表面物理化学习题集和答案解析

1、.一、选择题1. 下列说法中不正确的是：( c ) (a) 生成的新鲜液面都有表面张力 (b) 平面液体没有附加压力 (c) 弯曲液面的表面张力的方向指向曲率中心 (d) 弯曲液面的附加压力指向曲率中心 2. 水在临界温度时的表面gibbs自由能： （ c ）(a) (a) 大于零 (b) 小于零 (c) 等于零 (d) 无法确定3. 一个 u 型管的两臂直径不同，一端为 110-3 m，另一端为 310-3 m，水的表 面张力为 0.072 nm-1。如用这个 u 型管装上水来测量压力，将引入的误差为： ( b ) (a) 72 pa (b) 192 pa (c) 96 pa (d) 288

2、 pa 4. 低压下，气体 a 在表面均匀的催化剂上进行催化转化反应, 其机理为： a(g) ka k b(g) k 第一步是快平衡, 第二步是速控步, 则该反应表观为几级? ( b ) (a) 零级 (b) 一级 (c) 二级 (d) 无级数 5 .表面过程中g（表面）= -w的充要条件除了等温等压外，还有：( d ) a，不做其它功； b，热力学可逆； c，组成不变； d，是b和c。6. 物质表面张力的值与：( c ) a，温度无关； b，压力无关； c，表面大小无关； d，另一相物质无关。7. 以p平、p凸、p凹分别表示平面、凸面、凹面液体上的饱和蒸汽压，三者关系为：( b ) a，p平

3、p凹p凸； b，p凸p平p凹；c，p凸p凹p平； d，三者相同。8. 常见亚稳态现象都与表面性质有关，下面说法正确的是：( d ) a，过饱和蒸气是由于小液滴的蒸气压小于大液滴的蒸气压所致；b，过热液体形成原因是新相种子小气泡的附加压力太小；c，饱和溶液陈化、晶粒长大，因为小晶粒溶解度比大晶粒大；精品.d，人工降雨时在大气中撒入化学物质主要的目的是促进凝结中心形成9. 对亲水性固体表面，其相应接触角是：( b ) a， 90； b，90； c， =180； d，可为任意角1o. langmuir吸附理论中说法符合基本假定得是：( a ) a，固体表面均匀、各处吸附能力相同；b，吸附分子可以是单

4、层或多层分子层；c，被吸附分子间有作用、相互影响；d，吸附和解吸附之间很难建立动态平衡。11. langmuir吸附形式之一：=bp/(1+bp),它不适用于：( c ) a，化学吸附；b，单分子层吸附；c，多种分子同时被强吸附；d，固体对稀溶液中溶质的吸附。12. 表面活性物质的实质性作用是：( b ) a， 乳化作用；b，降低表面张力；c，加溶作用；d，降低物质的溶解性13. 一定体积的水，当聚成一个大水球或分散成许多水滴时，同温度下，两种状态相 比，：以下性质保持不变的 ( b ) (a) 表面能 (b) 表面张力 (c) 比表面 (d) 液面下的附加压力14. 某物质r 1kg，当为一

5、立方时，总面积0.24m2，表面能0.3j，当粉碎为边长为10-9m的立方体时，其表面能为(kj):（ a ）a,6x104； b，3.84x104； c，5.88x104； d，7.35x10415 . 有两根半径相同的玻璃毛细管插入水中，水面上升高度为h，其中一根在0.5h处使其弯曲向下，试问水在此毛细管端出的行为是（ a ）凹形弯月面（a）毛细管端水面呈凹形弯月面 （b）水从毛细管端滴下 (c ) 毛细管端水面呈凸型弯月面 （d） 毛细管端水面呈水平16. 用同一只滴管滴下水的滴数和滴相同体积苯的滴数哪个多（ c ）（a） 水的多 （b）一样多 （c）苯得多 （d）一样多17 下面说饭不

