第十章界面化学思考题答案(1)

物理化学思‎考题目录第一章热力学第一‎定律 (2)第二章热力学第二‎定律 (6)第三章统计热力学‎初步 (10)第四章溶液 (13)第五章相平衡 (16)第六章化学平衡 (20)第七章电解质溶液‎ (22)第八章可逆电池的‎电动势及其‎应用 (25)第九章电解与极化‎作用 (29)第十章化学动力学‎基础 (32)第十一章界面现象 (36)第十二章胶体分散体‎系与大分子‎溶液 (38)第一章 热力学第一‎定律1、为什么第一‎定律数学表‎示式dU=δQ-δW 中内能前面‎用微分号d ‎，而热量和功‎的前面用δ‎符号？答：因为内能是‎状态函数，具有全微分‎性质。

而热量和功‎不是状态函‎数，其微小改变‎值用δ表示‎。

2、公式H=U+PV 中H > U,发生一状态‎变化后有Δ‎H =ΔU +Δ（PV ），此时ΔH >ΔU 吗？为什么？答：不一定。

因为Δ（PV ）可以为零、正数和负数‎。

3、ΔH = Qp , ΔU = Qv 两式的‎适用条件是‎什么？答：ΔH = Qp 此式适‎用条件是：封闭系等压‎非体积功为‎零的体系。

ΔU = Qv 此式适‎用条件是：封闭系等容‎非体积功为‎零的体系。

（1）状态确定后‎，状态函数的‎值即被确定‎。

答：对。

（2）状态改变后‎，状态函数值‎一定要改变‎。

答：不对。

如：理想气体等‎温膨胀过程‎，U 和H 的值‎就不变化。

（3）有一个状态‎函数值发生‎了变化，状态一定要‎发生变化。

答：对。

4、 想气体绝热‎向真空膨胀‎，ΔU=0，ΔH=0对吗？答：对。

因理想气体‎绝热向真空‎膨胀过程是‎一等温过程‎。

5、恒压、无相变的单‎组分封闭体‎系的焓值当‎温度升高时‎是增加、减少还是不‎变？ 答：增加。

6、当体系将热‎量传递给环‎境后，体系的焓值‎是增加、不变还是不‎一定改变？ 答：不一定改变‎。

7、等温等压进‎行的某化学‎反应，实验测得T ‎1和T2时‎的热效应分‎别为ΔrH ‎1和ΔrH ‎2，用基尔霍夫‎公式验证时‎，发现数据不‎相等。

第十章界面现象练习题及答案第十章界面现象练习题一、是非题（对的画√错的画×）1、液体的表面张力总是力图缩小液体的表面积。

（）2、液体的表面张力的方向总是与液面垂直。

（）3、分子间力越大的物体其表面张力也越大。

（）4、垂直插入水槽中一支干净的玻璃毛细管，当在管中上升平衡液面外加热时，水柱会上升。

（）5、在相同温度下，纯汞在玻璃毛细管中呈凸液面，所以与之平衡的饱和蒸气压必大于其平液面的蒸汽压。

（）6、溶液表面张力总是随溶液的浓度增大而减小。

（）7、某水溶液发生负吸附后，在干净的毛细管中的上升高度比纯水在该毛细管中上升的高度低。

（）8、通常物理吸附的速率较小,而化学吸附的速率较大。

（）9、兰格缪尔等温吸附理论只适用于单分子层吸附。

（）10、临界胶束浓度(ＣＭＣ)越小的表面活性剂，其活性越高。

（）11、物理吸附无选择性。

（）12、纯水、盐水、皂液相比，其表面张力的排列顺序是：γ（盐水）<γ（纯水）<γ（皂液）。

