物理化学第五版答案_13第十三章_表面物理化学
物理化学题解1(13章)
化学热力学部分习题简解（第一章） 热力学基本定律练习题1-1 0.1kg C 6H 6(l)在O p ，沸点353.35K 下蒸发，已知m gl H ∆(C 6H 6) =30.80 kJ mol -1。
试计算此过程Q ，W ，ΔU 和ΔH 值。
解：等温等压相变 。
n /mol =100/78 , ΔH = Q = n m gl H ∆= 39.5 kJ ,W = - nRT = -3.77 kJ , ΔU =Q +W=35.7 kJ1-2 设一礼堂的体积是1000m 3，室温是290K ，气压为O p ，今欲将温度升至300K ，需吸收热量多少?(若将空气视为理想气体，并已知其C p ,m 为29.29 J K -1 ·mol -1。
)解：理想气体等压升温（n 变）。
T nC Q p d m ,=δ,⎰=300290m ,d RTT pV C Q p =1.2×107 J1-3 2 mol 单原子理想气体，由600K ，1.0MPa 对抗恒外压O p 绝热膨胀到O p 。
计算该过程的Q 、W 、ΔU 和ΔH 。
(C p ,m =2.5 R)解：理想气体绝热不可逆膨胀Q ＝0 。
ΔU ＝W ，即 nC V ,m (T 2-T 1)= - p 2 (V 2-V 1), 因V 2= nRT 2/ p 2 , V 1= nRT 1/ p 1 ，求出T 2=384K 。
ΔU ＝W ＝nC V ,m (T 2-T 1)＝-5.39kJ ，ΔH ＝nC p ,m (T 2-T 1)＝-8.98 kJ1-4 在298.15K ，6×101.3kPa 压力下，1 mol 单原子理想气体进行绝热膨胀，最后压力为O p ，若为；(1)可逆膨胀 (2)对抗恒外压O p 膨胀，求上述二绝热膨胀过程的气体的最终温度；气体对外界所作的功；气体的热力学能变化及焓变。
(已知C p ,m =2.5 R )。
第13章 表面物理化学天大版ppt课件
溶质为可溶性有机化合 物：醇、醛、酸、酯
Ⅰ
曲线Ⅲ d 0
Ⅲ
dc
表面活性剂
溶质为表面活性剂：硬脂酸
c 钠、长碳氢琏有机酸盐、烷
基磺O 酸盐(肥皂和洗涤剂)
例1： 20℃，p下，将1kg水分散成10-9m半径的小水 滴需做功多少？已知 =0.0728 Nm-1, =1000 kgm-3
测定表面张力方法很多，如毛细管上升法、滴重法、吊环
法、最大压力气泡法、吊片法和静液法等
1.3 表面张力的大小
（1）纯物质的表面张力与分子的性质有关，通常是
(金属键)> (离子键)> (极性共价键)> (非极性共价键)
水因为有氢键，所以表面张力也比较大 （2）Antonoff 发现，两种液体之间的界面张力是
解： Wr’ = A = (A2 – A1)
A2 = n 4 r 2
而 1kg = n × ( 4/3r3 ) n = 2.4 1023个
Wr’ =310-3 /r=218 kJ
而218 kJ的能量相当于1kg水升温50℃所需的能。 对于1kg水(0.0485m2)，表面能约为3.510-3J。对于 整个系统的自由能来说，可忽略不计。由此可见,表 面能只用在巨大表面系统。
（1）气-液界面
空气
CuSO 4 溶液
气-液 界面
（2）气-固界面
气-固界面
（3）液-液界面
H 2O
Hg
液-液 界面
2. 界面现象的本质
表面层分子与内部分子相比所处的环境不同
体相内部分子所受四周邻近相同分子的作用力是对 称的，各个方向的力彼此抵销；
但是处在界面层的分子，一方面受到体相内相同物 质分子的作用，另一方面受到性质不同的另一相中 物质分子的作用，其作用力未必能相互抵销，因此， 界面层会显示出一些独特的性质。
苏州大学物理化学考研、期末考试复习-13章表面物理化学
1 2
]
6366
2H2O2(aq) 2H2０ (l)＋ O2(g) 被 I-催 化 ，已 知 Ea(cat)＝ 56.5 kJ ·mol-1,Ea(uncat)=75.3
kJ·mol-1， 则 k(I-)／k(uncat)＝_____________。(T=298 K) 6491
