《《表面物理化学习题和答案》》由会员分享,可在线阅读,更多相关《《表面物理化学习题和答案》(6页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
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) 28
2、8 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:
3、( 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、
4、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:=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
5、附加压力14. 某物质 R 1kg,当为一立方时,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
6、 (B)一样多 (C)苯得多 (D)一样多17 下面说饭不正确的是(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 )
7、(A)小于零 (B) 等于零 (C)大于等于零 (D)小于等于零21 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 0.0
8、72Nm-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 72Pa 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
9、 )A dr/dao,正吸附 B dr/dao , 正吸附 D dr/dao, 负吸附28 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
10、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。 2. 液态汞的表面张力 = 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
11、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
12、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 - pdV + dA (U/A)T, V = T (S/A)T, V + = -T( /T)A, V + = 0.514 Jm-2(3)管端,变大。(4) ; (5) (6) (rs-grl-s)=rl-g; rs-grl-s (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
13、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,
14、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
15、= 0.866, h = 2.19cm = 2.19 10-2 m = 2.19 10-2 980 9.8 6.0 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
16、为正) (/T)A,p = -0.14 10-3 Nm-1K-1 Qr = TS = T-A(/T)A,p = 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/c 1/(4