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
度切线的表面紧缩力；
(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·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) 物理意义不同，单位不同。
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下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 × 10－1J ；
(C) -2.91 × 10－5 J ；(D) -2.91 × 10－1J 。
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) 不能应用下列哪个体系：
(A) 空气中分散有r = 10－5 cm 的水珠体系；
(B) 水中分散有r = 10－6 cm 的油滴体系；
(C) 水中分散有r = 10－5 cm 的微晶体系；
(D) 水中分散有r = 10－8 cm 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物质的水稀溶液，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，
由图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．随着溶质的浓度增大，水溶液表面张力降低，其是原因为：
(A) 溶质分子与水分子的亲和力小于水分子之间的亲和力；
(B) 溶质分子与水分子的亲和力大于水分子之间的亲和力；
(C) 溶质分子之间的亲和力小于水分子之间的亲和力；
(D) 溶质分子之间的亲和力大于水分子之间的亲和力。
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) c > 0.5 ；(B) c < 0.5 ； (C) c > 1.25 ； (D) c < 1.25 。
23．胶束的出现标志着表面活性剂的：
(A) 表面活性剂降低表面张力的能力下降； (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) 管内水面高于管外水面；(D) 管内汞面与管外汞面一致。
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．矿石浮游选矿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。
三、多选题：
1．某液体在一定温度下，由微小液滴聚集成大液滴时，该体系发生了：
(A) 表面自由能降低；(B) 表面积增大；(C) 蒸气压降低；
(D) 体积增大；(E) 表面张力升高。
2．弯曲液面所产生的附加压力：
(A) 一定等于零；(B) 一定不等于零；(C) 一定大于零；
(D) 一定小于零；(E) 可正，可负，可不等于零。
3．能润湿玻璃毛细管的液体, 在一定温度下, 若在管内蒸气压为p r，在大玻璃烧杯中蒸气压为p0，弯曲液面附加压力Δp。则下面正确关系是：
(A) p r < p0，Δp > 0 ；(B) p r < p0，Δp < 0 ；
(C) p r=p0，Δp=0 ； (D) p r > p0，Δp > 0 ；
(E) p r > p0，Δp < 0 。
4．过饱和溶液所以能形成，其因为是：
(A) 它是热力学稳定体系；(B) 大颗粒溶解度较大；
(C) 它的分散程度低；(D) 微小颗粒的化学势较大；
(E) 小颗粒溶解度较大。
5．表面活性剂的效率愈高，则溶液表面过剩吸附量对溶液浓度的比值(Γ/c)：
(A) 大于零，愈正；(B) 小于零，愈负；
(C) 与温度关系愈小； (D) 与表面活性剂浓度关系愈小； (E) 表面张力随浓度变化率愈负。
6．若测得某溶液表面张力σ与浓度c关系为：σ = a + b ln c (一定温度下，a、b均为常数)。当发生正吸附时：
(A) a > 0，(?σ/?c)T 大于零；(B) a < 0，b > 0 ；
(C) a > 0，b < 0 ；(D) a > 0，(?σ/?ln c) T 小于零；
(E) a < 0，(?σ/?c)T 大于零。
7．溶有表面活性剂的水溶液，下列表述不正确的：
(A) 表面产生负吸附；(B) 能形成胶束；
(C) 它能在表面定向排列降低表面能；(D) 使溶液的表面张力显著降低；
(E) 表面浓度低于其本体浓度。
8．将一玻璃毛细管插入水银槽中，则毛细管中水银面：
(A) 比槽中水银面高；(B) 比槽中水银面低；
(C) 与槽中水银面一样高；(D) 管内水银面为凹面；
(E) 管内水银面为凸面。
9．对于一般液体，下列泡沫的起泡剂的作用描述不正确的是：
(A) 降低气-液界面的张力；
(B) 能破坏不溶解的气体产生的泡沫；
(C) 能产生有一定机械强度有弹性的液膜；
(D) 能增加局部气-液界面的张力；
(E) 有适当的表面粘度,以免膜中液体流走。
10．当在两玻璃板间放一滴水后，比不放水前这两块玻璃：
(A) 容易分开；(B) 分开困难；(C) 与不放水差不多；
(D) 推动(滑动)较难；(E) 推动(滑动)较易。
四、计算及证明题：
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 ，设该 毛细管的接触角为30°，水的密度是0.98 g
第十二章 表面现象练习题答案
一、思考题答案：
1．错，表面张力产生的原因是表面层的分子与内部的分子受力情况不一样，与表面 增大无关。
2．对。由于温度升高，分子运动加快，分子之间吸引力减弱，表面张力下降。 3．错，二者概念不同，一个标量，一个是矢量，单位也不同，但是两者有联系，量 纲相同，数值大小相同。
4．对，恒温、恒压，ΔG <0是自发过程。
5．错，新生成的微小液滴有很大的比表面积，因而有很高的表面吉布斯自由能。 6．错，液体在毛细管内上升或下降决定于液体能否润湿毛细管壁。
7．错。多分子层吸附只能是物理吸附是对的，单分子层吸附只能是化学吸附是错误的，
也可以是物理吸附。
8．错。物理吸附吸附速度快，很容易达到平衡。 9．错，达到饱和吸附时，不一定达到饱和浓度。
10．错，溶质在表面层的浓度也可以低于它在内部的浓度，例如负吸附。
11．错，能够显著降低溶液表面张力的物质才称为表面活性物质，具有双亲基团结构。
二、单选题答案：
1. D ；
2. A ；
3. D ；
4. C ；
5. B ；
6. A ；
7. A ；
8. A ；
9. C ； 10.D ； 11.C ； 12.A ； 13.D ； 14.C ； 15.A ； 16.B ； 17.B ； 18.B ； 19.C ； 20.A ； 21.A ； 22.D ； 23.A ； 24.C ； 25.A ； 26.D ；27.B ； 28.D ； 29.C ； 30.D ； 31.C ； 32.C 。
说明：
1、比表面自由能与表面张力量纲相同，单位不同，数值相同。选(D)。
2、表面张力的方向在液面的切面上，指向液面收缩的方向，不是与液面垂直。选(A)
3、比表面自由能和表面张力的物理意义不同，量纲相同单位不同；前者是标量，后者是 矢量 。
4、
2h gr σ
ρ=
毛, 毛细管中的水上升的高度与表面张力成正比。而表面张力受温度影响，
温度升高，表面张力减少，75℃ 水的表面张力小于25℃ 水。选(C)。 5、严格来说，纯水的表面张力是指液态水与水蒸气共存时的界面张力，而实际中通常是 指液态水与饱和了水蒸气的空气界面张力。
6、d 点在临界状态以上，气液成为一相，没有相界面张力。a 点存在l －s 一种表面张力， c 点存在g －l 一种界面张力。b 点三相共存，有g －l 、l －s 、g －s 三种界面张力。
7、表面自由能大小与比表面自由能和表面积有关，在比表面自由能（表面张力）一样 条件下，与表面积成正比。由于气水泡有前后两个表面，它的表面积最大。
8、245
7.2710410 2.9110J G A σ---?=?=???=?
