6-25胶体与界面化学2011A_答案解析

1、-1-天津工业大学2011-2012学年第一学期应化、化工胶体与界面化学课程期末试卷(A卷)班级姓名学号题号一二三四合计分数阅卷人一、选择题(25分)1.空气中直径0.01m的球形肥皂泡(表面张力为0.025N/m)所受附加压力为(D)(A) 2.5Pa(B)5Pa(C)10Pa(D)20Pa2.液体在毛细管中上升的高度正比于(C)。(A)温度(B)液体密度(C)附加压力(D)管的半径3.在相同温度下，同一液体被分散成有不同曲率半径的分散体系时，将具有不同饱和蒸气压，以P P、P P、P P分别表示平面、凹面和凸面液体上的饱和蒸气压，则三平凹凸者的关系是(B)(A)P PP PP P平凹凸(C

2、)P PP PP P凹平凸4.用最大气泡法测定溶液表面张力，对实际操作的规定哪条不正确？(D)(A)细管必须严格清洗保证干净(B)(C)(D)5.表面活性剂是针对某种特定的液体或溶液而言的，表面活性剂的实质性作用是(C)(A)乳化作用(B)增溶作用(B)P PP PP P凸平凹(D)P PP PP P毛细管口必须平整毛细管应垂直放置并刚好与液面相切毛细管垂直深深插入液体内部，每次浸入浓度尽是保持不变-2-(C)降低表面张力(D)增加表面张力6.电动现象产生的基本原因是(D)(A)外电场或外压力的作用(B)电解质离子的作用-3-(C)分散相粒子或多孔固体的比表面能高(D)固体粒子或多孔固体表面与

3、液相界面间存在扩散双电层结构7.区别溶胶与真溶液和悬浮液最简单而灵敏的方法是(C)(A)乳光计测定粒子浓度(B)超显微镜测定粒子大小(C)观察丁达尔效应(D)测定Z电势8.江、河水中含的泥沙悬浮物在出海口附近都会沉淀下来，原因有多种，其中与胶体化学有关的是(B)(A)乳化作用(C)溶胶互沉作用9.雾属于分散体系，其分散介质是(A)(A)气体；(B)液体；(C)固体;10.溶胶的基本特性之一是(C)(A)热力学上和动力学上皆属于稳定体系(B)热力学上和动力学上皆属不稳定体系(C)热力学上不稳定而动力学上稳定体系(D)热力学上稳定而动力学上不稳定体系。和75C的水中，则毛细管中的水在两不同温度(B

4、)无法确定；(D) 75C水中高于25C水中。12.在一个密闭的容器中，有大小不同的两个水珠，长期放置后，会发生(A)(A)大水珠变大，小水珠变小(B)大水珠变大，小水珠变大(C)大水珠变小，小水珠变大(D)大水珠，小水珠均变小13.对于胶团(AgBr)mnAg+(n-x)NO3-x+xNO3-,下列说法中不正确的是(B)(A)胶核是(AgBr)m(B)m=n+x(C)胶粒是(AgBrnAg+(n-x)NO3YA+YB(C)YAYA+YAB(D)YAB90o2.促使溶胶稳定的三个重要原因是分散质粒子带电、溶剂化作用与布朗运动_。3.列举四种常见的亚稳状态过冷液体，过热液体，过饱和蒸汽与_过饱和

5、溶液。4.亚稳态能较长时间存在的原因皆在于新相难以形成，防止其发生的方法是力口入新相种子。5.在一定温度下，液滴越小，其饱和蒸汽压就越而液体中气泡越小，泡内的液体饱和蒸汽压则越小。6.电位是胶体粒子所带电量的真实值（错）对/错。7.固体自身表面张力越低，则越难被液体所润湿（对）对/错。8.只有两性物质组成的溶胶才有等电点（错）对/错。三、简答题（30分）1.物理吸附与化学吸附的最本质区别是什么？（5分）答：物理吸附与化学吸附的最本质区别是吸附质与吸附剂之间的吸附作用力不同。物理吸附是吸附剂表面的分子与吸附质分子间作用力为范德华力（3分），化学吸附则是吸附剂表面的分子与吸附质间的作用力为化学键力

