3．填空题
(1) 由动力学实验测得某反应的若干组cA?t数据, 然后以ln cA对t作图得一直线, 已知该直线的截距为100, 斜率为?2.0?10?2 s?1, 则该反应的半衰期 为 s。
k1k3(2) 由基元反应构成的复杂反应AGH, 物质G的浓度变化为
k2dcG/dt= 。
(3) 按照光化当量定律, 在光化反应的 过程, 一爱因斯坦能量活化 原子或分子。
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1．(1) 反应速率随着反应的进行分子间相互碰撞的机率减小而逐渐变慢, 为一瞬时量, 故需以微分形式表达。
(2) 为了加快反应速率。
(3) 不行, 链的传递会迅速扩展到整个系统, 引起爆炸。 (4) (a)增大 (b)不变 (c)减小 2．(1) C (2) D (3) C 3．(1)34.7 (2) k1cA?k2cG?k3cG (3)初级; 1 mol 首 页 第七章 表面物理化学 难题解析 学生自测题 学生自测答案 难题解析 [TOP]
例 7-1
什么是表面吉布斯能？什么是表面张力？它们之间有什么异同和联系？
答：表面吉布斯能可以理解为在温度、压力和组成恒定的条件下，增加单位面积表面时系统吉布斯能的增量。表面张力是收缩表面的力，表面张力的方向和表面相切，是垂直作用在表面上单位长度线段上的表面收缩力。在讨论表面现象时，表面吉布斯能是用热力学的方法来进行分析，而表面张力则是用力学的方法来讨论的，因此物理意义不同。但表面吉布斯能和表面张力是完全等价的，它们具有相同的量纲、等价的单位和相同的数值。
例 7-2
液体A在某毛细管中上升的高度为h ，当把毛细管折断，使其高度h?< h，此时液体能否从毛细管的顶端冒出？将一根上端向下弯曲的毛细管插入液体A，若毛细管的最高处距液面的高度h??< h，液体能否从毛细管口滴下？为什么？
答：液体不会从折断后的管口处冒出。当液柱升至管口处再继续上升时，液面的曲率将发生改变，液面曲率半径的增大，使其产生的附加压力减小，直至附加压力和水柱的静压力相等。液体也不会从弯曲处滴下，因为当水升至毛细管的弯曲处时，凹液面附加压力的方向发生改变，对抗重力的向上方向的分力减小。因此，液面不会越过弯曲处，更不会从管口滴下来（见图）。
例7-3
水平放臵的毛细管，管径粗细不均（见图）。管中装有少量液体，管中为湿润性液体。问：管内液体最后平衡位臵在何处？为什么？
??答：根据杨-拉普拉斯公式?p???1?1?，弯曲液面的附加压力Δp，其大小与液体?rr?的表面张力σ成正比，与弯曲液面的曲率半径毛细管中的液体两侧表面张力相同，?1r?2成反比。
影响附加压力的是弯曲液面的曲率半径。管中液体为凹液面，r < 0 , 附加压力Δp的方向
指向液体外部，左侧液面曲率半径较小，因而向左的附加压力较大，使液体向左移动，直至两侧的曲率半径相同处为最后平衡的位臵。
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1．分别从力和能量的角度解释为什么气泡和小液滴总是呈球形？
2．在一个密封的容器中有某液体的几个大小不等的液滴，容器的其余空间是该液体的饱和蒸气。若温度不发生变化，当放置足够长的时间后，容器内会出现什么现象？
3．用不同大小的CaCO3(s)颗粒作分解实验，在相同温度下，哪些晶粒的分解压大？为什么？
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1． 根据杨-拉普拉斯公式?p???1?1?，弯曲液面的附加压力Δp，其大小与与弯
?rr?曲液面的曲率半径r成反比，力的方向指向曲率半径的圆心。当液滴或气泡不是球?12?形时，球面上各点受力的方向和大小各不相同（见右图），只有液滴或气泡为球形时，球面各点受力平衡，因此它们总是呈球形。 2． 2．液滴越小蒸气压越大，容器内的蒸气压对于正常液体是饱和的，但对于小液滴
来说还未饱和，因此小液滴会蒸发。蒸发使容器内的蒸气变得过饱和，过饱和蒸气在大液滴上凝结，最终小液滴消失，大液滴长大。
3．根据开尔文公式ln??pr*2?M，CaCO3的粒径越小，蒸气压越大，这个蒸气压就?p*?RTr是它的分解压，因此小颗粒CaCO3的分解压大。
第八章 胶体分散系统 首 页 难题解析 学生自测题 学生自测答案 难题解析 [TOP]
例8-1
金溶胶浓度为2 g?dm?,介质粘度为0.00l Pa?s。已知胶粒半径为1.3 nm，金的密度为33
19.3?10 kg?m?。计算金溶胶在25?C时(1) 扩散系数,(2)布朗运动移动0.5 mm需多少时间,(3) 渗透压。
解 (1) 扩散系数按公式直接计算
RT18.314?298.15?102?1
D????1.680?10 m?sL6π?r6.023?1023?6π?0.001?1.3?10?93
x2(0.5?10?3)2??744 s (2) 根据布朗运动位移公式，t?2D2?1.680?10?10(3) 将浓度2 g?dm?转换为体积摩尔浓度，
3
c?nW??VVMW
43V?πr?L32?0.01870 mol?m-3
?41?π(1.3?10?9)3?19.3?103?6.023?10233 渗透压为 ?=cRT＝0.01870?8.314?298.15=46.34 Pa
例8-2
试计算293K时，粒子半径分别为r1＝10? m，r2＝10? m，r3＝10? m的某溶胶粒子下