9、水平液面不产生附加压力，水平液面内部分子所受压力等于外部压力。 10、表面积增大时，
()s d 0
T p S A σ???=->?， 0s
R Q T S =?>。
11、附加压力与表面张力产生的原因相同，都有分子之间作用力引起的，但两者的作用
点不同，方向不同，大小不同。
12、水珠半径越小，饱和蒸气压越大，气体化学势也越大。在一个密闭的容器的上方水的
蒸气压，对于小水珠没有达到饱和，还要气化，而对于大水珠已经达到饱和，蒸气要 凝聚，因此大水珠变大，小水珠变小。
13、开尔文方程适用于小液珠或小晶体，是凸面粒子，不适用水中小气泡（凹面） 。
14、
02ln
r c M RT c R σρ=，溶解度反比于颗粒半径和固体密度，正比于表面张力，随表面张力
增大，溶解度也增大。
15、非表面活性物质，无机物硫酸水溶液的表面发生负吸附。
16、加入的NaCl ，是非表面活性物质，表面张力增加，这时毛细管中液面高度上升。
17、
T c c B B
RT c RT c RT σΓ?????=-
=-?-= ?
??????。
18、滴管滴取液体时，外压力相同，表面张力越大的，滴管向下滴液时，液滴就大，即
半径R 越大，滴1cm3液所需也滴数少。
19、溶液表面发生吸附后表面自由能降低而不是增加；溶液的表面张力可以大于溶剂的表
面张力；定温下，表面张力不随浓度变化时，说明已经达到饱和吸附，浓度再增大， 吸附量也不变是正确的；饱和溶液的表面会发生吸附。
20、直链烃基，只需要少量就可以使表面张力降低到极小。所以直链的效率高，有效值小。 21、水溶液表面张力降低，说明溶质是表面活性物质，是有机物类的两亲分子，因此溶质分子
与水分子的亲和力小于水分子之间的亲和力。
22、
0T c RT c σΓ???=-
> ????，44
5104100T c c σ--???=-?+?< ????，3
1.25mol dm c -
23、胶束出现说明溶液表面吸附已经达到饱和，溶液的表面已经铺满单分子层。表面活性
剂降低表面张力的能力下降，表面活性剂不能再很快降低表面张力降。
24、由于水能润湿毛细管，接触角小于90°，水滴进入毛细管。又因为在空间轨道站， 没有重力与附加压力平衡，水滴一直进入毛细管，直到另一端。
25、在同一个水平面上，压力相等，p b = p 0 ；b 点液柱产生的静压强与凹面的附加压强对
消了。
26、汞不能润湿毛细管，在管内形成凸面，管内汞面比管外汞面低。
27、水润湿毛细管，毛细管只能形成凹液面。在c 管的上头末端，水仍然是凹面，不可能
形成凸面相下滴水。
28、浮游选矿法的原理是根据表面活性剂的润湿作用，表面活性剂把矿石小粒子包围起来，
起泡后浮起来。
29、HLB 值大，亲水性强，容易形成水包油型（O/W ）的乳状液。 30、起泡剂的作用是减小液体表面张力，而不是增大液体表面张力。
31、增溶是溶物质进入胶束内部或吸附在胶束表面上，溶质是“整团”溶解的，游离在溶
剂中的溶质浓度并没有改变多少，因此溶剂的依数性变化很小。
32、水蒸气的凝聚温度比O 2、N 2高，在相同温度下，水蒸气的饱和蒸气压较高，容易 被吸附，吸附量大。
三、多选题答案：
1. AC ；
2. BE ；
3. B ；
4. DE ；
5. AE ；
6. CD ；
7. AE ；
8. BE ；
9. BD ； 10. BE 。
说明：
1、液滴聚集成大液滴时，表面积减小，但整个体系的体积不变，表面自由能降低。半 径变大，由Kelvin 方程，蒸气压变小。温度不变，表面张力也不变。
2、弯曲液面一定会产生附加压力，附加压力一定等于零，凸面附加压力是正的，凹面 附加压力是负的。
3、毛细管内，形成凹液面，则曲率半径越小，蒸气压也越小，p r < p 0。凹面，Δp <0。
4、过饱和是亚稳态，热力学不稳定体系，因为微小颗粒的饱和蒸气压大，相应化学势 大于大颗粒，同时小颗粒的溶解度又高。导致微小颗粒难以从饱和溶液中析出，从 而形成了过饱和溶液。
5、表面活性剂效率越高，很小的浓度就很快降低溶液的表面张力，即(?σ/?c)T 越负，
10
T
c RT c Γ
σ???=-
> ????，越正。
6、T c c b b RT c RT c RT σΓ???=-=-?=- ????，0
T
c σ???< ????，发生正吸附，
b
RT Γ=->，所以0b <。又ln a b c σ=+，表面张力σ是＞0的，则0a >
7、溶有表面活性剂的水溶液，表面产生正吸附。表面层浓度高于其本体浓度。 8、汞不能润湿玻璃毛细管，在管内形成凸面，并且比槽内水银面低。
9、起泡剂的作用是降低气－液界面的张力，能产生有一定机械强度有弹性的液膜，增 加表面粘度, 以免膜中液体流走，它不是破坏不溶解的气体产生的泡沫，也和能增 加气－液界面的张力。
10、在两玻璃板间放一滴水，水在板间形成凹液面，使液体内部压力小于液面压力。相当 于大气压将两玻璃板压紧，所以分开困难。但因为附加压力方向平行于玻璃板，所以 动较容易。
四、计算及证明题答案：
1．解：液面是凹面，r < 0，Δp < 0，p ' < p 0 p ' + h (水) = p 0 ，Δp = h (水) 2σ/r (毛) = h ρg (g 为重力加速度)
曲率半径与毛细管半径关系： r cos θ = r (毛) ， 2σcos θ/r (毛) = h ρg ，σ = h ρg r (毛)/2cos θ r (毛) = 0.60 mm = 6.0 × 10－4 m ，ρ = 0.98 g/cm 3
= 980 kg·m －3， g = 9.8 m·s －2
cos θ = cos30°= 0.866， h = 2.19cm = 2.19 × 10－2
m
∴σ = 2.19 × 10－2 × 980 × 9.8 × 6.0 × 10－4/(2 × 0.866) = 7.286 × 10－
3 N·m －1
2．解：t = 10℃，σ = (75.64－0.14 × 10) × 10－3 = 74.24 × 10－3 N·m －1
W ' = ΔG = σΔA = 74.24 × 10－3 × 5 × 10－4 = 3.71 × 10－5 J (环境做功为正)
∵ (?σ/?T )A ,p =－0.14 × 10－3 N·m －1·K －1
∴ Q r = T ΔS = T [－ΔA (?σ/?T )A ,p ] = 283 × 5 × 10－4 × 0.14 × 10－3
= 1.981 × 10－5
J
3．解：小气泡的附加压力ΔP ＝2σ/r ＝2×0.0589/2.1×10-6＝56095Pa ＝
56.095kPa
小气泡内的附加压力是负值，要使这样水沸腾，必须使小气泡内克服附加压力后的蒸 气压达到标准压力P ?，也就是小气泡内压力为
