天津大學(xué)物理化學(xué)第五版(下)答案-資料下載頁(yè)
2025-08-05 05:07本頁(yè)面
【正文】 將上式重排得：即有：由（1）式和（2）式可得：當(dāng)Va=/2時(shí)，有 ，用骨炭從醋酸水溶液中吸附醋酸。在不同的平衡濃度下，每千克骨炭吸附醋酸的物質(zhì)的量如下：c/103moldm3100200300na/molkg1將上述數(shù)據(jù)關(guān)系用朗繆爾吸附等溫式關(guān)系表示，并求出式中的常數(shù)及b。解：（1）根據(jù)朗繆爾吸附等溫式用于固體對(duì)溶液中溶質(zhì)的吸附，其表達(dá)式為：以～c作圖為線性關(guān)系，由上述表格數(shù)據(jù)作圖得方程如下：= molkg1 b = mol1dm3 ，用微型硅鋁酸吸附N2（g），在不同的平衡壓力下，測(cè)得每千克催化劑吸附的N2（g）在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積數(shù)據(jù)如下：p/kPaVa/dm3kg1（g），每個(gè)N2分子截面積a=1029m2。試用BET公式計(jì)算該催化劑的比表面積。解：由BET吸附等溫式可知作圖呈現(xiàn)線性關(guān)系，其方程如下：p/p*/dm3kg1由上式可知：截得： 假設(shè)某氣體在固體表面上吸附平衡的壓力p遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于該吸附質(zhì)在相同溫度下的飽和蒸氣壓p*。試用BET吸附等溫式：導(dǎo)出朗繆爾吸附等溫式。解：因?yàn)閜p*則，p* p≈p*，故題給BET吸附等溫式變?yōu)椋簝蛇呁瑫r(shí)乘以p*/p得等式右邊通分得設(shè)c1，并將上式右邊的分子分母同時(shí)除以p*，則上式變?yōu)橐驗(yàn)橐怀?shù)，設(shè)=b，故上式即為朗繆爾吸附等溫式。 。已知該溫度下固體材料的表面張力γ s =9 65 mNm1，Ag（l）的表面張力γl = mNm1，固體材料與Ag（l）的表面張力γ sl = 1364mNm1。計(jì)算接觸角，并判斷液體銀能否潤(rùn)濕該材料表面。解：θ = 117o 90 o故不能潤(rùn)濕。 ，m1， mNm1，而汞和水之間的表面張力為375 mNm1，試判斷：（1）水能否在汞的表面上鋪展開(kāi)；（2）汞能否在水的表面上鋪展開(kāi)。解：（1） 故能鋪展。（2）同理可求故不能鋪展。 ，將少量的某表面活性劑物質(zhì)溶解在水中，當(dāng)溶液的表面吸附達(dá)到平衡后，m3。用一很薄的刀片快速地刮去已知面積的該溶液的表面薄層，測(cè)得在表面薄層中活性物質(zhì)的吸附量為3106 molm2。 mNm1。假設(shè)在很稀的濃度范圍溶液的表面張力與溶液濃度呈線性關(guān)系，試計(jì)算上述溶液的表面張力。解：根據(jù)吉布斯吸附等溫式在很稀的濃度范圍溶液的表面張力與溶液濃度呈線性關(guān)系，即可得：γ =γ0 bc式中γ0為純水的表面張力，b為一常數(shù)。上式對(duì)濃度Cc微分得即：b= 。所以， molm3時(shí)， 溶液的表面張力為γ =γ0 bc = 103 = Nm1 ，丁酸水溶液的表面張力可以表示為γ =γ0 aln（1+ bc），式中γ0為純水的表面張力，a和b皆為一常數(shù)。（1）試求該溶液中丁酸的表面吸附量Г和濃度c的關(guān)系；（2）若已知a= mNm1，b= dm3mol1，試計(jì)算當(dāng)c= moldm3時(shí)的Г為多少；（3）當(dāng)丁酸的濃度足夠大，達(dá)到bc1時(shí)，飽和吸附量Гm為多少？設(shè)此時(shí)表面上丁酸呈單分子層吸附，計(jì)算在液面上每個(gè)丁酸分子所占的截面積為多少？