物理化学第十二章模拟试卷A及答案

物理化学第十二章模拟试卷A班级姓名分数

一、选择题(共10题20分)

1.除了被吸附气体的气压须适当之外，下列因素中哪个对气体在固体表面发生多层吸附起主要影响？()

(A)气体须是理想气体

(B)固体表面要完全均匀

(C)气体温度须接近正常沸点

(D)固体应是多孔的

2.气相中的大小相邻液泡相碰,两泡将发生的变化是：()

(A)大泡变大,小泡变小(B)大泡变小,小泡变大

(C)大泡、小泡均不变(D)两泡将分离开

3.若气体A在催化剂上的吸附活化能Ea不随覆盖度 变化,则其吸附速率服从下列那种方程式?()

(A)Langmuir速率方程式(B)Elovich速率方程式

(C)Kwan速率方程式(D)以上A、B、C皆可

4.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

5.二元溶液及其溶剂的比表面自由能分别为 和 0，已知溶液的表面超量 2<0，则 与 0之间的关系符合以下哪种？()

(A) > 0(B) = 0(C) < 0(D)不能确定

6.已知某溶液溶于水后，溶液表面张力 与活度a的关系为：

= 0-Aln(1+ba)，其中 0为纯水表面张力，A、b为常数，则此溶液中溶质的表面过剩 与活度a的关系为：()

(A) =-Aa/RT(1+ba)(B) =-Aba/RT(1+ba)

(C) =Aba/RT(1+ba)(D) =-ba/RT(1+ba)

7.已知1000K时，界面张力如下： (Al2O3(s)-g)=1N·m-1,

(Ag(l)-g)=0.92N·m-1, (Ag(l)-Al2O3(s))=1.77N·m-1。则1000K时，液态银滴在Al2O3(s)表面上的接触角 是：()

(A)33.2°(B)46.5°(C)101.2°(D)146.8°

8.水平仪中有一个椭球形的液泡，长短半轴分别为0.8和0.3cm，已知水的表面张力为0.07197N·m-1，液泡的附加压力为：（）

(A)18Pa(B)33Pa(C)48Pa(D)66Pa

9.汞不湿润玻璃，其密度 =1.35×104kg·m-3，水湿润玻璃，密度 =0.9965×103kg·m-3，汞在内径为1×10-4m的玻璃管内下降h1，在直径为1×10-3m的玻璃管内下降h2；水在直径为1×10-4m的玻璃管内上升h3，在直径为1×10-3m的玻璃管内上升h4，令h1/h2=A，h3/h4=B，则有：()

(A)A>B(B)A<B(C)A=B(D)不能确定A与B的关系*.用同一支滴管滴下水的滴数和滴相同体积苯的滴数哪个多?()

(A)水的多(B)苯的多(C)一样多(D)随温度而改变

二、填空题(共9题18分)

11.室温时，水在一根粗细均匀的玻璃毛细管中，将上升到高度h，如将毛细管折断至h/2处，水将沿壁升至_______处，此时管中水面的曲率半径将_________。

12.液态汞的表面张力 =0.4636N·m-1+8.32×10-3N·m-1·K-1·T-3.13×10-7N·m-1·K-2·T2在400K时，汞的（ U/ A）T,V=13.表面活性剂的结构特征是14.一般说来，物理吸附的吸附量随温度增高而___________，化学吸附的吸附量随温度增高而____________。

15.300K时，水的表面张力 =0.0728N·m-1，密度 为0.9965×103kg·m-3。在该温

度下，一个球形水滴的饱和蒸气压是相同温度平面水饱和蒸气压的2倍，这个小水滴的半径是____________________。

16.界面吉布斯自由能和界面张力的相同点是；不同点是。

17.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_____。

18.在298K时，正丁醇水溶液表面张力对正丁醇浓度作图，其斜率为-0.103N·m-1·mol-1·kg，正丁醇在浓度为0.1mol·kg-1时的表面超额 为：。

19.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(共5题40分)

20.某一体系的吸附等温线可表达为经验式 ＝Apn。 是固体表面在吸附气体的平衡压力p下的覆盖度,A和n均为经验常数。在两个温度下测定其经验常数值见表。试计算 ＝0.1和 ＝0.5时的等量吸附焓变 Ha,并解释所得结果。

T/KAB

400

4200.0650.0140.430.55

21.200℃时,测定氧在某催化剂上的吸附作用,当氧的平衡压力为p 及10×p 时,每克催化剂吸附氧的量换算成标准状况下的体积分别为2.5cm3和4.2cm3。设该吸附作用服从兰缪尔公式。试计算当氧的吸附量为饱和吸附量的一半时，氧的平衡分压为若干?

