物理化学南大五版,十三章十四章重点简答题答案

1.为什么气泡、小液滴、肥皂泡都呈圆形？玻璃管口加热后会变的光滑并缩小，现象的本质？用同一滴管滴出相同体积的苯、水和Nacl溶液，所得滴数是否相同？

答：①本质是：由于表面张力的存在，液体表面都有自动缩成最小的趋势，使之表面能降低以达到稳定状态，而球形是相同体积的物体具有表面积最小的一种形式，所以气泡、小液滴、肥皂泡等都呈圆形，玻璃管口加热后会变的光滑并缩小也是同理。②滴数不相同，因为他们各自的表面张力不同。2.解释现象的基本原理：①人工降雨②有机蒸馏中加沸石③多孔固体吸附蒸气时的毛细凝聚④过饱和溶液、过饱和蒸汽、过冷液体等过饱和现象⑤重量分析中的“陈化”过程⑥喷洒农药时为何常常要在药液中加少量表面活性剂？

答：这些都可以用Kelvin公式解释，①②④⑤是新相刚行面时的体积小，曲率半径小，对与之平衡的旧相有更加苛刻的条件要求。

③多孔固体吸附蒸气时，被吸附的气体的液相对毛细管是润湿的，其曲率半径小于零，当气体的分压小于其饱和蒸气压时，就可以发生凝聚。⑥喷洒农药时，在农药中加入少量的表面活性剂，可以降低药液的表面张力，使药液在叶面上铺展。

3.为什么小晶粒的熔点比大块的固体的熔点略低，而溶解度却比大晶粒大？

答：晶粒越细小，比表面积就越大，表面效应就越明显。所以。。

4.若用CaCO3进行热分解,问细粒CaCO3的分解压p1与大块CaCO3的分解压p2相比，两者大小如何？为什么？

答：细粒CaCO3的分解压p1更大，因为△rGmθ=—RTlnKpθ，而CaCO3的分解压p1正比于Kpθ。又△rGmθ=△fGmθ(CaO)+△fGmθ(CO2)—△fGmθ(CaCO3).热力学数据表中的数据一般是对大颗粒而言的，而细小CaCO3的粒子有较大的表面能，从而△rGm θ使减小，pθ变大，所以细粒CaCO

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的分解压更大。

5、试说明同一个气固相催化反应，为何在不同的压力下表现出不同的反应级数？请在符合Langmuir吸附假设的前提下，从反应物和产物分子的吸附性，解释下列实验事实：①NH3(g)在金属钨表面的分解呈零级数反应的特点；②N2O(g)在金表面的分解是一级反应；③H原子在金表面的复合是二级反应；④NH3(g)在金属钼的分解速率由于N2(g)的吸附而显著降低，但尽管表面被N2(g)所饱和，但速率不为零。

答：由于系统压力大小决定反应物在催化剂表面的吸附快慢与强弱，因而决定反应速度，体现在速率方程上，就是反应级数不同。

①由于反应物在表面的吸附很强，在分压很小时，达到饱和吸附，反应速率与分压无关；②N2O（g）在金表面的吸附较弱，其分解呈一级反应；③H原子在金表面的吸附为弱吸附，复合时被吸附H的和气相H 的反应而复合，是二级反应；④N2（g) 在在金属钼表面的吸附为强吸附，可以形成饱和吸附，但即是饱和吸附时，仍有NH3的吸附，NH3分解速率不为零。

6.设有内径一样大的a、b、c、d、e、f 管及内径比较大的g管一起插入水中（如图所示），除f内壁涂有石蜡外，其余全是洁净的玻璃管，若a管内液面升高为h,试估计其余管内的水面高度？若先将水在各管内（c, d管除外）都灌到h的高度，再让其自动下降，结果又如何？

7.答：b 管垂直高度为h；c 管调整表面曲率半径但不溢出；d 管不溢出；e 管高度为到扩大部分为止，但上去后不会下降仍然为h；f 管将下降为凸液面；g 管为1/n倍h。

