第十三章表面物理化学练习题
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物理化学表面现象练习题第一题:一张正方形纸片的质量为m,边长为l。
该纸片悬挂在水面上,完全浸没。
如果纸片边缘受到的浮力为F1,纸片下表面受到的压强为P1,上表面受到的压强为P2,求纸片周围的液体对纸片边缘的压力。
解题步骤:1. 首先,我们需要计算纸片的体积。
纸片的边长为l,可以计算出纸片的面积为A = l * l。
令纸片的厚度为δ,可以计算出纸片的体积为V = A * δ。
2. 然后,我们需要计算纸片受到的浮力。
根据阿基米德定律,浸没在液体中的物体受到的浮力等于其排开液体的体积乘以液体的密度。
所以,纸片受到的浮力为F = V * ρ,其中ρ为液体的密度。
3. 接下来,我们需要计算纸片下表面受到的压强P1。
假设液体对纸片下表面的压强为p。
由于压强的定义为P = F / A,我们可以得到P1 = F / A1,其中A1为纸片下表面的面积。
纸片下表面的面积可以表示为A1 = (l - 2δ) * (l - 2δ)。
因此,纸片下表面受到的压强为P1 = F / A1。
4. 最后,我们需要计算纸片周围的液体对纸片边缘的压力。
纸片周围的液体对纸片边缘的压力等于液体对纸片边缘施加的力除以纸片边缘的长度。
由于纸片边缘受到的力等于纸片边缘受到的浮力,我们可以得到液体对纸片边缘的压力为P = F1 / l。
根据以上步骤,我们可以计算出纸片周围的液体对纸片边缘的压力。
第二题:一块金属板被放置在一个达到热平衡的室温环境中。
金属板的初始温度为T1,室温为T2,金属板的质量为m,比热容为c。
金属板表面的面积为A,厚度为δ。
假设金属板和室温环境之间的热传导只发生在金属板的两个表面,并且忽略金属板的边缘效应。
请计算金属板表面温度随时间的变化。
解题步骤:1. 首先,我们可以根据热传导定律得出金属板表面温度随时间的变化率。
根据热传导定律,金属板表面温度随时间的变化率可以表示为dθ/dt = (1 / (ρcA)) * (dQ / dt),其中ρ为金属板的密度,c为金屋比热容,A为金屋表面的面积,dQ / dt为单位时间内通过金属板表面传递的热量。
物理化学表面现象练习题一、判断题:1、只有在比表面很大时才能明显地瞧到表面现象,所以系统表面增大就是表面张力产生的原因。
2、对大多数系统来讲,当温度升高时,表面张力下降。
3、比表面吉布斯函数就是指恒温、恒压下,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,表面张力则就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就是两个毫无联系的概念。
4、恒温、恒压下,凡能使系统表面吉布斯函数降低的过程都就是自发过程。
5.过饱与蒸气之所以可能存在,就是因新生成的微小液滴具有很低的表面吉布斯自由能。
6.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。
7、单分子层吸附只能就是化学吸附,多分子层吸附只能就是物理吸附。
8.产生物理吸附的力就是范德华力,作用较弱,因而吸附速度慢,不易达到平衡。
9.在吉布斯吸附等温式中,Γ为溶质的吸附量,它随溶质(表面活性物质)的加入量的增加而增加,并且当溶质达饱与时,Γ达到极大值。
10.由于溶质在溶液的表面产生吸附,所以溶质在溶液表面的浓度大于它在溶液内部的浓度。
11.表面活性物质就是指那些加入到溶液中,可以降低溶液表面张力的物质。
二、单选题:1、下列叙述不正确的就是:(A) 比表面自由能的物理意义就是,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;(B)ﻩ表面张力的物理意义就是,在相表面的切面上,垂直作用于表面上任意单位长度切线的表面紧缩力 ;(C)ﻩ比表面自由能与表面张力量纲相同,单位不同 ;(D) 比表面自由能单位为J·m-2,表面张力单位为N·m-1时,两者数值不同。
2.在液面上,某一小面积S周围表面对S有表面张力,下列叙述不正确的就是:(A) 表面张力与液面垂直;ﻩﻩ(B) 表面张力与S的周边垂直 ;(C) 表面张力沿周边与表面相切;(D)ﻩ表面张力的合力在凸液面指向液体内部(曲面球心),在凹液面指向液体外部。
