动力学及表面习题.pptVIP

P0 Ps P0 T2＝408K (135°C) 过热 35K 10.6 298K时，乙醇水溶液的表面张 力服从σ=72－5×10-4c+2×10-7c2, ?的单位为mN·m-1，c为乙醇的浓度 （mol·m-3），试计算c = 500mol·m-3时 乙醇的表面过剩量。 解: 10.7苯的蒸气压是同温度下饱和蒸气 压的4.5倍时，即=4.5时，苯蒸气可 自发凝结成液滴。若将过饱和苯蒸气 迅速冷却到293K，使之凝成液滴，求 苯液滴的半径和每个液滴中苯的分子 数目。 已知293K时苯的密度为877kg·m-3, 苯的表面张力为28.9×10-3N·m-1。 解： 习题11-1当氧气的平衡压力分别为 105Pa和106Pa时，测得1kg的固体吸 附O2的体积分别为2.5×10-3dm3和 4.2×10-3dm3(STP),试求Langmuir 定温式中的b值。如果吸附量为饱和 吸附量Γm一半时，则其平衡压力应 为多少（Pa）？ 解： p1=105Pa p2=106Pa Г1=2.5×10-3dm3 Г2=4.2×10-3dm3 代入： 解得： b= 1.22×10-5 Гm=4.541 当 Г=Гm/2 时 p = 8.2104Pa 11-2 239.4K时测得CO在活性炭上 吸附的数据如下：（吸附体积已换算 为273K标准状态下） p/kPa 13.5 25.1 42.7 57.3 72.0 89.3 Γ/cm3·g-1 8.54 13.1 18.2 21.0 23.8 26.3 试比较Freundlich定温式和Langmuir 定温式何者更适用于这种吸附，并计 算公式中各常数的数值。 解：(a) Freundlich公式： 由实验数据得： lgΓ 0.931 1.117 1.260 1.322 1.377 1.420 lgp 1.130 1.400 1.630 1.758 1.857 1.951 线性拟合相关系数 r = 0.998， 斜率= n = 1.68 截距=lgk =0.274, k = 1.88 (b) Langmuir公式： P/Γ 1.58 1.93 2.35 2.73 3.03 3.40 p 13.5 25.1 42.7 57.3 72.0 89.3 线性拟合相关系数 r = 0.997 , 斜率= 0.0239, 截距= 1.31 Гm= 41.8 dm3kg-1 , b =1.84Pa-1 计算表明Langmuir公式和Freundlich 公式均适用于此吸附体系。 11-3 对于微球硅酸铝催化剂,在77.2K 时以N2为吸附质，测得每克催化剂吸 附量（已换算成273K标准状态下）与 N2的平衡压力的数据如下：? p/kPa 8.70 13.64 22.11 29.92 38.91 Γ/cm3·g-1 115.6 126.3 150.7 166.4 184.4 已知77.2K时N2的饱和蒸气压为99.13kPa N2分子的截面积为1.62×10-19m2，试 用BET公式计算该催化剂的比表面。 解： BET二常数公式 0.832 1.262 1.905 2.598 3.504 P/p* 0.0878 1.1376 0.2230 0.3018 0.3925 线性拟合直线斜率= 直线截距= Am=1.6210-19m2 L0=6.021023mol-1 11-4 298K时用木炭吸附水溶液中的 溶质A,已知该体系符合Freundlich 吸附定温式,并且公式中的常数k=0.5， n=3.0，Γ为每克木炭所吸附A的克数， c的单位为g·dm-3。若1dm3溶液中最 初含有2gA，问用2g木炭可从该溶液 中吸附多少克A？ 解：由Freundlich吸附定温式： Γ=0.5c1/3 平衡时：c =2-2Γ 则 Γ=0.5(2-2Γ)1/3 解得： Γ=0.5g/g 故 2g木炭可吸附1gA 11-5 在恒温条件下，取浓度不同的 丙酮-水溶液各100cm3，分别加入2g 的活性炭，摇荡相同时间使达到平衡， 测得各份溶液相应的平衡前后的丙酮 浓度c0和c的数据如下： c0/mol·m-3 5.993 10.584 19.98 49.93 200.4 c/mol·m-3