物理化学试题库

答：当在图中右端加热时，润湿性液体（左图）将向左移动；而不润湿性液体（右图）将向右移动。因为表面张力随温度的升高而降低，润湿性液体（左图）两弯曲液面的附加压力分别指向管的左右两端，当右端加热时，右端的附加压力降低，因此液体将向左移动；而不润湿性液体（右图）因两附加压力指向液体内部，则右端加热时，液体移动方向正好相反，向右移动。 542．从资料上查得某固体的σs-g数据可否直接代入杨氏方程

σl-gcosθ=σs-g-σs-l?

答：不可以。因为杨氏方程只有在平衡条件下才成立，故式中σs-g是指被所研究的液体的蒸气所饱和的气相与固相之间的界面张力。固体表面吸附液体蒸气后它的表面张力就会下降，故σs-g低于资料上的数值，而资料上σs-g的气相是指空气。

;是非题 ;填空题

543．为了提高农药杀虫效果，应选择润湿角(>90°, <90°) __<90°__的溶剂。(1分)

544．配置农药时，为了提高农药的利用率，通常配成乳状液，越分散越好。根据学到的表面化学知识，该乳状液在作物表面上的润湿角应为__<90?____，它与____

?作物??作物?药??药cos?或三个表面张力_____ 有关.(2分)

545．(2分) 表面活性剂是加入 少 量就能显著 降低 溶液(或溶剂)表面张力的物质。

546．(2分) 溶液表面的吸附现象与固体表面吸附气体的明显区别之一是溶液表面可以产生 负 吸附，这是因为σ溶质 < σ溶剂。(填“正”或“负”和“>”或“<”)

;计算题

547．(10分)20 ℃时水的表面张力为 72.8 mN.m的附加压力.

解: 2γM 2×72.8×10

×18×10

m

蒸气压为 2.34 kPa. 某水滴的蒸气压为 2.40 kPa,估算此水滴的半径及水滴表面

r = ─────── = ─────────────── = 42.5×10 ρRTln( p/p

) 10

×8.314×293ln(2.40/2.34) /(42.5×10

) = 3.43×10

Pa

p = 2γ/r = 2×72.8×10

kPa

= 3.43×10

548．(10分) 配制某表面活性剂的水溶液，其稀溶液的表面张力随溶液浓度的增加而线性下降，当表面活性剂的浓度为10-4mol·L-1

时，表面张力下降了3×10-3N·m-1。请计算293K下该浓度下溶液的表面吸附量和表面张力。已知293K下纯水的表面张力为0.0728N·m-1。

d???(?3?10?3)?????30N?m-1?(mol?L-1)-1 （3分） 解：依题意有??4dc?c10 则根据吉布斯吸附等温式得：

cd?10?4?30Γ?????1.21?10?6mol?m-2 （3分）

RTdc8.314?293因为 Δσ = σ0－σ， （2分） 所以，此浓度条件下溶液的表面张力为：

σ =σ0 －Δσ = 0.0728 － 0.003 = 0.0698 N·m （2分）

-1

549．（12分）在298 K、101.325 kPa下，将直径1 μｍ的毛细管插入水中，在管内需加多大压强才能防止水面上升?若不加额外压 53

-1-3强，则管内液面能升多高?已知该温度下?H2O?72.75mN?m，接触角θ＝0，重力加速度ｇ＝9.8 m·s-2。?H2O?1000kg?m，

若接触角θ ＝30，结果又如何？

解：水在毛细管中的上升是因为弯曲水面上的附加压强所致，

根据杨-拉普拉斯公式ps?

○

2?， r其中r =rm cosθ = 5×10-7×1 = 5×10-7m (3分)

2?2?72.75?10?3??291?103Pa (2分) 所以，ps??7r5?102?cos?291?103 再根据毛细管上升公式h???29.69m (3分)

?grm1000?9.8 若接触角θ ＝30，则r =rm cosθ = 5×10-7×0.866 = 4.33×10-7m

○

2?2?72.75?10?3??336?103Pa (2分) 故 ps??7r4.33?102?cos?252?103h???25.71m (2分)

?grm1000?9.8550．(6分)20 ℃时一个直径为 1 cm的肥皂泡在空气中要保持不破裂, 其泡内气体压力应为多大 ? 已知 20 ℃时纯水的表面张力为 72.75×10 N/m. 由于肥皂溶入而使水的表面张力下降 80 ％.大气压力按 101.325 kPa计. 解: R = 0.5×10

m

-3

γ = (1-0.8)γo = 0.2γo = 0.2×72.75 = 14.55 mN/m 泡内压力 p ＝ p

＋

p ＝ p

＋ 4γ/R

/(0.5×10

)]×10

＝ 101.337 kPa

＝ 101.325＋[4×14.55×10

2?3?1?3??58.85?10N?mHO551．已知100℃时水的表面张力, 密度为??958kg?m。在100℃、101325Pa压力下的纯水中，假?8设在水面下形成一个半经R`?10m的小气泡。问：

