物化第九章
物化习题(下)
第七章电解质溶液练习题
一、判断题：
1．溶液是电中性的，正、负离子所带电量相等，所以正、负离子离子的迁移数也相等。2．离子迁移数与离子速率成正比，某正离子的运动速率一定时，其迁移数也一定。3．离子的摩尔电导率与其价态有关系。
4．电解质溶液中各离子迁移数之和为1。5．电解池通过l F电量时，可以使1mol物质电解。
6．因离子在电场作用下可以定向移动，所以测定电解质溶液的电导率时要用直流电桥。7．无限稀电解质溶液的摩尔电导率可以看成是正、负离子无限稀摩尔电导率之和，这一规律只适用于强电解质。
8．电解质的无限稀摩尔电导率Λ可以由Λm作图外推到c1/2 = 0得到。
9．德拜—休克尔公式适用于强电解质。
10．若a(CaF2) = 0.5，则a(Ca2+) = 0.5，a(F-) = 1。
二、单选题：
1．下列溶液中哪个溶液的摩尔电导最大：（）
(A) 0.1M KCl水溶液； (B) 0.001M HCl水溶液；
(C) 0.001M KOH水溶液； (D) 0.001M KCl水溶液。
2．对于混合电解质溶液，下列表征导电性的量中哪个不具有加和性：（）
(A) 电导； (B) 电导率；(C) 摩尔电导率； (D) 极限摩尔电导。
3．在一定温度和较小的浓度情况下，增大强电解质溶液的浓度，则溶液的电导率κ与摩尔电导Λm变化为：（）
(A) κ增大，Λm增大； (B) κ增大，Λm减少；
(C) κ减少，Λm增大； (D) κ减少，Λm减少。
4．在一定的温度下，当电解质溶液被冲稀时，其摩尔电导变化为：（）
(A) 强电解质溶液与弱电解质溶液都增大；
物理化学第一章热力学第一定律
参考书：
1、傅献彩, 沈文霞.《物理化学》(第四版)，南京 大学物化教研室: 高等教育出版社.
2、宋世谟, 庄公惠.《物理化学》(第三版)，天津 大学物化教研室: 高等教育出版社.
第一章 热力学第一定律
第一节 热力学概论
一、热力学研究的基本内容
——研究宏观物质间的关系。讨论物理、化学、 生物等各种过程中不同形式间的能量转换，以及 过程进行的方向和限度。
途径2
途径3 理想气体 273 K, 5p
理想气体 273 K, p
p外= p
途径1：等温、可逆膨胀（p外= p – dp） 途径2：等温、恒外压膨胀（p外= p） 途径3：两步等温、恒外压膨胀
六、热和功（heat and work）
热：系统与环境之间由于存在温度差而传递的 能量。
热具有能量的量纲，单位：J，符号：Q 规定：系统吸热，Q > 0；系统放热，Q < 0
pedV
pe (V2
V1 )
3、准静态膨胀（pe = pi - dp）或压缩（pe = pi + dp）：
Wr
V2 V1
pedV
( p V2
V1
i
dp)dV
V2 V1
pidV
V2 nRT dV nRT V2 1 dV nRT ln V2
V V1
V V1
物化笔记总结
第一章 热力学第一定律
一、基本概念
系统与环境， 状态与状态函数， 广度性质与强度性质， 过程与途径， 热与功， 内能与焓。 二、基本定律
热力学第一定律： ΔU=Q+W 。 焦耳实验： ΔU=f(T ) ; ΔH=f(T) 三、基本关系式
1、体积功的计算 6W= －p e dV
恒外压过程： W= －p e ΔV
ln V 1 = nRT ln p
2
可逆过程： W=nRT V p
2 1
2、热效应、焓
等容热： Q V =ΔU (封闭系统不作其他功) 等压热： Q p =ΔH (封闭系统不作其他功) 焓的定义： H=U+pV ; dH=dU+d(pV)
ϕ
T
2
C dT
焓与温度的关系： ΔH= T p
1
3、等压热容与等容热容
热容定义： C V
= (?U
?T )V ； C p = ( ??T H )p
定压热容与定容热容的关系：
C C = nR
V
热容与温度的关系： 四、第一定律的应用
1、理想气体状态变化 C p =a+bT+c’2T
等温过程： ΔU =0 ; ΔH=0 ; W=－Q= ϕ p e dV 等容过程： W=0 ; Q =ΔU= ϕ C V dT ; ΔH= ϕ C p dT
等压过程： W=－p e ΔV ; Q =ΔH=
ϕ
C p
dT ; ΔU= ϕ C V
dT
可逆绝热过程：
Q=0 ; 利用p 1 V 1γ=p 2 V 2γ 求出 T 2,
W =ΔU=
ϕ
C V
dT ;ΔH= ϕ C p dT
不可逆绝热过程： Q=0 ;
p
1
利用 C V (T 2-T 1)=－p e (V 2-V 1)求出 T 2,
物化题练习题