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X力(B) 平面液体没有附加压力(C) 弯曲液面的表面X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1×10-3 m,另一端为3×10-3 m,水的表面X力为0.072 N·m-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 Pa4.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) +K A 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ΔG(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X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>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;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θ是:( B )A,θ>90°;B,θ<90°;C,θ=180°;D,θ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。
表面物理化学习题集和答案解析表面物理化学习题集和答案解析-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN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1×10-3 m,另一端为3×10-3 m,水的表面张力为0.072 N·m-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 Pa4.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) +K A 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ΔG(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>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;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θ是:( B )A,θ>90°; B,θ<90°; C,θ=180°; D,θ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。
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3.1 ×10-3 m,另一端为3 × 10-3 m,水的表一个 U 型管的两臂直径不同,一端为面张力为 0.072-1。
如用这个 U 型管装上水来测量压力,将引入的误差为: ( B) N·m(A)72 Pa(B)192 Pa(C)96 Pa(D)288 Pa4.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)+ K A 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ΔG(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>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;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θ是:( B )A,θ>90°; B ,θ <90°; C ,θ=180°; D ,θ 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。
第十三章表面物理化学【复习题】【1】比表面有哪几种表示方法?表面张力与Gibbs自由能有哪些异同点?m g-,还可以用单位体【解析】比表面积可以用单位质量的表面积表示,其单位通常为21m-;表面张力和表面自由能物理意义不同,单位不同,但具积的表面积来表示,单位为1有相同的数值。
【2】为什么气泡、小液滴、肥皂泡等都呈圆形?玻璃管口加热后会变得光滑并缩小(俗称圆口),这些现象的本质是什么?用同一支滴管滴出相同体积的苯、水和NaCl溶液,所得滴数是否相同?【解析】这些现象的本质是:由于表面张力的存在,液体尽可能缩小其表面积,所以气泡、小液滴、肥皂泡等都呈圆形,这样使之表面能降低以达到稳定状态。
用同一支滴管滴出相同体积的苯、水和NaCl溶液,所得滴数不相同,因为它们各自的表面张力不同。
