表面物理化學(xué)自測(cè)題

1、第十三章表面物理化學(xué)一、判斷題：1. 只有在比表面很大時(shí)才能明顯地看到表面現(xiàn)象，所以系統(tǒng)表面增大是表面 張力產(chǎn)生的原因。2. 對(duì)大多數(shù)系統(tǒng)來(lái)講，當(dāng)溫度升高時(shí)，表面張力下降。3. 表面吉布斯函數(shù)是指恒溫、恒壓下，當(dāng)組成不變吋可逆地增大單位表面積 時(shí)，系統(tǒng)所增加的吉布斯函數(shù)，表面張力則是指表面單位長(zhǎng)度上存在的使表面張 緊的力。所以表而吉布斯函數(shù)與表而張力是兩個(gè)根本不同的概念。4恒溫、恒壓下，凡能使系統(tǒng)表面吉布斯函數(shù)降低的過(guò)程都是自發(fā)過(guò)程。5.過(guò)飽和蒸氣之所以可能存在，是因新生成的微小液滴具右很大的表面吉布 斯函數(shù)。6 液體在毛細(xì)管內(nèi)上升或下降決定于該液體的表面張力的大小。7單分子層吸附只能是化學(xué)吸

2、附，多分子層吸附只能是物理吸附。8. 產(chǎn)生物理吸附的力是范徳華力，作用較弱，i大i而吸附速度慢，不易達(dá)到平 衡。9. 在吉布斯吸附等溫式中，廠為溶質(zhì)的吸附量，它隨溶質(zhì)(表面活性物質(zhì))的加 入量的增加而增加，并月當(dāng)溶質(zhì)達(dá)飽和時(shí)，廠達(dá)到極大值。10. 由于溶質(zhì)在溶液的表面產(chǎn)生吸附，所以溶質(zhì)在溶液表面的濃度大于它在溶 液內(nèi)部的濃度。11. 表面活性物質(zhì)是指那些加人到溶液屮，可以降低溶液表面張力的物質(zhì)。二、單選題：1. 下列敘述不正確的是：(a) 表面自由能的物理意義是，在定溫定壓下，可逆地增加單位表面積引起 系統(tǒng)吉布斯自曲能的增量；(b) 表面張力的物理意義是，在兩相的界面上，垂直作用于界面上單位長(zhǎng)

3、度 的表面緊縮力；(c) 表面自由能與表面張力量綱相同，單位不同；(d) 表面自由能單位為j-m2,表面張力單位為nn?時(shí)，兩者數(shù)值不同。2. 同一系統(tǒng)，表面口由能和表面張力都用c表示，它們：(a) 物理意義相同，數(shù)值和同；(b)量綱和單位完全相同；(c)物理意義相同，單位不同；(d)前者是標(biāo)量，后者是矢量。3. 純水的表面張力是指恒溫恒壓組成吋水與哪類相接觸吋的界面張力：(a) 飽和水蒸氣；(b)飽和了水蒸氣的空氣；(c)空氣；(d)含有水蒸氣的空氣。4. 對(duì)處于平衡狀態(tài)的液體，下列敘述不止確的是：(a) 凸液而內(nèi)部分子所受壓力大于外部壓力；(b) 凹液面內(nèi)部分子所受壓力小于外部壓力；(c)

4、 水平液面內(nèi)部分子所受壓力大于外部壓力；(d) 水平液面內(nèi)部分子所受壓力等于外部壓力。5. 彎曲液面下的附加壓力與表面張力的聯(lián)系與區(qū)別在于：(a) 產(chǎn)生的原因與方向相同，而大小不同；(b) 作用點(diǎn)相同，而方向和大小不同;(c) 產(chǎn)生的原因相同，而方向不同；(d) 作用點(diǎn)相同，而產(chǎn)生的原因不同。6. 在一個(gè)密閉的容器中，有大小不同的兩個(gè)水珠，t期放置后，會(huì)發(fā)生：(a) 大水珠變大，小水珠變??；(b) 大水珠變大，小水珠變大;(c) 大水珠變小，小水珠變大;(d) 大水珠，小水珠均變小。7. 在下圖的毛細(xì)管內(nèi)裝入普通不潤(rùn)濕性液體，當(dāng)將毛細(xì)管右端用冰塊冷卻時(shí), 管內(nèi)液休將：(a)向左移動(dòng)(b)向右移

5、動(dòng) (c)不移動(dòng) (d)左右來(lái)回移動(dòng)8. 一根毛細(xì)管插入水中，液面上升的高度為/?,當(dāng)在水中加入少量的nacl,這 時(shí)毛細(xì)管屮液而的高度為：(a)等于h ；(b)大于h ；(c)小于h ；(d)無(wú)法確定。9. 某溶液表面張力。與溶質(zhì)濃度c的關(guān)系式：oo-o = a +51nc,式屮血為純?nèi)?劑的表面張力，a. b為常數(shù).則表面超額為：(a) r=c/rt(dddc)t ；(b) r=b/rt ；(c) r=b/rt ；(d) r= bc/rt。10能在毛細(xì)管中產(chǎn)生凝聚現(xiàn)象的物質(zhì)是市于該物質(zhì)的液體在毛細(xì)管中形成:(1)凸面(2)凹面(3)平面其在毛細(xì)管內(nèi)液面上的飽和蒸氣壓p:(4)大于平面的(5