物化题练习题
物化练习题(供参考)
第⼋章电解质溶液
⼀. 选择题
1. ⽔溶液中氢和氢氧根离⼦的电淌度特别⼤，究其原因，下述分析哪个对：( )
(A) 发⽣电⼦传导(B) 发⽣质⼦传导
(C) 离⼦荷质⽐⼤(D) 离⼦⽔化半径⼩
2. 在⼀定温度和浓度的⽔溶液中，带相同电荷数的Li+、Na+、K+、Rb+、…它们的离⼦半径依次增⼤，但其离⼦摩尔电导率恰也依次增⼤，这是由于：( )
(A) 离⼦淌度依次减⼩。(B) 离⼦的⽔化作⽤依次减弱。
(C) 离⼦的迁移数依次减⼩。(D) 电场强度的作⽤依次减弱。
3. 电解质溶液中离⼦迁移数(t i)与离⼦淌度(U i)成正⽐。当温度与溶液浓度⼀定时，离⼦淌度是⼀定的，则25℃
时，0.1mol/dm3 NaOH中的Na+的迁移数(t1)与0.1mol/dm3 NaCl中的Na+的迁移数(t2)，两者之间的关系为：()
(A) 相等(B) t1＞t2
(C) t1＜t2(D) ⼤⼩⽆法⽐较
4. 离⼦电迁移率的单位可表⽰成：( )
(A) m/s (B) m/(s?V) (C) m2/(s?V) (D) s－1
5.浓度均为m的不同价型电解质，设1－3价型电解质的离⼦强度为I1，2－2价型电解质的离⼦强度为I2，则I1和I2的关系为：( )
(A) I1＜I2(B) I1=I2
(C) I1=1.5I2(D) ⽆法⽐较
6. 298K、当HCl溶液的浓度从0.01mol·kg－1增加到0.02mol·kg－1时，其电导率k和摩尔电导率Λm将：()
(A) k减⼩，Λm增⼤；(B) k增加，Λm增加；
第九章-矿物的形成与变化
金属硫化物矿床易遭受风化，在良好的风化作用条件下，可以 呈现垂直分带，即从地表向地下深部分为氧化带、次生硫化物 富集带和原生硫化物带。它们的发育程度与地下水有关，其特 点为：
氧化带 分布在地表至潜水面之间，大致相当于地下水渗透带。该部位水 解作用和氧化作用非常强烈，硫化物在氧化过程中大部分金属形成可溶性 盐类而被淋滤；一些铁和锰的硫化物很容易被氧化，形成氧化物和氢氧化 物，构成铁（锰）帽
同种矿物也有生成早晚的不同。凡经过一定时间间隔，介质和 生成条件发生改变或生长经过中断时，其前后所生成的同种矿 物，属于两个世代
4、矿物的组合、共生和伴生
矿物组合 不管生成时间先后，只要在空间上共同存在 的不同矿物就称为一个矿物组合
共生组合 同一成因、同一成矿期 （或成矿阶段）的矿物组合
伴生组合 不同成因或成矿期 （或成矿阶段）的 矿物组合
一、形成矿物的地质作用
内生作用 岩伟接热火 浆晶触液山 作作交作作 用用代用用
外生作用 风沉 化积 作作 用用
变质作用 接区 触域 变变 质质
物化 理学 风风 化化
机化胶生 械学体物 沉沉沉沉 积积积积
岩浆作用形成的矿物特点
由地壳深处或上地幔中形成的高温熔融的岩浆，在侵入地 下或喷出地表冷凝____岩浆岩 在岩浆作用中，形成的主要矿物及其晶出的顺序依次为： Mg, Fe硅酸盐－橄榄石、辉石、角闪石、黑云母； K, Na, Ca硅酸盐－斜长石、正长石、微斜长石以及石英
物化公式总结(傅献彩第五版)
物理化学（第五版）
公式总结
傅献彩版
专业：化学
姓名：XXX
学号：XXX
物化公式总结
第五章 相平衡
一、主要概念
组分数，自由度，相图，相点，露点，泡点，共熔点，(连)结线，三相线，步冷(冷却)曲线，低共熔混合物(固相完全不互溶)
二、重要定律与公式
本章主要要求掌握相律的使用条件和应用，单组分和双组分系统的各类典型相图特征、绘制方法和应用，利用杠杆规则进行有关计算。
1、相律： F = C - P + n , 其中： C=S-R-R’ (1) 强度因素T ，p 可变时n =2 (2) 对单组分系统：C =1, F =3-P
(3) 对双组分系统：C =2，F =4-P ；应用于平面相图时恒温或恒压，F =3-P 。
Clapeyron 方程（任何纯物质的两相平衡）：m vap m vap V T H dT dp ∆∆=（气-液），m
fus m
fus V T H dT dp ∆∆=（液-固）
Clausius -Clapeyron 方程:2
ln RT H dT p d m
vap ∆=(Δvap H 与T 无关，气体参与，V 凝聚相体积忽略
)
2、相图
(1)相图：相态与T ，p ，x 的关系图，通常将有关的相变点联结而成。 (2)实验方法：实验主要是测定系统的相变点。常用如下四种方法得到。 对于气液平衡系统，常用方法蒸气压法和沸点法； 液固(凝聚)系统，通常用热分析法和溶解度法。
3、单组分系统的典型相图