【3】用学到的关于界面现象的知识解释下列几种做法的基本原理:①人工降雨;②有机蒸馏中加沸石;③多孔固体吸附蒸汽时的毛细凝聚;④过饱和溶液、过饱和蒸汽、过冷液体的过饱和现象;⑤重量分析中的“陈化”过程;⑥喷洒农药时为何常常要在药液中加少量表面活性剂。
【解析】这些都可以用Kelvin公式解释,因小液滴的蒸气压比大液滴大,所以凹液面上的蒸气压比平面小(因其曲率半径为负值),小颗粒的溶解度比大颗粒大等。
【4】如图13.51所示,在三同活塞的两端涂上肥皂液,关断右端通路,在左端吹一个大泡;然后关闭左端,在右端吹一个泡,最后让左右两端相通。
试问当将两管接通后,两泡的大小有何变化?到何时达到平衡?讲出变化的原因及平衡时两端的曲率半径的比值。
【解析】两气泡连通后,由于液面附加压力的作用,大气泡会变的更大,小气泡会变的更小,直到小气泡收缩至毛细管口,其液面的曲率半径与大气泡相等为止。
【5】因系统的Gbbis自由能越低,系统越稳定,所以物体总有降低本身表面Gibbs自由能的趋势。
请说说纯液体、溶液、固体是如何降低自己的表面Gibbs自由能的。
第十三章表面物理化学—练习题一、判定题:1.只有在比表面专门大时才能明显地看到表面现象,因此系统表面增大是表面张力产生的缘故。
2.对大多数系统来讲,当温度升高时,表面张力下降。
3.比表面吉布斯函数是指恒温、恒压下,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,表面张力那么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全然不同的概念。
4.恒温、恒压下,凡能使系统表面吉布斯函数降低的进程都是自发进程。
5.过饱和蒸气之因此可能存在,是因新生成的微小液滴具有专门大的比表面吉布斯函数。
6.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。
7.单分子层吸附只能是化学吸附,多分子层吸附只能是物理吸附。
8.产生物理吸附的力是范德华力,作用较弱,因此吸附速度慢,不易达到平稳。
9.在吉布斯吸附等温式中,Γ为溶质的吸附量,它随溶质(表面活性物质)的加入量的增加而增加,而且当溶质达饱和时,Γ达到极大值。
10.由于溶质在溶液的表面产生吸附,因此溶质在溶液表面的浓度大于它在溶液内部的浓度。
11.表面活性物质是指那些加人到溶液中,能够降低溶液表面张力的物质。
二、单项选择题:1.以下表达不正确的选项是:(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发系统吉布斯自由能的增量;(B) 表面张力的物理意义是,在相表面的功面上,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;(D) 比表面自由能单位为J·m2,表面张力单位为N·m-1时,二者数值不同。
2.在液面上,某一小面积S周围表面对S有表面张力,以下表达不正确的选项是:(A) 表面张力与液面垂直;(B) 表面张力与S的周边垂直;(C) 表面张力沿周边与表面相切;(D) 表面张力的合力在凸液面指向液体内部(曲面球心),在凹液面指向液体外部。
3.同一体系,比表面自由能和表面张力都用σ表示,它们:(A) 物理意义相同,数值相同;(B) 量纲和单位完全相同;(C) 物理意义相同,单位不同;(D) 前者是标量,后者是矢量。
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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 Pa4.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ΔG(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>P凹>P凸; B,P凸>P平>P凹;C,P凸>P凹>P平; D,三者相同。
表面物理化学练习题一、选择题1. 2分(6601)在下图的毛细管内装入普通不润湿性液体, 管内液体将:(A)向左移动 (B)向右移动 (C)不移动2. 2分(6602)如图在毛细管内装入润湿性液体 ,当在毛细管内左端加热时,则管内液体 将:(A)向左移动(B)向右移动 (C)不移动 (D)因失去平衡而左右来回移动T 加热3.1分(6608)对大多数纯液体其表面张力随温度的变化率是:()(A) (::/汀)p > 0 (B)(::/T)P < 0(C) (::/汀)P = 0(D) 无一定变化规律4. 2分(6628)恒温恒压下,将一液体分散成小颗粒液滴,该过程液体的熵值 增大 (B)减小 (C)不变 (D)无法判定2 1 5. 2分(6635)已知293 K 时,水-空气的表面张力为 7.275 X 10-N • m -,当已知 298 K和101.325 kPa 下,可逆地增大水的表面积 _5(A) 2.91 X 10 J(C) -2.91 X 10-5J4 cm 2,体系的吉布斯自由能的变化为:-1(B) 2.91 X 10 J -1(D)-2.91 X 101 J6.2(6644)临界温度时,纯液体的表面张力(A) 大于零(B)小于零(C) 等于零 (D)无法确定倍。