（1）该小气泡需承受那些力的作用，大小是多少？ （2）小气泡内水的蒸汽压多大？ （3）由以上数据说明液体过热的原因。

（15分）

解：（1）该小气泡需承受的力：

P?PS?P大气?2??P大气R`2?58.85?10?37?[?101325]Pa?1.19?10Pa?81?10

（2）小气泡内水的蒸汽压设为pr

54

8.314J.mol?1.K?1?373.15KTlnRTlnpr2?M?*?R`ppr101325Pa

2?58.85?10?3N.m?1?18?10?3kg.mol?1?958kg?m?3?(?1?10?8m)

pr?94.3kPa

（3）计算表明小气泡内水的蒸汽压远远小于小气泡承受的压力

pr?94.3kPa??P

因此小气泡不能存在，只有体系温度升高，表面张力降低，则曲界面附加压力减小，同时温度升高，气泡中蒸气压增大，液体

才能沸腾。

552．（10分）373K时水的表面张力为5.89×102 N·m1，密度为958.4 kg·m3。问直径为107 m 的球形凹面上，373K时，水

－

的蒸气压为多少？在101325Pa的外压下能否从373K的水中蒸发出直径为107 m 的水蒸气泡？

解： ln(P/P°)＝2γM/(RTρR') P＝99887Pa

P＜PO，不能蒸发出 553．（本题 7 分 ）已知在?33.6℃时，CO(g)在活性炭上的吸附符合朗缪尔直线方程。经测定知，该（p/V）～p直线的斜率为23.78 kg·m，截距为131 kPa·kg·m，试求朗缪尔方程中的常数Vm及b。 解：斜率 m= 23.78 kg·m-3 = 1/Vm

所以 Vm = 1/m =0.0420 m3 (STP)·kg-1 （3分） 截距q= 131 kPa·kg·m-3 = 1/（Vm ·b）

所以 b= 1/（Vm·q）= 1/（0.0420 m3·kg-1×131 kPa·kg·m-3）= 1.82×10-4 Pa-1 （7分） 554．（本大题 12 分 ）25 ℃半径为1 ?m的水滴与蒸气达到平衡，试求水滴的内外压力差及水滴的饱和蒸气压。已知25 ℃时水的表面张力为71.97×10-3 N·m-1 ，体积质量(密度)为0.9971 g·cm-3 ，蒸气压为 3.168 kPa，摩尔质量为18.02 g·mol-1。 解：

= 143.9×10 3 Pa = 143?9 kPa （3分） ln

= 1.049 × 10 -3

= 1.001

所以 3.171 kPa （7分）

-3

-3

－

－

－

－

!第十章 化学动力学 ;选择题

555．涉及化学动力学的以下说法中不正确的是

(A) 一个反应的反应趋势大，其速率却不一定快 (B) 一个实际进行的反应, 它一定同时满足热力学条件和动力学条件

(C) 化学动力学不研究能量的传递或变化问题 (D）快速进行的化学反应, 其反应趋势不一定大 答案：C 556．关于化学反应速率的各种表述中不正确的是

(A) 反应速率与系统的大小无关而与浓度的大小有关 (B) 反应速率与系统中各物质浓度标度的选择有关

(C) 反应速率可为正值也可为负值 (D) 反应速率与反应方程式写法无关 答案：C 557． 用化学方法测定反应速率的主要困难是

(A) 很难同时测定各物质浓度 (B) 不能使反应在指定的时刻完全停止

(C) 不易控制温度 (D) 混合物很难分离 答案：B 558． 关于反应级数的各种说法中正确的是

(A) 只有基元反应的级数是正整数 (B) 反应级数不会小于零 55(C) 反应总级数一定大于对任一反应物级数 (D) 反应级数都可通过实验来确定 答案：D 559． 关于反应分子数的不正确说法是

(A) 反应分子数是个理论数值 (B) 反应分子数一定是正整数

(C) 反应分子数等于反应式中的化学计量数之和 (D) 现在只发现单分子反应、双分子反应、三分子反应 答案：C

560．关于对行反应的描述不正确的是

(A) 一切化学变化都是可逆反应, 不能进行到底 (B) 对行反应中正逆反应的级数一定相同

(C) 对行反应无论是否达到平衡, 其正逆反应的速率常数之比为定值 (D) 对行反应达到平衡时, 正逆反应速率相同 答案：B 561．下述结论对平行反应不适合的是