对于单组分系统C =1，F =C -P +2=3-P 。当相数P =1时，自由度数F =2最大，即为双变量系统，通常绘制蒸气压-温度(p-T )相图，见下图。
物化资料
第一章：气体
理想气体状态方程：PV=nRT ( R=8.314J/(mol ·K) )
第二章：热力学第一定律与热化学
1.系统与环境，状态与状态函数，广度性质与强度性质，过程与途径，热与功，内能与焓。
2.热力学第一定律的数学表达式：△U = Q + W 经过循环一周，△U =0
3.恒温过程：△U =0 恒容过程：W=0 绝热过程：Q=0
4.气体向真空膨胀时P 环=0，W = 0。根据热力学第一定律，ΔU = 0。
5.体积功：Δw = －p e d V
6.热Q ：符号正吸负放（系统）
7.功W ：系统对外做功为负值
8. 准静态ΔU = 0：膨胀分步越多，W 越大;压缩分步越多，W 越小
9.恒容热：Q V =ΔU 恒压热：Qp =ΔH =H 2-H 1 H=U+PV ΔH=⎰
2
1
d p T T
T
C
10.恒容：△U =Q V =nC V,m （T 2-T 1）
11.恒压：Qp =ΔH =nC p,m （T 2-T 1） C p,m =C V,m +R
12.焦耳实验：气体真空膨胀，气体的ΔT = 0，气体与环境无热交换，即Q = 0。 13.标准状态只规定了压力
14.生成焓：Δf H m = 生成物-反应物
15.燃烧焓：ΔrH m = 反应物-生成物（唯一） 16.△U 、ΔH 为温度函数，初末态
第三章：热力学第二定律
T
Q
dS δ≥
“=”可逆；“＞”不可逆 2
112ln ln p p
nR V V nR T Q S r ===
∆ 2.理想气体等压过程：
12
,ln T T nC S m
p =∆ 3.理想气体等容过程：
第九章 含氮化合物(2学时)
中，硝基具有强的吸电子效应。 --NH2 中N上孤对电子更多地偏向苯环，
所以与苯胺相比,其碱性更弱。
而
H3C
NH 2 中，甲基具有一定的给电子效应， --NH2 中N上 电子云密度增加， 使
所以与苯胺相比,其碱性略强.
2、氧 化
胺容易氧化，用不同的氧化剂可以得到不同的氧化 产物。叔胺的氧化最有意义。
多硝基化合物是黄色晶体，有爆炸性，可作炸药。
（三）化学性质 1、还原
（工业制苯胺法）
(NH4)2S
（硫化铵）
（了解）
中性或碱性介质：不同条件产物不同，可互相转化，
可制备多种化合物。
2、脂肪族硝基化合物的酸性
-I CH 3 N O NaOH [CH 2 N O ]Na H 2 O
（分离、提纯仲胺）
芳香胺：
Ar NH2 + Na NO2 HCl ArN2Cl
H Cl
+
_
干燥的重氮盐遇热或撞击易爆炸 芳香重氮盐活泼,用于制备芳香化合物
NHCH3 + NaNO2
NCH3 NO （棕色油状物）
N(CH3)2 + NaNO2
HCl H2O
ON
N(CH3)2
（绿色片状晶体）
芳胺与亚硝酸的反应也可用来区别芳香族伯、仲、叔胺
物化练习
第九章化学动力学基本原理
一、填空题
1、设物质A 可发生两个平行的一级反应：
（a ）C B A Ea ka +−−
→−,（b ）E D A Eb
kb +−−→−, 式中，B 和C 是需要的产品，D 和E 为副产物。设两反应的频率因子相等且与温度无关，E a >E b ，则反应(a)和反应(b)相比,速率较大的反应是 ，升高温度对 更有利。
2、硝酸异丙烷在水溶液中被碱中和，其反应速率常数可表示为lgk=11.899-3163/T ，该反
应的表观活化能为 。
3、今将某物质A 放入一反应器内，反应了3600s ，消耗掉75%，设反应分别为一级，二级，
零级反应。则反应进行了7200s 时，对于各级反应，A 物质的剩余量分别为 、 和 。
4、某化合物的分解反应是一级反应，设反应的活化能E=14.43×104J ·mol -1，已知557K 时
该反应的速率常数k=3.3×10-2s -1，现要控制反应在10min 内转化率达到90%，则应控制该反应的温度为 。
5、比较两相同类型的反应I 和II ，发现活化能E I >E II ，速率常数k I >k II ，其原因在于 。
6、在T ，V 恒定时，反应A(g)+B(g)→D(g)t=0时，P A,0=800kPa ，t 1=30s 时，P A,1=400kPa ，
t 2=60s 时P A,2=200kPa ，t 3=90s 时，P A,3=100kPa 时此反应的半衰期t 1/2= ，反应级数n= ，反应的速率常数k= 。.
