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. 2 分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. 2 分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. 2 分若气体 A 在催化剂上的吸附活化能E a不随覆盖度θ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. 2 分单组分气-液平衡体系，在孤立条件下，界面 A 发生了 d A > 0 的微小变化, 体系相应的熵变 d S变化为： ( )(A) d S > 0 (B) d S = 0(C) d S < 0 (D) 不能确定5. 2 分二元溶液及其溶剂的比表面自由能分别为γ和γ0，已知溶液的表面超量Γ2< 0，则γ与γ0之间的关系符合以下哪种？ ( )(A) γ > γ0(B) γ = γ0(C) γ < γ0(D) 不能确定6. 2 分已知某溶液溶于水后，溶液表面张力γ与活度a的关系为：γ = γ0- Aln(1 + b a)，其中γ0为纯水表面张力，A、b 为常数，则此溶液中溶质的表面过剩Γ与活度a的关系为： ( )(A) Γ = - A a / RT(1+b a)(B) Γ = - Ab a / RT(1+b a)(C) Γ = Ab a / RT(1+b a)(D) Γ = - b a / RT(1+b a)7. 2 分已知 1000 K 时，界面张力如下：γ( Al2O3(s)-g ) = 1 N·m-1,γ( Ag(l)-g )= 0.92 N·m-1, γ( Ag(l)-Al2O3(s) )= 1.77 N·m-1。

则 1000 K 时，液态银滴在 Al2O3(s) 表面上的接触角θ是： ( )(A) 33.2° (B) 46.5°(C) 101.2° (D) 146.8°8. 2 分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) 66Pa9. 2 分汞不湿润玻璃，其密度ρ = 1.35×104 kg·m-3，水湿润玻璃，密度ρ = 0.9965×103 kg·m-3，汞在内径为 1×10-4 m 的玻璃管内下降h1，在直径为 1×10-3 m的玻璃管内下降h2；水在直径为 1×10-4 m 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*. 2 分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. 2 分室温时，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. 2 分液态汞的表面张力γ= 0.4636 N·m-1 + 8.32×10-3 N·m-1·K-1·T - 3.13×10-7 N·m-1·K-2·T2在 400 K 时，汞的（∂U/∂A）T, V = 。

13. 2 分表面活性剂的结构特征是。

14. 2 分一般说来，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. 2 分300 K 时，水的表面张力γ= 0.0728 N·m-1，密度ρ为 0.9965×103 kg·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. 2 分界面吉布斯自由能和界面张力的相同点是不同点是。

17. 2 分从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. 2 分在 298 K时，正丁醇水溶液表面张力对正丁醇浓度作图，其斜率为-0.103 N·m-1·mol-1·kg，正丁醇在浓度为 0.1 mol·kg-1时的表面超额Γ为：。

19. 2 分T = 298 K时, 水-空气表面张力γ= 7.17×10-2 N·m-1,（∂γ / ∂T）p, A = - 1.57×10-4 N·m-1·K-1。

在T，p 时，可逆地增加 2 cm2表面,对体系所作的功W =___________, 熵变∆S =_____________。

三、计算题 ( 共 5题 40分 )20. 10 分某一体系的吸附等温线可表达为经验式θ＝A p n。

θ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。

∆H a, 并解释所得结果。

21. 10 分 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 2.5 cm 3 和 4.2 cm 3。

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. 10 分在 298 K, 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 H 2O 分子数目? 已知 这时纯水的 γ0 为 7.197×10-2 J ·m -2。

23. 5 分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2.5×103 m 3，每小时生成含甲醛36.7%、甲醇7.85%的水溶液3400 m 3。

该溶液密度为1095 kg ·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793.2 kg ·m -3，甲醇浓度为99.5%。

24. 5 分25℃时，乙醇水溶液的表面张力 γ (N ·m -1)与活度的关系如下： γ =0.072-5.0×10-4a +2.0×10-4a 2, 求活度为 0.5 的溶液的表面超量Γ。

