中南大学物化课后习题答案 11章 表面化学与胶体化学

物理化学研究方法思考题

1.热化学实验研究方法

（1）如何用苯甲酸的燃烧热数据来计算苯甲酸的标准生成热？

C6H5COOH(s) + 7.5O2(g) ==== 7CO2(g) + 3H2O(l)

（2）影响“溶解热的测定”实验精确度的主要因素有哪些？

（3）在“表观摩尔体积和偏摩尔体积的测定”实验中可否用容量瓶代替比重瓶，为什么？参考答案或提示：

（1）∵Δc H mΘ[C6H5COOH(s)] = 3Δf H mΘ[H2O(l)] + 7Δf H mΘ[CO2(g)] –Δf H mΘ[C6H5COOH(s)] ∴Δf H mΘ[C6H5COOH(s)] = 3Δf H mΘ[H2O(l)] + 7Δf H mΘ[CO2(g)] –Δc H mΘ[C6H5COOH(s)] （2）1）试样：称样精度，试样粒度、纯度等；

2）测温：温度计的位置、读数精度等及温差校正；

3）操作：搅拌，加样等。

（3）不可用容量瓶代替比重瓶。因为两者的功能不同，对本实验而言，由于容量瓶瓶颈溶液上方存在空间，将导致溶液密度测定误差。

2.平衡实验研究方法

（1）采用沸点法测定液-气平衡体系的温度时，温度计的温泡（或测温元件的测温点）应该置于什么位置？为什么？

（2）在“双液系气液平衡沸点-组成相图”实验中，若沸点测定时出现过热和再分馏现象，会对测量结果产生什么影响？

（3）“差热分析”实验中，对所采用的参比物质有何要求？

(4) 在“二元合金相图”实验中，样品的步冷曲线在转折点附近时常出现最低点，为什么？这种现象对相变温度的确定有何影响？

第1章资源加工学概述

习题解答

1．简述从选矿学、矿物加工学到资源加工学三者之间的发展关系。

【解】资源加工学是由传统的选矿学、矿物加工学发展演变形成的新的学科体系。

研究手段

选矿学是用物理、化学的方法，对天然矿物资源（通常包括金属矿物、非金属矿物、煤炭等）进行选别、分离、富集其中的有用矿物的科学技术，其目的是为冶金、化工等行业提供合格原料。

矿物加工学是在选矿学的基础上发展起来的，是用物理、化学的方法，对天然矿物资源进行加工（包括分离、富集、提纯、提取、深加工等），以获取有用物质的科学技术。其目的已不单纯是为其它行业提供合格原料，也可直接得到金属、矿物材料等。

资源加工学是根据物理、化学原理，通过分离、富集、纯化、提取、改性等技术对矿物资源、非传统矿物资源、二次资源及非矿物资源进行加工，获得其中有用物质的科学技术

研究对象

传统选矿学、矿物加工学的研究对象均以天然矿物资源为主。

资源加工学的研究对象涉及以下几方面：

（1）矿物资源。包括金属矿物、非金属矿物、煤炭等；

（2）非传统矿物资源。包括：

①工业固体废弃物：冶炼化工、废渣、尾矿、废石。

②海洋矿产：锰结核、钴结壳、海水中金属、海底热液硫化矿床。

③盐湖与湖泊中的金属盐、重金属污泥。

（3）二次资源。包括：

①废旧电器：电视机、冰箱、音响等。

②废旧金属制品：电缆、电线、易拉罐、电池等。

③废旧汽车。

（4）非矿物资源。城市垃圾、废纸、废塑料、油污水、油污土壤等。

2．资源加工学学科包括那些领域？它的学科基础及与相邻学科的关系如何？

【解】学科领域

资源加工学包括四大学科领域：

研究生胶体与表面化学题

1、下列物系中哪一种为非胶体？

①牛奶②烟雾③人造红宝石④空气

2、溶胶的基本特性之一是

①热力学上和动力学上皆属稳定的物系

②热力学上和动力学上皆为不稳定的物系

③热力学上稳定而动力学上不稳定的物系

④热力学上不稳定而动力学上稳定的物系

3、溶胶有三个最基本的特性，下列哪点不在其中？

①分散性②聚结不稳定性③多相性④动力稳定性

4、丁铎尔（Tyndall）现象是光射到粒子上发生下列哪种现象的结果？

①散射②反射③透射④折射

5、在外加电场作用下，胶体粒子在分散介质中移动的现象称为

①电渗②电泳③流动电势④沉降

6、下列各性质中哪个不属于溶胶的动力学性质？

①布朗运动②扩散

③电泳④沉降平衡

7、对于AgI的水溶胶，当以KI为稳定剂时其结构可以写成

[（AgI）m nI-(n-x)K+]x-x K+

则被称为胶粒的是指:

