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1、3.1表面化学3.1.1判断正误1. 两相之间的界面可以看成一个没有厚度的几何平面。（ ）2. 比表面自由能与表面张力实质相同，其数值和量纲也一样，但实际使用的单位不同，其物理意义也不同。（ ）3. 温度升高时，通常总是使表面张力下降。（ ）4.造成弯曲液面的原因是周界线上的表面张力不为零。（ ）5.附加压力的方向和表面张力的方向是一致的。（ ）6.同温度下，小液滴的饱和蒸汽压大于平液面的蒸汽压,且液滴越小，蒸汽压越大。（ ）7.把大小不等的液滴封在一个玻璃罩内，隔相当长时间后，两液滴将变得一样大。（ ）8.当把大小不同的两个肥皂泡连通时大泡会变小，小泡会变大。（ ）9对指定的液体来说，弯曲表
2、面附加压力与曲率半径成反比，其方向总是指向曲面的球心。（ ）10.由开尔文公式知，曲率越小相差越大。（ ）11.玻璃毛细管插入液体中，液体一定沿毛细管上升。（ ）12.肥皂泡的附加压力为。（ ）13.固体颗粒半径越小，溶解度越小，熔点也越低。14.将泉水或井水小心注入干燥的杯子，泉水会高出杯面，这是因为泉水和井水中含有很多非表面活性物质无机盐离子，导致表面张力增大。（ ）15.胶束溶液属于热力学稳定系统。（ ）16.表面活性剂的亲水亲油平衡值越大，其亲油性越大。（ ）17.凡能铺展者，必能浸湿，更能粘湿。（ ）18.对于亲水性固体表面，固-液间的接触角90。（ ）19.当蒸汽的压力小于平面液体
3、蒸汽压而大于毛细管中凹面液体的蒸汽压时，该蒸汽就会在毛细管内凝聚成液体，产生毛细凝聚现象。（ ）20. 表面过剩物质的量一定大于零。（ ）答案1.() 2.() 3.()4.（）5.（）6.（）7.（）8.（）9.（）10.（）11.（）12.（）13. ()14.（）15.（）16.（）17.（）18.（）19.（）20.（）3.1.2 选择题1.同一体系，比表面自由能和表面张力都用表示，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2.液体在毛细管中上升的高度与下列哪一个因素（ ）无关？(a)温度 (b)液体密度(
4、c)重力加速度(d)大气压力3.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)水为凹球面 (b)汞为凸球面 (c)内水面高于水平面 (d)内汞面与汞平面一致4.一根毛细管插入水中，液面上升的高度为h，当在水中加入少量氯化钠，这时毛细管中液面高度为（ ） (a)等于h (b)大于h (c)小于h (d)无法确定5.下列说法中不正确的是（ ）(a)平面液体没有附加压力 (b)凸液面曲率半径为正，凹液面曲率半径为负(c)弯曲液面表面张力的方向指向曲率中心 (d)弯曲液面的附加压力方向指向曲率中心6.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，
5、其中一根在h/2处使其弯曲向下，试问水在此毛细管端的行为是（）（a）水从毛细管端滴下 （b）毛细管端水面呈凸形弯月面（c）毛细管端水面呈凹形弯月面 （d）毛细管端水面呈水平面7.在298K时，已知A液面的表面张力是B液的一半，其密度是B液的2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）1倍 （c）2倍 （d）4倍8.将装有润湿性液体的毛细管水平放置，在其右端加热，则管内液体将（ ）（a）向右移动 （b）向左移动 （c）不移动 （d）无法确定9.天空中的水滴大小不等，在运动中，这些水滴的变化趋势如何？（ ）（a）大水滴分散成小水
6、滴，半径趋于相等 （b）大水滴变大，小水滴缩小（c）大小水滴的变化没有规律 （d）不会产生变化10.一个U形管的两壁直径不同，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（）（a）72Pa （b）192 Pa （c）96 Pa （d）288 Pa11.在相同温度、压力下，把一定体积的水分散成许多小水滴，经过一变化过程后以下性质保持不变的是（）（a）表面张力 （b）比表面 （c）总表面能 （d）液面下的附加压力12.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
7、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13.溶液及其溶剂的比表面自由能分别为和，已知溶液的表面超量 （b）= （c）s-g (b) s-ls-g (b) s-l1+1-2 (b) 22+1-2 (d) 12+1-2答案1.(d) 2. (d) 3. (b) 4. (b) 5.(c)6. (c)7.(a)8.(b)9.(b)10.(b)11.(a)12. (c) 13. (a) 14. (d) 15. (a) 16. (b)17.(a)18.(b)19. (b)20.(a) 3.1.3 填空题1.毛细管现象是由 引起的。2.