CH2CO 光照射分解为 C2H4 及 CO，当吸收光强 Ia＝4.8×10-9 mol·s-1 ，且( C2H4)=1， ( CO)＝2，则 15.2 min 内产品的物质的量 n(CO)=_________， n(C2H4)=___________ 6495
(A) 向左移动 (B) 向右移动
(C) 不移动
(D) 来回不定移动
6753
同一固体, 大块颗粒和粉状颗粒, 其熔点哪个高? ( )
(A) 大块的高
(B) 粉状的高
(C) 一样高
(D) 无法比较
6764
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
0.07197 N·m-1，液泡的附加压力为：( )
6782 已知 27℃及 100℃时，水的饱和蒸气压分别为 3.565 kPa 及 101.325 kPa，密度分别
6033
T=1000 K 时分子能量大于 20 kJ·mol-1 的分率为____________________。
6256
反应 Br+HCl(v) kv HBr+Cl，当 HCl 的振动量子数由 v=0 增加到 v=4 时，反应速率
k(v=4)/k(v=0)1011，由此可判断逆反应 HBr+ClBr+HCl 需要____________激发。 6258
物理化学第五版课后习题答案20326【精选文档】
第十章 界面现象10－1 请回答下列问题：（1) 常见的亚稳定状态有哪些？为什么产生亚稳态？如何防止亚稳态的产生？ (2) 在一个封闭的钟罩内，有大小不等的两个球形液滴,问长时间放置后,会出现什么现象？(3) 下雨时，液滴落在水面上形成一个大气泡,试说明气泡的形状和理由？ (4) 物理吸附与化学吸附最本质的区别是什么?(5) 在一定温度、压力下,为什么物理吸附都是放热过程？答： (1) 常见的亚稳态有:过饱和蒸汽、过热液体、过冷液体、过饱和溶液。
产生这些状态的原因就是新相难以生成，要想防止这些亚稳状态的产生，只需向体系中预先加入新相的种子。
（2） 一断时间后，大液滴会越来越大,小液滴会越来越小,最终大液滴将小液滴“吃掉”, 根据开尔文公式，对于半径大于零的小液滴而言，半径愈小，相对应的饱和蒸汽压愈大，反之亦然，所以当大液滴蒸发达到饱和时,小液滴仍未达到饱和，继续蒸发，所以液滴会愈来愈小，而蒸汽会在大液滴上凝结，最终出现“大的愈大，小的愈小”的情况。
（3） 气泡为半球形,因为雨滴在降落的过程中,可以看作是恒温恒压过程，为了达到稳定状态而存在,小气泡就会使表面吉布斯函数处于最低，而此时只有通过减小表面积达到,球形的表面积最小，所以最终呈现为球形.（4） 最本质区别是分子之间的作用力不同。
物理吸附是固体表面分子与气体分子间的作用力为范德华力,而化学吸附是固体表面分子与气体分子的作用力为化学键。
(5) 由于物理吸附过程是自发进行的,所以ΔG ＜0，而ΔS ＜0，由ΔG =ΔH －T ΔS ，得 ΔH ＜0，即反应为放热反应.10－2 在293。
15K 及101。
325kPa 下，把半径为1×10－3m 的汞滴分散成半径为1×10－9m的汞滴，试求此过程系统表面吉布斯函数变（ΔG )为多少？已知293.15K 时汞的表面张力为0.4865 N ·m －1。
解： 3143r π＝N ×3243r π N ＝3132r rΔG ＝21A A dA γ⎰＝γ（A 2－A 1)＝4πγ·（ N 22r －21r )＝4πγ·（312r r －21r ) ＝4π×0.47×(339(110)110--⨯⨯－10－6) ＝5.9062 J10－3 计算时373.15K 时，下列情况下弯曲液面承受的附加压力。
天津大学第五版-刘俊吉-物理化学课后习题答案(全)
RT
8.314
273.15
1-4一抽成真空的球形容器， 质量为25.0000g。充以4℃水之后，
1
总质量为125.0000g。若改用充以25℃、13.33kPa的某碳氢化合物
气体，则总质量为25.0163g。试估算该气体的摩尔质量。
解：先求容器的容积V
125.0000 25.000
100.0000
3
氮气，二者均克视为理想气体。
N2
H
3dm
3