8、在AS2S3溶胶中加入等体积，等当量浓度的下列不同电解质溶液，则使溶胶

聚沉最快的是

①LiC1 ②NaC1

③CaCI2 ④A1C13

9、在Al2O3溶胶中加入等体积，等当量浓度的下列不同电解质溶液，则使溶胶

聚沉得最快的是

①KC1 ②KNO3

③K3[Fe(CN)6] ④K2C2O4

10、在一定量的AgI溶胶中加入下列不同电解质溶液，则使溶胶在一定时间内完

全聚沉所需电解质的量最少者为

①La(NO3)3 ②Mg(NO3)2

③NaNO3 ④KNO3

11、下列各点哪一点不属于电动现象？

①电导②电泳

③电渗④沉降电位

12、对于电动电位即ξ电位的描述，哪一点是不正确的？

①ξ电位表示了胶粒溶剂化层界面到均匀液相内的电位

中南大学现代远程教育课程考试（专科）复习题及参考答案

生物化学

一、选择题：

（一）单项选择题：（在每小题的备选答案中，选择一个最佳答案，把你认为最佳答案的题号，填入题干的括号内）

1．组成蛋白质的基本单位是 [ ]

A、氨基酸

B、碳原子

C、氨基

D、单核苷酸

2．正常人的血液pH为 [ ]

A、~

B、~6.45

C、~

D、~

3．机体利用非糖物质转变为糖的过程称为 [ ]

A、糖的异生作用

B、糖原合成

C、有氧氧化

D、糖酵解作用

4．酮体不包括下列哪种成分 [ ]

A、β-羟丁酸

B、丙酮酸

C、丙酮

D、乙酰乙酸

5．关于对酶促反应特点的描述哪项错误 [ ] A、酶能加速化学反应 B、酶所催化的反应都是不可逆的

C、酶在反应前后无质和量的变化

D、酶对所催化的反应有选择性

6．人体活动的直接供能物质主要是： [ ]

A、ATP

B、磷酸肌醇

C、NADPH

D、GTP

7．本质为小分子有机化合物是指 [ ]

A、蛋白质

B、脂肪

C、维生素

D、糖原

8．核酸是属于 [ ]

A、酸性电解质

B、两性电解质

C、能量物质

D、碱性电解质

9．维持蛋白质分子一级结构的主键是 [ ]

A、氢键

B、肽键

C、3，-5，磷酸二酯键

D、二硫键

10．联合脱氨基作用是体内最重要的 [ ]

A、氨基酸转氨基方式

B、氨基酸脱氨基方式

C、α-酮酸的生成方式

D、氨基化方式

11．关于单核苷酸的基本组成成分 [ ]

A、核糖、碱基、磷酸

B、已糖、碱基、磷酸

C、核糖、磷酸、N原子

D、核糖、碱基、ATP

12．在酶促反应中被酶催化的物质称为 [ ]

A、生物催化剂

B、酶的产物

C、酶的失活

D、酶的底物

第八章 表面化学与胶体化学

习 题

1．在293 K 时，把半径为1×10-3

m 的水滴分散成半径为1×10-6

m 的小水滴，比表面增加多少倍?表面吉布斯自由能增加多少?环境至少需做功多少?已知293 K 时

-1O H m mN 75.722

⋅=σ。 （答案：9.15×10

-4

J ）

解： 一滴大水滴可分散成N 个小水滴：32313231

3

434r r r r N ==ππ

小水滴的面积为： 2

3122

44r r r N ππ=⨯，大水滴的面积为： 4π2

1r

面积增加倍数为：999144421

2

1

2

1231=-=-r r r r r r πππ J 10133.9)10110

110

1(

41075.72)