Pr ＝P ?＋ΔP ＝101.325+56.095＝157.42 kPa 由克－克方程：
211
ln ()
372.15vap m r H p p R T ?=-$
$ 2118.314157.42l n 0.002594372.1542696101.325T =-=
T 2＝385.5K 即112.4 ℃
4．解：σ = 72－0.5c +0.2 c 2
，(?σ/?c )A ,p = (－0.5 + 0.4 c ) × 10－3
(1) c = 0.3 M ，
Γ1 =－c /RT ·(?σ/?c )T ,p = [－0.3/(8.314 × 298)] · (－0.5 + 0.4 × 0.3) × 10
－3
= 4.6012 × 10－8
mol/m
2
c = 0.5 M ，
Γ2 = [－0.5/(8.314 × 298)] · (－0.5 + 0.4 × 0.5) × 10－3
= 6.0543 × 10
－
8
mol/m 2
(2) 由类似的 Langmuir 公式： Γ = Γ∞·Kc /(1 + Kc ) 1/Γ = 1/Γ∞ + 1/Γ∝K ·1/c
┌ 1/(4.6012 × 10－8
) = 1/Γ∞ +1/Γ∞K ·1/0.3 └ 1/(6.0543 × 10－8) = 1/Γ∞ +1/Γ∞K ·1/0.5 解得，Γ∞ = 11.503 × 10－8
mol/m 2
(3) A ∞ = 1/Γ∞N A = 1/(11.503 × 10－8
× 6.022 × 1023
)
= 1.4436 × 10－17m 2
(乙醇分子截面积)
物理化学习题及答案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
物理化学期末复习 一、单项选择题 1. 涉及焓的下列说法中正确的是() (A) 单质的焓值均等于零 (B) 在等温过程中焓变为零 (C) 在绝热可逆过程中焓变为零 (D) 化学反应中系统的焓变不一定大于内能变化 2. 下列三种胶体分散系统中，热力不稳定的系统是：() A.大分子溶胶 B.胶体电解质 C.溶胶 3. 热力学第一定律ΔU=Q+W 只适用于() (A) 单纯状态变化 (B) 相变化 (C) 化学变化 (D) 封闭物系的任何变化 4. 第一类永动机不能制造成功的原因是() (A) 能量不能创造也不能消灭 (B) 实际过程中功的损失无法避免 (C) 能量传递的形式只有热和功 (D) 热不能全部转换成功 5. 如图，在绝热盛水容器中，浸入电阻丝，通电一段时间，通电后水及电阻丝的温度均略有升高，今以电阻丝为体系有（） (A) W =0，Q <0，U <0 (B). W＞0，Q <0，U >0 (C) W <0，Q <0，U >0
(D). W <0，Q =0，U >0 6. 对于化学平衡, 以下说法中不正确的是（） (A) 化学平衡态就是化学反应的限度 (B) 化学平衡时系统的热力学性质不随时间变化 (C) 化学平衡时各物质的化学势相等 (D) 任何化学反应都有化学平衡态 7. 封闭系统内的状态变化：（） A 如果系统的?S >0，则该变化过程自发 sys B 变化过程只要对环境放热，则该变化过程自发 ，变化过程是否自发无法判断 C 仅从系统的?S sys 8. 固态的NH HS放入一抽空的容器中，并达到化学平衡，其组分数、独立组分 4 数、相数及自由度分别是（） A. 1，1，1，2 B. 1，1，3，0 C. 3，1，2，1 D. 3，2，2，2 9. 在定压下，NaCl晶体，蔗糖晶体，与它们的饱和混合水溶液平衡共存时，独立组分数C和条件自由度f'：（） A C=3，f'=1 B C=3，f'=2 C C=4，f'=2 D C=4，f'=3 10. 正常沸点时，液体蒸发为气体的过程中（） (A) ΔS=0 (B) ΔG=0
一、选择题 １、下列说法中不正确得就是：( C ） （A) 生成得新鲜液面都有表面张力 （B）平面液体没有附加压力 (C）弯曲液面得表面张力得方向指向曲率中心 （Ｄ）弯曲液面得附加压力指向曲率中心 2、 水在临界温度时得表面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 型管得两臂直径不同，一端为1×10-3 ｍ,另一端为 3×1０—3 m,水得表 面张力为0、０72 Ｎ·m－1。如用这个 U 型管装上水来测量压力,将引入得误差为： ( Ｂ ) （A） 72 Ｐa (B） 192 Pa (C) ９6 Pa （D）288 Pa ４、 低压下，气体 A 在表面均匀得催化剂上进行催化转化反应，其机理为： A（g） + ＫA K ─→ B（ｇ） + K 第一步就是快平衡, 第二步就是速控步，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'得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，就是Ｂ与Ｃ。 ６、物质表面张力得值与：（ 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、凹面液体上得饱与蒸汽压,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，下面说法正确得就是:（Ｄ ) A，过饱与蒸气就是由于小液滴得蒸气压小于大液滴得蒸气压所致； B，过热液体形成原因就是新相种子-—小气泡得附加压力太小； C,饱与溶液陈化、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得目得就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就是：（ 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就是:( A ）