7、阿累尼乌斯活化能是 。.
第九章 双原子分子结构与化学键理论(下)
南
被诱导，变形性大。
京
大
p 负离子的半径一般较大，外壳上有较多的电子，易 于
学
化 学 原 理 课 件
离子极化 (ionic polarization)
p 极化作用的强弱：影响极化作用的强弱因素决定于离子
的半径、电荷和电子构型。
21
20
14
变形性比稀有气体构型的要大得多。
/7
p 变形性的大小：离子的半径愈大，变形性愈大。 p 变形性也与电子构型有关，外层具有 9−17 个电子的离子
/2
3
南
京
p作用：用以度量离子键的强度。晶格类型相同时，U
大
学
化 学 原 理 课 件
晶格能 (lattice energy)
Lattice energy and melting point of some ionic compounds Compound charge of the ions ro/pm ΔU/kJ·mol−1 t (m. p.)/℃
化 学 原 理 课 件
计算值 (波恩-兰达公式) 1008 811.3 766.1 708.4 902.0 755.2 718.8 663.2 797.5 687.4 659.8 623.0
Lattice energy Lattice energy
最佳值 1033 845.2 797.9 739.7 915.0 788.0 739.3 692.0 813.4 708.8 679.5 640.2
物化下册09章_可逆电池
nEF
zEF
返回
z为按电池反应,反应进度为1mol时,反应式中电子的计量系数
2016/3/2
电化学与热力学的联系
桥梁公式:
( r G )T , P , R Wf,max nEF nEF ( r Gm )T , P , R zEF
第九章 可逆电池的电动势及其应用
主要内容
可逆电池和可逆电极 电动势的测定 可逆电池的书写方法及电动势的取号 可逆电池的热力学 电动势产生的机理 电极电势和电池电动势的计算 电动势测定的应用 内电位、外电位和电化学势
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2016/3/2
电化学与热力学的联系
条件：电池是可逆电池
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2016/3/2
9.1 可逆电池和可逆电极
可逆电池
可逆电极的类型
上一内容
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2016/3/2
如何把化学反应转变成电能？
1、该化学反应是氧化还原反应，或包含有氧化还原 的过程
2、有适当的装置，使化学反应分别通过在电极上的
标准电池的温度系数很小
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2016/3/2
9.3 可逆电池的书写方法及电动势的取号
物化下册练习题讲解
物化下册练习题
第七章 《电化学》
一、选择题
1．用铂作电极电解一些可溶性碱的水溶液，在阴、阳两电极上可分别获得氢气和氧气。所
得各种产物的量主要取决于（ ）。
A. 电解液的本性；
B. 电解温度和压力；
C. 电解液浓度； D . 通过电极的电量。
2．采用电导法测定HAc 的电离平衡常数时, 应用了惠斯登电桥。作为电桥平衡点的示零仪
器，不能选用（ ）。
A. 通用示波器；
B. 耳机；
C. 交流毫伏表； D . 直流检流计。
3．强电解质溶液的电导率随浓度变化的规律为：（ ）。
A. 随浓度增大而单调地增大；
B. 随浓度增大而单调地减小；
C. 随浓度增大而先增大后减小；
D. 随浓度增大而先减小后增大。
4．离子独立运动定律适用于（ ）。
A. 强电解质溶液；
B. 弱电解质溶液；
C. 无限稀电解质溶液； D . 理想稀溶液。
5．在论述离子的无限稀释的摩尔电导率的影响因素时，错误的讲法是（ ）。
A. 认为与溶剂性质有关；
B. 认为与温度有关；
C. 认为与共存的离子性质有关；
D. 认为与离子本性有关。
6．25℃无限稀释的KCl 摩尔电导率为130 S · m 2 ·
1mol -，已知Cl －的迁移数为0.505，则K +离子的摩尔电导率为（单位：S · m 2 ·
1mol -）（ ）。 A. 130； B. 0.479； C. 65.7； D. 64.35。
7．已知298K 时，NaCl ，HCOONa 和 HCl 无限稀释的摩尔电导率分别是1.264210⨯、1.046210⨯
和 4.261210⨯S · m 2 ·
物化资料
Y= A, S, G, p, U, H, Cv
6
∂A N S = − ∂T q V , N A = − kT ln N! ⇒ ∂A N A = − kT ln q p = − ∂V T , N
1 I 1 A κ G= = = = R U ρ l K cell
1 κ= ρ
Λm
κ = κVm = c
电导率、摩尔电导率与浓度的关系； H+，OH- 的摩尔电导率很大！
17
1.
