界面现象练习题及答案.pdf

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1、第十章界面现象练习题 一、是非题（对的画错的画） 1、液体的表面张力总是力图缩小液体的表面积。（） 2、液体的表面张力的方向总是与液面垂直。 （） 3、分子间力越大的物体其表面张力也越大。 （） 4、垂直插入水槽中一支干净的玻璃毛细管，当在管中上升平衡液面外加热时， 水柱会上升。（） 5、在相同温度下，纯汞在玻璃毛细管中呈凸液面，所以与之平衡的饱和蒸气压 必大于其平液面的蒸汽压。 （） 6、溶液表面张力总是随溶液的浓度增大而减小。（） 7、某水溶液发生负吸附后，在干净的毛细管中的上升高度比纯水在该毛细管中 上升的高度低。（） 8、通常物理吸附的速率较小 ,而化学吸附的速率较大。 （） 9、兰格

2、缪尔等温吸附理论只适用于单分子层吸附。（） 10、临界胶束浓度 ( )越小的表面活性剂，其活性越高。 （） 11、物理吸附无选择性。（） 12、纯水、盐水、皂液相比，其表面张力的排列顺序是： （盐水） （纯水） （皂液） 。 （） 13、在相同温度与外压力下，水在干净的玻璃毛细管中呈凹液面，故管中饱和蒸 气压应小于水平液面的蒸气压力。 （） 14、朗缪尔吸附的理论假设之一是吸附剂固体的表面是均匀的。（） 15、同一纯物质，小液滴的饱和蒸气压大于大液滴的饱和蒸气压。（） 16、弯曲液面的饱和蒸气压总大于同温度下平液面的蒸气压。（） 17、 表面张力在数值上等于等温等压条件下系统增加单位表面积时环

3、境对系统所 做的可逆非体积功。（） 18、某水溶液发生正吸附后， 在干净的毛细管中的上升高度比在纯水的毛细管中 的水上升高度低。（） 19、弯曲液面处的表面张力的方向总是与液面相切。（） 20、 吉布斯所定义的 “ 表面过剩物质的量 ”只能是正值，不可能是负值。 ( ) 21、封闭在容器内的大、小液滴若干个，在等温下达平衡时，其个数不变，大小 趋于一致。（） 22、 凡能引起表面张力降低的物质均称之为表面活性剂。（） 23、 表面过剩物质的量为负值， 所以吸附达平衡后， 必然引起液体表面张力降低。 （） 24、在吉布斯模型中，选择表面相的位置使溶剂的表面过剩物质的量n1( )，则 溶质的表面过

4、剩物质的量ni( )可以大于零、等于零或小于零。 （） 25、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。（） 二、选择题 1、 液体表面分子所受合力的方向总是 （）， 液体表面张力的方向总是 （） （1）沿液体表面的法线方向，指向液体内部。 （2）沿液体表面的法线方向，指向气体内部。 （3）沿液体表面的切线方向， （4）无确定的方向。 2、在定温定压下影响物质的表面吉布斯函数的因素是（） （1）仅有表面积 As （2）仅有表面张力 （3）表面积 As 和表面张力（4）没有确定的函数关系 3、附加压力产生的原因是（） （1）由于存在表面（2）由于在表面上存在表面

5、张力 （3）由于表面张力的存在，在弯曲表面两边压力不同 （4）难于确定 4、在水平放置的玻璃毛细管中注入少许水（水润湿玻璃）在毛细管中水平水柱 的两端呈凹液面， 当在右端水凹面处加热， 毛细管中的水向何端移动。（） （1）向左移动（2）向右移动 （3）不动（4）难以确定 5、今有一球形肥皂泡，半径为r，肥皂水溶液的表面张力为，则肥皂泡内附加 压力是（） （1） 2 p r （2） r p 2 （3） r p 4 6、在定温下，同成分的两个大小不同的液球的饱和蒸气压大 1 , r p和小 2, r p存 在（）的关系。 （1） 21,rr pp（2） 21,rr pp （3） 21,rr pp（

6、4）不能确定 7、今有反应gCOsCaOsCaCO 23 在一定温度下过平衡，现在不改变温度 和gCO2的分压下，也不改变sCaO的颗粒大小，只降低的sCaCO 3 颗 粒直径，增加分散度，则平衡将（） （1）向左移动（2） 向右移动（3）不移动 8、某物质 B 在溶液表面的吸附达平衡时， 则 B 物质在表面的化学势表 B 与溶 液内部 B 物质的化学势内 B 的关系是（） （1）内表 BB （2）内表 BB （3）内表 BB （4）不能确定 9、接触角是指（） （1）g/l 界面经过液体至 l/s 界面间的夹角 （2）l/g 界面经过气相至 g/s 界面间的夹角 （3）g/s 界面经过固相至