第一章 气体的pVT 关系 1-1物质的体膨胀系数V α与等温压缩系数T κ的定义如下： 1 1T T p V p V V T V V ???? ????-=??? ????= κα 试导出理想气体的V α、T κ与压力、温度的关系? 解：对于理想气体,pV=nRT 111 )/(11-=?=?=??? ????=??? ????= T T V V p nR V T p nRT V T V V p p V α 1211 )/(11-=?=?=???? ????-=???? ????- =p p V V p nRT V p p nRT V p V V T T T κ 1—2 气柜内有121.6kPa 、27℃的氯乙烯(C 2H 3Cl ）气体300m 3 ，若以每小时90kg 的流量输往使用车间，试问贮存的气体能用多少小时？ 解：设氯乙烯为理想气体，气柜内氯乙烯的物质的量为 mol RT pV n 623.1461815 .300314.8300 106.1213=???== 每小时90kg 的流量折合p 摩尔数为 13 3153.144145 .621090109032-?=?=?=h mol M v Cl H C n/v=（14618.623÷1441。153）=10.144小时 1-3 0℃、101.325kPa 的条件常称为气体的标准状况。试求甲烷在标准状况下的密度。 解：33 714.015 .273314.81016101325444 --?=???=?=?=m kg M RT p M V n CH CH CH ρ 1—4 一抽成真空的球形容器，质量为25.0000g 。充以4℃水之后，总质量为125.0000g 。若改用充以25℃、13。33kPa 的某碳氢化合物气体，则总质量为25。0163g 。试估算该气体的摩尔质量。 解：先求容器的容积33 ) (0000.1001 0000.100000 .250000.1252 cm cm V l O H == -= ρ n=m/M=pV/RT mol g pV RTm M ?=?-??== -31.3010 13330) 0000.250163.25(15.298314.84 1-5 两个体积均为V 的玻璃球泡之间用细管连接，泡内密封着标准状况条件下的空气.若将其中一个球加热到100℃，另一个球则维持0℃,忽略连接管中气体体积,试求该容器内空气的压力。 解：方法一：在题目所给出的条件下，气体的量不变。并且设玻璃泡的体积不随温度而变化，则始态为 )/(2,2,1i i i i RT V p n n n =+= 终态（f ）时 ??? ? ??+=???? ??+ =+=f f f f f f f f f f T T T T R V p T V T V R p n n n ,2,1,1,2,2,1,2,1
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 度切线的表面紧缩力； (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·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) 物理意义不同，单位不同。 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下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，
第二章 热力学第一定律 五．习题解析 1．（1）一个系统的热力学能增加了100 kJ ，从环境吸收了40 kJ 的热，计算系统与环境的功的交换量。 （2）如果该系统在膨胀过程中对环境做了20 kJ 的功，同时吸收了20 kJ 的热，计算系统的热力学能变化值。 解：（1）根据热力学第一定律的数学表达式U Q W ?=+ 100 k J 40 k J 6 W U Q =?-=-= 即系统从环境得到了60 kJ 的功。 （2）根据热力学第一定律的数学表达式U Q W ?=+ 20 k J 20 k J U Q W ?=+=-= 系统吸收的热等于对环境做的功，保持系统本身的热力学能不变。 2．在300 K 时，有10 mol 理想气体，始态的压力为1 000 kPa 。计算在等温下，下列三个过程所做的膨胀功。 （1）在100 kPa 压力下体积胀大1 dm 3 ； （2）在100 kPa 压力下，气体膨胀到终态压力也等于100 kPa ； （3）等温可逆膨胀到气体的压力等于100 kPa 。 解：（1）这是等外压膨胀 33e 100 kPa 10m 100 J W p V -=-?=-?=- （2）这也是等外压膨胀，只是始终态的体积不知道，要通过理想气体的状态方程得到。 2e 212 2 11()1n R T n R T p W p V V p n R T p p p ????=--=--=- ? ? ?? ?? 100108.3143001 J 22.45 kJ 1000 ?? ??=???-=- ???? ?? ? （3）对于理想气体的等温可逆膨胀 122 1 ln ln V p W nRT nRT V p == 100(108.314300) J ln 57.43 kJ 1000 =???=- 3．在373 K 的等温条件下，1 mol 理想气体从始态体积25 dm 3，分别按下列
《 物理化学 》练习题4 注意事项：1. 考前请将密封线内容(特别是姓名和班内编号)填写清楚； 2. 所有答案请直接答在试卷上； 3．考试形式：闭卷； 4. 本试卷共 三 大题，满分100分， 考试时间120分钟。 一、选择题(10题，每题2分，共20分) 1. 下述说法哪一种不正确： （ ） （A ）一定量理想气体自由膨胀后，其?U = 0 （B ）非理想气体经绝热自由膨胀后，其?U ≠0 （C ）非理想气体经一不可逆循环，其?U = 0 （D ）非理想气体自由膨胀，气体温度略有变化 2. 水在 100℃、101325Pa 下沸腾时，下列各量何者增加？ (A) 系统熵 (B) 汽化焓 (C) Gibbs 函数 (D) 蒸气压 3. 不挥发的溶质溶于溶剂中形成稀溶液之后，将会引起( ) (A) 凝固点升高 (B) 沸点升高 (C) 蒸汽压升高 (D) 总是放出热量 4. 对于理想气体之间的任意一个化学反应，影响标准平衡常数K 的因素是( ) (A) 浓度 (B) 压力 (C) 温度 (D) 催化剂 5. 固体Fe ，FeO ，Fe 3O 4与气体CO ，CO 2达到平衡时其组分数C 和自由度数F 分别为( )。 (A) C = 2, F = 0 (B) C = 1, F = 0 (C) C = 3, F = 1 (D) C = 4, F = 2 6.科尔劳施从实验中总结出电解质溶液的摩尔电导率与其浓度成线性关系 m m ΛΛ∞ =-，这一规律适用于( )