6、正确的是（b ）（a）生成的新鲜液面都有表面张力 （b）弯曲液面的表面张力方向指向曲率中心 (c) 平面液面没有附加压力 （d）弯曲液面的附加压力指向曲率中心18 天空中的水滴大小不同，在其运动过程中，其变化趋势如何？（ b）(a)大水滴分散成小水滴，半径趋于相等 （b） 大水滴变大，小水滴变小（c）大小水滴的变化没有规律 （d） 小水滴凝聚成大水滴19 同一固体，大块颗粒和粉状颗粒，其溶解度哪个大（ b ）（a）大颗粒大 （b）粉状颗粒大 （c）一样大 （d） 无法比较精品.20 若某液体可以在某固体上自动铺展，则铺展系数s必须（c ）（a）小于零 （b） 等于零 （c）大于等于零 （d）小

7、于等于零21 水平仪中有一个椭球形的液泡，长短半轴分别为 0.8 和 0.3cm，已知水的表面张力为0.07197nm-1液泡的附加压力为： ( b ) a18pa b33pa c48pa d66pa22 两液体a和b表面张力a=b，密度ra=2rb，一毛细管插入a中液面上升 2.0cm，插入b中液面上升多少？（假定两液体皆完全润湿管壁）( c )a 1.0cm； b 2.0cm； c 4.0cm ； d 5.0cm。23 一个u型管的两臂直径不同，一端为 110-3m，另一端为 310-3m，水的表面张力为0.072nm-1。如用这个u型管装上水来测量压力，将引入的误差为( b )a 72p

8、a b 92pa c 96pa d 288pa24. 对理想水平液面，其值为零的表面物理量是：( c ) a，正压力； b，表面张力； c，附加压力； d，表面能。25 一根毛细管插入水中，液面上升的高度为 h，当在水中加入少量的 nacl,这时毛细管中液面的高度为( b )a等于 h； b 大于 h； c 小于h； d无法确定。26 bet公式最主要用途之一是 （ d ）a 获得高温下的吸附机理 b 获得吸附等量线 c 获得吸附等压线 d 测定固体的比表面27 当表面活性物质加入溶剂后，产生的结果（a ）a dr/dao,正吸附 b dr/dao , 正吸附 d dr/dao, 负吸附28

9、多孔固体表面易吸附水蒸气，而不易吸附 o2、n2 主要原因是：( c ) a. 水蒸气分子量比 o2、n2 小 b. 水蒸气分子的极性比 o2、n2 要大 c. 水蒸气的凝聚温度比 o2、n2 高 d. 水蒸气在空气中含量比 o2、n2 要少29 用同一支滴管分别滴取纯水与下列水的稀溶液，都是取得1 cm3，哪一种液体所需液滴数最少？( b ) a. 纯水 b. naoh水溶液 c. 正丁醇水溶液 d. 苯磺酸钠水溶液30 同一液体其弯曲液面的蒸汽压为p1， 水平面的蒸汽压为p2, 在相同温度和外压下：（ d）a p1 p2 c p1 = p2, d p1 p2二、填空题 1. 植物的叶子一般

10、是憎水性的, 所以在配制农药时常常要加_ ， 以增加药液对植物表面的润湿程度, 使药液能在植物叶子上铺展。 精品.2. 液态汞的表面张力 g = 0.4636 nm-1 + 8.3210-3 nm-1k-1t - 3.1310-7 nm-1k-2t2 在 400 k 时，汞的 （u/a）t, v = 。 3. 室温时，水在一根粗细均匀的玻璃毛细管中，将上升到高度 h，如将毛细管折断 至 h/2处，水将沿壁升至 _ 处，此时管中水面的曲率半径将 _ 。 4. 溶液中溶质活度增加表面张力下降则 _ 0，溶液中溶质活度增加表面张力增加则_ 0。 5. 小晶粒的熔点_大块固体熔点，小晶粒的溶解度_大块

11、固体溶解度。 6. 固体能为液体完全润湿时_，固体不为液体所润湿时_ 。 7 形成胶束的最低浓度称为_，表面活性物质的 hlb 值表示表面活性物质的_ 。 8. 当水中加入表面活性剂后，将发生 dr/dc_ 0, _吸附。 9 多孔硅胶有强的吸水性能，硅胶吸水后表面吉布斯自由能将 _ 化学吸附与物理吸附的本质差别在于_。10. 矿石浮选法的原理是根据表面活性剂的_。11 液体与固体之间的接触角是 _9012 某液体中加入表面活性物质后，则该液体的表面张力将_。（变大，变小，不变）13 兰缪尔适用与 14 吸附理论主要用于描述 答案；（1）表面活性剂或称为润湿剂 （2）du = tds - pd