如果A , B 液分别用相同的毛细管产生大小相同的气泡时, A 液的最大气泡压力差等于B 液的: ()(A) 1/2倍(B) 一倍(C)二倍(D)四倍8. 2分(6652)已知400 K 时,汞的饱和蒸气压为p 0, 密度为「,如果求在相冋温度下, 一个直径为 ■710 m 的汞滴的蒸气压,应该用公式:()(A) p = P 0+ 2 /R'当将毛细管右端用冰块冷却时,( )(D)左右来回移动7. 2分(6651)在298 K 时,已知 A 液的表面张力是 B 液的一半,其密度是 B 液的两(B)In (p/p0) = vap H m(1/T0- 1/T)/R(C)RTIn(p/p°) = 2 M/’R'(D)p = n RT/V9. 2 分(6653)298 K , 101.325 kPa 下,将直径为 1 J m的毛细管插入水中,问需要多大压力才能防止水面上升?(已知此时水的表面张力为71.97 X 10-3N•m-1,水对玻璃完全润湿COST1= 1 )(A) 288 kPa (B) 316 kPa (C) 489 kPa (D) 576 kPa10. 1分(6654)弯曲表面上附加压力的计算公式:邙=p' - p0= 2 /R'中,R'的符号:(A)液面为凸面时为正,凹面为负(B) 液面为凸面时为负,凹面为正(C) 总为正(D) 总为负11. 2分(6655)在298 K时,已知A液的表面张力是B液的一半,其密度是B液的两倍。
第十三章 表面物理化学自测题I.选择题1.在相同的温度及压力下,把一定体积的水分散成许多小水滴,经这一变化过程,以下性质保持不变的是(d )。
(a)总表面能 (b)比表面(c)液面下的附加压力 (d)表面张力2。
直径为1⨯10-2 m 的球形肥皂泡所受的附加压力为(已知表面张力为0.025 N ⋅m -2)(d )。
(a) 5 Pa (b) 10 Pa (c) 5 Pa (d) 24 Pa3.已知水溶解某物质以后,其表面张力γ与溶质的活度a 呈如下关系:()0=1A Ba γγ-+ln式中0γ为纯水的表面张力,A ,B 为常数,则溶液表面过剩2Γ为(c )。
(a)()2=1Aa RT Ba Γ-+ (b)()2=1ABa RT Ba Γ-+ (c)()2=1ABa RT Ba Γ+ (d)()2=1Ba RT Ba Γ-+ 4.298 K 时,苯蒸气在石墨上的吸附符合Langmuir 吸附等温式,在苯蒸气压力为40 Pa 时,覆盖率θ=0.05,当θ=0.5时,苯蒸气的平衡压力为(b )。
(a)400 Pa (b)760 Pa (c)1 000 Pa (d)200 Pa5甲在298K 时,已知A 液的表面张力是B 液的一半,其密度是B 液的两倍。
如果A 、B 液分别用相同的毛细管产生大小相同的气泡时,A 液的最大气泡压力 差等于B 液的(a )。
(a )12倍 (b)1倍 (c )2倍 (d)4倍6.将一毛细管插人水中,毛细管中水面上升5 cm ,在3 cm 处将毛细管折断,这时毛细管上端(c )。
(a)的水从上端溢出 (b)水面呈凸面(c)水面呈凹形弯月面 (d)水面呈水平面7.用同一滴管分别滴下1 cm 3的NaOH 水溶液、水、乙醇水溶液,各自的滴数多少的次序为(c )。
(a)三者一样多(b)水>乙醇水溶液>NaOH 水溶液(c)乙醇水溶液>水> NaOH 水溶液(d) NaOH 水溶液>水>乙醇水溶液8.当水中加入表面活性剂后,将发生(a )。
第十三章表面物理化学练习题一、判断题:1.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。
2.对大多数系统来讲,当温度升高时,表面张力下降。
3.比表面吉布斯函数是指恒温、恒压下,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。
4.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。
5.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。
6.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。