解：（1）由丁酸水溶液的表面張力表達(dá)式γ =γ0 aln（1+ bc）可知又由吉布斯吸附等溫式得：所以有：（2）當(dāng)c= moldm3時(shí)，即有（3）當(dāng)bc1時(shí)，即有此時(shí)表面吸附量與濃度無(wú)關(guān)，表明溶質(zhì)在表面的吸附已經(jīng)達(dá)到飽和，故此時(shí)丁酸在表面層的濃度遠(yuǎn)比沒(méi)有吸附時(shí)大，已經(jīng)非常接近單位表面上丁酸的總物質(zhì)的量。所以每個(gè)丁酸分子的截面積為：第十一章 化學(xué)動(dòng)力學(xué) 余訓(xùn)爽第十一章 化學(xué)動(dòng)力學(xué) 反應(yīng)SO2Cl2（g）→SO2Cl（g）+ Cl2（g）為一級(jí)氣相反應(yīng)，320 ℃時(shí)k=105s1。 問(wèn)在320℃加熱90 min SO2Cl2（g）的分解分?jǐn)?shù)為若干？解：根據(jù)一級(jí)反應(yīng)速率方程的積分式即有：x = %→B的半衰期為10 min。求1h后剩余A的分?jǐn)?shù)。解：根據(jù)一級(jí)反應(yīng)的特點(diǎn)又因?yàn)椋杭从校?x = %，反應(yīng)進(jìn)行10 min后，反應(yīng)物反應(yīng)掉30%。問(wèn)反應(yīng)掉50%需多少時(shí)間？ 解：根據(jù)一級(jí)反應(yīng)速率方程的積分式當(dāng)t=10min時(shí)：當(dāng)x=50%時(shí)： 25℃時(shí)，酸催化蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)如下（ moldm3，時(shí)刻t的濃度為c）t/min0306090120180（c0c）/ moldm30（1）使用作圖法證明此反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)。求算速率常數(shù)及半衰期；（2）問(wèn)蔗糖轉(zhuǎn)化95%需時(shí)若干？解：（1）將上述表格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化如下：t/min0306090120180c/ moldm3ln（ c / c0）0對(duì)作圖如下則：k = 103min1（2） 對(duì)于一級(jí)反應(yīng)，%所需時(shí)間為轉(zhuǎn)化率達(dá)到50%所需時(shí)間的3倍。對(duì)于二級(jí)反應(yīng)又應(yīng)為多少？ 解：對(duì)于一級(jí)反應(yīng)而言有：即有：對(duì)于二級(jí)反應(yīng)而言有：即有：CH3NNCH3（g）→ C2H6（g）+ N2（g）為一級(jí)反應(yīng)。在287 ℃時(shí)，一密閉容器中CH3NNCH3（g） kPa，1000 kPa，求k及t1/2。 解：設(shè)在t時(shí)刻CH3NNCH3（g）的分壓為p，即有：1000 s后2p0p=，即p = 。對(duì)于密閉容器中的氣相反應(yīng)的組成可用分壓表示： 基乙酸在酸性溶液中的分解反應(yīng)(NO2)CH2COOH→CH3 NO2（g）+ CO2（g）為一級(jí)反應(yīng)。25℃， kPa下，于不同時(shí)間測(cè)定放出的CO2（g）的體積如下：t/min∞V/cm3反應(yīng)不是從t=0開(kāi)始的。求速率常數(shù)。解：設(shè)放出的CO2（g）可看作理想氣體，硝基乙酸的初始量由t=∞時(shí)放出的CO2（g）算出：在時(shí)刻t，硝基乙酸的量為，其列表如下：t/min165。∞n1000/molln（n / n0）1作圖ln（n / n0）～t，由于反應(yīng)不是從t=0開(kāi)始，用公式ln（n / n0）=kt+b擬合得到k=。
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