7、 s/l 界面间的夹角 （4） l/g 界面经过气相至 s/l 界面间的夹角 10、高分散度固体表面吸附气体后，可使固体表面的吉布斯函数（） （1） 降低（2）增加（3）不改变 11、若某液体能在某固体表面铺展，则铺展系数S一定： （） 。 （1） 0；（2）0 ；（3）0。 12、在等温等压下，同一种物质的粗颗粒的溶解度c1和微细颗粒的溶解度c2间 的关系为：（） 。 （1）c1c2； （2）c1= c2 ； （3）c1c2； （4）不能确定。 13、由两种不互溶的纯液体A 和 B 相互接触形成两液相时，下面说法中最符合 实际情况的是：（） （1）界面是一个界限分明的几何平面； （2 ）界面

8、层有几个分子层的厚度，在界面层内，A 和 B 两种物质的浓度 沿垂直于界面方向连续递变； （3）界面层的厚度可达几个分子层，在界面层中，A 和 B 两种物质的浓度 处处都是均匀的。 14、下面属于水包油型乳状液（O/W 型）基本性质之一的是： （） 。 （1）易于分散在油中；（2）有导电性；（3）无导电性。 15、下列各式中，不属于纯液体表面张力的定义式的是：（） ； （1）；(2) ；(3) 。 16、朗缪尔公式克描述为：（） 。 （1）五类吸附等温线；（2）三类吸附等温线； （3）两类吸附等温线；（4）化学吸附等温线。 17、在一般情况下不考虑表面的存在对系统性质的影响是因为：（） （1）

9、表面状态复杂； （2）表面不重要； （3）表面分子数比内部分子少的多，表面效应不明显； （4）表面分子与内部分子状态一样。 18、一定体积的水， 在同温度下分散为大水滴与分散为小水滴时的两种状态相比 较，性质保持不变的是（） （1）饱和蒸气压（2）表面能（3）表面张力 19、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：（） (1) HLB 值大，易形成 W/O 型 ； (2) HLB 值小，易形成 O/W 型 ； (3) HLB 值大，易形成 O/W 型 ； (4) HLB 值小，不易形成 W/O 型 。 20、矿石浮选法的原理是根据表面活性剂的：（）

10、(1) 乳化作用；(2) 增溶作用；(3) 去污作用；(4) 润湿作用。 21、胶束的出现标志着表面活性剂的：（） (1) 降低表面张力的作用下降； (2) 溶解已达到饱和； (3) 分子间作用超过它与溶剂的作用； (4) 分子远未排满溶液表面。 22、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：（） (1) 相同 ； (2) 无法确定； (3) 25 水中高于 75 水中 ； (4) 75 水中高于 25 水中 。 23、人工降雨是将微细晶粒喷撒在积雨云层中，目的是为了降雨提供（） （1）冷量；（2）湿度；（3）晶核；（4）温度。 24、在农药中

11、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： （） （1）增加农药的杀虫药性； （2）提高农药对植物表面的润湿能力； （3）防止农药挥发； 25、对于一理想的平液面，下列物理量，何者为零（） （1）表面张力；（2）比表面； （3）比表面吉布斯函数；（4）附加压力。 26、硅胶吸附空气中的水蒸气，使空气干燥，是由于（） （1）硅胶孔太小，吸附的水蒸气难以离开； （2）硅胶与水形成氢键 ； （3）硅胶孔中水的饱和蒸气压大于正常情况水的饱和蒸气压； （4）硅胶孔中水的饱和蒸气压小于正常情况水的饱和蒸气压； 27、若在固体表面发生某气体的单分子层吸附，则随着气体压力的不断增

12、大，吸 附量是（） （1）成比例增大；（2）逐渐减少；（ 3）恒定不变；（ 4）逐渐趋向饱和。 28、对于亲水性固体表面，其固、液间的接触角 应（） （1） 90 ；（2） =90 ；（3） r2r3， 则毛细管内水蒸气易于凝结的顺序是（） （1）1,2,3；（2）2,3,1；（3）3,2,1；（4）无法确定。 32、 多孔固体表面易于吸附水蒸气， 而不易吸附氧气、氮气， 其主要原因是（） （1）水蒸气相对分子量比氧气、氮气小； （2）水蒸气分子极性比氧气、氮气大； （3）水蒸气的凝聚温度比氧气、氮气高； （4）水蒸气在空气中含量比氧气、氮气少。 33、水在某毛细管内上升的高度为h，若将此管垂