22.在298K,小水滴的蒸气压是平面水蒸气压的2.7倍,求液滴半径?纯水蒸气的过饱和度达2.7时才能凝聚出上述大小的液滴,求每滴水中含H2O分子数目?已知这时纯水的 0为7.197×10-2J·m-2。

23.甲醇用浮石银作催化剂氧化脱氢制甲醛时，原料甲醇每小时进料量为2.5×103m3，每小时生成含甲醛36.7%、甲醇7.85%的水溶液3400m3。该溶液密度为1095kg·m-3，试计算浮石银催化剂对生成甲醛反应的选择性，已知甲醇密度为793.2kg·m-3，甲醇浓度为99.5%。

24.25℃时，乙醇水溶液的表面张力 (N·m-1)与活度的关系如下：

=0.072-5.0×10-4a+2.0×10-4a2,求活度为0.5的溶液的表面超量 。

四、问答题(共3题20分)

25.若一固体溶于某溶剂形成理想稀溶液，试导出半径为r的固体饱和浓度cr与颗粒大小有如下关系：

RTlncr2 M c0 r

其中c0为大块固体的饱和浓度， 为固-液界面张力，M为固体的摩尔质量， 为固体的密度。

26.离子型表面活性剂可分为哪三类?请各举一例。

27.微小尘粒落入过饱和盐溶液时,立即有晶体析出。由此说明盐-尘粒的界面张力 盐-尘与尘-液的界面张力 尘-液何者较大?

参考答案

一、选择题(共10题20分)

1.(C)2.(A)3.(A)4.(C)5.(A)( / a)T>06.(C)( / a)T=-Ab/(1+ba)

7.(D)8.(B)9.(C)*.(B)

二、填空题(共9题18分)

11.管端，变大。

12.dU=TdS-pdV+ dA( U/ A)T,V=T( S/ A)T,V+ =-T( / T)A,V+ =0.514J·m-2

13.两亲性

14.降低；先增加，后降低

15.R'=1.52×10-9m

16.量纲和数值相同；物理意义和单位不同。

17.化学吸附的强度；中等强度的化学吸附。

18.4.16×10-6mol·m-2

S=3.14×10-3J·K-119.W=- dA=-14.34×10-6J

三、计算题(共5题40分)

20.10分[答]由题给条件计算不同温度下,各个 下吸附气体的平衡压力值(见表)(4分)

由式ln(p2/p1)=( Ha/R)(1/T2-1/T1),求 Ha

=0.1时 Ha=-179.8kJ·mol-1

=0.5时 Ha=-122.6kJ·mol-1(4分)随 增加, Ha减小,表明吸附总是首先发生在活性最大的位置上,然后再依次吸附在活性较低位置。(2分)

0.10.5

p(400K)/kPa0.49615.3

根据题意可联立方程p(420K)/kPa35.96665.821.10分[答]兰缪尔公式1/V=(1/Vmb)×(1/p)+1/Vm

(1)1/2.5=(1/Vmb)×(1/1)+1/Vm

(2)1/4.2=(1/Vmb)×(1/10)+1/Vm

解方程组得1/Vm=0.22cm-3,1/b=0.82p ,

当V=(1/2)Vm时,解得p=1/b=0.82p

22.10分[答]RTln(p/p0)=2 M/( R’)(4分)

R’=1.06×10-9m,N=(4/3) (R’)3 L/M=148(各3分)23.5分[答]2CH13OH 2O2 2HCHO H2O H2

x 0.995 2.5 103 793.2 3400 0.0785 1095

2.5 103 793.2 0.995 100% 85.2%

y 3400 0.367 1095

2.5 103 793.2 0.995 30/32 100% 7387%.

s y

x 86.7%（5分）

24.5分[答]d /da＝－5.0×10-4＋2×2.0×10-4a(2分)

2＝－a/(RT)×d /da＝6.05×10-8mol·m-2(3分)

四、问答题(共3题20分)

25.10分[答]溶液中半径为r的固体颗粒所受压力为p' p0 pps l

s，s 2

r（2分） (s) (l) RTlnc

溶解平衡时：c$

RT (s) $

lnc

p(s) p(s) V(s)

T m

T

lncrp'

lncRTdlnc 0 pV0m(s)dp(s) Vm(s) p' p0

RTlncr2 s lVm(s)

c

0r

V M

而m(s)

RTlncr 2 s lM

c0 r

26.5分[答](1)阴离子型,如羧酸盐R-COONa(2分)

(2)阳离子型,如伯胺盐R-NH2·HCl(2分)

(3)两性型,如氨基酸型R-NHCH2-COOH（1分)27.5分[答]设尘-液界面为A1,盐在尘上析出后,得尘-盐界面为A1,盐液界面为A2,析出过程的 G<0,即 G＝ 盐-液A2+ 盐-尘A1- 尘-液A1<0(2分)

尘-液> 盐-液A2/A1＋ 盐-尘

所以 尘-液> 盐北-尘(3分)（2分）4分）2分）（（

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