膠體與界面化學2011A 答案

1、天津工業(yè)大學2011-2012學年 第一學期 應(yīng)化、化工膠體與界面化學課程期末試卷(A卷) 班級_姓名_ 學號_ 題號 一 二 三 四 合計 分數(shù) 閱卷人 一、選擇題（25分） 1. 空氣中直徑0.01m的球形肥皂泡（表面張力為0.025N/m）所受附加壓力為( D ) (A) 2.5Pa (B) 5Pa (C) 10Pa (D) 20Pa 2. 液體在毛細管中上升的高度正比于（ C ）。 (A) 溫度 (B) 液體密度 (C) 附加壓力 (D) 管的半徑 3. 在相同溫度下，同一液體被分散成有不同曲率半徑的分散體系時，將具有不同飽和蒸氣壓，以P、P、P分別表示平面、凹面和凸面液體上的飽凸凹平

2、和蒸氣壓，則三者的關(guān)系是（ B ） (A) PPP (B) PPP 凹平凸凹凸平(C) PPP (D) PPP 平凹凸平凹凸 4. 用最大氣泡法測定溶液表面張力，對實際操作的規(guī)定哪條不正確？（ D ） (A) 毛細管必須嚴格清洗保證干凈 (B) 毛細管口必須平整 (C) 毛細管應(yīng)垂直放置并剛好與液面相切 (D) 毛細管垂直深深插入液體內(nèi)部，每次浸入濃度盡是保持不變 5. 表面活性劑是針對某種特定的液體或溶液而言的，表面活性劑的實質(zhì)性作用是（ C ） （A）乳化作用 （B）增溶作用 （C）降低表面張力 （D）增加表面張力 9 / - 1 - 6. 電動現(xiàn)象產(chǎn)生的基本原因是（ D ） （A）外電場

3、或外壓力的作用 （B）電解質(zhì)離子的作用 （C）分散相粒子或多孔固體的比表面能高 （D）固體粒子或多孔固體表面與液相界面間存在擴散雙電層結(jié)構(gòu) 7. 區(qū)別溶膠與真溶液和懸浮液最簡單而靈敏的方法是（ C ） （A）乳光計測定粒子濃度 （B）超顯微鏡測定粒子大小 （C）觀察丁達爾效應(yīng) （D）測定電勢 8. 江、河水中含的泥沙懸浮物在出海口附近都會沉淀下來，原因有多種，其中與膠體化學有關(guān)的是（ B ） （A）乳化作用 （B）電解質(zhì)聚沉作用 （C）溶膠互沉作用 （D）破乳作用 9. 霧屬于分散體系，其分散介質(zhì)是（ A ） （A）氣體； （B）液體； （C）固體； （D）氣體或固體。 10. 溶膠的基本特性

4、之一是 ( C ) (A) 熱力學上和動力學上皆屬于穩(wěn)定體系 (B) 熱力學上和動力學上皆屬不穩(wěn)定體系 (C) 熱力學上不穩(wěn)定而動力學上穩(wěn)定體系 (D) 熱力學上穩(wěn)定而動力學上不穩(wěn)定體系。 11. 一個玻璃毛細管分別插入25 和75 的水中，則毛細管中的水在兩不同溫度水中上升的高度 ( C ) (A) 相同 ； (B) 無法確定 ； (C) 25 水中高于75 水中 ； (D) 75 水中高于25 水中 。 12. 在一個密閉的容器中，有大小不同的兩個水珠，長期放置后，會發(fā)生( A ) (A) 大水珠變大，小水珠變小 (B) 大水珠變大，小水珠變大 (C) 大水珠變小，小水珠變大 (D) 大水

5、珠，小水珠均變小 9 / - 2 - +-x+-,下列說法中不正確的是xNOnAgx(n-)NO13. 對于膠團(AgBr)33m （ B ） (A) 膠核是(AgBr) (B) mnx m+-x+ (D) )NO在電場中膠粒向負極移(C) 膠粒是(AgBr)nAg(n-x3m動 14. 對于AsS（負溶膠），聚沉能力最大的是( C ) 32 (A) KSO (B) CaCl (C) AlCl (D) NaPO4 24323 15. 物質(zhì)間發(fā)生物理吸附時的作用力是( D ) (A) 共價鍵 (B) 離子鍵 (C) 氫鍵 (D) 范德華力 16對于物理吸附和化學吸附的關(guān)系，以下描述正確的是( C

