界面物理化学 习题

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一、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1×10-2m的球形肥皂泡所受的附加压力为(已知表面张力为0.025N•m-1)(d
(a)5 Pa    (b)10 Pa    (c)15 Pa    (d)20 Pa
思路:因为肥皂泡有内、外两个表面,内面的附加压力是负值,外面的附加压力是正值,故
,答案选d。
3. 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:
式中γ0为纯水的表面张力,A,B为常数,则溶液表面过剩Γ2为(c
(a)        (b)
(c)          (d)
思路:,答案选c。
4. 298K时,苯蒸汽在石墨上的吸附符合Langmuir吸附等温式,在苯蒸汽压力为40Pa时,覆盖率θ=0.05,当θ=0.5时,苯蒸汽的平衡压力为(b
(a)400 Pa    (b)760 Pa    (c)1000 Pa    (d)200 Pa
思路:Langmuir公式
将已知条件的压强和覆盖率代入公式,计算得到a的值,然后根据新的覆盖度和a,计算出平衡压力。答案为b。(要求能够自己推导Langmuir公式)
5. 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)0.5倍    (b)1倍    (c)2倍    (d)4倍
思路:,代入该公式计算比值,答案选a。
6. 将一毛细管插入水中,毛细管中水面上升5cm,在3cm处将毛细管折断,这时毛细管上端(c
(a)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
思路:液体具有流动性,Yang-Laplace公式中的半径是可以变化的,不可能出现“井喷”的情况。
7. 用同一滴管分别滴下1cm3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
思路:乙醇对水而言是表面活性剂,NaOH对水而言是非表面活性剂。
8. 当水中加入表面活性剂后,将发生(a
(a) 正吸附        (b) 负吸附
(c) 正吸附        (d) 负吸附
思路:,表面活性剂在水面富集,可以减小表面张力,为正吸附。答案选a。
9. 把细长不渗水的两张纸条平行地放在纯水面上,中间留少许举例,小心地在中间滴一滴肥皂水,则两纸条间距离将(a
(a)增大    (b)缩小    (c)不变    (d)以上三种都有可能
思路:肥皂是表面活性剂,中间的界面张力减小,因此在两侧的水的界面张力作用下,距离增大。答案选a。
10. 水不能润湿荷叶表面,接触角大于90o,当水中加入皂素后,接触角将(b
(a)变大    (b)变小    (c)不变    (d)无法判断
思路:接触角为锐角,表明是可以润湿。答案选b。
11. 多孔硅胶有强烈的吸水性能,硅胶吸水后其表面Gibbs自由能将(b
(a)升高    (b)降低    (c)不变    (d)无法比较
思路:自发过程,故吉布斯自由能减小。答案选b。
12. 某气体A2在表面均匀的催化剂(K)表面发生解离反应,生成产物B+C,其反应机理为
已知第二步为决速步,当A2(g)压力较高时,反应表现的级数为(d
(a)一级    (b)二级    (c)0.5级    (d)零级
思路:
因为第二步是决速步,所以速率方程写为:
是中间吸附态,根据稳态近似法,
求解AK的平衡浓度,
代入上面的速率方程表达式,得
当初始压强很大的时候,上式简化为,反应速率为一恒定值,所以为0级反应。
13. 恒温恒压下,将一液体分散成小颗粒液滴,该过程液体的熵值将(a
(a)增大    (b)减小    (c)不变    (d)无法判定
思路:表面积增大,是混乱度增加的过程,所以熵增。答案选a。
14. 微小晶体与普通晶体相比较,性质不正确的是(d
赵安近况(a)微小晶体的饱和蒸汽压大        (b)微小晶体的溶解度大
(c)微小晶体的熔点较低            (d)微小晶体的溶解度较小
思路:考察Kelvin公式。
15. 气相中的大小相邻液泡相碰,两泡将发生的变化是(a
(a)大泡变大,小泡变小    (b)大泡变小,小泡变大
(c)大泡、小泡均不变      (d)两泡将分离开
思路:根据Yang-Laplace公式,气泡越小,所受的附加压力越大。小的变小,大的变大。答案选a。
16. 表面活性剂具有增溶作用,对增溶作用说法不正确的是(c
(a)增溶作用可以是被溶物的化学势大大降低;
(b)增溶作用是一个可逆的平衡过程;
(c)增溶作用也就是溶解作用;
(d)增溶作用与乳化作用不同
rgp步
思路:增溶的原理是,被溶物被包裹在胶束内,该过程不是溶解过程,而是自发的包裹聚集。
17. Langmuir吸附等温式满足的条件下,下列不恰当的是(c
(a)固体表面是均匀的  (b)吸附质分子之间相互作用可以忽略不计
(c)吸附是多分子层的  (d)吸附热不随吸附量改变
思路:Langmuir吸附是单分子层吸附。
18. 对于物理吸附的描述中,不正确的是(d
(a)吸附力来源于Van Der Waals力,其吸附一般不具有选择性
(b)吸附层可以是单分子层或多分子层
(c)吸附热较小
(d)吸附速率较小
思路:物理吸附,吸附的快,脱附也容易。
19. 已知H2的解离能为436kJ•mol-1,用气态H原子在清洁的W表面上进行化学吸附时放热293kJ•mol-1。若用1mol H2在W表面上全部进行解离吸附,估计其吸附热约为(c
(a)-150kJ•mol-1    (b)586kJ•mol郑道传-1    (c)150kJ•mol-1    (d)-143kJ•mol-1
思路:吸热取正号,放热取负号。
20. 称为催化剂毒物的主要行为是(d
(a)和反应物之一发生化学反应        (b)增加逆反应的速率
(c)使产物变得不活泼                (d)占据催化剂的活性中心
思路:毒化的机理是催化剂表面的活性中心被毒物占领。
二、填空题
1. 20oC,101.325kPa下,把一半径R1=5mm的水珠分散成R2=10-3mm的小水滴,则小水
滴的数目为1.25×1011个,此过程系统ΔG=0.1143J。已知20oC时,水的表面张力γ=7.275×10-2N•m-1
网管监控系统思路:
,计算得,n=1.25×1011
,在恒温、恒压条件下,,计算得0.1143J。
2. 20oC,101.325kPa的标准大气压力下,在液体水中距液面0.01m处形成半径为1mm的小气泡时,气泡内气体的压力为p=1.0157×105Pa
思路:因为凹液面的附加压力是负值,所以当形成这个气泡时,为了抵消这个负的附加压力,其内部压强应该是
3. 同种液体,在一定温度下形成液滴、气泡和平面液体,对应的饱和蒸汽压分别是ppp,若将三者按大小顺序排列应为p>p>p
思路:考察Yang-Laplace公式。
4. 液态汞的表面张力γ=[0.4636+8.32×10-3欧洲药典T/K-3.13×10-7(T/K)2]N•m-1,在400K时,汞的0.5137J•m-2
思路:
将上述两个等式联立,有,
(参看教材316页)
5. T=298K时,水-空气表面张力γ=7.17×10-2N•m-1。在Tpϴ时,可逆地增加2×10-4m2表面,对系统所做的功W=1.434×10-5J,熵变ΔS=3.14×10-8J
思路:
longshe
因为
所以
6. 300K时,水的表面张力γ=0.0728N•m-1,密度ρ=0.9965×103kg•m-3。在该温度下,一个球形水滴的饱和蒸汽压是相同温度平面水饱和蒸汽压的2倍,这个小水滴的半径是1.52×10-9m

本文发布于:2023-07-06 12:24:11,感谢您对本站的认可!

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