（）13、在相同温度与外压力下，水在干净的玻璃毛细管中呈凹液面，故管中饱和蒸气压应小于水平液面的蒸气压力。

（）14、朗缪尔吸附的理论假设之一是吸附剂固体的表面是均匀的。

（）15、同一纯物质，小液滴的饱和蒸气压大于大液滴的饱和蒸气压。

（）16、弯曲液面的饱和蒸气压总大于同温度下平液面的蒸气压。

（）17、表面张力在数值上等于等温等压条件下系统增加单位表面积时环境对系统所做的可逆非体积功。

（）18、某水溶液发生正吸附后，在干净的毛细管中的上升高度比在纯水的毛细管中的水上升高度低。

（）19、弯曲液面处的表面张力的方向总是与液面相切。

（）20、吉布斯所定义的“表面过剩物质的量”只能是正值，不可能是负值。

( )21、封闭在容器内的大、小液滴若干个，在等温下达平衡时，其个数不变，大小趋于一致。

（）22、凡能引起表面张力降低的物质均称之为表面活性剂。

（）23、表面过剩物质的量为负值，所以吸附达平衡后，必然引起液体表面张力降低。

物理化学第六版第十章界面现象课后思考题
（原创版）
目录
1.物理化学第六版第十章界面现象概述
2.课后思考题解答
正文
一、物理化学第六版第十章界面现象概述
物理化学第六版第十章主要讲述了界面现象，界面现象是指发生在两种不同相（如固相与液相、液相与气相等）之间的物理化学现象。

在这一章中，我们学习了界面张力、表面能、润湿现象等相关知识。

通过学习这些内容，我们可以更好地理解不同相之间的相互作用，从而为实际应用提供理论基础。

二、课后思考题解答
课后思考题 1：请简述界面张力的概念及其对界面现象的影响。

答：界面张力是指作用在液体界面上的力，使得液体表面有缩小的趋势。

界面张力的大小取决于液体的性质以及液体之间的相互作用。

界面张力对界面现象有重要影响，它决定了液体滴的形成、液滴的合并以及液体在固体表面的展开等过程。

课后思考题 2：请举例说明表面能的概念，并分析其在实际应用中的意义。

答：表面能是指在标准状态下，将一个物质的表面从完美晶体变为实际表面所需要的能量。

表面能可以通过吉布斯吸附等温线来测量。

在实际应用中，表面能对材料的润湿性、腐蚀性以及催化活性等方面具有重要意义。

课后思考题 3：请简述润湿现象及其分类。

答：润湿现象是指液体在固体表面上的展开过程。

根据液体在固体表面上的行为，润湿现象可分为三种类型：附着润湿、铺展润湿和毛细润湿。

润湿现象对涂料、粘合剂等材料的性能有重要影响。

通过学习物理化学第六版第十章界面现象，我们可以深入了解不同相之间的相互作用，为实际应用提供理论基础。

物理化学思考题目录第一章热力学第一定律 (2)第二章热力学第二定律 (6)第三章统计热力学初步 (10)第四章溶液 (13)第五章相平衡 (16)第六章化学平衡 (20)第七章电解质溶液 (22)第八章可逆电池的电动势及其应用 (25)第九章电解与极化作用 (29)第十章化学动力学基础 (32)第十一章界面现象 (36)第十二章胶体分散体系与大分子溶液 (38)第一章热力学第一定律1、为什么第一定律数学表示式dU=δQ-δW 中内能前面用微分号d，而热量和功的前面用δ符号？答：因为内能是状态函数，具有全微分性质。