6、)等于平面的(6)小于平面的止確的答案是：(a)(2) (4)(b)(1) (5)(c)(3) (6)(d) (2) (6)11涉及溶液表面吸附的說(shuō)法中正確的是：(a) 溶液表面發(fā)生吸附后表面自出能壇加；(b) 溶液的表面張力一定小于溶劑的表面張力；(c) 定溫下，表而張力不隨濃度變化時(shí)，濃度增大，吸附量不變；(d) 飽和溶液的表而不會(huì)發(fā)生吸附現(xiàn)象。12. 25°c時(shí)，乙醇水溶液的表面張力與濃度的關(guān)系為：q(n-m_1) = 0.072 - 5 x lomol dm-3) + 2 x 10v(mol dm_3)o 若要使表面吸附 為正吸附，則要求濃度c(moldm")應(yīng)該：

7、(a) > 0.5 ；(b) < 0.5；(c) >1.25 ；(d) < 1.25。13. 水對(duì)玻璃潤(rùn)濕，汞對(duì)玻璃不潤(rùn)濕，將一玻璃毛細(xì)管分別插入水和汞中，下列 敘述不正確的是：(a)管內(nèi)水面為凹球面；(b)管內(nèi)汞面為凸球面；(c)管內(nèi)水面高于水平面；(d)管內(nèi)汞面與汞平面一致。14. 氧氣在某固體表面上的吸附，溫度在400k時(shí)進(jìn)行得較慢，但在350k時(shí)進(jìn)行 得更慢，這個(gè)過(guò)程主耍是：a. 物理吸附b350k時(shí)是物理吸附，400k時(shí)是化學(xué)吸附c.化學(xué)吸附d. 400k時(shí)是物理吸附，350k時(shí)是化學(xué)吸附15. langmuir吸附等溫式：a.只適用于化學(xué)吸附b.對(duì)單分子層的

8、物理吸附及化學(xué)吸附均適用c.只適用于物理吸附d.對(duì)單分子層和多分子層吸附均適用16. 討論固體對(duì)氣體的等溫吸附的langmuir理論，其最主要的基本假設(shè)為：a.氣體是處在低壓下b.固體表面的不均勻性c.吸附是單分子層的d.吸附是多分子層的17. 298k時(shí)，苯蒸氣在石墨上的吸附符合langmuir吸附等溫式，在40pa時(shí)，覆 蓋率g = 0.05,當(dāng)g = 0.5吋，苯氣體的平衡壓力為：a. 400pab. 760pa c. looopa d. 200pa1&氧氣在某固體表面的吸附服從langmiur吸附等溫方程，吸附量為7,氧分壓 為p，以1/7對(duì)1/“作圖得一直線，該直線的斜率為加

9、，截距為仏 則飽和吸附量 $和吸附平衡常數(shù)q等于：a.a=bb 7m= 1/m； a=l/bc m= 1/m； a=bd1/b； a=b/m19. 若在固體表面上發(fā)生某氣體的單分子層吸附，則隨著氣體壓力的不斷增大， 吸附的量是：a. 成比例的增加b成倍的增加b. c.恒定不變d.逐漸趨向飽和20. bet公式的最主要用途之一在于：a.獲得高壓下的吸附機(jī)理b.獲得吸附等量線c. 獲得吸附等壓線d.測(cè)定固體的比表面21. 一根毛細(xì)管插入水中，液面上升的高度為h,當(dāng)在水中加入少量的nacl, 這時(shí)毛細(xì)管屮液而的高度為：(a)等于h ；(b)大于h ；(c)小于h ；(d)無(wú)法確定。22. 如圖所示，

10、q、b、c為內(nèi)徑相同的玻璃毛細(xì)管。a中水柱升高至力，b中間有擴(kuò)大部分，d為內(nèi)徑相同的石蠟毛細(xì)管(水不潤(rùn)濕石蠟), 則下列敘述不正確的是：(a) b管中水柱自動(dòng)升至力'，若將水吸至高于力，去 掉吸力，水面保持在；(b) c管中水柱自動(dòng)升至力"并向下滴水；(c) c管中水柱自動(dòng)升至/t ,不向下滴水；(d) d管屮水面低于槽屮水平面。23. bet吸附等溫式中%為:a.飽和吸附量 b.平衡吸附量c.鋪滿第一層的吸附量 d.常數(shù)，無(wú)物理意義24. langmuir吸附等溫式g = ap/(l+qp)i|i常數(shù)a的物理本質(zhì)是: a.吸附作用平衡常數(shù)的倒數(shù)b.吸附作用的平衡常數(shù)c.吸附