Λm =Λm,+ +Λm,−
Λm =Λm,+ +Λm,−
∞ ∞
∞
∞
∞
Λm
∞
=ν + Λm,+ +ν − Λm,−
Kohlrausch 离子 独立移动定律
∞
∞
2.
Λm,+ = u+ F Λm,+ = u+ F
3.
Λm,+ Λm,+ u+ F t+ = ∞ ≈ = Λm Λm Λm
Λ α= m ∞ Λm
黑色：电解质稀溶液 蓝色：强电解质稀溶液 红色：弱电解质溶液
18
∞
4.
物化8,9,10练习题教案
物理化学第八章电解质溶液模拟试卷A
班级姓名分数
一、选择题( 共10题20分)
1. 2 分
电解质溶液的电导率k≡j/E =∑B│z B│F r B c B/E，式中z B、c B代表B种离子的电荷数及
浓度。影响k值的下述分析哪个对？（）
(A) 迁移速率r B愈大，则k愈大
(B) 电场强度E愈大，则k愈小
(C) 电流密度j愈大，则k愈大
(D) r B、E及j的大小对k值无影响
2. 2 分
AgCl 在以下溶液中溶解度递增次序为：( )
(a) 0.1mol·dm-3 NaNO3(b) 0.1mol·dm-3 NaCl (c) H2O
(d) 0.1mol·dm-3Ca(NO3)2 (e) 0.1mol·dm-3 NaBr
(A) (a) < (b) < (c) < (d) < (e)
(B) (b) < (c) < (a) < (d) < (e)
(C) (c) < (a) < (b) < (e) < (d)
(D) (c) < (b) < (a) < (e) < (d)
3. 2 分
z B、r B及c B分别是混合电解质溶液中B 种离子的电荷数、迁移速率及浓
度，对影响B 离子迁移数(t B) 的下述说法哪个对? （）
(A) │z B│愈大，t B愈大
(B) │z B│、r B愈大，t B愈大
(C) │z B│、r B、c B愈大，t B愈大
(D) A、B、C 均未说完全
4. 2 分
在298 K无限稀释的水溶液中，下列离子摩尔电导率最大的是：
物理化学简答题
物化第八第九章简答题
2）液滴会自动成球形，固体表面有吸附作用，溶液的表面也会有吸附现象，请给予热力学解释。
答：在一定的T、p下，系统的吉布斯函数越低越稳定。G =σ A 液滴自动呈球形是因为相同体积时，液滴的表面积最小。固体表面和液体表面有吸附作用是因为可通过吸附作用来
降低表面的不对称性，降低表面张力，使吉布斯函数降低。
3) 丁达尔效应
答：当入射光的波长大于胶体颗粒直径时，在入射光的垂直方向上可以看到光的散射现象，这就是丁达尔效应，其散射强度可用瑞利公式求出。
4）工业上常用喷雾干燥法处理物料。
答：根据开尔文公式可知，微小液滴的饱和蒸气压比普通平液面的饱和蒸气压的大，因此在同样温度下更易挥发，使物料达到干燥的目的。
5）用同一滴管在同一条件下分别滴下同体积的三种液体，水、硫酸水溶液、丁醇水溶液，则它们的滴数最多的是哪一个，最少的是哪一个？
答：把水的表面张力看为定值，加入硫酸后硫酸水溶液的表面张力增大，加入丁醇后丁醇水溶液的表面张力减小，表面张力越大越易形成球状。所以硫酸的滴数最少，丁醇滴数最多。
7、解释下列各种现象及其产生原因
（1）均匀混合的油水系统经静止后会自动分层；
（2）自由液滴或气泡通常呈球型；
（3）粉尘大的工厂或矿山容易发生爆炸事故。
答：（1）均匀混合的油水系统静止后分层是液体自动缩小界面积的现象。均匀混合的油水系统是多相分散体系，相与相之间的界面积很大，界面能很高，处于不稳定状态，因而会自动缩小界面积而使系统趋于稳定。
2）自由液滴或气泡也是液体自动缩小界面积的现象。一方面由于体积一定时，球型液滴表面积最小，另一方面若形成凸凹不平的不规则表面，在凸凹处分别受到相反方向附加压力的作用，在这些不平衡力的作用下，必然会形成球型表面，各处压力均衡，系统才处于稳定状态。
物化第九章自测题
第九章自测题
一、选择题
1．下列两反应所对应电池的标准电动势分别为θ1E 和θ2E ：
（1）)1()(2
1)(2122===+a HCl p Cl p H θθ （2）)()()1(222θθp Cl p H a HCl +===
则两个θE 的关系为（ ）。
（a ）θ2E =2θ1E （b ）θ2E = -θ1E （c ） θ2E = -2θ1E （d ） θ2E =θ
1E
2．298K 时，要使下列电池成为自发电池，
Na(Hg)(a 1)| Na +(aq)|Na(Hg)(a 2)
则必须使两个活度的关系为（ ）。
（a ）a 1 < a 2 （b ）a 1 = a 2 （c ）a 1 > a 2 （d ）a 1和a 2可取任意值
3．298K 时，已知V Fe Fe 771.023=++θϕ，V Sn Sn 150.024=++θϕ，则反应2Fe 3+ + Sn 2+==2Fe 2+ + Sn 4+ 的θ∆m r G 为（设活度因子均为1）（ ）。
（a ）-268.7kJ ⋅mol -1 （b ）-177.8kJ ⋅mol -1 （c ）-119.9kJ ⋅mol -1 （d ）119.9kJ ⋅mol -1
4．某电池在298K 和p θ压力下，可逆放电的热效应为Q R = -100J ，则该电池反应的m r H ∆值应为（ ）。
（a ）100J （b ）-100J （c ）>100J （d ）<-100J
5．已知Tl 3+，Tl +| Pt 的电极电势V 250.11=θϕ，Tl + | Tl 的电极电势V 336.02-=θ
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RTlnpr/p＝2γM/ρr RTlnp/pr＝2γM/ρr
——凸液面 ——凹液面
