4. 温度对光化反应的速率常数影响不大。
三、简答题
1. 合成氨反应可能是基元反应吗？为什么？
答：不可能。合成氨反应的化学方程式为3H2 + N2 →2NH3,方程式中反应物的系数之和等于4，四分子反应迄今还没有发现过。
2. 什么是假一级反应（准一级反应）？
答：有些反应实际上不是真正的一级反应，但由于其它反应物的浓度在反应过程中保持不变或变化很小，这些反应物的浓度项就可以并入速率常数中，使得反应速率只与某反应物的一次方成正比，其速率方程的形式与一级反应相同，这样的反应称为准一级反应。
3. 为什么光化反应的速率常数与温度关系不大？
答：在热化学反应中，活化分子是根据玻尔兹曼能量分布反应物分子中能量大于阈能的部分。温度升高，活化分子所占的比例明显增大，速率常数增大。而在光化反应中，活化分子主要来源于反应物分子吸收光子所形成，活化分子数与温度关系不大，因此，速率常数也与温度关系不大。
??B，A???C，已知活化能E1＞E2，请问： 4. 对于平行反应A?k1k2（1） 温度升高，k2增大、减小或保持不变？（2）升高温度对两种产物的比值有何影响？
答：（1）温度升高，K2增大。（2）升高温度，B产物的相对含量增大。 四、计算题
1. 在100ml水溶液中含有0.03mol蔗糖和0.1molHCl，蔗糖在H+催化下开始水解成葡萄糖和果糖。以旋
光计测得在28℃时经20min有32%的蔗糖发生水解。已知蔗糖水解为准一级反应。求： （1） 反应速率常数 （2） 反应的初始速率
（3） 反应时间为20min时的瞬时速率 （4） 40min时已水解的蔗糖百分数
答：（1）k=0.0193min-1;(2)r0=5.79*10-3mol2dm2min;
-3
-1
(3)r=3.94*10-3mol2dm2min;(4)53.8%
2. 气相反应2HI → H2＋I2是二级反应，508℃时的速率常数为1.21×10-8Pa-1·s-1。当初始压力为100kPa
时，求：
（1） 反应半衰期
（2） HI分解40%需要多少时间 答：（1）反应半衰期为826.4 s
-3-1
(2) HI分解40%需要551s。
3. 青霉素G的分解为一级反应，测得37℃和43℃时的半衰期分别为 32.1h和17.1h，求该反应的活化能
和25℃时的速率常数。 答：（１）反应的活化能： T11/2=In2/k1=32.1*60=1926 K1=3.60*10-4h-1
T21/2=In2/K2=17.1*60=1026 K2=6.76*10-4h-1
In(6.76/3.60)=-E/8.314*[1/(37+273)-1/(43+273)] E=85.60kJ/mol
所以该反应的活化能Ｅ＝85.60kJ/mol
（２）速率常数：k3=k2*exp[-E/R*(1/298-1/316)]=5.68*10-3h-1
4. 5-氟脲嘧啶在pH=9.9时的分解是一级反应，在60℃时的速率常数为4.25×10-4h-1，反应活化能
Ea=102.5kJ·mol-1，求： （1）60℃时的反应半衰期 （2）25℃时的速率常数
（3）25℃时分解10%所需的时间 答：（1）60℃时的反应半衰期为1631h。 （2）25℃时的速率常数为5.525*10-6h-1 (3) 25℃时分解10%需1.907*10-4h
第八章表面现象
一、填空题
1. 20℃时, 水的表面张力σ=7.275310-2N2m-1，水中直径为10-6m的气泡所受到的附加压力等于
2.91*105pa。
2. p平、p凹和 p凸分别表示平面、凹面和凸面液面上的饱和蒸气压，则三者之间的大小关系是p凹 平p凹< p凸。 3. 将200g HLB=8.6的表面活性剂与300g HLB=4.5的表面活性剂进行混合，所得混合物的HLB=6.14。 4. 对于化学吸附，当吸附温度升高时，吸附速率增大，吸附量减少。 二、简答题 1. 什么是溶液的表面吸附？为什么会产生溶液的表面吸附？ 答：溶液的表面层浓度与本体浓度不同的现象称为溶液的表面吸附。由于溶液的表面张力浓度有关,为了降低表面张力,使表面张力增大的溶质分子将自动从表面层向本体转移,而使表面张力减小的溶质分子将自动从本体向表面层转移,形成浓度差；同时,为了使系统的熵值尽可能大,溶质将从高浓度向低浓度方向扩散,使表面层浓度与本体浓度趋于均一,这两种相反的作用达平衡时,就产生溶液的表面吸附。 2. 什么是表面活性剂？其结构特征如何？ 答：能显著降低溶液表面张力的物质称为表面活性剂。表面活性剂都是两亲分子，即同时具有亲水的极性基团和亲油的非极性基团。 3. 增溶作用与溶解作用有什么不同？ 答：增溶作用是难溶性有机物“溶解”于浓度达到或超过临界胶束浓度的表面活性剂水溶液中的现象它不同于溶解作用。溶解作用是溶质以单个分子或离子的形式完全分散到溶剂中，每个溶质分子或离子完全被溶剂分子所包围，而增溶作用是难溶性有机物聚集在表面活性剂分子所形成的胶束中。 4. 固体吸附气体是吸热还是放热？为什么？ 答：固体吸附气体通常是放热的。因为气体被吸附到固体表面，运动的自由度减少，即熵减少，△S<0。根据△G=△H-T△S，当吸附自动发生时，△G<0，可推知△H<0，所以固体吸附气体通常是放热的。 三、计算题 1. 