物理化学第十二章模拟试卷A及答案.doc
【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流物理化学第十二章模拟试卷A及答案.精品文档.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 Ea不随覆盖度q 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 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. 2 分 二元溶液及其溶剂的比表面自由能分别为 g 和 g0，已知溶液的表面超量 G2< 0，则g 与 g0之间的关系符合以下哪种？ ( ) (A) g > g 0 (B) g = g 0 (C) g < g 0 (D) 不能确定 6. 2 分 已知某溶液溶于水后，溶液表面张力g与活度 a 的关系为： g = g0- Aln(1 + ba)，其中 g0为纯水表面张力，A、b 为常数，则此溶液中溶质的表面过剩 G 与活度 a 的关系为： ( ) (A) G = - Aa / RT(1+ba) (B) G = - Aba / RT(1+ba) (C) G = Aba / RT(1+ba) (D) G = - ba / RT(1+ba) 7. 2 分 已知 1000 K 时，界面张力如下： g ( Al2O3(s)-g ) = 1 N·m-1, g ( Ag(l)-g )= 0.92 N·m-1, g ( 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q 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r = 1.35×104 kg·m-3，水湿润玻璃，密度 r = 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 1×10-3 m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 g = 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g = 0.0728 N·m-1，密度r 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 G 为： 19. 2 分 T = 298 K时, 水-空气表面张力 g = 7.17×10-2 N·m-1, （¶g / ¶ 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DS =_。 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q A pn。q 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q 0.1 和q 0.5 时的等量吸附焓变DHa, 并解释所得结果。 T / K A B 400 0.065 0.43 420 0.014 0.5521. 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 cm3 和 4.2 cm3。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 H2O 分子数目? 已知 这时纯水的 g0 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 m3，每小时生成含甲醛36.7%、甲醇7.85%的水溶液3400 m3。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 g (N·m-1)与活度的关系如下： g =0.072-5.0×10-4a+2.0×10-4a2, 求活度为 0.5 的溶液的表面超量G。 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cr与颗粒大小有如下关系：其中c0为大块固体的饱和浓度，g为固-液界面张力，M为固体的摩尔质量，r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 g盐-尘 与尘-液的界面张力g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) (¶g/¶a)T > 0 6. 2 分 答 (C) (¶g/¶a)T = - Ab/(1 + ba) 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 dU = TdS - pdV + g dA (¶U/¶A)T, V = T (¶S/¶A)T, V + g = -T(¶g /¶T)A, V + g = 0.514 J·m-2 13. 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 m 16. 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-2 19. 2 分 答 W = - g dA = -14.34×10-6 J DS = 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q 下吸附气体的平衡压力值(见表) (4分) 由式 ln(p2/ p1)= (DHa/ R)(1/T2-1/T1), 求DHa q = 0.1 时 DHa= -179.8 kJ·mol-1 q = 0.5 时 DHa= -122.6 kJ·mol-1 (4分) 随q 增加, DHa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) q 0.1 0.5p(400 K) /kPa 0.496 15.3p(420 K) /kPa 35.96 665.821. 10 分 答 兰缪尔公式 1/V = (1 / Vmb)×(1/p) + 1/Vm 根据题意可联立方程 (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= 0.22 cm-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)= 2g M / (rR) (4分) R= 1.06×10-9 m, N= (4 / 3)p ( R)3rL / M = 148 (各3分) 23. 5 分 答 （5分）24. 5 分 答 dg /da5.0×10-42×2.0×10-4a (2分) G 2a/(RT)×dg/da6.05×10-8 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 ， （2分） 溶解平衡时： （2分） （4分） 而 （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-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 DG <0, 即DGg盐-液A2+g盐-尘A1-g尘-液A1< 0 (2分) g尘-液 > g盐-液A2/A1g盐-尘 所以 g尘-液 >g盐北-尘 (3分)