温度一定，弯曲液面与水平液面饱和蒸气压的关系为：
√(a)p凸>p平>p凹 (b)p凸<p平<p凹 (c)p凸=p平=p凹
γl：液表张力力图将液体分子拉向液面的 切线方向，以减小液表面积；
γls：液固界面张力力图将液体分子拉向右 方，以减小液固界面。
(2)杨氏方程 γs＝γls+γlcosθ
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往固体表面加一滴液体, 形成气、固、液三相间
的接触, 表面张力分别为γg-l,γg-s,γs-l, 若液体
与固体表面不润湿, 则( )
Surface Chemistry
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9.0 引言
基本概念 性质特征 主要内容
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一、基本概念
1.界面：是指两相接触的约几个分子厚度的过渡区，
若其中一相为气体，这种界面通常称为表面。
2.表面：是指液体或固体与其饱和蒸气之间的界面；
但习惯上把液体或固体与空气的界面称为液 体或固体的表面。
(a)γg-s>γs-l (c)γg-s=γs-l
(b)√γg-s<γs-l
(d)γg-l=γs-l
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9.4.3 润湿及分类
一、按界面吉布斯函数变化分类：
1.沾湿 (1)定义：固体表面和液体表面被液固界面代替的过程；
γs
γls
γl
(2)沾湿吉布斯函数变ΔGa ①定义：单位面积沾湿过程的吉布斯函数变化；
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3.铺展
(1)定义：液固界面取代固体表面，同时液体表面
增大的过程；
始态：
末态：
(2)铺展吉布斯函数变ΔGs ①定义：单位面积铺展过程的吉布斯函数变化；
②计算：ΔGS＝γls +γl －γs＝－γl(cosθ－1) ③说明：自发铺展ΔGS＜0→→θ＝0°或θ不存在。 (3)铺展系数S ①定义：S＝－ΔGS＝γl(cosθ－1)；
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三、主要内容
产生原 因 几种典型界面
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来自百度文库 9.1 界面张力
9.1.1 界 面 分 析 9.1.2 界 面 张 力 9.1.3 热力学公式
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9.1.1 界面分析
1.表面分子受力：合力指向液体内部，即受力不均衡；
2.受力结果：表面分子 向液体内部运动，即力 求减小液体表面的面积 至最小；
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2.吸附量： 单位质量吸附剂所吸附气体的物质的量 或其在标准状况下的体积； Γ＝n/m——mol·kg－1； Γ ＝V/m——m3·kg－1 吸附剂表面完全被吸附质覆盖时的吸附量 为饱和吸附量 Γ∞ 。 3.覆盖率(θ)： 任一瞬间吸附剂固体表面被吸附质覆盖的分数； 空白率：1－θ； 关系式：θ＝ Γ/Γ∞
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2. 吉布斯等温吸附式
(1) 推导：略
(2) (3)
表达式： 说明：
Β
aB RT
aB
T
适用条件：理想稀溶液； 温度一定: dγ/dc＜0：c↑，γ↓；Γ＞0；正吸附。
dγ/dc＞0：c↑，γ↑；Γ＜0；负吸附。
dγ/dc=0：c↑，γ→；Γ=0；零吸附。
应 用：Γ、c、dγ/dc的相互计算。
②说明：铺展必要条件S≥0；S越大，铺展性能越好。
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4. 总结
(1) 90°＜θ＜180°——沾湿；
(2) 0°＜θ ＜90°——沾湿或浸湿；
(3)θ＝0°或不存在——沾湿、浸湿或铺展。
★已知20℃时水的表面张力72.8mN/m, 汞的表面张力 483 mN/m, 而汞和水的表面张力376 mN/m, 则水( ) 在汞的表面铺展开。
1.物质本性：分子间作用力的区别造成；
(1)液体表面：极性越大，物质表面张力越大；
熔融盐或金属的表面张力较大。
(金属键)> (离子键)> (极性共价键)> (非极性共价键)
(2)一般的: 固体的表面张力大于液体的表面张力。
2.温度的影响：源于温度对分子间作用力的影响；
(1)一般的：温度升高→分子间作用力减小
3. 相关概念：
表面惰性物质：可使溶液表面张力升高的物质； 表面活性物质：可使溶液表面张力降低的物质。
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二、吸附量的计算
1. 表面过剩(Γ)——吸附量 (1)定义：单位表面积中所含溶质的物质的量
与同量溶剂在本体中所含溶质的物 质的量之差； (2) 单位：mol/m2； (3) 说明：正吸附Γ＞0；负吸附Γ＜0。
3.常见的界面：液-液界面，液-固界面，固-固界面。
气-液界面，气-固界面
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二、性质特征
1.性质：※有一定厚度； ※界面相的结构和性质与两相本体不同.