而热量和功不是状态函数，其微小改变值用δ表示。

2、公式H=U+PV中H > U,发生一状态变化后有ΔH =ΔU +Δ（PV），此时ΔH >ΔU吗？为什么？答：不一定。

因为Δ（PV）可以为零、正数和负数。

3、ΔH = Qp , ΔU = Qv两式的适用条件是什么？答：ΔH = Qp此式适用条件是：封闭系等压非体积功为零的体系。

ΔU = Qv此式适用条件是：封闭系等容非体积功为零的体系。

（1）状态确定后，状态函数的值即被确定。

答：对。

（2）状态改变后，状态函数值一定要改变。

答：不对。

如：理想气体等温膨胀过程，U和H的值就不变化。

（3）有一个状态函数值发生了变化，状态一定要发生变化。

答：对。

4、想气体绝热向真空膨胀，ΔU=0，ΔH=0对吗？答：对。

因理想气体绝热向真空膨胀过程是一等温过程。

5、恒压、无相变的单组分封闭体系的焓值当温度升高时是增加、减少还是不变？答：增加。

6、当体系将热量传递给环境后，体系的焓值是增加、不变还是不一定改变？答：不一定改变。

7、等温等压进行的某化学反应，实验测得T1和T2时的热效应分别为Δr H1和Δr H2，用基尔霍夫公式验证时，发现数据不相等。

为什么？解：用基尔霍夫公式计算的Δr H m,1和Δr H m,2是反应物完全变成产物时的值。

而Δr H1和Δr H2是该化学反应达到平衡时实验测得的值。

物理化学第六版第十章界面现象课后思考题摘要：1.物理化学第六版第十章界面现象概述2.课后思考题解答正文：一、物理化学第六版第十章界面现象概述物理化学第六版第十章主要讲述了界面现象，这是物理化学中的一个重要内容。

界面现象是指两种或多种物质相互接触时，由于它们之间的相互作用力不同，会发生的一系列现象。

这些现象包括表面张力、接触角、界面电荷等。

本章主要通过讲述这些现象，使读者了解并掌握界面现象的基本概念和相关知识。

二、课后思考题解答1.问题一：请简述表面张力的概念及其产生原因。

答：表面张力是指液体分子之间的相互作用力。

当液体与气体接触时，液体表面层的分子受到气体分子的吸引，使液体表面层的分子间距大于液体内部分子间距，从而使液体表面形成一个收缩的趋势。

这种使液体表面有收缩趋势的力称为表面张力。

2.问题二：请解释接触角的概念，并举例说明。

答：接触角是指液体与固体接触时，液体与固体的界面形成的角度。

接触角可以用来判断液体与固体的亲水性或疏水性。

当接触角小于90°时，液体与固体呈亲水性；当接触角大于90°时，液体与固体呈疏水性。

例如，水滴在玻璃板上时，水滴与玻璃板接触角大于90°，说明水与玻璃呈疏水性。

3.问题三：请简述界面电荷的概念及其产生原因。

答：界面电荷是指在两种介质接触的界面上，由于介质的极性不同，会产生电荷分布的现象。

当两种介质接触时，如果它们的极性不同，就会在接触界面上产生正负电荷。

这些电荷称为界面电荷。

例如，当金属与非金属接触时，由于金属表面的电子与非金属表面的电子互相转移，会在接触界面上产生界面电荷。

通过以上解答，我们可以更好地理解物理化学第六版第十章界面现象的相关知识。

第10章界面现象10.1 请回答下列问题：（1）常见的亚稳定状态有哪些？为什么会产生亚稳定状态？如何防止亚稳定状态的产生？解：常见的亚稳定状态有：过饱和蒸汽、过热或过冷液体和过饱和溶液等。

产生亚稳定状态的原因是新相种子难生成。

如在蒸气冷凝、液体凝固和沸腾以及溶液结晶等过程中，由于要从无到有生产新相，故而最初生成的新相，故而最初生成的新相的颗粒是极其微小的，其表面积和吉布斯函数都很大，因此在系统中产生新相极其困难，进而会产生过饱和蒸气、过热或过冷液体和过饱和溶液等这些亚稳定状态。

为防止亚稳定态的产生，可预先在系统中加入少量将要产生的新相种子。

（2）在一个封闭的钟罩内，有大小不等的两个球形液滴，问长时间恒温放置后，会出现什么现象？解：若钟罩内还有该液体的蒸气存在，则长时间恒温放置后，出现大液滴越来越大，小液滴越来越小，并不在变化为止。