(A) 弱电解质(B) 强电解质的稀溶液 (C) 无限稀溶液(D) 浓度在一定范围的溶液 7. 反应的标准平衡常数与温度T的关系为dln K /d T = ?r H m /RT2，则( ) (A) K 必随温度升高而加大(B) K 必随温度升高而减小 (C) K 必随温度升高而改变(D) 随温度升高，K 可增大、减少或不变 8. 一定体积的水，当聚成一个大水球或分散成许多水滴时，在同温度下，两种状态相比，以下性质保持不变的有( ) (A) 表面能(B) 表面张力(C) 比表面(D) 液面下的附加压力 9．某零级反应A = B+ C开始时反应物浓度为0.2 mol·dm-3，其速率常数k为1.25×10?5 mol·dm-3·s-1，则其反应完成所耗时间t为 (A) 8000 s (B) 12000 s (C) 16000 s (D) 18000 s 10．在一个绝热的刚性容器中发生一个化学反应，使系统的温度升高和压力增大，则有 (A) Q>0，W<0，?U < 0 (B) Q=0，W=0，?U = 0 (C) Q=0，W<0，?U < 0 (D) Q>0，W=0，?U > 0 二、计算题(6题，共60分) 1. 298 K，101.3 kPa下，Zn 和CuSO4溶液的置换反应在可逆电池中进行，做出电功200 kJ，放热6 kJ，求该反应的Δr U，Δr H，Δr S，Δr A，Δr G（设反应前后的体积变化可忽略不计）。(10分)
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：
表面2A 一、选择题 1. 在催化剂表面上进行的双分子气相反应, 其机理为： A ＋K AK B ＋K BK AK ＋BK ─→C ＋D ＋2K 若催化剂表面是均匀的, 表面反应为控制步骤, 且A、B的吸附皆弱, 则反应表现为几级? ( ) (A) 零级(B) 一级 (C) 二级(D) 无数级 2. 298 K时，蒸气苯在石墨上的吸附，符合Langmuir 吸附等温式，在40 Pa 时，覆盖度θ= 0.05，当θ= 1/2 时，苯气体的平衡压力为：( ) (A) 400 Pa (B) 760 Pa (C) 1 000 Pa (D) 200 Pa 3. 在等温等压条件下，将1 mol水的表面积增加10 倍，作功为W，水的Gibbs自由能变化为?G，此时W与?G的关系为：(?U = Q - W) ( ) (A) ?G = -W(B) ?G = W (C) ?G < -W(D) 不能确定 4. 同一固体, 大块颗粒和粉状颗粒, 其溶解度哪个大? ( ) (A) 大块颗粒大 (B) 粉状颗粒大
(C) 一样大(D) 无法比较 5. 有一露于空气中的球形液膜，直径为2×10-3 m，表面张力为0.072 N·m-1，液膜的附加压力为（） (A)36 Pa (B) 72 Pa (C) 144 Pa (D) 288 Pa 6. 单组分气-液平衡体系，在孤立条件下，界面A 发生了d A > 0 的微小变化, 体系相应的熵变d S变化为：( ) (A) d S > 0 (B) d S = 0 (C) d S < 0 (D) 不能确定 7. 在下图的毛细管内装入普通不润湿性液体，当将毛细管右端用冰块冷却时，管内液体将：( ) (A) 向左移动(B) 向右移动 (C) 不移动(D) 左右来回移动 8. 在农药中通常都要加入一定量的表面活性物质, 如烷基苯磺酸盐, 其主要目的是：( ) (A) 增加农药的杀虫药性 (B) 提高农药对植物表面的润湿能力 （C）防止农药挥发 (D) 消除药液的泡沫 9. 对于亲水性固体表面，其表面张力间的关系是：( ) (A) γ固-水> γ固-空气(B) γ固-水< γ固-空气
物理化学试题之一 一、选择题(每题2分，共50分,将唯一的答案填进括号内) 1. 下列公式中只适用于理想气体的是1. B A. ΔU=Q V B. W=nRTln(p 2/p 1)(用到了pv=nRT) C. ΔU=dT C m ,V T T 2 1? D. ΔH=ΔU+p ΔV 2. ΔH 是体系的什么 2. C A. 反应热 B. 吸收的热量 C. 焓的变化 D. 生成热 3. 2000K 时反应CO(g)+1/2O 2(g)=CO 2(g)的K p 为 6.443,则在同温度下反应为2CO 2(g)=2CO(g)+O 2(g)的K p 应为3. C A. 1/6.443 B. (6.443)1/2 C. (1/6.443)2 D. 1/(6.443)1/2 4. 固态的NH 4HS 放入一抽空的容器中，并达到化学平衡，其组分数、独立组分数、相数及自由度分别是 A. 1，1，1，2 B. 1，1，3，0 C. 3，1，2，1 D. 3，2，2，2 5. 下列各量称做化学势的是 A. i j n ,V ,S i )n ( ≠?μ? B. i j n ,V ,T i )n p (≠?? C. i j n ,p ,T i )n (≠?μ? D. i j n ,V ,S i )n U (≠?? 6. A 和B 能形成理想溶液。已知在100℃时纯液体A 的饱和蒸汽压为133.3kPa, 纯液体B 的饱和蒸汽压为66.7 kPa, 当A 和B 的二元溶液中A 的摩尔分数为0.5时，与溶液平衡的蒸气中A 的摩尔分数是 A. 1 B. 0.75 C. 0.667 D. 0.5 7. 理想气体的真空自由膨胀，哪个函数不变？ A. ΔS=0 B. V=0 C. ΔG=0 D. ΔH=0 7. D ( ) 8. A 、B 两组分的气液平衡T-x 图上，有一最低恒沸点，恒沸物组成为x A =0.7。现有一组成为x A =0.5的AB 液体混合物，将其精馏可得到 A. 纯A 和恒沸混合物 B. 纯B 和恒沸混合物 C. 只得恒沸混合物 D. 得纯A 和纯B 8. B
物理化学试题及答案 C. 易于液化 D. 不易液化 2006-2007学年度上期物理化学试题,B, 水溶液置于绝热箱中，插入两个铜电极，以蓄电池为电源进行4、如图，将CuSO4 电解，可以看作封闭体系的是( )。 A. 绝热箱中所有物质 B. 两个铜电极 (可带计算器) C. 蓄电池和铜电极 一、判断题。判断下列说法的正误，在正确的说法后面打“?”，错误的说得分 D. CuSO水溶液 4法后面打“×”。(每小题1分，共10分) 5、在体系温度恒定的变化中,体系与环境之间( )。 1、温度一定的时候，气体的体积与压力的乘积等于常数。( ) A. 一定产生热交换 B. 一定不产生热交换 2、热力学过程中W的值应由具体过程决定 ( ) C. 不一定产生热交换 D. 温度恒定与热交换无关 3、系统的混乱度增加，则其熵值减小。( ) 6、下列定义式中，表达正确的是( )。 4、处于标准状态的CO (g)，其标准燃烧热为零。( ) A. G=H，TS B. G=A，PV C. A=U，TS C. H=U—PV 5、1mol理想气体从同一始态经过不同的循环途径后回到初始状态，其热力学能不变。 7、在一个绝热钢瓶中，发生一个放热的分子数增加的化学反应，那么( )。( )