33
沉0.1 m所需的时间和粒子浓度降低一半的高度。已知分散介质的密度?0＝10 kg·m?，粒
33
子的密度?＝2?10 kg·m?，溶液的粘度为?＝0.001 Pa?s。
4
解 将r1＝10? m代入重力沉降速度公式和沉降平衡公式，
4
7
9
0.12r2(???0)g2?(10?4)2?(2?1)?103?9.8?? t9?9?0.001RTlnc24??πr3(???0)gL(h2?h1)代入数据， c13解得t=4.59 s
14??π(10?4)3(2?1)?103?9.8?6.023?1023?(h?0) 2314
解得h=6.83?10? m
79
同理可求得r2＝10? m, r3＝10? m的结果见下： 8.314?293?lnr/m, 10? 479沉降0.1m时间 4.59 s 4.59?10 s=5.31天 4.59?10 s =1460 年 106浓度降低一半的高度/m 6.83?10? 14510? 10? 6.83?10? 68.3 学生自测题 [TOP]
1．选择一个正确答案：
(1) 新鲜制备的溶胶需要净化，其目的是 A 去除杂质，提高溶胶的纯度
B 去除过多的电解质，保持溶胶稳定性 C 去除过多的溶剂，增加溶胶的浓度
D 去除过小的胶粒，保持粒子大小的一致性
(2) 胶体粒子在介质中运动所受的阻力，与下列何者无关？ A 介质的粘度 B 粒子的流速 C 粒子的浓度 D 粒子的大小 (3) Fick第一定律
dndc ? -DA ,式中有负号是因为： dtdx
B 扩散系数D是负值
A C
dn 是负值 dtdc是负值 D A是负值 dx(4) 溶胶有较强的散射光，大分子溶胶则较弱，这是因为： A 溶胶粒径大，大分子粒径小 B 溶胶浓度大，大分子浓度小
C 溶胶的折光率与介质相差很大，大分子则相近 D 溶胶对短波光敏感，大分子则不敏感
(5) 电渗现象表明
A 胶体粒子是电中性的 B 分散介质是电中性的 C 胶体系统的分散介质也是带电的 D 胶体粒子是带电的 (6) 在胶体分散系统中，ζ 电势为何值时称为等电状态？
A 大于零 B 等于零 C 小于零 D 等于外加电势差
(7) 若分散相固体微小粒子的表面上吸附负离子，则胶体粒子的ζ电势为
A 一定大于零 B 等于零 C 一定小于零 D 正负无法确定
(8) 溶胶与大分子溶液的相同点是
A 热力学稳定体系 B 热力学不稳定体系 C 动力稳定体系 D 动力不稳定体系
(9) 在以下测定高分子化合物平均摩尔质量的方法中，哪一个不是独立的方法？ A 渗透压法 B 离心沉降法 C 光散射法 D 粘度法
(10) 以下哪种情况可消除Donnan平衡？ A 降低小分子电解质的浓度 B 增加大分子电解质的浓度
C 在半透膜的另一侧（无大分子），加入大量的中性分子 D 调节溶液的pH，使大分子电解质处于等电点
2．填空：
(1) 胶体分散系统是热力学不稳定系统，因为___________________________________________ 。
(2) 当光束照射到分散系统时，若入射光的波长大于分散相粒子的尺寸时，则发生光的__________ 现象。其光强度与_______________的4次方成反比。
(3) 在乳状液形成中，若乳化剂的亲水性较大，有利于形成_____________型的乳状液，相反若乳化剂的亲油性较大，有利于形成_____________型的乳状液。
(4) 在水溶液中，密度分别为?1和?2（?1
(5) 墨汁是碳黑分散在水中的悬浮液，通常需加入适量的动物胶来稳定,其原因________________ ______，然而，若加入的动物胶量太少，则__________________。
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1．选择题
(1) B。 过多的电解质，会压缩双电层厚度，降低电动电势，容易使溶胶聚沉。
(2) C。 根据Stokes定律，球形粒子在介质中移动时，受到的阻力f=6??rv，因此阻力只与介质粘度、粒子大小和移动速度有关，与粒子浓度无关。
(3) C。 扩散总是由高浓度向低浓度方向进行，沿C大 C小 扩散方向上x?，浓度c?，因此
dc为负值。 dx??，溶胶n1与n2差值大，大分子则相近。??2x 22?n1?n2?(4) C。 由Reyleigh公式，散射光I?
?n1?2n2?因此散射光的形成与系统的光学不均匀性有关。
(5) C。 电渗是介质在电场中的移动行为。 (6) B。
(7) D。 一般情况下，溶胶的电性取决于表面层的定位离子，若吸附负离子，ζ电势也为负。但考虑外加电解质的影响，也有电性反转的例子。
(8) C。
?(9) D。 粘度法可测到高分子化合物的特性粘度[?]，再按[?]=KM 计算M。常数K，? 需要用其他方法确定，因此粘度法不是一个独立的测定方法。
(10) D。 当大分子电解质处于等电点时，成为中性分子，因而不会影响小分子电解质的扩散，使其在膜两边的浓度相等。
2．填空
(1) 分散相有很大比表面，即有很大表面能，一定条件下，有自发聚集成大颗粒，降低表面能的倾向。
(2) 散射；入射光的波长。 (3) O/W；W/O。 (4) < 。 (5) 适量的大分子对溶胶粒子起保护作用；会使溶胶发生絮凝。 首 页 第九章 大分子溶液 难题解析 学生自测题 学生自测答案 难题解析 [TOP]