44(466

9

3212

3

1s s -----⨯=⨯-⨯⨯⨯⨯⨯⨯=-=∆⋅=∆πππσσr r r A G

2．在298 K 时，1,2—二硝基苯(NB)在水中所形成的饱和溶液的浓度为5.9×10-3

mol·L -1，计算直径为1×10-8

m 的NB 微球在水中的溶解度。已知298 K 时NB ／水的表面张力为25.7 mN·m -1，NB 的密度为1 566 kg·m -3。 （答案：2.625×10-3 mol ·dm -3）

解：根据开尔文公式 ：r

RT M c c 1

2ln

0⋅=ρσ，将数值代入，得： -1

338

330L mol 10625.2109.54449.04449.0105.0115.298314.8156610168107.252ln ⋅⨯=⨯⨯=∴

=⨯⋅⨯⨯⨯⨯⨯⨯=-----c c c

胶体化学与表面化学

胶体化学是胶体体系的科学，随着胶体化学的迅速发展，它已成为一门独立的学科。这是因为有一方面由于胶体现象很复杂，有它自己独特的规律性；它在科学研究方面发挥着巨大的作用；不仅如此，它与无机化学、材料化学等相关学科也有着密切关系，如利用微乳技术制取纳米颗粒、利用溶胶—凝胶法制压电陶瓷等。

胶体体系的重要特点之一，是具有很大的表面积。任何表面，在通常情况下实际上都是界面，如水面即液体与气体的界面、桌面即固体与气体的界面等，在任何两相界面上都可以发生复杂的物理或化学现象，总称为表面现象，也就是界面现象。胶体化学中所说的界面现象，不仅包括物体表面上发生的物理化学现象以及物体表面分子（或原子）和内部的有什么不同，而且还包括一定量的物体经高度分散后（这时表面积将强烈增大）给体系的性质带来怎样的影响，例如粉尘为什么会爆炸、小液珠为什么能成球、汞的小液滴在洁净玻璃上成球而水的小液滴铺展、活性炭为什么能脱色等等，这些问题都与界面现象有关。界面现象涉及的范围很广，研究界面现象具有十分重要的意义。

表面化学就是研究表面现象的一门学科，从历史角度看，表面化学是胶体化学的一个重要分支，也是其中最重要的一个部门，二者密切相关。胶体化学与表面化学内容包括胶体的制备和性质、凝胶、界面现象和吸附、乳状液的基本知识及其应用，如丁达尔现象、电泳及电渗、双电层结构和相应电位分布、双电层理论、DLVO理论、表面张力产生原因及肥皂去污等原理。

胶体的制备与性质和表面现象是胶体化学最核心内容。

胶体的制备与性质包括胶体的运动性质、光学性质、电学性质、流变性质、制备及净化方法及胶团的结构和与其相关的双电层理论及模型等相关内容：由于胶粒对光的散射作用产生了丁达尔现象；由于不同溶胶中胶粒的大小不同，使之对透过其中的光的散射、反射作用不同，故使溶胶产生各种颜色；由于胶粒带电的性质使之产生了电泳及电渗现象；由于它带电的性质又产生了双电层理论；又由于它带电的性质引出了DLVO理论及对其聚沉性的研究；在外力作用下胶体具有流变性质，所谓流变性，是指物质在外力作用下的流动和变形的性质。分散系统的流变性质非常重要。许多重要的生产问题如油漆、钻井液、陶土的成型等都与之有关，其中有牛顿流体和几种非牛顿流体，如塑性流体和触变流体。

第11章表面化学与胶体化学

1．在293 K时，把半径为1×10st1:chmetcnv TCSC="0" NumberType="1" Negative="True" HasSpace="False" SourceValue="3" UnitName="m">-3m的水滴分散成半径为1×10-6m的小水滴，比表面增加多少倍?表面吉布斯自由能增加多少?环境至少需做功多少?已知293 K时

。（答案：9.15×10-4 J）

解：一滴大水滴可分散成N个小水滴：

小水滴的面积为：，大水滴的面积为：4π

面积增加倍数为：

2．在298 K时，1,2—二硝基苯(NB)在水中所形成的饱和溶液的浓度为5.9×10-3mol·L-1，计算直径为1×10-8m的NB微球在水中的溶解度。已知298 K时NB／水的表面张力为25.7 mN·m-1，NB 的密度为1 566 kg·m-3。（答案：2.625×10-3 mol·dm-3）

