界面现象练习题及答案Word格式.docx
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(1)仅有表面积As
(2)仅有表面张力γ
(3)表面积As和表面张力γ(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γ,则肥皂泡内附加压力是()
(1)
(2)
(3)
6、在定温下,同成分的两个大小不同的液球的饱和蒸气压
和
存在()的关系。
(1)
(2)
(3)
(4)不能确定
7、今有反应
在一定温度下过平衡,现在不改变温度和
的分压下,也不改变
的颗粒大小,只降低的
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
与溶液内部B物质的化学势
的关系是()
(2)
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)c1>
c2;
(2)c1=c2;
(3)c1<
c2;
(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:
();
;
(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)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:
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:
降低表面张力的作用下降;
(2)溶解已达到饱和;
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:
相同;
(2)无法确定;
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θ应()
(1)θ>
90°
(2)θ=90°
(3)θ<
(4)θ=180°
。
29、弗伦德利希吸附等温公式适用于()
(1)低压;
(2)中压;
(3)高压;
(4)任何压力。
30、在干净、粗细均匀的U型玻璃毛细管中注入纯水,两侧液柱的高度相同,然后用微量注射器从右侧注入少量正丁醇水溶液,两侧液柱的高度将()
(1)相同;
(2)左侧高于右侧;
(3)左侧低于右侧;
(4)无法确定。
31、在潮湿的空气中放置3根粗细不等的毛细管,其半径大小顺序为r1>
r2>
r3,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γl/g和γl/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γg/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,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>
=,<
号)。
若液体表面张力为γ,球形液滴半径为r,则P1-P2=。
4、表面活性剂按亲水基团的种类不同,可分为:
⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽、⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽、⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽、⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽。
5、定温下溶液的表面张力随浓度增大而减小,则单位表面吸附量
为0。
(选填>
号)
6、铺展系数S与
的关系是,S=,若液体在固体表面上发生铺展,则S0。
7、物理吸附的吸附力是,吸附分子层是。
8、气体被固体吸附过程其熵变,△S=0。
焓变△H=0。
9、由于新相难以形成而出现的四种常见的亚稳态是;
;
10、微小颗粒物质的化学势比大块物质的化学势要⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽。
11、泡沫是以⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽为分散相的分散系统。
12、乳状液的类型可分为⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽和⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽。
13、过饱和蒸气的存在可用⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽公式解释,毛细管凝结现象可用⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽公式解释。
(选填拉普拉斯、开尔文、朗缪尔)
14、朗缪尔等温吸附理论的基本假设为:
(1)⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽;
(2)⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽;
(3)⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽;
(4)⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽。
15、表面张力的作用方向是与界面⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽,与边界⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽。
16、朗缪尔吸附等温式的形式为⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽。
该式的适用条件是⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽。
17、由于表面效应的存在,所以新相⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽生成。
18、表面张力随温度升高而⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽。
(选填增大、不变、减小),当液体到临界温度时,表面张力等于⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽。
19、通常以接触角θ值的大小来衡量液体对固体表面的润湿程度,若θ小于90°
称为_______________。
20、过热液体的存在可用⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽公式解释。
四、计算题
1、已知293K时,乙醚/水,汞/乙醚,汞/水的界面张力分别为10.7×
10-3N·
m-1,379×
m-1,375×
m-1。
用滴管在乙醚与汞的界面上滴一滴水,试求其接触角θ 。
2、200℃时测定O2在某催化剂上的吸附作用,当平衡压力为0.1MPa及1MPa时,1g催化剂吸附O2的量分别为2.5cm3及4.2cm3(STP)设吸附作用服从朗缪尔公式,计算当O2的吸附量为饱和吸附量的一半时,平衡压力为多少。
3、一个半径为r=2cm的小玻璃杯,里面盛有水银,将一小滴水滴在水银表面上,试问水能否在水银表面铺展?