6、（2分）。2.简述表面活性剂在水中可形成几种胶束，胶束的形态与表面活性剂的浓度之间有何关系。（5分）答：表面活性剂在水中可以形成三种类型的胶束：球形（1分）、棒状（1分）和层状胶束-7-（1分）。在一般情况下，随着水中表面活性剂浓度的增高，球形胶束会首先形成，然后依次是棒状胶束和层状胶束（2分）。3.活性碳从水溶液中吸附脂肪酸，吸附质分别为甲酸、乙酸、丙酸、丁酸试判断吸附量顺序和原因。（5分）答：吸附量的顺序：甲酸V乙酸V丙酸V丁酸（3分）原因：非极性的吸附剂在极性溶剂中总是容易吸附非极性组分（2分）。 根据DLVO理论， 试解释外加电解质对带电溶胶稳定性的影响。（5分）答：根据DLVO理论，

7、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（1分）。加入电解质后，对溶胶体系内胶体粒的引力势能影响不大（2分），但会明显降低粒子间的斥力势能（2分），从而降低带电溶胶的稳定性。5.什么是电泳现象，产生电泳的原因是什么。（5分）答：电泳一在外加电场下，胶体溶液中的胶体粒子在分散介质中定向移动的现象。（3分）原因：由于胶体粒子在溶液中的带有电荷（2分），6.试解释毛细凝结现象发生的原因。（5分）答：根据Kelvin公式（2分），凹面上的蒸汽压比平面上小（1分），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，这就是毛细凝聚现象（

8、2分），即蒸汽变成液体在毛细管中凝聚，吸附量迅速增加。-8-2.下列叙述不正确的是(D)c(A)比表面自由能的物理意义是，在定温定压下，可逆地增加单位表面积引起系统吉布斯自由能的增量:CB)表面张力的物理意义是，在相表面的切面上，垂直作用于表面上任意单位长度功线的表面紧缩力；(C)比表面自由能与表面张力量纲相同，单位不同：)比表面自由能单位为JTIA表面张力单位为 NgT 时， 两者数值不同=3在一个密闭的容器中，有大小不同的两个水珠，长期放置后，会发生(A)c(A)大水珠变大，小水珠变小；CB)大水珠变大，小水珠变大；(C)大水珠变小,小水珠变大；(D)大水珠，小水珠均变小=4.很毛细管插入

9、水中， 液面上升的高度为丛当在水中加入少量的NaCL这时毛细管中液面的高度为(B(A)(A)等于h h: :(B)大于h h: :(C)小于山:(D)无法确定=5.关于溶液表面吸附的说法中正确的是(C)=(A)溶液表面发生吸附后表面自由能增加：(B)溶液的表面张力一定小于溶剂的表面张力；(C)定温下，表面张力不随浓度变化时，浓度增大，吸附量不变；)饱和溶液的表面不会发生吸附现象=6.对处于平衡状态的液体，下列叙述不正确的是(C)c(A)凸液面内部分子所受压力大于外部压力；CB)凹液面内部分子所受压力小于外部压力：(C)水乎液面内部分子所受压力大于外部压力：(D)水乎液面内部分子所受压力等于外部

10、压力=-9-7.胶束的出现标志着表面活性剂的(A人(A)降低表面张力的作用下降；田)溶解已达到饱和；(C)分子间作用超过它与溶剂的作用；(D)分子远未排满溶液表面=8.水对玻璃润湿，汞对玻璃不润湿，将一玻璃毛细管分别插入水和汞中，下列叙述不正确的是(D)=(A)管内水面为凹球面；(B)管内汞面为凸球面:(C)管内水面高于水平面；(D)管内汞面与汞平面一致=9.对于增溶作用,下列叙述不正确的是(C)=(A)增溶作用使被溶物质化学势降低：CB)增溶系统是热力学稳定系统，而乳状液或溶胶是热力学不稳定系统；(C)増溶作用与真正的溶解作用一样，均使溶剂依数性有很大变化；(D)增溶作用发生在有大量胶束形成

