第八章 表面化学习题解答.doc

PAGE PAGE 3 第八章 表面化学 思 考 题 一、是非题（判断下列说法是否正确，并说明理由） 1. 错 2. 对 3. 错 4. 对 5. 对6. 对7. 对 二、选择题 1. A 2. B 3. C 4. D 5 .A 6. C 7. D 8. B 三、填空题 1. 双亲，强。 2. Γ=Γm bp/(!+bp)，最大吸附量，p,1/bΓm，1/Γm。 3. 反比，正比。 4. <，<，<。 习 题 解 答 1. 在293Ｋ及常压下，将半径为1.00cm的水滴分散成半径为1.00μm（10 解：根据题意，半径为1.00cm的水滴分散成半径为1.00μm（10-6m）微滴 N = (r1/r2)3 = (10-2/10-6)3= 1012个 △A = NA2 – A1 = 1012×4×∏×（10-6）2 - 4×∏×（10-2）2 = 4×∏×（1-0.0001）m2 根据表面功的定义 W = σ△A = 0.0728N·m-1×4×∏×（1-0.0001）m2 = 0.9143J 2. 已知293K时水的表面张力为0.0728N·m-1，如果把水分散成小水珠。试计算当水珠半径分别为1.00×10-3、1.00×10-4、1.00×10-5 解：根据附加压力与半径的关系 △p = 2σ/r 当r = 1.00×10-3 cm时 △p = 2×0.0728N·m-1/1.00×10-5 m = 1.456×104N.m-2 当r = 1.00×10-4 cm时 △p = 2×0.0728N·m-1/1.00×10-6 m = 1.456×105N.m-2 当r = 1.00×10-5 cm时 △p = 2×0.0728N·m-1/1.00×10-7 m = 1.456×106N.m-2 3. 已知293K时水的饱和蒸汽压为2.34×103Pa，求半径为1.00×10-8m的小水滴的蒸汽压 解：根据开尔文公式 4. 若水中只含有半径为1.00×10-3mm的空气泡，求水开始沸腾时的温度T为多少？已知100℃以上水的表面张力为0.0589N·m-1，汽化热为40.7KJ·mol-1 解：根据题意，空气泡要到达液面，必须克服的外压为 p外 = p0 + △p = 101.325kPa + 2σ/r = 101.325kPa + 2σ/r = 101.325kPa +2×0.0589N·m-1/1.00×10-6 m = 101.325kPa +117.8kPa = 219.125kPa 根据克-克方程 解之得 T = 395.72K 5. 在夏天的乌云中，用飞机撒干冰微粒，使气温迅速降至298K，此时水蒸气发生过饱和，若过饱和度（p/p0）为4。试计算（1）此时，刚开始形成雨滴的半径是多少？（2）每一滴雨滴中含有多少水分子？ 解：(1)根据Kelvin公式，求在此饱和蒸气压时液滴的半径： =7.49 ×10-10ｍ (2) 6. 在干旱的气候时，若白天空气相对湿度为56%（相对湿度=水蒸气压力/饱和蒸汽压）。设白天温度为35℃，饱和蒸汽压为5.62×103Pa，夜间温度为25℃，饱和蒸汽压为3.17×103Pa。求空气中的水分夜间能否凝结为露珠？若土壤毛细管的直径为0.1μm，是否会在土壤中凝结？设水对土壤完全润湿，25℃时水的表面张力为0.0715N·m-1，水的密度ρ为1g 解：根据题意，白天水的蒸汽压力 p = p饱×56% = 5.62×103Pa×56% = 3.15×103Pa （1）在夜间相对湿度3.15×103Pa/3.17×103Pa = 0.9937 根据Kelvin公式,凝结为水珠的半径为负，则空气中的水分夜间不能凝结为露珠。 （2）水对土壤完全润湿，水土壤毛细管中形成的界面为凹液面，液面上的蒸汽压 解之得 p = = 3.14×103Pa < 3.17×103Pa，即水汽可以在土壤中凝结。 7. 298K时，乙醇水溶液的表面张力σ(N·m-1)与浓度c(mol·dm-3)的关系为： σ=0.072－5×10-7c+2×10-7c2,试计算浓度为0.5mol·dm-3时乙醇