A. Q > 0，W > 0，ΔU > 0 6、吉布斯判据适用于理想气体的任意过程。( ) B. ΔQ = 0，W = 0，ΔU < 0 7、四个热力学基本方程适用于所有封闭体系的可逆过程。( ) C. Q = 0，W = 0，ΔU = 0 8、在纯溶剂中加入少量不挥发的溶质后形成的稀溶液沸点将升高。( ) D. Q < 0，W > 0，ΔU < 0 9、惰性组分的加入将使反应的平衡转化率降低。( ) 8、ΔH =Q , 此式适用于下列哪个过程: ( )。 p10、只受温度影响的平衡系统自由度F=C-P+1。( ) 655A. 理想气体从10 Pa反抗恒外压10 Pa膨胀到10 Pa 5B. 0? , 10 Pa 下冰融化成水得分二、选择题。以下各题，只有一个正确选项，请将正确的选项填在相应位 置。(每小题3分，共45分) C. 电解 CuSO水溶液 4 54D. 气体从 (298 K, 10 Pa) 可逆变化到 (373 K, 10 Pa) 1. 一定压力下，当2 L理想气体从0?升温到273?时，其体积变为( )。 9、下述说法中，哪一种不正确:( )。 A. 5 L B. 4 L C. 6 L D. 1 L A. 焓是体系能与环境进行交换的能量 2、A、B两种理想气体的混合物总压力为100kPa，其中气体A的摩尔分数0.6，则气体B B. 焓是人为定义的一种具有能量量纲的热力学量的分压为( )。 C. 焓是体系状态函数 A. 100kPa B. 60kPa C. 40kPa D. 不确定 D. 焓只有在某些特定条件下，才与体系吸热相等 3、当实际气体的压缩因子Z 大于1的时候表明该气体( )。 10、凝固热在数值上与下列哪一种热相等:( )。 A. 易于压缩 B. 不易压缩 1
物理化学概念辨析题解 物理化学教研组
热力学第一定律 一、选择题 1. 在100 ℃，101325 Pa下，1mol水全部向真空容器气化为100 ℃，101325 Pa 的蒸气，则该过程( ) (A) ΔG<0,不可逆(B) ΔG=0,不可逆 (C) ΔG=0,可逆(D) ΔG>0,不可逆 2. 如图，将CuSO4水溶液置于绝热箱中，插入两个铜电极，以蓄电池为电源进行电解，可以看作封闭体系的是：( ) (A)绝热箱中所有物质(B) 两个铜电极 (C) 蓄电池和铜电极(D) CuSO4水溶液 3. 体系的下列各组物理量中都是状态函数的是：( ) (A) T，p，V，Q (B) m，V m，C p，?V (C)T，p，V，n(D) T，p，U，W 4. 理想气体向真空膨胀，当一部分气体进入真空容器后，余下的气体继续膨胀所做的体积功：( ) (A) W > 0 (B) W = 0 (C) W < 0 (D) 无法计算 5. 在一个绝热刚瓶中，发生一个放热的分子数增加的化学反应，那么：( ) (A) Q > 0，W > 0，?U > 0 (B) Q = 0，W = 0，?U < 0 (C) Q = 0，W = 0，?U = 0 (D) Q < 0，W > 0，?U < 0 6. 对于封闭体系来说，当过程的始态与终态确定后，下列各项中哪一个无确定值：( ) (A)Q (B) Q + W (C) W (当Q = 0时) (D) Q (当W = 0时) 7. 下述说法中，哪一种不正确：( )
(A)焓是体系能与环境进行交换的能量 (B) 焓是人为定义的一种具有能量量纲的热力学量 (C) 焓是体系状态函数 (D) 焓只有在某些特定条件下，才与体系吸热相等 8. 某高压容器中盛有的气体可能是O2、Ar、CO2、NH3中一种，在298 K时由 5 dm3 绝热可逆膨胀到 6 dm3，温度降低21 K，则容器中的气体是：( ) (A) O2 (B) CO2 (C) NH3 (D) Ar 9. 下述说法中，哪一种正确：( ) (A)热容C不是状态函数 (B) 热容C与途径无关 (C) 恒压热容C p不是状态函数 (D) 恒容热容C V不是状态函数 10. 热力学第一定律仅适用于什么途径：( ) (A)同一过程的任何途径 (B) 同一过程的可逆途径 (C) 同一过程的不可逆途径 (D) 不同过程的任何途径 11. 1 mol H2(为理想气体)由始态298 K、p被绝热可逆地压缩5 dm3，那么终态温度T2 与内能变化?U分别是：( ) (A) 562K，0 kJ (B) 275K，-5.49 kJ (C) 275K，5.49 kJ (D) 562K，5.49 kJ 12. n mol理想气体由同一始态出发，分别经(1)等温可逆；(2)绝热可逆两个过程压缩到达相同压力的终态，以H1和H2分别表示(1)和(2)过程终态的焓值，则： ( ) (A) H1 > H2(B)H1 < H2 (C) H1 = H2 (D) 上述三者都对 13. 如图，A→B和A→C均为理想气体变化过程，若B、C在同一条绝热线上，那么?U AB与?U AC的关系是：( ) (A)?U AB > ?U AC (B) ?U AB < ?U AC
一、单选题（每题2分，共30分） 1. 在298K及101.325KPa下的1.00dm3氢气，等温可逆膨胀到 2.00 dm3，所做功的绝对值为C A、0.418 J B、0.0418 J C、70.3J D、7.11J 2. 对于孤立体系的实际过程，下列关系式不正确的是D A、W=0 B、Q=0 C、△U=0 D、△H=0 3. 一封闭系统进行可逆循环，其热温商之和D A、总是正值 B、总是负值 C、是温度的函数 D、总为零 4. 液体A和B混合成实际溶液时，当A和B之间的作用力大于相同分子之间的作用力时，该溶液对拉乌尔定律将 B A、产生正偏差 B、产生负偏差 C、不产生偏差 D、无法确定 5. 关于偏摩尔量，下面的叙述不正确的是B A、偏摩尔量是状态函数，其值与物质的量无关 B、偏摩尔量的值不能小于零 C、体系的强度性质无偏摩尔量 D、纯物质的偏摩尔量等于摩尔量 6.克拉贝龙方程dP/dT=△H m(相变)/T△Vm(相变)，其应用条件是D A、只适用于纯物质的气液、气固平衡 B、只适用于服从理想气体行为的为气液、气固平衡 C、任何纯物质的相变热不随温度而变的两相平衡 D、任何纯物质两相平衡体系 7.含KNO3和NaCl的水溶液与纯水达到渗透平衡，其自由度数f为D A、1 B、2 C、3 D、4 8.分解反应A(s)=B(g)+2C(g) 该反应的平衡常数Kp与分解压力P的数值之间为 C A、Kp=P3 B、Kp>P3 C、Kp