11、的离子型表面活性剂溶液中；10.通常称为表面活性剂的物质是指将其加入液体中后(D)：(A)能降低液体的表面张力能显著增大液体的表面张力(B)能增大液体的表面张力(D)能显著降低液体的表面张力11.对于水平液面，其值为零的物理量是(C卜(A)表面自由能(B)表面张力(C)附加压力12.对于化学吸附，下面说法中不正确的是D)(A)吸附是单分子层；吸附力来源于化学键力；(C)吸附热接近反应热；(D)吸附速度较快， 升高温度则降低反应速度匸13.对于指定的液体，恒温条件下，有(Ah(A)液滴的半径越小， 它的蒸气压越大；(B)(B)液滴的半径越小， 它的蒸气压越小；(Q液滴的半径与蒸气压无关；(D)(

12、D)蒸气压与液滴的半径成正比14.过量的KI与AgNO3混合制溶胶，其结构为(Agl)”厂rQK+厂/+,则胶粒是指(C)=(A)(Agl)m(B)(AglkiJ-(Ag%ii(n幻討广(D)(AgI)ninrA1C13K3Fe(CN)6:(B)K3Fe(CN)6MgSO4AlCh:(C)K3Fe(CN)6AlChMgSO4:)A1C13MgSO4K3Fe(CN)6(与胶粒电性相反的离子化合价越大聚沉能力越强人25.对于胶团(AgBr)m-nAg+-(n-x)NO3-x+-xNO3下列说法中不正确的是(B)A.胶核是(AgErnB.m=n+xC.胶粒是(AgBr)m-nAg+-(n-x)NO3

13、-x+D.在电场中胶粒向负极移动2氐对于As2S3负溶胶)，聚沉能力最大的是(C)A.K2SO4B.CaC12C.A1C13D.Na3PO427.物质间发生物理吸附时的作用力是(D)A.共价键B离子键C.氢键D.范德华力28.对于物理吸附和化学吸附的关系，以下描述正确的是(C)A.即使改变条件，物理吸附和化学吸附也不能相互转化B. Langmuir吸附等温式只适用于物理吸附C.在适当温度下，任何气体都可在任何固体表面上发生物理吸附D.升高温度对物理吸附和化学吸附都有利29.物理吸附和化学吸附的共同特点是D)A.有选择性B.热效应大C.单分子吸附D都能达到吸附平衡江、河水中含的泥沙悬浮物在出海口

14、附近都会沉淀下来，原因有多种，其中与胶体化学有关的是(B)(A)乳化作用电解质聚沉作用代)溶胶互沉作用(D)破乳作用30.雾属于分散体系，其分散介质是(A)(A)气体；(B)液体；(C)固麗(D)气体或固体cK溶胶是均相系统，在热力学上是稳定的c(A)厶长时间渗析，有利于溶胶的挣化与稳定二(x)3.有无丁达尔(Tyn血11)效应是溶胶和分子分散系统的主要区别之=4.在外加直流电场中，碘化银正溶胶向负电极移动，而其扩散层向正电极移动=(7)5.新生成的Fe(OH)3沉淀中加入少量稀FeCl?溶液，会溶解,再加入一定量的硫酸盐溶液则又会沉淀；(Q)6.丁达尔效应是溶胶粒子对入射光的折射作用引起的(