其原因在于一定温度下，液滴的半径不同，其对应的饱和蒸汽压不同，液滴越小，其对应的饱和蒸汽压越大。

当钟罩内液体的蒸汽压达到大液滴的饱和蒸汽压时。

该蒸汽压对小液滴尚未达到饱和，小液滴会继续蒸发，则蒸气就会在大液滴上凝结，因此出现了上述现象。

（3）物理吸附和化学吸附最本质的区别是什么？解：物理吸附与化学吸附最本质的区别是固体与气体之间的吸附作用力不同。

物理吸附是固体表面上的分子与气体分子之间的作用力为范德华力，化学吸附是固体表面上的分子与气体分子之间的作用力为化学键力。

（4）在一定温度、压力下，为什么物理吸附都是放热过程？解：在一定温度、压力下，物理吸附过程是一个自发过程，由热力学原理可知，此过程系统的ΔG<0。

同时气体分子吸附在固体表面，有三维运动表为二维运动，系统的混乱度减小，故此过程的ΔS<0。

根据ΔG=ΔH-TΔS可得，物理吸附过程的ΔH<0。

在一定的压力下，吸附焓就是吸附热，故物理吸附过程都是放热过程。

10.2 在293.15K及101.325kPa下，把半径为1×10-3m的汞滴分散成半径为1×10-9m小汞滴，试求此过程系统的表面吉布斯函数变为多少？已知汞的表面张力为0.4865N·m-1。

物化第十章界面现象习题一、名词解释1. 表面活性剂2. 接触角3. 表面张力4. 临界胶束浓度5. 吸附6. 溶液的表面吸附二、简答题1 兰格缪尔吸附理论的基本假设是什么？在推导BET公式时，所作的基本假设是什么？二者的使用范围如何？2. 进行蒸馏实验时，通常在蒸馏瓶中加入少量碎瓷片或沸石类的物质以防止暴沸，试分析其原因。

3. 为什么表面活性剂能大大地降低水的表面张力？4. 表面活性物质的增溶作用是什么？增溶作用与一般溶解有什么区别？5. 气-固、液-固、液-液界面分别以什么方式降低表面自由能？6. 简述人工降雨的科学道理。

7. 加热液体时为什么会出现过热现象？怎样避免暴沸？请解释原因。

8 为什么空气中会出现水蒸气过饱和的现象？人工降雨的道理何在？9. 在亲水固体表面，经过表面活性剂（如防水剂）处理后，为什么可以改变其表面性质，使其具有憎水性？三、判断题1. 比表面吉布斯自由能与表面张力符号相同，数值相等,所以两者的物理意义相同。

2. 在液体中形成的小气泡，气泡的半径越小，泡内饱和蒸汽压越小。

3. 若增加浓度能使表面张力增大时，则溶质在表面层发生正吸附。

4.只有表面活性剂的浓度低于临界胶束浓度时，才具有增溶作用。

5. 在恒温下，液体的分散度越大，其饱和蒸气压也越大7．只有在比表面很大时才能明显地看到表面现象，所以系统表面增大是表面张力产生的原因。

8．对大多数系统来讲，当温度升高时，表面张力下降。

9．比表面吉布斯函数是指恒温、桓压下，当组成不变时可逆地增大单位表面积时，系统所增加的吉布斯函数，表面张力则是指表面单位长度上存在的使表面张紧的力。

所以比表面吉布斯函数与表面张力是两个根本不同的概念。

10．恒温、恒压下，凡能使系统表面吉布斯函数降低的过程都是自发过程。

11．过饱和蒸气之所以可能存在，是因新生成的微小液滴具有很大的比表面吉布斯函数。

12．液体在毛细管内上升或下降决定于该液体的表面张力的大小。

界面化学问答问答题1何谓增溶作用？简述表面活性剂增溶作用的机理答：增溶作用：不溶解于水的物质，在不使用醇及其它溶剂的情况下，由于添加少量表面活性剂（C > CMC）而透明地溶解于水的现象称为增溶。

增溶机理：（1）夹芯型增溶，增溶饱和脂肪烃、环烷烃以及其它不易极化的化合物于内核；（2）栅栏型增溶，即增溶质被增溶的位置在胶束内核的外部，与极性基相连的α亚甲基之间形成“栅栏”结构区，增溶较长的极性分子，如长链醇、胺等；（3）吸附型增溶，即增溶质被吸附于胶束表面。

此类增溶质往往是高分子或者多官能基的甘油、蔗糖以及一些染料。

另外，一些油、水相都不溶的小分子，例如邻苯二甲酸二甲酯也属于此类；（4）聚氧乙烯醚链间增溶，增溶质增溶于PEO链之间，此类增溶方式只存在于聚氧乙烯醚非离子型表面活性剂的胶束溶液，相应的增溶质有苯酚、苯胺等。

