据加压力的计算公式：'汞在毛细中曲面的曲率半径'毛细管半径R之间的关系为：

'cos

R

，则20.4685Ncos150h1.35kgm汞在毛细中下降0.013m

m室温时，将径为

-4

的毛细管插入水—苯两层液体间。水在细管内上至弯液面的高度为4×10m玻璃-水苯的接触是=0.76)，且水和苯的密度分别是和，求水与苯间的界张力为多少？解：由于能润湿毛细管，水在细管内呈弯月面，加压力使水在毛细管内上。毛细管内是水，毛细管外是苯这时达到平衡时的力衡为：

2

苯

gh水苯

苯

(

)水苯

-1-1-3-1-9-1-3-13-3-1-1-1-3-1-9-1-3-13-3-1

(1.03kg

5.16

N

已知水在293K时的表面张力

=0.07288N·m，摩尔质量M=0.018mol，密度=0.998×10

3K时水的饱和蒸压为610.5～K温度区间内的摩尔气化热H=kJ·mol，求K水滴半径′=10m时，水的饱和蒸气。解：首先计算293K时水的饱和蒸气压，这要运用方程pH1ln2pRTTln

p4067012273293

p2074Pa2然后利用Kelvin公式计算293K时，半径为

-9

时的水滴面上饱和蒸气压pln2p0

p222074Pa8.314Jm0.9983kg

如果肥皂水的表面张力0.050，求下列肥皂泡所受到的加压力为多少？（1）肥皂泡的直径为2；（2）肥皂泡的直径为2cm。解：肥皂有内外两个表面，忽泡壁的厚度，故肥泡所受到的附加压力是相半径液面的两倍，则（1）

s

0.050NRm

NPa（2）

s

0.050N

20

20Pa可见，肥泡的曲率半径越小，加压力越大。已知在298K时，水在面上的饱和蒸气压为3167Pa。请计算在相同温度下，半径为nm的水滴表面的蒸压为若干？设水的摩质量为18.×10kg·mol，密度为kg·m，水的表面张力为0.07214N·m

。解：利用Kelvin公式，计算298K时，半径为的水滴面上的和蒸气压

-1-3-21221-1-3-1-3-21221-1-3ln

pp0

ln

p0.072140.997

3

在298K时,在水中有一个半径为0.9nm的蒸汽泡求泡内的蒸气压。已知298K时，水的饱和蒸气压为，水的摩尔质量为0.018

，密度为997kg·m

,

0

=0.07214J·m

。解：利用Kelvin公式，计算298K时，半径为的蒸气泡内的蒸气压。因蒸气泡内壁是凹面曲率半径负值，ln

pp0

ln

0.072140.0183167Pa8.314298)

1.1682p=984.7从计算可，小蒸气泡内的蒸气远小于水平面上的和蒸气压。10.一根毛细管在某液体,毛细管内液体上

-2

。如果把这根毛管插入表张力为原液体表面张力一半、密度也为原液密度一半的另一液中则毛细管内液面上多高假若该毛细管在上述两种液的接触角

均为零。解：根据附加压力的计公式：

h11

'

h2

'两式相比h21=22=1h222毛细管内面上升的高度相同。11.一个用透气多耐火砖制的盛钢液的容器，如要在该容器中盛钢的高度为，底部透气多孔砖的毛细半径应控制为多少，能使钢液不漏已知钢液的

N·，=7000kg·m，钢液对耐火材料接触角。解：钢液耐火材料的接触角大，说明钢液不能润湿耐火砖，钢液在毛细孔内呈凸面。当多砖的毛细孔内钢液的附加压力小于液的静压力时，钢就不会渗漏。

-3-1r-1-6-2-3-1r-1-6-2钢液的附压力为：

p

co

钢液的静力为：

2

<cos150oR>

R<1.6即：当多孔砖毛细孔半径小于1.64×10

-5

，钢液就不会漏出。12.已知在纯水的饱和蒸汽压p密度ρkg·m，表面张力s度下：

N·m在该温（1）将半径=5.0×101水与玻璃间的接触角；

-4

的洁净玻璃毛管插入纯水中，管内液面升的高度为=2.8m试计算（2）若玻璃毛细管的半径为r=2nm，求水蒸气在该毛细管中生凝聚的低压力。2解）由于水能润毛细管，水在毛细管内呈月面，附加压力使水在毛管内上升。最终达平衡：