15、x)7.胶束溶液是高度分散的均相的热力学稳定系统=(V)X胶体粒子的扩散过程和布朗运动本质上都是粒子的热运动而发生的宏观上的定向迁移现象 u79、在溶胶中加入电解质对电泳没有影响。(x)10.由于大分子溶液是真溶液，是均相的热力学稳定系统，所以无丁达尔效应=-12-1K物理吸附的吸附力来源于范德华力，其吸附一般不具有选择性()12、微小晶休与普通晶体相比，微小晶体的溶解度较小。(x)13物质的表面张力与表面积的大小有关疋(x)14.表面活性剂不能改变表面润湿性。(x)15.溶胶中胶粒的布郎运动就是本身热运动的反映。(x)16.乳状液、泡沫、悬浮液和憎液溶胶均属多相的聚踣不稳定系统=9090 )

16、 )；3.相同温度下，同一液体，随表面曲率半径不同具有不同的饱和蒸气压，若以P乎、P凹、P凸分别代表乎面、凹面和凸面液休上的饱和蒸气压，则三者的关系为P凹AP平卩凸=4.加入表面活性剂，使液体的表面张力降低，表面层表面活性剂的浓度一定于它在休相中的浓度。5润湿液体在毛细管中上升的高度与毛细管内径成居比关系，与液体的表面张力成正比关乘。6.温度上升时，纯液体的表面张力减小:7.使溶胶聚沉所需电解质最低浓度,称为电解质对溶胶的聚沉值=8.表面活性剂在结构上的特点是同时具有亲水基和竝L基=9.液面是弯曲时，表面张力的方问与液面相切=II *亠-1、Maxwell模型可以模拟：(A)A.线形聚合物的应

17、力松弛过程比交联聚合物的应力松驰过程C.线形聚合物的孀变过程D.交联聚合物的孀变过程2、下列三类物质中具有粘弹性的是：(D)A.硬固的塑料B.硫化橡胶C.聚合物熔体D.以上三者均有3、大多数聚合物流体属于：(D)L L胀塑性流休(T=kQ,nl)B.胀塑性流体(Tn,n1)D.假塑性流体(T=ky11；nl)4、3.4次方幕律适用于(C)*A.缩聚物B.低相对分子质量加聚物C.高相对分子质量加聚物5、高聚物为假塑性流体，其粘度随剪切速率的增加而(B芫X X、增加减少C、不变6、交联橡胶以下哪一条不正确(CA.形变很小时符合胡克定律B.具有燔弹性C C、拉伸时吸热-13-聚合物挤出成型时，产生熔

18、体破裂的原因是L LA、熔体弹性应变回复不均匀 B.熔体粘度过小10.高聚物滞后现象的发生是什么原因(AA.运动时爱到内摩擦力的作用 B.高聚物的惰性很大1K以下哪种现象可用聚合物存在链段运动来解释(B)=A、聚合物泡在溶剂中溶胀 B.聚合物受力可发生弹性形变C、聚合物熔体粘度很大12.粘弹性表现最为明显的温度是(BA.l)B.牛顿流体 n=l)C C、假塑性流体严=疋八nl)D.宾哈流体(入=5 十商)18.在注射成型中能最有效改善聚甲醛熔体流动性的方法是(C)A、增大分子量：B、提高加工温度；C.提高注射速率19.橡胶产生弹性的原因是拉伸过程中_B_A、内能的变化；燔变；C、体积变化；20

19、.可以用时温等效原理研究聚合物的粘弹性，是因为_A_=A.高聚物的分子运动是一个与温度、时间有关的松弛过程；B.高聚物的分子处于不同的状态；C.高聚物是由具有一定分布的不同分子量的分子组成的。21.高分子材料的应力松弛程度与_：_有关=A、外力大小；Bs外力频率；C.形变量。22.同一种聚合物的三种不同熔体粘度，其大小慎序为：(C)(B)(A)(A)无穷剪切粘度；(B)表观粘度：(C)零切粘度23.将下列三种聚合物用同样的外力拉伸到一定长度后，保持各自的应变不变，经过相当长的时间后测定其应力，则其大小顺序为：(C)(B)(A)(A)理想弹性体；(B)线形聚合物；C)交联聚合物24.剪切粘度随剪