2何谓非离子型表面活性剂的浊点？解释其产生的原因及影响因素答：非离子型表面活性剂的浊点：聚氧乙烯醚非离子型表面活性剂在水中溶解度随升高温度而降低，而且升达某温度时会发生混浊分相，通常称此温度为浊点，浊点也是一个可逆的相转变点。

产生的原因：水中的乙氧基链往往呈现醚基朝外的曲折型构象，朝外的醚基与水形成弱化学键―氢键，而且每个醚基能吸引20~30个水化水。

升高温度，分子链的热运动加剧，会脱去氢键，乙氧基链的亲水性降低，最终由水中析出而相分离。

影响浊点的因素：①疏水基：对于具有相同链长的聚氧乙烯醚非离子型表面活性剂，其疏水基碳链越长，浊点越低。

支化度增大，特别是支链长度接近时，可能会影响亲水基的水化能力，从而降低亲水性，Tp下降。

②亲水基：随乙氧基链长的增长，相同疏水基的聚氧乙烯醚非离子型表面活性剂的浊点则升高。

而其聚氧乙烯醚链长不变，若将端羟基用甲氧基取代则Tp也会下降。

③电解质：不太敏感，通常电解质的加入，亲水性也会相应降低，Tp 则随之降低。

但是，如果加入 HCl 则相反，Tp 会升高，而 LiCl 则几乎无作用。

第十章界面化学思考题答案(1)work Information Technology Company.2020YEAR第十章界面化学思考题答案1.已知水在两块玻璃间形成凹液面，而在两块石蜡板间形成凸液面。

试解释为什么两块玻璃间放一点水后很难拉开，而两块石蜡板间放一点水后很容易拉开？答：水在两玻璃和两石蜡板间的状态如下图。

水能润湿玻璃，在两块玻璃之间的水层两端液面呈凹形，故其附加压力方向指向空气，使水层内的压强小于外部大气压强，两者相差2γ/r，即相当于两块玻璃板外受到2γ/r的压力作用，所以要把它们分开很费力。

且两板越靠近，此压力差越大，使两板难以拉开。

石蜡板的情况相反，液体压力p大于外压力，易于拉开。

2.如下图所示，在一玻璃管两端各有一大小不等的肥皂泡。

当开启活塞使两泡相通时，试问两泡体积将如何变化为什么2图 3图答：开启活塞后，大泡将变大，小泡将变小。

活塞关闭时，由于肥皂泡膜产生附加压力，Δp=p内－p外＝４γ/r.泡的半径r越小，附加压力越大，而大、小泡的p外是相同的，故小泡内空气压力大于大泡内空气压力。

因此打开活塞后，小泡内空气就流向大泡，导致小泡变成更小。

当小泡收缩至其半径等于玻璃管口半径时的r最小，若再收缩，其曲率半径反而增大。

所以当小泡收缩至其曲率半径与大泡半径相等时，停止收缩。

3.如上图所示，玻璃毛细管A插入水中后，水面上升高度应能超过h，因此推断水会从弯口B处不断流出，于是便可构成第一类永动机，如此推想是否合理为什么答：不合理，由于毛细管上方弯曲，当液面上升到顶端后，又沿弯曲管下降到弯口B处，液面下降时，由于弯曲部分液体受到重力作用，使凹液面的曲率半径由r增大到r',故附加压力也相应减小到Δp'＝2γ/r ' 。

到B处，Δp'与B处高度的静压力达到平衡，曲率不再变化（仍是凹液面）。

故水滴不会落下。

4.一定量的小麦，用火柴点燃并不易着火。

若将它磨成极细的面粉，并使之分散在一定容积的空气中，却很容易着火，甚至会引起爆炸。

1第十章 界面现象
1．表面吉布斯函数与表面张力有哪些共同点？有哪些不同点？
2．自然界中为什么气泡、小液滴都呈球形？
3．在清洁水面上撒一些细粉笔灰，使其浮于水面，用烧热的细铁丝点在粉笔灰的中心，会发生什么现象？为什么？
4．为什么粗糙的玻璃管口熔烧后会变得圆润？为什么在水中笔毛散开的毛笔一提出水面后，笔毛就会聚集在一起？
5．内径相同的玻璃毛细管A 、B 、C 、D 均插入同一
盆水中，A 管中水面升高h 。

