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.σ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.σ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.σ是在一定的温度，压力下，单位表面积中的分子所具有G i bb s 函数值。

D.σ是恒温，恒压下增加单位表面所引起的系统Gi bb s 函数值。

2、均相反应aA+bB=lL+mM 以A ν及B ν分别表示A 和B 的消耗速率，L ν为产物L 的生成速率，今若A ν/B ν=0.5，B ν/L ν=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k 1和k -1分别是0.2S -1和3.938×10-3Pa/s,在35℃时正逆反应的速率常数k 1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 7.896610-⨯Pa 53kJ/mol -1B 5.066410⨯Pa 53kJ/mol -1C 7.896610-⨯Pa -53kJ/mol -1D 5.066410⨯Pa -53kJ/mol -1 5、若一球形液膜的直径为2×10-3m ，比表面自由能为0.7J·m -2，则其所受的附加压力是（ C ）A 5.6 kPaB 1.4 kPaC 2.8 kPaD 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 kJ·mol -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σ/N·m -1=0.1139-1.4410-⨯T/K ，试中T 为绝对温度，在恒温283K 及恒压θp 下，可逆地使水的表面积增加1210-⨯m 2时所必须做的功为（ C ）, 过程中系统的△S=( )A 7.428×210-J 1.4410-⨯ J/KB 7.428×210-J 1.4×610-J/KC 7.428×410-J 1.4×610-J/KD 7.428×210-J 1.4410-⨯ J/K8、反应222HI H I →+，在无催化剂存在时，其活化能E a (非催化) = 184.1 kJ·mol -1；在以Au 作催化剂时，反应的活化能E a (催化) = 104.6 kJ·mol -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 ×108 9、 已知水在293 K 时的表面张力γ = 0.07275 N·m -1，摩尔质量M = 0.018 kg·mol -1，密度为1000 kg·m -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 kJ·mol -1，求293 K 时液滴半径为10-9 m 时水的饱和蒸气压（ D ）A 2047PaB 204.7PaC 607.8 PaD 6078 Pa 10、酸催化反应A H + B 的速率方程是：dtdc A-=k A H c c +,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/molB 102k J/molC 202k J/molD 132k J/mol 二、填空题1、KI 与过量的AgNO 3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、N 2O 5在25℃时分解反应的半衰期为5.70 h ，且与N 2O 5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1.00m μ（610-m ）的雾沫，需要做__-0.914 J __(σ=0.0728)4、在298K 、101.325kPa 下，将直径为1μm 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0.072N•m -1，水的密度为1000kg•m -3，设接触角为0º,重力加速度为g=9.8m•s -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1313163lg(/mol dm min )11.90(/K)k T --⋅⋅=-求出两种反应物的初始浓度均为8.0×10-3 mol·dm -3，10℃时反应半衰期为__23.64min __6、如果水中仅含有半径为1.00×10-3 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 N·m -1，汽化热为40.7 kJ·mol -1。

7、TK 时一级连串反应A k 1 B k 2 C ，已知其k 1=12.6，k 2=1.8×102 s -1起始时只有A ，则中间产物B 的生成的最佳时间（即C B 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t 1/2与NO 的初始压力p 0成反比。

不同温度t 时测得如下数据：t /℃ 694 757 812 p 0/kPa 39.20 48.00 46.00 t 1/2/s 1520 212 53试求：(1) 反应在694℃时的速率常数__1.678×10-8 Pa -1.s -1__；(2) t = t 1/2时反应混和物中N 2的物质的质量分数__0.25__9、溴乙烷分解反应的活化能E a =229.3kJ·mol -1，650K 时的速率常数k=2.14×10-4s -1，现欲使此反应再20min 内完成80%，问应将反应温度控制为406℃10、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6.72×10-5 cm -3 三、计算题1、苯的正常沸点为354.45 K ，汽化热为33.9 kJ·mol -1，293.15 K 时，苯的表面张力为28.9×10-3 N·m -1，密度为879 kg·m -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vap m11ln101325293.15354.45H pR∆⎛⎫=-- ⎪⎝⎭将m vap H ∆=33900J/mol , R=8.314 J/mol / K 代入， 解得p=9151Pa33r 62.28191078101ln 91518.314293.287910p ---⨯⨯⨯=⨯⨯⨯ 解得：r p =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r p3r 21ln3.29210p M p RT rγρ-=⨯=-⨯ p p r=0.9967r p =9151×0.9967=9121 Pa 2. 某气相1-2级对峙反应：298 K 时，k + = 0.20 s -1，k - = 5.0×10-9s -1·Pa -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K ；(2) 正、逆向反应的活化能；(3) 总反应的r m H ∆；(4) 298 K 时若反应物A 的起始压力p A,0 = 1.0×105 Pa ，则总压力达到1.5×105 Pa 需多少时间？解：(1) 从题给-k 的单位看出，速率常数不是c k ，而是p k 。

由平衡常数与速率常数的关系可知Kp=-+,,p p k k =9100.520.0-⨯Pa=4.0×107Pa θK =νθ∆-)(P K P =θP K P /=4.0×107/101×103=395 (2) 由阿累尼乌斯公式：a 2112()11ln()()E k T k T R T T =- 当温度由298 K 升高到310 K 时，+k 和-k 均增大一倍，即：+E =-E =2ln 1212T T T RT -=2ln 298310298310314.8-⨯⨯=44.4kJ/mol (3) 由平衡常数和温度的关系式：r m2d ln d H K TRT∆= 代入-+=,,p p p k k K ；111,,22d ln(/s )d ln(/Pa s )d ln d d d p p k k E E K TTTRT RT---+-+-⋅=-=- 所以 m r H ∆=+E --E =0 (4) 反应0=t ： 0p 0 0t 时刻： p p -0 p pt 时刻，p(总)=p o +p p= p(总) - p o =(1.5×510-1.0×510)Pa=5×410 Pa 反应速率公式为：2A B C 00d ()()d pk p k p p k p p k p k p k k p p t +-+-++-=-=--=-+ 由于在t 时刻，p k - =(5.0×910-×5×410)s -1=2.5×410- s -1<<+k 所以+k +p k - ≈+k则速率方程可近似化为： 0d ()d pk p p t+=- t=p p p k o o -+ln 1=45105100.1ln20.01⨯⨯s=3.47s解析一、选择题1.解：C 应为单位表面积中的分子比相同的数量的内部分子“超额”吉布斯函数2、解：A ν/B ν=a:b=0.5 b=2a B ν/L ν= b ：l=0.5 l=2b=4a3、解：活塞关闭时，由于肥皂膜产生附加压力，p ∆=p 内-p 外=rσ4。