四、问答题 ( 共 3题 20分 )25. 10 分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c r 与颗粒大小有如下关系：r 02ln c M RT c r γρ= 其中c 0为大块固体的饱和浓度，γ为固-液界面张力，M 为固体的摩尔质量，ρ为固体的密度。

26. 5 分离子型表面活性剂可分为哪三类? 请各举一例。

27. 5 分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γ盐-尘 与尘-液的界面张力γ尘-液何者较大?参考答案一、选择题 ( 共10题 20分 )1. 2 分[答] (C)2. 2 分[答] (A)3. 2 分[答] (A)4. 2 分[答] (C)5. 2 分[答] (A) (∂γ/∂a)T > 06. 2 分[答] (C) (∂γ/∂a)T = - Ab/(1 + b a)7. 2 分[答] (D)8. 2 分[答] (B) （2分）9. 2 分[答] (C)*. 2 分[答] (B)二、填空题 ( 共 9题 18分 )11. 2 分[答] 管端，变大。

12. 2 分[答] d U = T d S - p d V + γd A(∂U/∂A)T, V = T (∂S/∂A)T, V + γ = -T(∂γ /∂T)A, V + γ= 0.514 J·m-213. 2 分[答] 两亲性 (2分)14. 2 分[答] 降低；先增加，后降低15. 2 分[答] R' = 1.52×10-9 m16. 2 分[答] 量纲和数值相同；物理意义和单位不同。

17. 2 分[答] 化学吸附的强度；中等强度的化学吸附。

18. 2 分[答] 4.16×10-6 mol·m-219. 2 分[答] W = - γd A = -14.34×10-6 J∆S = 3.14×10-3 J·K-1三、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θ下吸附气体的平衡压力值(见表) (4分)由式 ln(p2/ p1)= (∆H a/ R)(1/T2-1/T1), 求∆H aθ= 0.1 时∆H a= -179.8 kJ·mol-1θ= 0.5 时∆H a= -122.6 kJ·mol-1 (4分)随θ增加, ∆H a减小, 表明吸附总是首先发生在活性最大的位置上, 然后再依次分)21. 10 分[答] 兰缪尔公式 1/V = (1 / V m b)×(1/p) + 1/V m根据题意可联立方程(1) 1/2.5 = (1/ V m b)×(1/1) + 1/V m(2) 1/4.2 = (1/ V m b)×(1/10) + 1/V m解方程组得 1/V m= 0.22 cm-3, 1/b= 0.82p ,当V=( 1/2)V m时, 解得p=1/b = 0.82p22. 10 分[答] RT ln( p / p 0)= 2γ M / (ρR ’) (4分)R ’= 1.06×10-9 m, N = (4 / 3)π ( R ’)3ρL / M = 148 (各3分)23. 5 分[答] 21223222CH OH O HCHO H O H +→++ x =⨯⨯⨯-⨯⨯⨯⨯⨯⨯=0995251079323400007851095251079320995100%852%33........ y =⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=3400036710952510793209953032100%7387%3..../.s y x ==867%. （5分）24. 5 分[答] d γ /d a ＝－5.0×10-4＋2×2.0×10-4a (2分)Γ 2＝－a /(RT )×d γ/d a ＝6.05×10-8 mol ·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 0s 'p p p =+，s ls 2pr γ-=（2分）溶解平衡时：(s)(l)ln cRT c μμμ==+ （2分）m (s)ln (s)(s)(s)T T c RT Vp p ∂μμ∂∂∂⎧⎫⎡⎤-⎡⎤⎪⎪⎣⎦==⎨⎬⎢⎥⎣⎦⎪⎪⎩⎭()r 00ln 'm m 0ln dln (s)d (s)(s)'c p c p RT c V p V p p==-⎰⎰s l m r 02(s)ln V c RT c r γ-=（4分）而 V Mm (s)=ρs l r 02ln Mc RT c r γρ-= （2分）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-NH 2·H Cl (2分)(3) 两性型, 如氨基酸型 R-NHCH 2-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＝γ盐-液A2+γ盐-尘A1-γ尘-液A1< 0 (2分)γ尘-液 > γ盐-液A2/A1＋γ盐-尘所以γ尘-液 >γ盐北-尘 (3分)。