相平衡 一、选择题： 1. 二组分体系恒温时．可能同时存在的最大相数为 （ ） (A) Φ=2 (B) Φ=3 (C) Φ=4 2. 在α、β两项中都含有A 和B 两种物质，当达相平衡时，下列哪种情况正确 （ ） A B A A A B A B (A ) (C) (D) (B )αααβαβββμμμμμμμμ==== 3. 在101325Pa 下，水、冰和水蒸气平衡的系统中，自由度为 （ ） (A) 0 (B) 1 (C) 2 4. 在密闭容器中有食盐饱和溶液，并且存在着从溶液中析出的细小食盐结晶，则系统的自由度是 （ ） (A) 0 (B) 1 (C) 2 (D) 3 5. 系统是N 2和O 2两种气体的混合物时，自由度应为 （ ） (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4 6. 在101325 Pa 下，水和水蒸气呈平衡的系统，其自由度f 为 （ ） (A) 0 (B) 1 (C) 2 (D) 3 7. NH 4Cl(s)在真空容器中分解达到平衡NH 4Cl(s) → HCl(g) + NH 3(g) （ ） (A) K =3, Φ=2, f =2 (B) K =2, Φ=2, f =1 (C) K =1, Φ=2, f =1 (D) K =4, Φ=2, f =1 8. 25 ℃及标准压力下，NaCl(s)与其水溶液平衡共存 （ ） (A) K =1, Φ=2, f =1 (B) K =2, Φ=2, f =1 (C) K =2, Φ=2, f =0 (D) K =4, Φ=2, f =1 9. 已知在318 K 时纯丙酮的的蒸气压为43.063 kPa ，今测得氯仿的摩尔分数为0.30的丙酮－氯仿二元溶液上丙酮的蒸气压为26.77 kPa ，则此溶液： （ ） (A) 为理想液体混合物 (B) 对丙酮为负偏差 (C) 对丙酮为正偏差 (D) 无法确定 10. 苯(A)与甲苯(B)形成理想混合物，当把5 mol 苯与5 mol 甲苯混合形成溶液，这时，与溶液相平衡的蒸汽中，苯(A)的摩尔分数是： （ ）
表面物理化学习题集和答案解析
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 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) ＋ 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。 11. Langmuir吸附形式之一：θ=bp/(1+bp),它不适用于：( C )
相平衡 一、选择题： 1。 二组分体系恒温时．可能同时存在的最大相数为 （ ) (A) Φ=2 (B) Φ=3 (C ） Φ=4 2。 在α、β两项中都含有A 和B 两种物质，当达相平衡时，下列哪种情况正 确 （ ) A B A A A B A B (A ) (C) (D) (B )αααβαβββμμμμμμμμ==== 3. 在101325Pa 下，水、冰和水蒸气平衡的系统中，自由度为 （ ） （A ） 0 （B ） 1 （C) 2 4. 在密闭容器中有食盐饱和溶液,并且存在着从溶液中析出的细小食盐结晶,则 系统的自由度是 （ ） (A) 0 (B) 1 (C ） 2 (D ） 3 5. 系统是N 2和O 2两种气体的混合物时,自由度应为 （ ） (A ） 1 （B) 2 （C ） 3 （D) 4 6。 在101325 Pa 下，水和水蒸气呈平衡的系统,其自由度f 为 （ ） (A) 0 （B ） 1 (C) 2 (D) 3 7。 NH 4Cl （s)在真空容器中分解达到平衡NH 4Cl(s) → HCl(g) + NH 3（g) ( ) （A ） K =3， Φ=2, f =2 （B ） K =2， Φ=2, f =1 （C) K =1, Φ=2, f =1 (D) K =4, Φ=2， f =1 8。 25 ℃及标准压力下，NaCl(s)与其水溶液平衡共存 ( ) （A ） K =1， Φ=2， f =1 （B) K =2， Φ=2， f =1 (C) K =2， Φ=2, f =0 (D) K =4, Φ=2, f =1 9. 已知在318 K 时纯丙酮的的蒸气压为43。063 kPa ，今测得氯仿的摩尔分数 为0.30的丙酮－氯仿二元溶液上丙酮的蒸气压为26.77 kPa ，则此溶液： ( )
物理化学-表面现象习题
第七章 表面现象习题 1. 在293K 时，把半径为10-3 m 的水滴分散成半 径为10-6 m 小水滴，问比表面增加了多少倍？表面吉布斯能增加了多少？完成该变化时，环境至少需做功多少？已知293K 时水的表面张力为0.07288 N/m. 解： 2363 ,2,13 ,1 3 336391296232322134443 (1)433310********* (2)[(10)]/[(10)]1033104(10)4(10)4100.072884109.15810(3)9.15810s s s s A r a V r r a a a V n V A A A m G A J W G J πππππππσπ-----------== --=====?-=?-≈??=?=??=?=-?=-?球 球 ＝分散后液滴数个 ＝ 2. 将10-6 m 3油分散到盛有水的烧杯内，形成半 径为10-6 m 的粒子的乳状液。设油水间界面张力为62×10-3 N/m ，求分散过程所需的功为多少？所增加的表面自由能为多少？如果加入微量的表面活性剂之后，再进行分散，这是油水界面张力下降到42
×10-3 N/m 。问此分散过程所需的功比原来过程减少多少？ 解： 62 1223310(1)4343 621030.186(2)0.186(3)21030.1260.1860.1260.06V A A m V W A J G W J W A J J ππσσσσ---=??≈=???=-???-62 单个乳状油滴-63212’＝（10）＝（10）＝－＝－（A -A ）－A ＝＝-加入表面活性剂后，所需的功：＝－＝4＝比原来减少的功为：－＝ 3. 常压下，水的表面张力σ(N/m)与温度t (℃) 的关系可表示为 σ＝ 7.564×10-2 － 1.4×10-4 t 若在10℃时，保持水的总体积不变，试求可逆 地扩大1cm 2表面积时，体系的W 、Q 、ΔS 、ΔG 和ΔH 。 解： 242244 246644887.56410 1.410107.42410/7.56410 1.410(273) ( )( ) 1.410 7.42410107.424107.42410( ) 1.41010 1.410/283 1.410T A T N m T S A T W A J G W J S S A J K A Q T S σσσσ--------------????=??-??=-=???=-?=-??=-??=-=???=?=??=??=?=??＝－＝－66653.965107.42410 3.96510 1.1410J H G T S J ----=??=?+?=?+?=?