13、直的向水深处插下，露在水面 以上的高度为 h/2,则（） （1）水会不断冒出； （2）水不流出，管内液面凸起； （3）水不流出，管内凹液面的曲率半径增大为原先的2 倍； （4）水不流出，管内凹液面的曲率半径减小为原先的一半。 34、下列叙述不正确的是（） （1） 农药中加入润湿剂可使 l/g 和 l/s 减少，药液在植物表面易于铺展； （2）防水布上涂表面活性剂使 g/s 减少，水珠在其上不易铺展； （3）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； （4）起泡剂的主要作用是增大液体表面张力。 35、下列对于物理吸附的描述，不正确的是（） （1）吸附力基于范德华力，

14、吸附一般没有选择性； （2）吸附层可以是单分子层或多分子层； （3）吸附速率较快，吸附热较小； （4）吸附较稳定，不易解吸。 三、填空题 1、通常液体的表面张力是指某液体与其相接触，或者 与相接触时的界面张力。 2、 临界状态下，由于，所以液体的表面张力 为。 3、一个球形液滴在定温下与其蒸汽成平衡时，液相压力P1气相压 力 P2（ 选填 ,=,=, 2 / r, 4、阴离子活性剂阳离子活性剂两性活性剂非离子活性剂 5 、 6、 （ lssl ） 7、范德华力 ,单或多分子 8 、 , 9、过饱和蒸汽 , 过饱和溶液 ,过热液体 ,过冷液体 . 10、大 11、气体 12、O/W W/O 13

15、、开尔文、开尔文 14、 （1）吸附为单分子层（2）固体表面是均匀的 （3）吸附于表面上的分子无相互作用力（4）吸附平衡是动态平衡 15、平行，垂直 16、 bp bp 1 或=单分子层吸附或化学吸附 17、难以 18、降低，零 19、润湿 20、拉普拉斯解： 四、计算题答案 1、解： 将乙醚当气体看待，将汞当固体看待，故有 (汞/乙醚) (汞/水) (水/乙醚)cos 379 10 -3 N m -1 = 375 10 -3 N m -1 + 10.7 10 -3 N m -1cos 所以cos =.374 所以= 68 2、解： bp bp 1 即 所以b = 12.2 10 -6 Pa

16、-1 即 所以 3、解： 汞- 空- 水- 空- 汞- 水 =(0.4830.07280.375) N m -1 = 0.0352 N m -1 - 能铺展。 G= （ 水- 空+ 汞- 水）- 汞- 空 A = (0.0728+0.375-0.483) 3.1416 (2 10 -2)2 J=-4042 10 -5J 4、解： 2 /r= gh r= 0.001 m h= 0.0149 m r = 1 10 -5 m h = 1.49m 5、 解： （1）本题非体积功即表面功W = A / 10 -3 N m -1 = 75.640.14（303273）=71.44 设雾滴半径为 r 个数为

17、 N，则总表面积 A 为 = 3 10 kg / r 所以 W = （2）根据开尔文方程式 ln 2 r pM pRT r = 0.1026 所以= 1.108 1.108 101 325 Pa = 112.3 kPa （3） 31 8 2271.4410 1 10 N m m p r = 1.43 10 7 Pa =14.3 MPa 6、解： 斜率 m= 23.78 kgm-3 = 1/Vm 所以 Vm = 1/m =0.0420 m3 (STP) kg-1 截距 q= 131 kPa kg m-3 = 1/（Vm b） 所以 b= 1/（Vm q） = 1/（0.0420 m 3 kg-1

18、 131 kPa kg m-3） = 1.82 10-4 Pa-1 7、解： 设 p1， p2，1，2分别为丁醇溶液及水的最大泡压力与表面张力。 根据拉普拉斯公式及泡压法的原理可知： 1 1 2 p r （1） 2 2 2 p r （2） 因为实验使用同一根毛细管，r 为定值，联立式（ 1）和式（ 2）得： 12 12 22 pp 1 12 2 p p = 56.1 mN m -1 8、解： W =G= A=0.0741.0=0.074J S=Q/T=0.04/283=1.410 -4 J.K -1 G=H- TS H=G+ TS=0.074J+0.04 J=0.114 J U= Q+ W=0

19、.04 J +0.074J=0.114 J 9、解： 37-4- 105001022105 298314.8 500 T T cRT c =6.05 10 -8 mol .m -2 10、解： （1）h =2 cos / gr cos= grh / 2 =9979.8 2.8 10 -2 510 -4 /（20.0718）=0.953 N m -1 =17.7 。 （2）ln 2 r pM pRT r m102K15.300molKJ314.8m97kg9 molkg1002.18m0.0718N2 9113 131 = -0.0.52 所以 p pr = 0.595 0.595 3.52910 3 Pa =2.101kPa