2.界面现象：由于界面相的结构和性质与两相本
体不同所造成的特殊表现。
3.影响因素： ※物质的分散度； ※分散度用比表面积表征；
→→物系质量一定，分散度越大，aS越大, 界面现象越明显。
的关系(重点)。
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(三)吸附等温线的种类：
V
V
V
V
V
0 p/p* 1 0 p/p* 1 0 p/p* 1 0 p/p* 1 0 p/p* 1
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
注：Ⅰ：单层吸附:单分子层物理吸附或化学吸附。
Ⅱ、Ⅲ：平面上的多分子层吸附；
Ⅳ、Ⅴ：有毛细凝结时的多层吸附。
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(四)等温吸附的计算 ——Langmuir单分子层吸附 1. Langmuir单分子层吸附理论： ①单分子层吸附：化学吸附和范德华力作用范围等于
1.相同点：表面分子受力不均→γ、GS同样存在；
2.不同点：降低GS的方法不同; (1)液体表面：减小As→减小GS；
气相
(2)固体表面：无法减小As →通过对具有较低γ的物质
的吸附降低受力不对称；
→减小液表的γ→减小GS。
固相
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9.3.2 基本概念
1.吸附： 一定条件下，相界面上某种物质的浓度不同于 体相浓度的现象为吸附； 被吸附的物质为吸附质； 具有吸附能力的为吸附剂(高as的物质)； 吸附为表面效应，要与吸收区分开。 ★常用的吸附剂：硅胶、分子筛、活性炭等。
封闭在钟罩内的大小液滴的变化趋势是: (a)小的变大, 大的变小
(√b)小的变小, 大的变大
(c)大小液滴变为半径相等为止
(d)不发生变化
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9.2.2 溶液表面
一、溶液表面的吸附现象
1.溶液表面降低Gs的途径：通过对溶质的吸附降低γ。 2.吸附分类：
正吸附——溶液的表面浓度高于其本体浓度； 负吸附——溶液的表面浓度低于其本体浓度。
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9.4 液-固界面
9.4.1 界 面 分 析 9.4.2 基 本 概 念 9.4.3 润湿及其分类 9.4.4 固体自溶液中的吸附
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9.4.1 界面分析——与液表比较
表面分子受力不均→γ、GS同样存在；
→自发降低GS方法：
气相
→降低界面面积或通过吸附降低γ。
固相
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纯水的表面张力为γ1, 某溶质的表面张力为γ2, 且 γ2>γ1, 形成溶液后,溶质的表面浓度为CS, 本体浓 度C0,则( )
(a)CS>C0 √(b)CS<C0 (c)CS=C0 (d)CS=0
溶液表面层对溶质发生吸附, 当CB(表面浓度)>CB,0(本 体浓度), 则( )。
√(a)称为正吸附, 溶液表面张力降低
2.说明:Tc越高越易液化，故亦越易被物理吸附。
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二、吸附量的计算 (一)吸附量的影响因素：温度和压力； (二)吸附量的研究方法：利用关系曲线进行研究； 吸附等压线：压力一定，研究吸附量与温度的关系； 吸附等量线：吸附量一定，研究吸附温度与压力
之间的关系； 吸附等温线：温度一定，研究吸附量与压力之间
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4.公式在界面现象中的应用： (1)条件：恒温恒压及系统中相的组成不改变； (2)计算：dG＝dGS＝γdAs→→GS＝γAs
→→GS＝∑γiAsi(绝对吉布斯函数值)
(3)说明：界面现象产生的最终原因是GS自发减小
←或降界面面积减至最小； ←或通过一定手段降低γ。
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9.2 气-液界面
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9.3.3 吸附分类及计算
一、吸附分类(按吸附质与吸附剂的作用本质分类)
1.物理吸附与化学吸附的区别
分类
物理吸附
化学吸附
吸附力
范德华力
化学键力
吸附层数
单层或多层
单层
吸附热 较小，近于液化热 较大，近于反应热
选择性
很差甚至没有
较强
可逆性
具有可逆性
不可逆
吸附平衡 容易达到平衡
不易达到平衡
(1)弯液面分类：凹面——小气泡，凸面——小液滴；
(2)附加压力方向指向液体内部；
(3)凸液面Δp＞0；凹液面Δp＜0。