20、切速率的增大而减小的流体属于：(A)(A)假塑性流体；(B)胀塑性流体；C)宾汉流体25.Voigt模型可以用来描述：A)(A)交联高聚物的端变过程；(B)交联高聚物的应力松弛过程；7. 下列材料哪种更易从模头挤出(A)cA、假塑性材料 B.胀塑性材料 C.牛顿流体在设计制造外径为m管材的模头时，应选择哪种内径的模头(A)=A、小于 5cmE、5cmC、大于 5cmC.大分子链取向程度低C、高聚物的弹性太大-14-(C)线形高聚物的应力松弛过程：(D)线形高聚物的蠕变过程26.假塑性流体的熔体粘度随剪切应力的増大而：(E)(A)增大；(B)减小；(Q 不变27.XVLF 方程不能用于(B人A.

21、测粘度玖测踣晶度 C.测松弛时间28.某一聚合物薄膜，当温度升至一定温度时就发生收缩，这是由于(A汇A.大分子解取向 B.内应力释放 C、导热不良29.下列哪个过程的燔变增加(AA.结晶熔化 B.橡胶拉伸 C.交联30.高聚物处于橡胶态时，其弹性模量(CA 随着形变增大而增大 B.随着形变的增大而减小 C.与形变无关31.采用耳为参考温度进行时温转换叠加时，温度高于耳的曲线，lga丁C九A.负曲线向左移玖正，曲线向右移 C負，曲线向右移32.蠕变与应力松弛速度(B)=A.与温度无关玖随温度升高而增大 C、随温度升高而减小33指数方程中，在非牛顿性指数时，聚合物熔体为假塑性流体AhA、n=lC、

22、nVl34. WLF方程是根据自由体积理论推导出来的，它o(B)A.适用于晶态聚合物松弛过程B.适用于非晶态聚合物松弛过程C.适用于所有聚合物松弛过程35.对于假塑性流体，随着剪切速率的增加，其表观粘度(C)=A、先增后降B、增加C、减少1、理想高弹性的主要特点是形变量大、弹性模量小弹性模量随温度上升而增大力学松弛特性和形变过程有明显热效应粘弹性现象有_釀变鹿力松弛滞后现象.3聚合物材料的蠕变过程的形变包括普弹形变、高弹形变和黏性流动=4交变外力作用下，作用频率一定时，在时高分子的复数模量等于它的实部模量，在时它的复数模量等于它的虚部模量=5.泊松比 V的定义为拉伸丈验中材料携向应变与纵向_应

23、变的比值的负数，数值范围为0-0.5_,V=0.5 表示拉伸过程中体积不变=6.松驰时间 T的定义为松驰过程完成_63.2%_所需的时间，T越长表示_强_(弹/粘)性越强： 损耗角方的定文是在交变应力的作用下， 应变落后(滞后)于应力的相位差，6 越大表示_粘_弹/粘)性越强。7.在交变应变的作用下，材料的动态槿量中储能实数)模量与应变同相,损耗虚数)模量与应变的相差为 90(TLQ)：8.根据时温等效原理，当温度从高温向低温变化时，其移动因子T_大于1=9.对于相同分子量，不同分子量分布的聚合物流体，在低剪切速率下，分子量分布宽的粘度高，在高剪切速率下，分子量分布窄的粘度高匚10.橡胶弹性的

24、本质是_爛弹性，具有橡胶弹性的条件是长链_、_柔性_与交联=橡胶在绝热拉伸过程中_放热，橡胶的模量随温度的升高而_增大=-15-11、松弛时间 T的物理意文是_松弛过程完成出 2%所需要的时间，T值越小，表明材料的弹性越一小=12. 在交变应力变）的作用下，应变滞后于应力一个相角 6 的现彖称为滞后，6的范围在_0F/2_,5 的值越小，表明材料的弹性越好=13. 假塑性流体的粘度随应变速率的增大而减小,T=k：/,用聶律方程表示时，n小于 1=14. 聚合物熔体的弹性响应包括有_熔体的可回复形变,_包轴效应_,不稳定流动、无管虹吸效应与挤出胀大效应等=15.刚性表示材料抵抗变形的能力,它的大