6、 ) (A) 即使改變條件，物理吸附和化學吸附也不能相互轉(zhuǎn)化 (B) Langmuir吸附等溫式只適用于物理吸附 (C) 在適當溫度下，任何氣體都可在任何固體表面上發(fā)生物理吸附 (D) 升高溫度對物理吸附和化學吸附都有利 17.物理吸附和化學吸附的共同特點是( D ) (A) 有選擇性 (B) 熱效應(yīng)大 (C) 單分子吸附 (D) 都能達到吸附平衡 18.以下的說法中符合Langmuir吸附理論基本假定的是( A ) (A) 固體表面是均勻的，各處的吸附能力相同 (B) 吸附分子層可以是單分子層或多分子層 (C) 被吸附分子間有作用，互相影響 (D) 吸附熱與吸附的位置和覆蓋度有關(guān) 19. 下

7、列系統(tǒng)中，屬于熱力學穩(wěn)定系統(tǒng)的是( D ) (A) 過飽和溶液 (B) 乳狀液 (C) 溶膠 (D) 高分子溶液 20. 關(guān)于乳狀液，以下說法中不正確的是( B ) (A) 乳狀液是粗分散體系 (B) 乳狀液是熱力學及動力學穩(wěn)定體系 (C) 加入表面活性劑后比較穩(wěn)定 (D) 高度分散的油水系統(tǒng)是乳狀液 21. 溶膠有三個最基本的特性，下列哪點不在其中？( B ) (A) 高度分散性 (B) 熱力學穩(wěn)定性 (C) 多相性 (D) 熱力學不穩(wěn)定性 9 / - 3 - 22. 膠體分散系、真溶液和粗分散系中，分散相粒子大小的順序是( D ) (A) 膠體分散系真溶液粗分散系 (B) 粗分散系真溶液膠

8、體分散系 (C) 膠體分散系粗分散系真溶液 (D) 粗分散系膠體分散系真溶液 23. 液體A在不互溶液體B上鋪展的條件是（ B ）。 + (B) + A AB AABBAB (C) (D) + 90o。 2. 促使溶膠穩(wěn)定的三個重要原因是分散質(zhì)粒子 帶電 、 溶劑化作用 與 布朗運動_。 3. 列舉四種常見的亞穩(wěn)狀態(tài) 過冷液體 ，過熱液體，過飽和蒸汽 與_過 飽和溶液。 4. 亞穩(wěn)態(tài)能較長時間存在的原因皆在于 新相難以形成 ，防止其發(fā)生的 方法是 加入新相種子 。 5. 在一定溫度下，液滴越小，其飽和蒸汽壓就越 大 ， 而液體中氣泡越 小，泡內(nèi)的液體飽和蒸汽壓則越 小 。 6. ?電位是膠體粒

9、子所帶電量的真實值（錯）對/錯。 7. 固體自身表面張力越低，則越難被液體所潤濕（對）對/錯。 8. 只有兩性物質(zhì)組成的溶膠才有等電點（錯）對/錯。 9 / - 4 - 三、簡答題（30分） 1. 物理吸附與化學吸附的最本質(zhì)區(qū)別是什么？（5分） 答：物理吸附與化學吸附的最本質(zhì)區(qū)別是吸附質(zhì)與吸附劑之間的吸附作用力不同。物理吸附是吸附劑表面的分子與吸附質(zhì)分子間作用力為范德華力（3分），化學吸附則是吸附劑表面的分子與吸附質(zhì)間的作用力為化學鍵力（2分）。 2. 簡述表面活性劑在水中可形成幾種膠束，膠束的形態(tài)與表面活性劑的濃度之間有何關(guān)系。（5分） 答：表面活性劑在水中可以形成三種類型的膠束：球形(1分

10、)、棒狀(1分)和層狀膠束(1分)。在一般情況下，隨著水中表面活性劑濃度的增高，球形膠束會首先形成，然后依次是棒狀膠束和層狀膠束(2分)。 3.活性碳從水溶液中吸附脂肪酸，吸附質(zhì)分別為甲酸、乙酸、丙酸、丁酸試 判斷吸附量順序和原因。（5分） 答：吸附量的順序：甲酸乙酸丙酸丁酸(3分) 原因：非極性的吸附劑在極性溶劑中總是容易吸附非極性組分(2分)。 9 / - 5 - 4. 根據(jù)DLVO理論，試解釋外加電解質(zhì)對帶電溶膠穩(wěn)定性的影響。（5分） 答：根據(jù)DLVO理論，在膠團之間, 既存在著斥力勢能, 又存在著吸力勢能，膠體系統(tǒng)的相對穩(wěn)定或聚沉取決于斥力勢能和吸力勢能的相對大小(1分)。加入電解質(zhì)后