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4.拉普拉斯方程 Δp＝2γ/r 单 位：N·m－2
注 意：凸液面r＞0；凹液面r＜0
Δp＝2γ/r＞0 Δp＝2γ/r＜0 Δp＝4γ/r＞0
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说 明：
(b)称为正吸附, 溶液表面张力不变 (c)称为负吸附, 溶液表面张力增加 (d)称为负吸附, 溶液表面张力降低
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9.3 气-固界面
9.3.1 界 面 分 析 9.3.2 基 本 概 念 9.3.3 吸附的种类与计算 9.3.4 吸附热力学
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9.3.1 界面分析——与液表比较
②计算：ΔGa＝γls－γs－γl＝－γl(cosθ+1) ③说明：自发沾湿ΔGa＜0→→θ＜180°
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2.浸湿 (1)定义：固体表面全部被液固界面代替的过程；
←γs
←γls
(2)浸湿吉布斯函数变ΔGi ①定义：单位面积浸湿过程的吉布斯函数变化； ②计算：ΔGi＝γls－γs＝－γlcosθ ③说明：自发浸湿ΔGi＜0→→θ＜90°
分子直径大小的物理吸附； ②固体表面均匀：晶格吸附能力相同，一个晶格只
吸附一个分子，吸附热为常数； ③被吸附分子间无相互作用力：对吸附无影响； ④吸附平衡为动态平衡：解吸速率＝吸附速率。
2. Langmuir等温吸附式
bp
1 bp
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9.3.4 吸附热力学
※吸附自发(ΔG＜0) ※气体被吸附(ΔS＜0) →ΔH=ΔG+TΔS＜0 →恒温恒压下为放热过程。
→表面分子受力趋于均衡→γ减小；
(2) T→TC：液体表面的γ→0。
→→同一种界面在一定温度下具有一定的γ值 。
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9.1.3 热力学公式
1.公式演变：
简单系统→多组分系统→具有界面效应的多组分系统；
2. 公式形式：略 3. γ的表达式：
G
U
H
A
As T, p,nB As S,V ,nB As S, p,nB As T,V ,nB
9.2.1 弯曲纯液面 9.2.2 溶液表面
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9.2.1 弯曲纯液面
一、附加压力
1.产生原因：液面张力的存在；
pg
pg
p合 pl= pg+ p合
→平液面：pl＝pg；
→弯液面：pl＝pg±p合
p合 p合
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2.定义：弯曲液面内外的压力差；
3.说明
def
p p(l) p(g)
a.不移动；b.向右移动；√c.向左移动；d.来回移动；
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二、弯曲纯液面的蒸汽压
1. 比较：平液面p＝f(T，物性) ——克—克方程； 小液滴p＝f(T，r，物性) ——开尔文公式；
2.表达式：RTlnpr/p＝2γM/ρr ——凸液面
RTlnp/pr＝2γM/ρr ——凹液面 3. 说明： (1)凸液面：pr＞p；r↓，pr↑；
(1)附加压力与弯液面的底面半径无关，液面上任何 一点的Δp相同。
(2)Δp与弯液面的曲率半径呈反比： r↑，Δp↓；r→∞(平液面)，Δp＝0。
(3)Δp与弯液面γ呈正比;γ与温度及液体性质有关。
(4)空气中的小气泡：两个界面→Δp＝4γ/r。
★水平放置的毛细管中装有非润湿性液体，在左端 加热，管内液体会如何变化？
气相
3.举例说明：小液滴呈 液相 球形——同样体积下球 形的表面积最小。
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9.1.2 界面张力
一、界面张力
1.定义：沿着界面，作用在单位长度上的紧缩力； 2. 单位：N·m－1 3. 方向：沿着界面指向其紧缩方向；
平液面γ平行于液面； 弯液面γ相切于液面。
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二、 γ的影响因素
9.4.2 基本概念
1.接触角θ：
当液滴在固体表面不完全展开时，在气、液、固 三相会合点，液固界面水平线与气液界面切线之 间通过液体内部的夹角。
θ
θ
玻璃板上的水滴
玻璃板上的汞滴
0°＜θ＜180°
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2.杨氏方程： (1)受力分析
γl
γs
θγl-s
γs：固表张力力图将液体分子拉向左方，
以减小固表面积；