12、v + g da (u/a)t, v = t (s/a)t, v + g = -t(g /t)a, v + g = 0.514 jm-2（3）管端，变大。(4) ; (5) (6) （rs-grl-s）=rl-g; rs-grl-s 精品.(7) 临界胶束浓度;亲水性 (8) ; 正 (9) 降低; 前者为化学键力，后者为分子间力(10) 润湿作用(11) (12) 降低(13) 对单分子层的物理吸附还有化学吸附(14) 多相催化判断题 （1） 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 （ ）（2） 增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 （ ）（3） 溶液表

13、面发生吸附后表面自由能增加 （ ）（4） 定温下表面张力不随浓度变化时，浓度增大，吸附量不变 （ ）（5） 饱和溶液的表面不会发生吸附现象 ( )（6） 在液面上某一小面积s周围表面对s有表面张力,则表面张力与液面垂直 （ ）（7） 微小晶体与普通晶体相比，其饱和蒸汽压要大 （ ）（8） 气体在固体表面发生吸附吉布斯自由能小于零 （ ）（9） 多孔硅胶的强烈吸水性能说明硅胶吸水后表面函数较高 （ ）（10） 对于物理吸附，其吸附速度较大，吸附热较小 （ ）答案： 对，错，错，对，错，错，对，对，错，对四、计算题1.有一毛细管，其半径为0.60 mm，当它垂直插入水中，水面上升2.19 cm，设

14、该毛细管的接触角为30，水的密度是0.98 gcm-3，求该温度下水的表面张力。解：液面是凹面，r 0，p 0，p p0p + h(水) = p0 ，p = h(水) 2/r(毛) = hg (g 为重力加速度) 曲率半径与毛细管半径关系： rcos = r(毛) ，2cos/r(毛) = hg ， = hgr(毛)/2cos r(毛) = 0.60 mm = 6.0 10-4 m ， = 0.98 g/cm3 = 980 kgm-3， g = 9.8 ms-2cos = cos30= 0.866， h = 2.19cm = 2.19 10-2 m = 2.19 10-2 980 9.8 6.

15、0 10-4/(2 0.866) = 7.286 10-3 nm-12.水的比表面自由能与摄氏温度t 的关系式为：( 10-3nm-1)= 75.64 - 0.14t，若水的精品.表面改变时，总体积不变，试求10、p下，可逆地使水表面积增加5 cm2，必需做多少功？从外界吸收多少热？解：t = 10， = (75.64 - 0.14 10) 10-3 = 74.24 10-3 nm-1 w = g = a = 74.24 10-3 5 10-4 = 3.71 10-5 j (环境做功为正) (/t)a,p = -0.14 10-3 nm-1k-1 qr = ts = t-a(/t)a,p =

16、283 5 10-4 0.14 10-3 = 1.981 10-5 j3.乙醇的表面张力符合下列公式：( 10-3nm-1) = 72 - 0.5c + 0.2c2 ，c(moldm-3)为乙醇的浓度。试计算温度25 时：(1) 醇浓度为0.3、0.5 moldm-3 表面超量 ；(2) 求出饱和吸附量 ；(3) 算乙醇分子的截面积 。解： = 72-0.5c +0.2 c2 ，(/c)a,p = ( -0.5 + 0.4 c) 10-3(1) c = 0.3 m，1 = -c/rt(/c)t,p = -0.3/(8.314 298) (-0.5 + 0.4 0.3) 10-3 = 4.6012 10-8 mol/m2c = 0.5 m，2 = -0.5/(8.314 298) (-0.5 + 0.4 0.5) 10-3 = 6.0543 10-8 mol/m2(2)由类似的 langmuir 公式： = kc/(1 + kc)1/ = 1/ + 1/k1