(A) 总反应速率等于同时进行的各个反应速率之和 (B) 总反应速率常数等于同时进行的各个反应速率常数之和

(C) 各产物的浓度之积等于相应反应的速率常数之积 (D) 各反应产物的生成速率之比等于相应产物的浓度之比 答案：C 562.利用活化能和温度对反应速率的影响关系能控制某些复杂反应的速率, 即所谓活化控制。下面的反应中都可进行活化控制的是(A)平行反应和连串反应 (B)可逆反应和链反应 (C)可逆反应和连串反应 (D)连串反应和链反应 答案：A 563．和阿累尼乌斯理论相比, 碰撞理论有较大的进步, 但以下的叙述中有一点是不正确的, 即

(A) 能说明质量作用定律只适用于基元反应 (B) 引入几率因子, 说明有效碰撞数小于计算值的原因

(C) 可从理论上计算速率常数和活化能 (D) 证明活化能与温度有关 答案：C 564．绝对反应速率理论的假设不包括

(A)反应物分子在碰撞时相互作用的势能是分子间相对位置的函数 (B)反应物分子与活化络合物分子之间存在着化学平衡 (C) 活化络合物的分解是快速步骤 (D) 反应物分子的相对碰撞动能达到或超过某个值时才发生反应 答案：D 565． 按照绝对反应速度理论，实际的反应过程非常复杂，涉及的问题很多，与其有关的下列说法中正确的是 (A)反应分子组实际经历的途径中每个状态的能量都是最低的

(B)势能垒就是活化络合物分子在马鞍点的能量与反应物分子的平均能量之差 (C) 反应分子组到达马鞍点之后也可能返回始态

(D) 活化络合物分子在马鞍点的能量最高 答案：C 566． 光化反应与黑暗反应的相同之处在于

(A) 反应都需要活化能 (B) 温度系数小

(C) 反应都向ΔG(恒温恒压,W'=0时)减小的方向进行 (D) 平衡常数可用通常的热力学函数计算 答案：A 567． 与光化学基本定律有关的说法中正确的是

(A) 凡是被物质吸收了的光都能引起光化反应 (B) 光化反应所得到的产物数量与被吸收的光能的量成正比

(C) 在光化反应中, 吸收的光子数等于被活化的反应物微粒数 (D) 在其它条件不变时, 吸收系数越大, 透过溶夷光强度也越大

答案：C

568．化学动力学是物理化学的重要分支, 它主要研究反应的速率和机理。下面有关化学动力学与热力学关系的陈述中不正确的是 (A) 动力学研究的反应系统不是热力学平衡系统 (B) 原则上, 平衡态问题也能用化学动力学方法处理

(C) 反应速率问题不能用热力学方法处理 (D) 化学动力学中不涉及状态函数的问题 答案：D 569． 用物理方法测定化学反应速率的主要优点在于

(A)不要控制反应温度 (B)不要准确记录时间 (C)不需要很多玻璃仪器和药品 (D)可连续操作、迅速、准确 答案：D 570． 对于复杂反应, 以下说法中不正确的是

(A) 复杂反应无反应分子数可言 (B) 复杂反应至少包括两个基元步骤

(C) 复杂反应的级数不会是正整数 (D) 反应级数为分数的反应一定是复杂反应 答案：C 571．关于连串反应的各种说法中正确的是

(A)连串反应进行时, 中间产物的浓度定会出现极大值 (B)连串反应的中间产物的净生成速率等于零

(C)所有连串反应都可用稳态近似法处理 (D)在不考虑可逆反应时, 达稳定态的连串反应受最慢的基元步骤控制 答案：D 572．关于链反应的特点, 以下说法错误的是

(A)链反应的几率因子都远大于1 (B)链反应开始时的速率都很大

(C)很多链反应对痕迹量物质敏感 (D)链反应一般都有自由基或自由原子参加 答案：B 573． 一个复杂化学反应可用平衡态近似法处理的条件是

(A)反应速率快, 迅速达到化学平衡态 (B)包含可逆反应且很快达到平衡, 其后的基元步骤速率慢

(C)中间产物浓度小, 第二步反应慢 (D)第一步反应快, 第二步反应慢 答案：B 574．某反应, 无论反应物初始浓度为多少, 在相同时间和温度时, 反应物消耗的浓度为定值, 此反应是

(A) 负级数反应 (B) 一级反应 (C) 零级反应 (D) 二级反应 答案：C 575． 温度对反应速率的影响很大, 温度变化主要改变

(A) 活化能 (B) 指前因子 (C) 物质浓度或分压 (D) 速率常数 答案：D 576． 关于活化控制, 下面的说法中正确的是 56(A) 在低温区, 活化能大的反应为主 (B) 在高温区, 活化能小的反应为主