8.电泳和电渗有何异同点？流动电势和沉降电势有何不同？这些现象有什么应用？答：①电泳是在外电场作用下带有电荷的溶胶粒子作定向的迁移；电渗是在外加电场下，可以观察到分散介质会通过多孔性物质而移动，即固相不动而液相移动。②在外力作用下(如压力)使液体在毛细管中经毛细管或多孔塞时(后者是由多种形式的毛细管所构成的管束)，液体介质相对于静止带电表面流动而产生的电势差，称之为流动电势，它是电渗作用的伴随现象。在外力作用下(主要是重力)分散相粒子在分散介质中迅速沉降，则在液体介质的表面层与其内层之间会产生电势并差，称之为沉降电势，它是电

泳作用的伴随现象；③这些电动现象的应用有生产电镀橡胶、电泳涂漆、工业上的静电除尘、工业和工程中的泥土和泥炭脱水。9.在两个充有0.001mol·dm-3KCl溶液的容器之间放一个AgCl晶体组成的多孔塞，其细孔道中也充满了KCl溶液，在多孔塞两侧入两个接直流电源的电极，问通电时，溶液将向哪一方向移动？若改用0.01mol·dm-3KCl的溶液，在相同外加电场中，溶液流动速度是变快还是变慢？若用AgNO3溶液代替原来的KCl溶液，情形又将如何？

答：充以KCl溶液，AgCl晶体吸附Cl-离子，介质带正电，介质向负极移动。若增加KCl 溶液的浓度，ζ电位下降，因此溶液流动速度变慢。改用AgNO3溶液，通电时溶液向正极移动，增加AgNO3溶液的浓度，溶液流速变慢。

10.试从胶体化学的观点解释，在进行重量分析时为了使沉淀完全，通常要加入相当数量的电解质（非反应物）或将溶液适当加热。答：加入过量的电解质，可以使胶粒的电动电位降低，使溶胶易于聚沉；适当加热可加快胶粒的热运动，增加胶粒互相碰撞的频率，使聚沉机会增加，二者都有利于沉淀完全。

11.电泳现象：①电泳是在外加电场下，胶体溶液中的胶体粒子在分散介质中定向移动的现象。②原因：由于在胶体溶液中的胶体粒子自身带电，或在溶液中吸附体系内的离子，从而促使其表面带有电荷，因此在电场的作用下，会发生相对运动。

12、电动现象：①电动现象包括电泳、电渗、流动电势和沉降电势；②原因：由于在胶体溶液中的胶体粒子自身带电，或在溶液中吸附体系内的离子，从而促使其表面带有电荷，因此会发生电动现象。

13.毛细凝结现象：根据Kelvin公式，凹面上的蒸气压比平面上小，所以在小于饱和蒸汽压时，气体凹面上已达饱和而发生凝聚，即蒸汽变成液体在毛细管中凝聚，吸附量迅速增加

14.亚稳状态：①常见亚稳状态有过热液体，过饱和蒸汽，过饱和溶液等；②原因：新相种子难以生成，由于新相的颗粒极小，因此比表面积和表面吉布斯函数都很大，所以新相难以生成

15.试以Maragoni效应解释泡沫的稳定机理？

答：当泡沫表面由于扩展而变薄，从而产生新的表面时，由于在新的表面上溶质的吸附尚未达到平衡，使其表面张力增加，产生了表面张力梯度，这种表面张力的梯度就会引起液体从低表面张力的周围向高表面张力区域流动，直到此张力差消失为止。

16.物理吸附和化学吸附区别：①物理吸附的吸附力是由固体和气体分子之间的范德华引力产生的，一般比较弱。其吸附热较小，接近于气体的液化热，一般在几个KJ/mol 以下。吸附无选择性，任何固体可以吸附任何气体，吸附量会有所不同。而且吸附可以是单分子层的，但也可以是多分子层的。②化学吸附吸附力是由吸附剂与吸附质分子之间产生的化学键力，一般较强。其吸附热较高，接近于化学反应热，一般在40KJ/mol 以上。吸附有选择性，固体表面的活性位只吸附与之可发生反应的气体分子，如酸味吸附碱性分子，反之亦然，而且吸附是单分子层的。

17、根据DLVO理论，是解释外加电解质对带电溶胶稳定性的影响？

答：根据DLVO理论，在胶团之间，既存在着斥力势能，又存在着吸力势能，胶体系统的相对稳定或聚沉取决于斥力势能和吸力势能的相对大小，加入电解质后，对溶胶体系内胶体粒的引力势能影响不大，但会明显降低粒子间的斥力势能，从而降低带电溶胶的稳定性。