2

水

ghgh水水cos

水2水

=

997kg

0.028m-420.0718N

m

=0.9526θ=17.7（）利用公式，计算300K时，半径为2.0的水滴面的饱和蒸气压plnrp0

ln

p20.0183.529kPa300

13.假设稀油酸水溶液的面张力

与浓度呈性关系：

=0

-，其中0

为纯水的面张力，为常数，a是质油酸钠的活度。已知298K时，0

=N·，测得该溶液表面吸附油酸钠的吸附超量mol·m，试计算该溶液表面张力2解：根据Gibbs吸附公式2

aRTadaa

-1-1-1-1-1-1-122-1-1-3-3-1-1-1-1-1-1-122-1-1-3-3根据已知件，

d则b2da代入表面力

与浓度的性关系式：

(0.0720.061N0

14.在时，酚水溶液的质量摩尔浓度别为0.05mol·kg和0.127mol·kg，其对应的表面张力分别为

和0.0601

。请计算度区间分别为0～

和～0.127kg

的平均表面超额。已知水在该温度下的表面张力2

N·m

，设苯酚溶液的活度因子都等，活度与浓度的数值同。解：因为稀溶液，设活度因子，表面张力随浓的增加而性下降，吸附公式表示为：

cc=2cRT2

0.05mol0.05mol

=2.134

mol

同理可求

cdc22cRT2

(0.0677-0.0601)N8.314J293Kmol

mol

则：～的平均表面超额（）为：2

+0

同理可求0.05～

的平均表超额（）为：2

=3.64

mol

15.在时，某表面活性剂B的稀水溶液，在浓度c增加而线下降符合如下公式：

的范围内其表面张力随浓度的

/

0.07214

（）导出表面超额与浓度关系式；（）计算c=0.010mol·dm

时的表面额。解）根据Gibbs吸附公

B-1-1-12-1-322-6333B-1-1-12-1-322-6333B

cdB根据已知件，

dd

即：

0.350cBRTc（）因为

B

c0.3500.010=RTc

16.已知293K时，水空气的表面张力为0.07288N·m

，汞-水的表面张为

，汞-空气的表面张力0.4865N·m

。判断水否在汞的表面上铺展来。解：能铺，因为汞-空气的表张力远大水-空气的表面张，水在汞表面上铺展以后，使个系统的自由能下降，所以水在汞的表面上铺展是自发过程。

汞

汞

水17.今有2000m

的池塘，了防止水分蒸发，将尔质量为0.30kg·mol

，密度是900kg·m

的脂肪酸放入池中,使整个水池表面恰好成一层紧密的单分子膜。需此物质多少体积已知此分碳氢链的截面积为。解：脂肪分子在水面上是定向列的，覆盖2000

水面所需肪酸分子数为：N

2m2

9.1

21

NL

V

nM

NML

9.121kg23mol900kg

5.0m所需该脂酸的体积为m，即。18.273K时，用实验测定气体A不同分压在固体B的吸附量V（单位m然后以p/V对p作图，的一直线。的直线的斜率

6.0m3

，截距

M

1.29-1

。试计算体A固体上的吸附系数a。解：根据Langmuir吸附等温式

ap1p，即有：1apVmm则：

k33m

-o-o第十章

胶体分散一、思考憎液溶胶有哪些特征？答1）特有的散程度。粒的大小一般在1之间，所以有动力稳定性强、散射作用明显、不能通过半膜、渗透压低等特点（）多相不均匀性。胶结构复杂是一个具有相界面的超微不均质点。（）热力学不稳定性由于胶粒、表面积大、表面能高，有自聚结降低表面能的势。所以有稳定剂存，由于带电的溶剂化存在，可保护胶粒聚沉。有稳定剂存在时胶粒优吸附哪种离子？答：稳定一般是略过量的某一应物。胶核首先吸与胶核中相同的那个离子例如，制备AgI溶胶时，若KI略过量，胶核优先吸附I离子，利用同子效应保胶核不被溶解。若稳剂是另外的电解质，胶核先吸附的是使自己不溶解的离子，或转成溶解度更小的沉淀的离。一般优先吸附水化作用较弱的离子，所以自然界的然胶粒如泥沙、豆、橡胶等都带负电。把人工培育的珍珠长期藏在干燥箱内，为什么会去原有的光泽?能否再恢复解：珍珠是一种胶体分散系统，其分散相为液体水分散介质蛋白质固体。珍珠长期在干燥箱中存放分散相水逐被干燥箱吸收,胶体分散系统被破，故失去泽。此变化是可逆的，不能再恢。当一束会聚光通过溶胶，站在与入射光线垂直方的同学，看到光柱颜色是淡色；而站在入射光180方向的同学看到的是橙红色，这是为什么？答：站在入射光线垂直方向（侧面）的同学，看的是胶粒的散射光。根据利公式，入射光波长越短，散射越强。所以，蓝色、色光容易散射，散光呈淡蓝色。而对着入射看的同学，看到的是透射光。在光中，波长较短的蓝、紫色光已被散射剩下的透射光主要是波长长的光，所以看到的透射光是橙色的。为什么有的烟囱冒出的黑烟，有的却是青烟？答：有的灰粒子很大，属粗分系统，主要发生光射和吸收，所以看到的是色。这种粒子很快会沉降。而有灰粒极小，小于可见波长，主要发生光射。而短波长的蓝光、紫的散射光强，所以看到的是青烟实际上，看到的不是粒的本身，而是它散射光。为什么晴天的天空呈蓝？为什么日出、日落时云特别红？答：太阳由七色光组成。空气有灰层微粒和小水，当阳光照射地球时，波较短的蓝光、紫光被微粒散射后散射光较强，所以，到的天空呈蓝色，际上看到的是这种散射光而在日出、日落时，太

--+3--+33+3阳接近地线，阳光要穿过厚厚大气层我们才能看。阳光中短波长的青色、色、紫色光被大气层中的微粒散掉了，我们看到的是射较弱的红色、橙的透射光，所以特别绚丽彩。为什么危险信号灯用红？为什么车辆在雾天行驶雾灯规定用黄色？答：因为色光波长很长，不容散射，传得远，可让人在很远时就能看到危信号。雾天，如果用白色雾灯，中一部分短波长的光雾滴散射，光线就变弱。而黄色光波长较长不容易散射。所以雾天在高速公上，必须把后雾灯打，黄色的雾灯很远能看见，可以防止汽车追相撞。为什么在做旋光分析时光源用的是钠光灯？答：因为在蔗糖水解，主要测其旋光度的变化，而不希望有射因素干扰。钠光放出的是一的、波长较长黄色光，不容易发生射。什么是ζ电势？电势的正、负是如何确的？电势的大小与热力学电势有什么区别？ζ电势与憎溶胶的稳定有什么关系？答：电势为双电层的电势，是指胶粒动时，从滑移界面本体溶液电位降称为动电电势。电势的正负则根据附离子的电荷符号来定，胶粒表面吸附