热力学第一定律练习题 一、判断题：1．当系统的状态一定时，所有的状态函数都有一定的数值。当系统的状态发生变化时，所有的状态函数的数值也随之发生变化。4．一定量的理想气体，当热力学能与温度确定之后，则所有的状态函数也完全确定。5．系统温度升高则一定从环境吸热，系统温度不变就不与环境换热。7．因Q P= ΔH，Q V= ΔU，所以Q P与Q V都是状态函数。8．封闭系统在压力恒定的过程中吸收的热等于该系统的焓。10．在101.325kPa下，1mol l00℃的水恒温蒸发为100℃的水蒸气。若水蒸气可视为理想气体，那么由于过程等温，所以该过程ΔU = 0。12．1mol水在l01.325kPa下由25℃升温至120℃，其ΔH= ∑C P,m d T。13．因焓是温度、压力的函数，即H= f(T,p)，所以在恒温、恒压下发生相变时，由于d T = 0，d p = 0，故可得ΔH = 0。16．一个系统经历了一个无限小的过程，则此过程是可逆过程。18．若一个过程是可逆过程，则该过程中的每一步都是可逆的。20．气体经绝热自由膨胀后，因Q = 0，W = 0，所以ΔU = 0，气体温度不变。28．对于同一始态出发的理想气体的绝热变化过程，W R= ΔU= n C V,mΔT，W Ir= ΔU= n C V,mΔT，所以W R= W Ir。 1．第一句话对，第二句话错，如理想气体的等温过程ΔU = 0，ΔH= 0。4．错，理想气体的U = f(T)，U与T不是独立变量。5．错，绝热压缩温度升高；理想气体恒温可逆膨胀，吸热。7．错，Q V、Q p是状态变化的量、不是由状态决定的量。8．错，(1)未说明该过程的W'是否为零；(2)若W' = 0，该过程的热也只等于系统的焓变。10．错，这不是理想气体的单纯pVT 变化。12．错，在升温过程中有相变化。13．错，H = f(T,p)只对组成不变的均相封闭系统成立。16．错，无限小过程不是可逆过程的充分条件。18．对。 20．错，一般的非理想气体的热力学能不仅只是温度的函数。28．错，两个过程的ΔT不同。 二、单选题：2．体系的下列各组物理量中都是状态函数的是：(A) T，p，V，Q ； (B) m，V m，C p，?V；(C) T，p，V，n； (D) T，p，U，W。 8．下述说法中，哪一种不正确： (A)焓是体系能与环境进行交换的能量；(B) 焓是人为定义的一种具有能量量纲的热力学量；(C) 焓是体系状态函数；(D) 焓只有在某些特定条件下，才与体系吸热相等。 12．下述说法中，哪一种正确：(A)热容C不是状态函数； (B)热容C与途径无关； (C)恒压热容C p不是状态函数； (D) 恒容热容C V不是状态函数。 18．1 mol H2(为理气)由始态298K、p被绝热可逆地压缩5dm3，那么终态温度T2 与内能变化?U分别是：(A)562K，0 kJ ； (B)275K，-5.49 kJ ；(C)275K，5.49kJ ；(D) 562K，5.49 kJ 。 21．理想气体从同一始态（p1,V1,T1）出发分别经恒温可逆压缩(T)、绝热可逆压缩(i)到终态体积为V2时，环境对体系所做功的绝对值比较：(A) W T > W i；(B)W T < W i；(C) W T = W i； (D) 无确定关系。 热力学第二定律练习题 一、判断题：1．自然界发生的过程一定是不可逆过程。4．绝热可逆过程的?S = 0，绝热不可逆膨胀过程的?S > 0。5．为计算绝热不可逆过程的熵变，可在始末态之间设计一条绝热可逆途径来计算。6．由于系统经循环过程后回到始态，?S = 0，所以一定是一个可逆循环过程。8．在任意一可逆过程中?S = 0，不可逆过程中?S > 0。15．自发过程的方向就是系统混乱度增加的方向。16．吉布斯函数减小的过程一定是自发过程。24．指出下列各过程中，物系的?U、?H、?S、?A、?G中何者为零？⑴理想气体自由膨胀过程；⑵实际气体节流膨胀过程；⑶理想气体由(p1,T1)状态绝热可逆变化到(p2,T2)状态；⑷ H2和Cl2在刚性绝热的容器中反应生成HCl；⑸ 0℃、p 时，水结成冰的相变过程；⑹理想气体卡诺循环。1．对。 4 正确。5．错，系统由同一始态出发，经绝热可逆和绝热不可逆过程不可能到达相同的终态。6 错，环境的熵变应加在一起考虑。 8．错。14．错。未计算环境的熵变；15．错，条件 16．错，必须在等温等压，W’= 0的条件下才有此结论。24．(1) ΔU = ΔH = 0；(2) ΔH = 0； (3) ΔS = 0； (4) ΔU = 0；(5) ΔG = 0；6) ΔU、ΔH、ΔS、ΔA、ΔG都为 0。 二、单选题： 2．可逆热机的效率最高，因此由可逆热机带动的火车： (A) 跑的最快；(B)跑的最慢； (C) 夏天跑的快； (D) 冬天跑的快。 12．2mol理想气体B，在300K时等温膨胀，W = 0时体积增加一倍，则其?S(J·K-1)为： (A) -5.76 ； (B) 331 ； (C) 5.76 ； (D) 11.52 。 13．如图，可表示理想气体卡诺循环的示意图是： (A) 图⑴； (B) 图⑵；(C)图⑶； (D) 图⑷。