3
1dm
2
p
T
p
T
（1）保持容器内温度恒定时抽去隔板，且隔板本身的体积可忽略
不计，试求两种气体混合后的压力。
（2）隔板抽去前后，H2及N2的摩尔体积是否相同？
（3）隔板抽去后，混合气体中H2及N2的分压力之比以及它们的
分体积各为若干？
解：（1）抽隔板前两侧压力均为p，温度均为T。
nC2H3Cl/ nC2H40.89 / 0.02
（2）
联立式（1）与式（2）求解得
pC2H3Cl96 .49kPa ; pC2H42.168 kPa
1-10室温下一高压釜内有常压的空气。为进行实验时确保安全，
采用同样温度的纯氮进行置换， 步骤如下向釜内通氮直到4倍于空气
的压力，尔后将釜内混合气体排出直至恢复常压。 这种步骤共重复三
m
yAMA
yBMB
0.3897
46.867 g
1
n
0.008315
mol
（1）
30.0694 yA
58.123yB
yAyB
1
（2）
联立方程（1）与（2）求解得yB0.599, yB
0.401
物理化学第五版课后习题答案
第十章 界面现象10－1 请回答下列问题：(1) 常见的亚稳定状态有哪些？为什么产生亚稳态？如何防止亚稳态的产生？(2) 在一个封闭的钟罩内，有大小不等的两个球形液滴，问长时间放置后，会出现什么现象？(3) 下雨时，液滴落在水面上形成一个大气泡，试说明气泡的形状和理由？ (4) 物理吸附与化学吸附最本质的区别是什么？(5) 在一定温度、压力下，为什么物理吸附都是放热过程？答： (1) 常见的亚稳态有：过饱和蒸汽、过热液体、过冷液体、过饱和溶液。
产生这些状态的原因就是新相难以生成，要想防止这些亚稳状态的产生，只需向体系中预先加入新相的种子。
(2) 一断时间后，大液滴会越来越大，小液滴会越来越小，最终大液滴将小液滴“吃掉”， 根据开尔文公式，对于半径大于零的小液滴而言，半径愈小，相对应的饱和蒸汽压愈大，反之亦然，所以当大液滴蒸发达到饱和时，小液滴仍未达到饱和，继续蒸发，所以液滴会愈来愈小，而蒸汽会在大液滴上凝结，最终出现“大的愈大，小的愈小”的情况。
(3) 气泡为半球形，因为雨滴在降落的过程中，可以看作是恒温恒压过程，为了达到稳定状态而存在，小气泡就会使表面吉布斯函数处于最低，而此时只有通过减小表面积达到，球形的表面积最小，所以最终呈现为球形。
(4) 最本质区别是分子之间的作用力不同。
物理吸附是固体表面分子与气体分子间的作用力为范德华力，而化学吸附是固体表面分子与气体分子的作用力为化学键。
(5) 由于物理吸附过程是自发进行的，所以ΔG ＜0，而ΔS ＜0，由ΔG =ΔH －T ΔS ，得 ΔH ＜0，即反应为放热反应。
10－2 在293.15K 及101.325kPa 下，把半径为1×10－3m 的汞滴分散成半径为1×10－9m 的汞滴，试求此过程系统表面吉布斯函数变(ΔG )为多少？已知293.15K 时汞的表面张力为0.4865 N ·m －1。
解： 3143r π＝N ×3243r π N ＝3132r rΔG ＝21A A dA γ⎰＝γ(A 2－A 1)＝4πγ·( N 22r －21r )＝4πγ·(312r r －21r )＝4π×0.47×(339(110)110--⨯⨯－10－6)＝5.9062 J10－3 计算时373.15K 时，下列情况下弯曲液面承受的附加压力。
物理化学习题答案
1-5 两个体积均为V 的玻璃球泡之间用细管连接，泡内密封着标准状况条件下的空气。
若将其中一个球加热到100℃，另一个球则维持0℃，忽略连接管中气体体积，试求该容器内空气的压力。
解：方法一：在题目所给出的条件下，气体的量不变。
并且设玻璃泡的体积不随温度而变化，则始态为 )/(2,2,1i i i i RT V p n n n =+=终态（f ）时 ⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+=f f ff f f f f f f T T T T R Vp T V T V R p n n n ,2,1,1,2,2,1,2,1 kPaT T T T T p T T T T VR n p f f f f i i ff ff f 00.117)15.27315.373(15.27315.27315.373325.1012 2,2,1,2,1,2,1,2,1=+⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=1-10 室温下一高压釜内有常压的空气。