25、小用弹性模量来衡量，也即应力应变图中直线的斜率。斜率越大，模量越高，刚性越大，俗称越硬=16.橡胶弹性与气体的弹性类似，弹性的本质是燔弹性，具有橡胶弹性的条件是长链、 足够柔性与交联=橡胶在绝热拉伸过程中放热， 橡胶的模量随温度的升高而升高:17.聚合物流休一般属于假塑性流体，粘度随着剪切速率的增大而减小，用幕律方程表示时，则 Ji小于 1（大于、小于、等于儿18.適常假塑型流休的表观粘度小于大于、小于、等于）其真实粘度19.聚合物相对分子质量越大，则熔体粘度越大；对相同相对分子质量的聚合物而言，相对分子质量分布越宽，则熔体的零切粘度越大：20. 聚合物熔体的弹性响应包括有可回复的切形变，法向

26、应力效应与挤出物胀大=21.聚合物静态粘弹性现象主要表现在蠕变和应力松弛=22.理想弹性体的应力取决于应变,理想粘性体的应力取决于应变速度=23. 粘弹性材料在交变应变作用下，应变会落后应力一个相角 6,且窈在 0TT/2范围之内，6 的值越小，表明材料的弹性越好=24.在交变应变的作用下，材料的储能模量与应变同相，损耗模量与应变的相差为H/2*25.Maxwell模型是一个粘壶和一个弹簧串联而成，适用于模拟线性聚合物的应力松弛过程；Voigt模型是一个粘壶和一个弹簧并联而成，适用于模拟交联聚合物的孀变过程。26. 松弛时间为松弛过程完成出_2%（或 1-1/&）所需的时间，温度越高，

27、高分子链运动的松弛时间越短=27. 松弛时间 T 的物理意义是松弛过程完成2%所需要的时间，T 值越小，表明材料的弹性越差=-16-28.根据时温等效原理，将曲线从高温移至低温，则曲线应在时间轴上右移29.聚合物的松弛行为包括应力松弛、孀变、滞后和内耗=30. 随着聚合物的柔顺性增加，链段长度减小、刚性比值减小、无扰尺寸减小、极限特征比减小=3K大多数聚合物熔体属假塑性流体小其*值为1,表羽它们具有剪切变稀特性匚32. 根据时温等效原理，可以在较高温度下，较短时间内观察刀的力学松弛现象，也可以在低温度下，长时间内观察到=33. 可以用时温等效原理研究聚合物的粘弹性，是因为高聚物的分子运动是一个

28、与时间和温度有关的松弛过程。I、分子间作用力强的聚合物，一般具有较高的强度和模量=(J)厶增加外力作用频率与缩短观察时间是等效的()3.同一高聚物熔体的剪切粘度在牛顿区都相等(4.同一高聚物，在不同温度下测得的断裂强度不同。(J)5.交联高聚物的应力松弛现象，就是随时间的延长，应力逐渐衰减到零的现象二(X)0 聚合物在橡胶态时,粘弹性表现最为明显=(X)7在室温下，塑料的松弛时间比橡胶短=(X)8.除去外力后，线性聚合物的蠕变能完全回复=(X)9.晶态聚合物处于口以上时，链段就能运动，处于 G以上时，整个分子链也能运动。(X)10. 高聚物在室温下受到外力作用而发生变形，当去掉外力后，形变没有完全复原，这是因为整个分子链发生了相对移动的统果匚(J)II、作为轮胎用的橡胶，其使用温度都在玻璃化温度以上匚(12. 大多数聚合物熔体在任何条件下都是假塑性的，不符合牛顿定律.(X)13. 同一个力学松弛现象，既可以在较高的温度、较短的时间内观察到，也可以在较低的温度、较长的时间内观察到.(14. 高聚物在应力松弛