假定水能在水银表面铺展,求铺展过程Gibbs函数改变。
已知,γ汞—空=0.483N·
m-1,γ水—空=0.0728N·
m-1,γ汞—水=0.375N·
m-1
4、水在293K时的表面张力为7.27×
10-2N·
m-1,密度为998kg·
m-3,计算水在
293K,半径为1×
10-3m及1×
10-5m的毛细管中上升的高度(g=9.81m·
s-2),
假定接触角θ=0°
5、水的表面张力与温度的关系为:
γ/10-3N·
m-1=75.64-0.14(t/℃)今将10kg纯水在303K及101325Pa条件下等温等压可逆分散成半径r=1⨯10-8m的球形雾滴,计算
(1)环境所消耗的非体积功;
(2)小雾滴的饱和蒸气压;
(3)该雾滴所受的附加压力。
(已知303K,101325Pa时,水的密度为995kg·
m-3,不考虑分散度对水的表面张力的影响。
H2O的摩尔质量为18.0g·
mol-1。
6、已知在-33.6℃时,CO(g)在活性炭上的吸附符合朗缪尔直线方程。
经测定知,该(p/V)~p直线的斜率为23.78kg·
m-3,截距为131kPa·
kg·
m-3,试求朗缪尔方程中的常数Vm及b。
7、泡压法测定丁醇水溶液的表面张力。
20℃实测最大泡压力为0.4217kPa,若用同一个毛细管,20℃时测的水的最大泡压力为0.5472kPa,已知20℃时水的表面张力为72.75mN·
m-1,请计算丁醇溶液的表面张力。
8、283K时,可逆地使纯水表面积增加1.0,吸热0.04J。
已知283K时纯水的表面张力为0.074N.m-1,求该过程的W,△U,△H,△S,△G。
9、在298K时,乙醇水溶液的表面张力服从γ/mN·
m-1=72-5×
10-4c+2×
10-7c2,
试计算c=500mol.m-3时的表面过剩。
10、已知27℃时水的饱和蒸气压为3.529kPa,已知水在298K时的表面张力为0.0718N.m-1,密度为997㎏.m-3。
试求:
(1)该温度下,水在半径为5×
10-4m的某毛细管中上升的高度是2.8×
10-2m,求接触角为多少?
(2)当毛细管半径为2×
10-9m时,求27℃下水蒸气能在该毛细管内凝聚所具有的最低蒸气压是多少?
第十章界面现象练习题答案
一、判断题答案:
1、√2、×
3、√4、×
5、√6、×
7、×
8、×
9、√10、√
11、√12、×
13、√14、√15、√16、×
17、√18、√19、√20、×
21、×
22、×
23、×
24、√25、×
二、选择题答案:
1、
(1),(3)2、(3)3、(3)4、
(1)5、(3)
6、(3)7、
(2)8、(3)9、
(1)10、
(1)
11、
(2)12、(3)13、
(2)14、
(2)15、
(1)
16、
(1)17、(3)18、
(2)19、(3)20、(4)
21、
(1)22、(3)23、(3)24
(2)25、(4)
26、(4)27、(4)28、(3)29、
(2)30、
(2)
31、(3)32、(3)33、(3)34、(4)35、(4)
三、填空题答案:
1、饱和蒸汽,空气
2、界面消失,趋于零
3、>
2γ/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、-(
)>
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/WW/O
13、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、
或θ=
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
γ(汞/乙醚)=γ(汞/水)+γ(水/乙醚)cosθ
379×
m-1=375×
m-1+10.7×
m-1cosθ
所以 cosθ=0.374
所以 θ=68°
2、解:
即
所以b=12.2×
10-6Pa-1
所以
3、解:
γ汞−空−γ水−空−γ汞−水=(0.483-0.0728-0.375)N·
m-1=0.0352N·
m-1−
能铺展。
ΔG=[(γ水−空+γ汞−水)−γ汞−空]ΔA
=[(0.0728+0.375−0.483)×
3.1416×
(2×
10-2)2]J=-4042×
10-5J
4、解:
2γ/r=ρgh
r=0.001mh=0.0149m
r=1×
10-5mh=1.49m
5、解:
(1)本题非体积功即表面功W’=γA
γ/10-3N·
m-1=75.64-0.14(303-273)=71.44
设雾滴半径为r个数为N,则总表面积A为
=3×
10kg/rρ
所以W’=
(2)根据开尔文方程式
ln
=0.1026
所以
=1.108
1.108×
101325Pa=112.3kPa
(3)
=1.43×
107Pa=14.3MPa
6、解:
斜率m=23.78kg·
m-3=1/Vm
所以Vm=1/m=0.0420m3(STP)·
kg-1
截距q=131kPa·
m-3=1/(Vm·
b)
所以b=1/(Vm·
q)
=1/(0.0420m3·
kg-1×
131kPa·
m-3)
=1.82×
10-4Pa-1
7、解:
设∆p1,∆p2,γ1,γ2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:
因为实验使用同一根毛细管,r为定值,联立式
(1)和式
(2)得:
=56.1mN·
m-1
8、解:
W=△G=γ△A=0.074×
1.0=0.074J
△S=Q/T=0.04/283=1.4×
10-4J.K-1
△G=△H-T△S
△H=△G+T△S=0.074J+0.04J=0.114J
△U=Q+W=0.04J+0.074J=0.114J
9、解:
=6.05×
10-8mol.m-2
10、解:
(1)h=2γcosθ/ρgr
cosθ=ρgrh/2γ=997×
9.8×
2.8×
10-2×
5×
10-4/(2×
0.0718)=0.953N·
m-1
θ=17.7。
(2)ln
=-0.0.52
=0.595
0.595×
3.529×
103Pa=2.101kPa
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