为进行实验时确保安全，采用同样温度的纯氮进行置换，步骤如下向釜内通氮直到4倍于空气的压力，尔后将釜内混合气体排出直至恢复常压。
这种步骤共重复三次。
求釜内最后排气至年恢复常压时其中气体含氧的摩尔分数。
设空气中氧、氮摩尔分数之比为1∶4。
解: 高压釜内有常压的空气的压力为p 常，氧的分压为常p p O 2.02=每次通氮直到4倍于空气的压力，即总压为p=4p 常，第一次置换后釜内氧气的摩尔分数及分压为常常常常p y p p p p pp y O O O O ⨯=⨯=====05.005.042.042.01,1,1,2222 第二次置换后釜内氧气的摩尔分数及分压为常常常常p y p p p p pp y O O O O ⨯=⨯====405.0405.0405.02,2,1,2,2222所以第三次置换后釜内氧气的摩尔分数%313.000313.01605.04)4/05.0(2,3,22=====常常p p pp y O O 1-11 25℃时饱和了水蒸汽的乙炔气体（即该混合气体中水蒸汽分压力为同温度下水的饱和蒸气压）总压力为138.7kPa ，于恒定总压下泠却到10℃，使部分水蒸气凝结成水。
天津大学第五版-刘俊吉-物理化学课后习题答案(全)之欧阳理创编
第一章气体的pVT 关系1-1物质的体膨胀系数V α与等温压缩系数T κ的定义如下：试导出理想气体的V α、T κ与压力、温度的关系？解：对于理想气体，pV=nRT1-2 气柜内有121.6kPa 、27℃的氯乙烯（C 2H 3Cl ）气体300m 3，若以每小时90kg 的流量输往使用车间，试问贮存的气体能用多少小时？解：设氯乙烯为理想气体，气柜内氯乙烯的物质的量为每小时90kg 的流量折合p 摩尔数为 133153.144145.621090109032-⋅=⨯=⨯=h mol M v Cl H C n/v=（14618.623÷1441.153）=10.144小时1-3 0℃、101.325kPa 的条件常称为气体的标准状况。
试求甲烷在标准状况下的密度。
解：33714.015.273314.81016101325444--⋅=⨯⨯⨯=⋅=⋅=m kg M RT p M V n CH CH CH ρ 1-4 一抽成真空的球形容器，质量为25.0000g 。
充以4℃水之后，总质量为125.0000g 。
若改用充以25℃、13.33kPa 的某碳氢化合物气体，则总质量为25.0163g 。
试估算该气体的摩尔质量。
解：先求容器的容积33)(0000.10010000.100000.250000.1252cm cm V l O H ==-=ρ n=m/M=pV/RT1-5 两个体积均为V 的玻璃球泡之间用细管连接，泡内密封着标准状况条件下的空气。
若将其中一个球加热到100℃，另一个球则维持0℃，忽略连接管中气体体积，试求该容器内空气的压力。
解：方法一：在题目所给出的条件下，气体的量不变。
并且设玻璃泡的体积不随温度而变化，则始态为 )/(2,2,1i i i i RT V p n n n =+=终态（f ）时 ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+=f f f f f f f f f f T T T T R V p T V T V R p n n n ,2,1,1,2,2,1,2,1 1-6 0℃时氯甲烷（CH 3Cl ）气体的密度ρ随压力的变化如下。
物理化学(天大第五版全册)课后习题答案
第一章气体pVT 性质1-1物质的体膨胀系数V与等温压缩系数T的定义如下：11TTpVpV VTV V 试导出理想气体的V、T与压力、温度的关系？解：对于理想气体，pV=nRT111)/(11TT V VpnR VT p nRT V T V V ppV1211)/(11ppV VpnRT Vpp nRT VpV VT T T1-5 两个体积均为V 的玻璃球泡之间用细管连接，泡内密封着标准状况条件下的空气。