解：根据开尔文公式：，将数值代入，得：

3．373 K时，水的表面张力为58.9 mN·m-1，密度为958.4 kg·m-3，在373 K时直径为

1×10-7m的气泡内的水蒸气压为多少?在101.325 kPa外压下，能否从373 K的水中蒸发出直径为1×10-7m的气泡?（答案：99.89kPa）

解：气泡为凹面，且r = 0.5×10-7m

因p r p外，故不能蒸发出直径为1×10-7m的气泡。

4．水蒸气骤冷会发生过饱和现象。在夏天的乌云中，用干冰微粒撒于乌云中使气温骤降至293 K，此时水气的过饱和度(p／pｓ)达4，已知293 K时，

中南大学考试试卷

2008 -- 2009 学年二学期时间110分钟

物理化学课程40 学时2.5 学分考试形式：闭卷

专业年级：化工、制药、应化07级总分100分，占总评成绩70 % 注：此页不作答题纸，请将答案写在答题纸上

一、选择题（每题2分，共24分）

1. 下列关于连串反应的各种说法中正确的是( )

(A) 连串反应进行时，中间产物的浓度一定会出现极大值

(B) 连串反应的中间产物的净生成速率等于零

(C) 所有连串反应都可以用稳态近似法处理

(D) 在不考虑可逆反应时，达到稳定态的连串反应受最慢的基元步骤控制

2．某反应，无论作用物的初始浓度是多少，在相同时间和温度条件下，无论作用物的消耗浓度为定值，则该反应是( )

(A) 负级数反应(B) 零级反应(C) 一级反应(D) 二级反应

3. 下列关于催化剂的说法不正确的是( )

(A) 催化剂不改变反应热(B) 催化剂不改变化学平衡

(C) 催化剂不参与化学反应(D) 催化剂具有选择性

4. 若向摩尔电导率为1.4×10-2S·m2·mol-1的CuSO4水溶液加入1 m3的纯水，则稀释后CuSO4水溶液的摩尔电导率将( )

(A) 降低(B) 增高(C) 不变(D) 不确定

5．电极电势可以改变电极反应速率，其直接原因是改变了( )

(A) 反应的活化能(B)电极过程的超电势

(C)活性粒子的化学势(D) 电极-溶液界面的双电层

6．当电流通过电池时，电极将发生极化。当电流密度增大时，通常将发生( )

(A) 原电池的正极电势增高 (B ) 原电池的负极电势增高

一、是非判断题：

1.粗氯化钠必须用称量纸称量。（非）

2.溶解粗氯化钠时，加入的20ml蒸馏水需要很精确。（非）

3.用玻璃棒搅拌溶解氯化钠时，玻璃棒不应该碰撞烧杯内壁。（是）

4.可以把粗氯化钠溶液配制成饱和溶液。（非）

5.粗氯化钠溶液中含有不溶性杂质和可溶性杂质，必须先将不溶性杂质过滤除去。（是）

6.可以用无毒的CaCl2代替毒性很大的BaCl2除SO42- 。( 非)

7.BaSO4刚沉淀完全就应该立刻过滤。（非）

8.待过滤的溶液都应该冷却至室温再过滤。（非）

9.除去SO42-、Mg2+、Ca2+、K+离子的先后顺序可以倒置过来。（非）

10.氯化钠溶液在蒸发结晶过程中可以不搅拌，直到蒸干为止。（非）

实验五硫酸铝的制备

一、是非判断题：

1. NH4HCO3的作用是为了调节溶液pH值，以便生成Al(OH)3沉淀。( 是)

2. Al2(SO4)3的结晶水合物只有Al2(SO4)3·18H2O一种。( 非)

3. 在生成Al(OH)3 的过程中要加热煮沸并不断搅拌。( 是)

4. 硫酸铝加热至赤热分解成SO3和Al2O3。( 是)

5. 停止减压过滤时，操作不当会导致自来水溢入吸滤瓶内。( 是)

二、选择填空题：

1．在Al3+溶液中加入茜素的氨溶液，生成（ A ）色沉淀。

A．红色B．白色C．蓝色D．黑色

2．Al2(SO4)3易与碱金属M I（除Li以外）的硫酸盐结合成（B ）。

A．配合物B．矾C．混合物

3．在蒸发皿中制备硫酸铝晶体时，加热浓缩至溶液体积为原来的（A ）左右,在空气中缓慢冷却结晶。A．1/2 B．1/3 C．2/3 D．2/5