若在B 管的上半部(以a 为
界)以一段石蜡代替玻璃，或C 管的下半部以石蜡代替玻
璃，问水面升高值是否会改变？在D 管中有一扩大的球
状部分b ，其水面升高值有何变化？若在D 管中先将水
面吸至高于处h ，再让其自动下降，结果又将如何？
6．在一个干燥洁净的茶杯中放入优质山泉水，快满时
小心一颗一颗加入洁净沙子，会看到什么现象？若在液面上加一滴表面活性剂，情况又将如何？
7．在一盆清水的表面，平行放两根火柴棍。

水面静止后，在火柴棍之间滴一滴肥皂水，两棍间距离是加大了还是缩小了？
8．洗涤剂中为什么要含磷？有什么害处？
9．表面活性剂主要有哪些作用？
10．朗格缪尔吸附理论只能适用于化学吸附，对吗？为什么？
11．已知苯甲酸在四氯化碳中的溶解度小于其在苯中的溶解度。

今用硅胶吸附以上二溶液中的苯甲酸，哪个溶液中的苯甲酸更易被吸附？为什么？
12．纯液体、溶液和固体是怎样降低自身的表面Gibbs 函数的？
13．在装有两种不同液体的毛细管中（如图），若在毛细管右端加
热，请注明液体流动的方向。

A B C
D。

《胶体与表面化学》复习思考题一、凝胶1.什么是凝胶？有何特征（两个不同）？2.举例说明什么是弹性和非弹性凝胶？3.试述凝胶形成的基本条件？4.凝胶形成的方法有哪几种？5.凝胶的结构分为哪4种类型？6.溶胶≒凝胶转变时有哪些现象？7.要制备很浓的明胶溶液而又不使胶凝，应加入什么物质比较好？为什么？8.什么是凝胶的触变作用？简单叙述其机理？9.什么是负触变作用？绝大部分为什么体系？10.什么是离浆作用？为什么？11.什么是凝胶的有限膨胀和无限膨胀？其膨胀速度符合什么动力学特征？12.试述凝胶膨胀的两个阶段。

13.物质在凝胶中扩散速率减慢的原因是什么？14.试述凝胶色谱（GPC）技术的基本原理？15.试用Ostwald的过程和理论解释Liesegang环现象。

16.形成Liesegang环的必要条件是什么？17.目前高吸水性材料其吸水量约可达自身质量的多少倍？18.试述高吸水性凝胶的结构、组成和吸水性能的关系。

19.什么是高吸油性树脂？其吸油能力主要起源于什么作用力？20.高吸油树脂的吸油机理是什么？21.水凝胶中的水按作用力的强弱可分为哪4种状态？22.什么气凝胶？有哪些主要特点和用途？二、表面活性剂的洗涤作用1．如何评价洗涤剂性能的优劣2．简述液体污垢去除的过程3．油污完全去除的条件是什么？4．简述固体污垢去除机理。

5．影响洗涤作用的因素有哪些？哪些是主要因素？哪些是次要因素？为什么？6．助洗剂有哪些主要类型？在洗涤过程中起何作用？7．解释肥皂等洗涤剂在使用中出现皂垢和浴缸圈的原理。

如何改善？8．简述洗涤过程。

9．污垢分为哪几类？10．试分析污垢的粘附力。

11．分析阳离子SAA不作为洗涤剂的原因。

12．简述主要主洗剂的类型13．用作抗再沉积剂的羧甲基纤维酸钠有什么要求？14．重垢、轻垢洗衣粉配方各组分的作用及有关要求。

15．试述洗涤剂的发展趋势。

16．简述光学白度法测定去污力的过程。

17．SAA临界排列参数与自组排列有何关系？18．简述SAA调控自组对除油能力的经验规律。