若将其中一个球加热到100℃，另一个球则维持0℃，忽略连接管中气体体积，试求该容器内空气的压力。
解：方法一：在题目所给出的条件下，气体的量不变。
并且设玻璃泡的体积不随温度而变化，则始态为)/(2,2,1i i iiRT V p n n n终态（f ）时ff ff f ff f ff T T T T RV p T V T V R p n n n,2,1,1,2,2,1,2,1kPaT T T T T p T T T T VR np ff ff ii ff f f f00.117)15.27315.373(15.27315.27315.373325.10122,2,1,2,1,2,1,2,11-8 如图所示一带隔板的容器中，两侧分别有同温同压的氢气与氮气，二者均克视为理想气体。
H 2 3dm 3p TN 2 1dm 3p T（1）保持容器内温度恒定时抽去隔板，且隔板本身的体积可忽略不计，试求两种气体混合后的压力。
（2）隔板抽去前后，H 2及N 2的摩尔体积是否相同？（3）隔板抽去后，混合气体中H 2及N 2的分压力之比以及它们的分体积各为若干？解：（1）抽隔板前两侧压力均为p ，温度均为T 。
pdmRTn p dmRTn p N NH H33132222（1）得：223NHn n 而抽去隔板后，体积为4dm 3，温度为，所以压力为3331444)3(2222dmRTn dmRTn dmRT n n VnRT pN N N N（2）比较式（1）、（2），可见抽去隔板后两种气体混合后的压力仍为p 。
有机化学 第五版 第十三章答案
第十三章羧酸衍生物1．说明下列名词。
酯、油脂、皂化值、干性油、碘值、非离子型洗涤剂、阴离子型洗涤剂、不对称合成。
1. 解：醇与酸（含无机酸和有机酸）相互作用得到的失水产物叫做酯。
例如，乙醇和乙酸作用失去1分子水的产物是乙酸乙酯；乙醇和浓硫酸作用失去1分子水的产物是硫酸氢乙酯（C2H5OSO2OH）。
油脂是高级脂肪酸的甘油酯。
通常存在于自然界的动植物体内，而且，其中的脂肪酸通常是10个以上双数碳原子的混合酸。
1g 油脂完全皂化所需氢氧化钾的质量（单位mg）称为皂化值。
他是测定油脂中脂肪酸含量的1种参考数据。
具有在空气中很快变成1层干硬而有弹性膜特性的含有共轭双键脂肪酸的油脂称为干性油。
100g 油脂所能吸收碘的质量（单位g）称为碘值，它是决定油脂不饱和程度高低的重要指标。
与肥皂结构和作用相类似，但在水中不解离的1种中性非离子的分子状态或胶束状态的1类合成洗涤剂称为非离子型洗涤剂。
2．试用反应式表示下列化合物的合成路线。
（1）由氯丙烷合成丁酰胺；（2）由丁酰胺合成丙胺；（3）由邻氯苯酚、光气、甲胺合成农药“害扑威”ClOCONHCH3解：(1) CH3CH2CH2Mg/Et2O3CH2CH21) CO22+CH3CH2CH2CO2H1) NH33CH2CH2CONH2(2) CH3CH2CH2CONH NaOH/Br2CH3CH2CH2NH2ClOH +OClClClO C ClCH3NH2ClOCONHCH3(3) 路线1ClOH+O Cl ClCH 3NH ClOCONHCH 3路线2CNH 3C3．用简单的反应来区别下列各组化合物。
(1)CH 3CH(Cl)COOH 和CH 3CH 2COCl(2) 丙酸乙酯和丙酰胺 (3)CH 3COOC 2H 5和CH 3CH 2COCl (4)CH 3COONH 4和CH 3CONH 2 (5) (CH 3CO)2O 和CH 3COOC 2H 5解：CH 3CH 2COClC H 3无白色沉淀(白)(1)CH 3CH 2CONH 2C H 3CH 2COOCH 2CH 2CH无NH 3(2)NH3CH 3CH 2COCl CH 3COOC 2H(3)无白色沉淀(白)CH3COONH 4CH 3CONH2(4)NH 3无NH 3(CH 3CO)2OCH 3COOC 2H5(5)CO 2无CO 24. 由CH 2合成CH 2CN。