7.单分子层吸附只能是化学吸附,多分子层吸附只能是物理吸附。
8.产生物理吸附的力是范德华力,作用较弱,因而吸附速度慢,不易达到平衡。
9.在吉布斯吸附等温式中,Γ为溶质的吸附量,它随溶质(表面活性物质)的加入量的增加而增加,并且当溶质达饱和时,Γ达到极大值。
10.由于溶质在溶液的表面产生吸附,所以溶质在溶液表面的浓度大于它在溶液内部的浓度。
11.表面活性物质是指那些加人到溶液中,可以降低溶液表面张力的物质。
二、单选题:1.下列叙述不正确的是:(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;(B) 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;(D) 比表面自由能单位为J·m2,表面张力单位为N·m-1时,两者数值不同。
2.在液面上,某一小面积S周围表面对S有表面张力,下列叙述不正确的是:(A) 表面张力与液面垂直;(B) 表面张力与S的周边垂直;(C) 表面张力沿周边与表面相切;(D) 表面张力的合力在凸液面指向液体内部(曲面球心),在凹液面指向液体外部。
3.同一体系,比表面自由能和表面张力都用σ表示,它们:(A) 物理意义相同,数值相同;(B) 量纲和单位完全相同;(C) 物理意义相同,单位不同;(D) 前者是标量,后者是矢量。
4.一个玻璃毛细管分别插入25℃和75℃的水中,则毛细管中的水在两不同温度水中上升的高度:(A) 相同;(B) 无法确定;(C) 25℃水中高于75℃水中;(D) 75℃水中高于25℃水中。
5.纯水的表面张力是指恒温恒压组成时水与哪类相接触时的界面张力:(A) 饱和水蒸气;(B) 饱和了水蒸气的空气;(C) 空气;(D) 含有水蒸气的空气。
6.水的相图中s、l、g分别表示固、液、气三态,a、b、c、d是四种不同的状态,则在这四种状态中没有界面张力、只有一种界面张力、有两种以上界面张力的状态依次是:(A) d、a、b;(B) d、a、c;(C) a、c、b;(D) b、d、c。
7.某温度压力下,有大小相同的水滴、水泡和气泡,其气相部分组成相同,见图。
它们三者表面自由能大小为:(A) G a = G c < G b;(B) G a = G b > G c ;(C) G a < G b < G c ;(D) G a = G b = G c 。
8.已知20℃时水~空气的界面张力为7.27 × 10-2N·m-1,当在20℃和p下可逆地增加水的表面积4cm2,则系统的ΔG为:(A) 2.91 × 10-5 J ;(B) 2.91 × 10-1 J ;(C) -2.91 × 10-5 J ;(D) -2.91 × 10-1 J 。
9.对处于平衡状态的液体,下列叙述不正确的是:(A) 凸液面内部分子所受压力大于外部压力;(B) 凹液面内部分子所受压力小于外部压力;(C) 水平液面内部分子所受压力大于外部压力;(D) 水平液面内部分子所受压力等于外部压力。
10.当液体的表面积增大时,那么不正确的是:(A)ΔG S > 0 ;(B) ΔH S > 0 ;(C) ΔS S > 0 ;(D) Q r < 0。
11.弯曲液面下的附加压力与表面张力的联系与区别在于:(A) 产生的原因与方向相同,而大小不同;(B) 作用点相同,而方向和大小不同;(C) 产生的原因相同,而方向不同;(D) 作用点相同,而产生的原因不同。
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) 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.开尔文方程RT ln(p/p0) = 2γ·M/(ρ·r) 不能运用的体系是:(A) 空气中分散有r = 10-5cm 的水珠体系;(B) 水中分散有r = 10-6cm 的油滴体系;(C) 水中分散有r = 10-5cm 的微晶体系;(D) 水中分散有r = 10-8cm 的气泡体系。
14.微小固体颗粒在水中的溶解度应:(A) 与颗粒大小成正比;(B) 与颗粒大小无关;(C) 随表面张力增大而增大;(D) 与固体密度成正比。
15.下列摩尔浓度相同的各物质的稀水溶液中,哪一种溶液的表面发生负吸附:(A) 硫酸;(B) 己酸;(C) 硬脂酸;(D) 苯甲酸。
16.一根毛细管插入水中,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:(A) 等于h;(B) 大于h;(C) 小于h;(D) 无法确定。
17.某溶液表面张力σ与溶质浓度c的关系式:σ0 - σ = A + B ln c,式中σ0 为纯溶剂的表面张力,A、B为常数. 则表面超量为:(A) Γ = c/RT(∂σ/∂c)T;(B) Γ = B/RT;(C) Γ = -B/RT;(D) Γ = Bc/RT。