11、過(guò)程的速率常數(shù)d. 脫附過(guò)程的速率常數(shù)三、計(jì)算題：1. 水的表面自由能與攝氏溫度比 的關(guān)系式為：o(x 10-3n m1)= 75.640.14/, 若水的表面改變時(shí)，總體積不變，試求10°c、。下，可逆地使水表面積增加5 cm2, 必需做多少功？從外界吸收多少熱？2. 乙醇的表而張力符合下列公式：o( x 10外4口")= 720.5。+ 0.2圧，ccmol-dm 3) 為乙醇的濃度。試計(jì)算溫度25°c時(shí)：(1) 乙醇濃度為0.3、0.5 mol dm-3表面超量；(2) 求出飽和吸附量；(3) 求算乙醇分子的橫截而積。3、已知水的表面張力y=0.1139-1

12、.4xl0-4t/k,式中t為絕對(duì)溫度。試求：(1) 在283k及卩。下，可逆地使水的表而積增加lxlo v時(shí)所必須做的功為多 少？(2) 計(jì)算過(guò)程屮系統(tǒng)的au、ah> as、ag及所吸收的熱。4、有一毛細(xì)管，其半徑為0.60 mm,當(dāng)它垂直插入水中，水面上升2.19 cm,設(shè) 該毛細(xì)管的接觸角為30。，水的密度是0.98 g-cin3,求該溫度下水的表面張力。一、判斷題：i 錯(cuò)，表面張力產(chǎn)生的原因是處于表面層的分了與處于內(nèi)部的分了受力情況 不一樣。2. 對(duì)。3. 錯(cuò)，二者既有區(qū)別，乂有聯(lián)系。4. 錯(cuò)，恒溫、恒壓，ag< 0才是口發(fā)過(guò)程。5. 錯(cuò)，新生成的微小液滴有很高的比表面，因

13、而有很高的表面吉布斯函數(shù)。6錯(cuò)，液體在毛細(xì)管內(nèi)上升或下降決定于液體能否潤(rùn)濕管璉，潤(rùn)濕與否與 a(l-g)> q(1s)和b(gs)的相對(duì)大小有關(guān)。7.錯(cuò)。 8.錯(cuò)。9.錯(cuò)，達(dá)到飽和吸附時(shí)，不一定達(dá)到飽和濃度。10錯(cuò)，溶質(zhì)在表而層的濃度可以低于它在內(nèi)部的濃度。ii 錯(cuò)，能顯著降低溶液表面張力的物質(zhì)才稱為表面活性物質(zhì)。二、單選題:l.d；2.d；3.b；4.c；5. c； 6. a；7.a；& b； 9. b； 10.d；ll.c；12.d；13.d；14.c;15.b;16.c;17.b;18.d;19.d;20.d;21.b;22.b;23.c;24.b三、計(jì)算題：1解：t= 1

14、0°c, o = (75.640.14 x 10) x 10專=74.24 x 10叨211? 爐=ag = czu = 74.24 x io-3 x 5 x 10_4=3.71 x loj (環(huán)境做功為正) .(術(shù)/0t)g = o4x io"3 n-m-'-k-1 qr = ts = t-a(dql8t)a,p = 283 x 5 x 10-4 x 0.14 x w3 = 1.981 x 10-5 j2.解：o = 72-0.5c +0.2 c2 , (8o/0c)% =(0.5 + 0.4 c) x 10“(1) c = 0.3m,廠=c/rt/dc) = -

15、0.3/(8.314 x 298) - (-0.5 + 0.4 x 0.3) x io-3= 4.6012 x 104mol/m2c = 0.5 m,r2 = -0.5/(8.314 x 298)(-0.5 + 0.4 x 0.5) x io-3 = 6.0543 x io-8 mol/m2(2) 由類似的 langmuir 公式：廠=/>kc/(l + kc)/r= 1/幾 +1/廠dki/cr 1/(4.6012 x 10$)= 1/廠oc+1/幾k l/0.3l 1/(6.0543 x 10()= 1/幾+1/處 1/0.5 解得，fg= 11.503 x io'8 mol

16、/m2(3)00=1/7= 1/(11.503 x w8 x 6.022 x 1023) =1.4436 x 10d7m2 (乙醇分子截面積)3、解：(1) 7 = 0.1139 -1.4 x 10 x 283 = 7.428 x 1 o'2 j 曲? 可逆地使表面積增加io"4!?,環(huán)境做功為：w = g = ya = 7.428x 1 o'2 x 1 o'4 = 7.428xloj= (釦alxloxlo-4 =1.4xlo_v-/c_l)as.pmb（1分）（1分）（1分）（2分）ag = ff = 7.428x106j（1分）a = ag + ras = 7.428xl0-6 + 283xl.4xl0-8 = 139xlo_5j（2分）2 = ra5 = 283xl.4xl0-8 =3.962x107au = 0+w = 3.962x10"+7.428x10" =139xl0h(2分)4、解：液面是凹面，r<0, ap<0, p'<po” + 力（水）=0，ap = /?（7k）2%（毛） = “g（g為重力加速度）曲率半徑