在293K时，将半径为1.0 mm的水滴分散成半径为1.0 μm的小水滴，已知水的表面张力为0.07288 J/m2， 请计算： （1） （2） 比表面是原来的多少倍 环境至少需做多少功 答：（1）比表面是原来的1000倍； （2）环境至少需做9.149*104J的功。 － 2. 20℃时，将半径为3.5×10-4m的毛细管插入汞液，测得毛细管内外的汞面相差16mm，汞与毛细管壁 的接触角为140°，已知汞的密度ρ=1.359×104kg·m-3，请问： （1）毛细管内的汞面上升还是下降 （2）汞的表面张力 答：（１）因为Ｐ静＝（ρ液－ρ气）＝ρ又因为△Ｐ＝（２σ）/r,rcosθ=R 所以△Ｐ＝（２σcosθ）/R 因此 ρ 液 液 hg hg＝（２σcosθ）/R 液 即h=（２σcosθ）/(ρhg R) 根据汞与毛细管壁的接触角为140°，θ>90°,h<0, 毛细管内液面下降，低于正常液面。所以毛细管内的汞面下降。 （2）由上题公式h=(２σcosθ）/(ρ σ＝(ρ 液 液 hg R)得 hg R)/ (２cosθ） =[1.359*104*(-16)*9.8*3.5*10-4]/[2*(cos140)]1000 =0.487N/m 3. 已知100℃时，水的表面张力σ=58.9×10-3N·m-1，摩尔气化热ΔH=40.66kJ·mol-1。如果水中只有半径为 10-6m的空气泡，求： (1) 水中气泡所受到的附加压力 (2) 这样的水开始沸腾的温度 答：（1）水中气泡所受到的附加压力为1.178*10-5Pa; （2）已知水的M＝18.015*10-8 σ＝58.9*10-8N2m-1 100℃时水的密度＝958.4kg/m -6 3 P=101.325kpa T=100+273=373 r=10/2=5*10 由开尔文公式得知In(pr/p)=(2σM)/(pRTr) In(pr/101.325)=(2*58.9*10*18.015*10)/[958.4*8.314*373*(-1*5*10)] Pr=101.1804kpa -3 -3 -7 -7 △ P=(2σ)/r=[(2*58.9*10-3)/(1*5*10-7)]*10-3)=235.600kpa P= Pr+△ P=101.1804+235.600=336.7804kpa 根据克劳修斯－克拉伯龙方程 In=(P2/P1)=[(-△vapHm)/R]*[(1/T2)-(1/T1)] T2=( ｛[R In(p2/P1)]/( -△vapHm)｝+(1/T1)) =(｛[8.314*In(336.7804/101.1804)]/(-40.656*10) ｝+(1/373)) =410.77k(138℃) -3 -2 4. 用活性碳吸附CHCl3符合兰格缪尔吸附等温式，在273K时的饱和吸附量为93.8dm3·kg-1，已知CHCl3 的分压为13.4kPa时的平衡吸附量为82.5dm3·kg-1，请计算： （1）兰格缪尔吸附等温式中的吸附系数b （2） CHCl3的分压为6.67kPa时的平衡吸附量 答：（1）兰格缪尔吸附等温式Γ＝Γm*(bp)/(1+bp) 82.5=93.8*(13.4b)/(1+13.4b) b=0.545kpa-1 (2)由兰格缪尔吸附等温式Γ＝Γm*(bp)/(1+bp) 由上题已知b=0.545kpa-1 得Γ＝93.8*（0.545*6.67）/(1+0.545*6.67)=73.6dm3/kg 第九章胶体分散系统 一、填空题 1. 胶体分散系统可分为3种基本类型，即憎液胶体、亲液胶体和缔合胶体。 2.KBr与过量的AgNO3溶液形成AgBr溶胶，其胶团结构式二、简答题 1. 为什么说溶胶是热力学不稳定系统？溶胶为什么能稳定存在？ 。 答:溶胶是高度分散的多相系统，有很大的表面积和表面吉布斯能，具有自动聚沉而使分散相颗粒变大、表面吉布斯能减小的趋势，因此，溶胶是热力学不稳定系统。由于布朗运动、胶粒带电和溶剂化作用都能阻碍溶胶聚沉，因此溶胶能稳定存在。 2. 与分子分散系统和粗分散系统相比，溶胶具有丁达尔现象，为什么？ 答：产生丁达尔现象的两个基本条件是：一、粒子直径小于入射光的波长；二、光学不均匀性，即分散相与分散介质的折光率不同。溶胶正好满足这两个条件，因此具有丁达尔现象，而粗分散系统由于粒子太大不满足粒子大小的条件，小分子溶液由于是均相系统不满足光学不均匀性条件。 三、计算题 1. 某溶胶粒子的平均直径为4.2nm，介质粘度η＝1.0×10-3 Pa·s，求298.2K时溶胶粒子因布朗运动在1s内沿x轴方向的平均位移。 答：x=[RTt/(3兀ηrL)] 1/2 =[8.314*298*1/(3*3.14*2.1*10*1.0*10*6.023*10)]=1.442*10m -5 -9-323 1/2 2.由电泳实验测知，Sb2S3溶胶（设为球形粒子）在210V电压下，两极间距离为0.385m，通电时间2172秒，溶胶界面向正极移动3.20310m。已知分散介质的相对介电常数εr＝81，真空介电常数ε0＝8.85310C2V2m，粘度η＝1.03310Pa2s，求溶胶的ζ电势。 答：v=s/t=0.385/2172=1.77*10-4 -12 -1 -1 -3 -2