11、，對溶膠體系內(nèi)膠體粒的引力勢能影響不大(2分), 但會明顯降低粒子間的斥力勢能(2分)，從而降低帶電溶膠的穩(wěn)定性。 5. 什么是電泳現(xiàn)象，產(chǎn)生電泳的原因是什么。（5分） 答：電泳在外加電場下，膠體溶液中的膠體粒子在分散介質(zhì)中定向移動的現(xiàn)象。（3分） 原因：由于膠體粒子在溶液中的帶有電荷(2分)， 6. 試解釋毛細凝結(jié)現(xiàn)象發(fā)生的原因。（5分） 答：根據(jù)Kelvin公式(2分)，凹面上的蒸汽壓比平面上小(1分)，所以在小于飽和蒸汽壓時，氣體凹面上已達飽和而發(fā)生凝聚，這就是毛細凝聚現(xiàn)象(2分)，即蒸汽變成液體在毛細管中凝聚，吸附量迅速增加。 9 / - 6 - 四計算題（30分） 1.3 2的水庫，

12、今欲以十六酸的單分子膜鋪展在水面上，m來阻止水 有一面積為10010-202?)。 蒸發(fā)，問需要多少公斤十六酸(假設(shè)單分子凝聚膜的分子面積為m?25?10 (7分) 3A10100?)分(223 解：所需分子數(shù) 個?10N?4 20?10?2523104?)分(2 mol.665?n?N/N?0 A2310023?6.(3分) Kg1710.0.665?256.43?m?nM? 分）（每列對一個公式，給1 46 ?小水滴在1atm510；510外壓下的內(nèi)壓，已 ?；2. 計算半徑為50?-3N/m。（7分） 知水的表面張力為72.810?22(1分)PP?P?P-P? ，因此，解： 外外內(nèi)內(nèi)r

13、r-310?2?72.85777 Pa1010?2.922?10?2.912?10?0.0101323?1.01325P? 內(nèi)1-1050?10-310?72.825555 Pa10.304?1.01323?10?11.01325P?10?0.291210 內(nèi)24-105?10?10-310?2?72.8 5555Pa10016?1.002912?10?1.01323?10?1.01325?P?10?0 內(nèi)36-105?10?10（每個2分，若最后答案出錯，則扣1分） 3Pa和41.2CO的平衡壓力分別為24.010，當3. 0時用木炭吸附氣體CO33/Kg，若該吸附符合8.668 m和10P

14、a時，對應(yīng)的吸附量分別為5.567Langmuir吸附等溫式，試計算固體表面的覆蓋率達90時，CO的平衡壓力為多少。（8分） 9 / - 7 - PP1bp?V?V亦可）公式（或者 解：由Langmuir mVVbV1?bpmm33?11024?24?10? 5.567VbV?(2分)mm 將已知帶入上式，得?3341.2?1041.2?101? VbV8.668?mm(2分)-6 b=6.9510可不計算出，不影響答案）（V則mV?90?%(1分) 當覆蓋率為90時，V=0.9V時，得m VmPP1?(1分) 則， 0.9VmVbVmm(2分) P1293.88KPa 分）（每列對一個公式，給1 4. 19時，丁酸水溶液的表面張力可表示為，式中為純00?)bc?1?aln(水的表面張力，a和b為常數(shù)。(1)試求該溶液中丁酸的表面過剩與濃度c的關(guān)系；(2)已知a=13.1 N/m，b=19.62 L/mol，計算c=0.2000 mol/L時為多為多少？設(shè)此時表面上丁酸形時,(3)若丁酸濃度足夠大，達到bc1少？成單分子膜，計算液面上每個丁酸分子所占的面積。（8分） ?c1dcabc解: (1) ，（2分） 0?)aln(1?bc?()?b(?a)? TRTdcRT1?bcRT(1?bc) (2) a=13.1N/m，b=19.62L/mol, c=0