18.用同一支滴管分别滴取纯水与下列水的稀溶液,都是取得1cm3,哪一种液体所需液滴数最少?(A) 纯水;(B) NaOH水溶液;(C) 正丁醇水溶液;(D) 苯磺酸钠水溶液。
19.涉及溶液表面吸附的说法中正确的是:(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;(D) 饱和溶液的表面不会发生吸附现象。
20.某温度时,对十二烷基苯磺酸钠的γ~c曲线如图所示,图中说明烃基为直链时比带有支链时表面活性剂的:(A) 效率高,有效值小;(B) 效率低,有效值大;(C) 效率高,有效值大;(D) 效率低,有效值小。
21.随着溶质浓度增大,水溶液表面张力降低是因为:(A) 溶质分子与水分子的亲和力小于水分子间的亲和力;(B) 溶质分子与水分子的亲和力大于水分子间的亲和力;(C) 溶质分子间的亲和力小于水分子间的亲和力;(D) 溶质分子间的亲和力大于水分子间的亲和力。
22.25℃时,乙醇水溶液的表面张力与浓度的关系为:σ(N·m-1) = 0.072 - 5 × 10-4c(mol·dm-3) + 2 × 10-4c2(mol·dm-3)。
若要使表面吸附为正吸附,则要求浓度c(mol·dm-3)应该:(A) > 0.5 ;(B) < 0.5 ;(C) > 1.25 ;(D) < 1.25 。
23.胶束的出现标志着表面活性剂的:(A) 降低表面张力的作用下降;(B) 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。
24.在空间轨道站中,飘浮着一个足够大的水滴,当用一内壁干净,外壁油污的毛细管接触水滴时:(A) 水不进入毛细管;(B) 水进入毛细管并达到一定高度;(C) 水进入直到毛细管另一端;(D) 水部分进入并从另一端出来,形成两端有水球。
25.如图所示,一支玻璃毛细管插入水中,有一段水柱,水柱内b处的压力p b为:(A) p b = p0 ;(B) p b = p0 + ρg h ;(C) p b = p0-ρg h ;(D) p b = ρg h。
26.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:(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。
27.如图所示,a、b、c为内径相同的玻璃毛细管。
a中水柱升高至h,b中间有扩大部分,d为内径相同的石蜡毛细管(水不润湿石蜡),则下列叙述不正确的是:(A) b管中水柱自动升至h’,若将水吸至高于h,去掉吸力,水面保持在h ;(B) c管中水柱自动升至h˝ 并向下滴水;(C) c管中水柱自动升至h˝ ,不向下滴水;(D) d管中水面低于槽中水平面。
28.矿石浮选法的原理是根据表面活性剂的:(A) 乳化作用;(B) 增溶作用;(C) 去污作用;(D) 润湿作用。
29.有机液体与水形成W/O型还是O/W型乳状液与乳化剂的HLB值有关,一般是:(A) HLB值大,易形成W/O型;(B) HLB值小,易形成O/W型;(C) HLB值大,易形成O/W型;(D) HLB值小,不易形成W/O型。
30.下列叙述不正确的是:(A) 农药中加入润湿剂可使σ(l-g)和σ(l-s)减小,药液在植物表面易于铺展;(B) 防水布上涂表面活性剂使σ(s-g)减小,水珠在其上不易铺展;(C) 泡沫浮选法中捕集剂极性基吸附在矿石表面,非极性基向外易被吸附在泡沫上;(D) 起泡剂的主要作用是增大液体表面张力。
31.对于增溶作用,下列叙述不正确的是:(A) 增溶作用使被溶物质化学势降低;(B) 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) 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;(D) 增溶作用发生在有大量胶束形成的离子型表面活性剂溶液中。
32.多孔固体表面易吸附水蒸气,而不易吸附氧气、氮气,主要原因是:(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。
第十三章表面物理化学习题答案一、思考题答案:1.错,表面张力产生的原因是处于表面层的分子与处于内部的分子受力情况不一样。
2.对。
3.错,二者既有区别,又有联系。
4.错,恒温、恒压,W’=0时,ΔG < 0才是自发过程。
5.错,新生成的微小液滴有很高的比表面,因而有很高的表面吉布斯函数。
6.错,液体在毛细管内上升或下降决定于液体能否润湿管壁,润湿与否与σ(l-g)、σ(l-s) 和σ(g-s)的相对大小有关。