8、重量分析的“陈化”过程中，晶体粒子 ，晶粒数 ，大颗粒的溶解度 小颗粒的溶解度。3.请列举出常见的四种亚稳状态，它们分别是 ， ， 和 。4.根据开尔文公式，微小晶粒的饱和蒸汽压 普通晶体的饱和蒸汽压。5.能显著降低水的表面张力的物质称作 ，它们都是由 和 构成的两亲性分子。6.凡能产生正吸附的物质，其表面超额为 值，溶液的表面张力随浓度的增加而 。7.形成胶束的最低浓度称 ，此时溶液的很多性质如表面张力、电导率、渗透压等将发生突变。8.润湿大致可分为三种类型： 、 和 。9.液体在固体表面的润湿程度以 衡量，当 时称为不润湿。答案 1.弯曲表面附加压力2. 变大、减少、小于3.过冷液体、过热
9、液体、过饱和溶液、过饱和蒸汽4.大于5. 表面活性剂、亲水基团、亲油基团6.正值、减小 7.临界胶束浓度 8. 粘湿、浸湿、铺展 9. 接触角、901803.1.4 例题例1在298.2K, p下，将直径为的毛细管插入水中，问需在管内施加多大压力才能防止水面上升？若不施加额外压力，则管内液面可上升多高？已知该温度下水的表面张力为0.072，水的密度为1000，并设接触角为0。解：因水与毛细管接触角为0，水能润湿管壁而呈半球形凹液面，因而受到附加压力的作用而使液面在毛细管内上升。若要防止水面上升，所需施加的压力应等于附加压力，即 式中R为液面曲率半径；r为毛细管半径。则 若不施加压力，则管内液面
10、上升高度h为 例2298.2K时，水的饱和蒸汽压为3.13kPa,水的表面张力为0.072，密度为1000.试计算曲率半径均为10-8m的凸形液滴和凹形液面上方的蒸汽压各为多少。解：由开尔文公式 式中p是半径为R的弯曲；液面的蒸汽压 ;p0是平面液体蒸汽压。所以 计算结果表明：例3水蒸气骤冷会发生过饱和现象，在夏天的乌云中，用飞机喷洒干冰颗粒，使气温骤降至293k，水蒸气的过饱和度（p/p0）达到4.已知在293K时，水的表面张力为0.0729，密度为997，试计算：（1）在此时开始形成雨滴的半径（2）每一雨滴中所含水的分子数。解：（1）根据开尔文公式 则 （2）例4298.15K时，乙醇水溶
11、液的表面张力与溶液活度的关系符合下式 试计算时的表面超量。解：当时，由吉布斯吸附公式 例5293K时，乙醚-水、汞-乙醚、汞-水的界面张力分别为0.0107, 0.379和0.375 Nm-1，在乙醚与汞的界面上滴一滴水，试求水对汞面的接触角。解：水滴在汞-乙醚界面达到平衡时 所以 四 习题1.在一个密封的容器中有某液体的几个大小不等的液滴，容器的其余空间是该液体的饱和蒸汽。若温度不发生变化，当放置足够长的时间后，容器内会出现什么现象？2.为什么泉水、井水都有比较大的表面张力？将泉水小心地注入干燥的杯子，泉水会高出杯面，这时加一滴肥皂水会发生什么现象？3.在293K时，把半径为1nm的水滴分散
12、成半径为1m的小水滴，问比表面积增了多少倍？表面吉布斯自由能增加了多少？完成该变化时，环境至少需做功若干？已知293K时水的表面增了为0.07288 Nm-1。4.把半径为R的毛细管插在某液体中，设该液体与玻璃间的接触角为，毛细管中液体所成凹面的曲率半径为,液面上升到h高度后达到平衡，试证明液体的表面张力可近似地表示为 式中，g为重力加速度；为液体的密度。5.求在283K时，可逆的使纯水表面增加1.0m2的面积，吸热0.04J。求该过程的G,W, U, H, S和F各为多少？已知该温度下纯水的表面吉布斯自由能为0.074Jm-2。6.在298K时，平面水面上水的饱和蒸气压为3168Pa，求在相同温度下，半径为3nm的小水滴上水的饱和蒸气压。已知此时水的表面张力为0.072 Nm-1，水的密度设为1000 kgm-3。7.在298K时，1，2-二硝基苯（NB）在水中所形成的饱和溶液的浓度为moldm-3，计
