物理化学—表面化学练习题及参考答案(1)
物理化学表面现象练习题
物理化学表面现象练习题第一题:一张正方形纸片的质量为m,边长为l。
该纸片悬挂在水面上,完全浸没。
如果纸片边缘受到的浮力为F1,纸片下表面受到的压强为P1,上表面受到的压强为P2,求纸片周围的液体对纸片边缘的压力。
解题步骤:1. 首先,我们需要计算纸片的体积。
纸片的边长为l,可以计算出纸片的面积为A = l * l。
令纸片的厚度为δ,可以计算出纸片的体积为V = A * δ。
2. 然后,我们需要计算纸片受到的浮力。
根据阿基米德定律,浸没在液体中的物体受到的浮力等于其排开液体的体积乘以液体的密度。
所以,纸片受到的浮力为F = V * ρ,其中ρ为液体的密度。
3. 接下来,我们需要计算纸片下表面受到的压强P1。
假设液体对纸片下表面的压强为p。
由于压强的定义为P = F / A,我们可以得到P1 = F / A1,其中A1为纸片下表面的面积。
纸片下表面的面积可以表示为A1 = (l - 2δ) * (l - 2δ)。
因此,纸片下表面受到的压强为P1 = F / A1。
4. 最后,我们需要计算纸片周围的液体对纸片边缘的压力。
纸片周围的液体对纸片边缘的压力等于液体对纸片边缘施加的力除以纸片边缘的长度。
由于纸片边缘受到的力等于纸片边缘受到的浮力,我们可以得到液体对纸片边缘的压力为P = F1 / l。
根据以上步骤,我们可以计算出纸片周围的液体对纸片边缘的压力。
第二题:一块金属板被放置在一个达到热平衡的室温环境中。
金属板的初始温度为T1,室温为T2,金属板的质量为m,比热容为c。
金属板表面的面积为A,厚度为δ。
假设金属板和室温环境之间的热传导只发生在金属板的两个表面,并且忽略金属板的边缘效应。
请计算金属板表面温度随时间的变化。
解题步骤:1. 首先,我们可以根据热传导定律得出金属板表面温度随时间的变化率。
根据热传导定律,金属板表面温度随时间的变化率可以表示为dθ/dt = (1 / (ρcA)) * (dQ / dt),其中ρ为金属板的密度,c为金屋比热容,A为金屋表面的面积,dQ / dt为单位时间内通过金属板表面传递的热量。
大学物理化学第13章 表面物理化学(1)
第13章表面物理化学1.恒温恒压下,将一液体分散成小颗粒液滴,该过程液体的熵值将:( )A、增大;B、减小;C、不变;D、无法判定2.用同一滴管分别滴下1cm3的NaOH水溶液、水、乙醇水溶液,各自的滴数多少的次序为:( )A、三者一样多;B、水 > 乙醇水溶液 > NaOH水溶液;C、乙醇水溶液 > 水 > NaOH水溶液;D、NaOH水溶液 > 水 > 乙醇水溶液;3.在相同的温度及压力下,把一定体积的水分散成许多小水滴,经过这一变化过程,以下性质保持不变的是:( )A、总表面能;B、比表面;C、液面下的附加压力D、表面张力4.直径为1×10-2m的球形肥皂泡所受的附加压力为(已知表面张力为0.025N·m-1)( )A、5 Pa;B、10 Pa;C、15 Pa;D、20 Pa5.将一毛细管插入水中,毛细管中水面上升5cm,在3cm处将毛细管折断,这时毛细管上端:( )A、水从上端溢出;B、水面呈凸面;C、水面呈凹形弯月面;D、水面呈水平面;6.微小晶体与普通晶体相比较,性质不正确的是:( )A、微小晶体的饱和蒸气压大B、微小晶体的溶解度大C、微小晶体的熔点较低D、微小晶体的溶解度较小7.当水中加入表面活性剂后,将发生:( )A、d/da < 0 正吸附;B、d/da < 0 负吸附;C、d/da > 0 正吸附;D、d/da > 0 负吸附;8.把细长不渗水的两张纸条平行地放在纯水面上,中间留少许距离,小心地在中间滴一滴肥皂水,则两纸条间距离将:( )A、增大;B、缩小;C、不变;D、以上三种都有可能9.水不能润湿荷叶表面,接触角大于90°,当水中加入皂素后,接触角将:( )A、变大B、变小C、不变D、无法判断10.表面活性剂具有增溶作用,对增溶作用说法不正确的是:( )A、增溶作用可以使被溶物的化学势大大降低;B、增溶作用是一个可逆的平衡过程;C、增溶作用也就是溶解作用;D、增溶作用与乳化作用不同11.多孔硅胶有强烈的吸水性能,硅胶吸水后其表面Gibbs自由能将:( )A、变大B、变小C、不变D、无法判断12. Langmuir吸附等温式满足的条件下,下列不恰当的是:( )A、固体表面是均匀的;B、吸附质分子之间的相互作用可忽略不计;C、吸附是多分子层的;D、吸附热不随吸附量改变;13.对于物理吸附的描述中,不正确的是:( )A、吸附力来源于范德华力,其吸附一般不具有选择性;B、吸附热较小;C、吸附层可以是单分子层或多分子层;D、吸附速率较小;14.称为催化剂毒物的主要行为是:( )A、和反应物之一发生化学反应;B、增加逆反应的速率;C、使产物变得不活泼;D、占据催化剂的活性中心;15.已知水溶解某物质以后,其表面张力与溶质的活度a呈如下关系式中为纯水的表面张力,A、B为常数,则溶液的表面过剩为:A、 B、 C、 D、16.一般来说,物理吸附的吸附量随温度升高而,化学吸附的吸附量随温度升高。
物理化学表面及胶体习题2011
界面与胶体化学习题课(一) 界面与胶体化学主要公式1. 表面张力(表面自由能)B n P T AG ,,)(∂∂=γ(单位 N/m,J/m 2) 2. 弯曲表面下的附加压力(Young-Laplace )gh RP s ργ∆==2 (R 为曲率半径,∆ρ为弯曲表面两边的物质密度差) (肥皂泡RP s γ4=) 毛细管中gR g R h ⋅∆⋅⋅=⋅∆⋅=ρθγργcos 22,(R 毛细管半径,θ接触角) 3. 弯曲表面下的蒸气压(Kelvin ))11(2ln 1212R R M P P RT -⋅=ργ (小液滴,大液滴,土壤中的毛细管吸附水,不同粒度物质的溶解度)4. 吸附等温式Langmuir ,BET 等(注意使用条件):5. 吉布斯表面吸附等温式:dad RT a γ⋅-=Γ (讨论正、负吸附) 6. 接触角:0<θ<90o 固体被液体润湿;θ>90o 固体不为液体润湿。
7. 胶体中沉降平衡时粒子随高度分布公式:)()(34ln 120312X X N g r N N RT -⋅⋅--=介质粒子ρρπ 8. Rayleigh 散射公式:散射光强度与入射光波长的四次方成反比例。
胶团构造:(AgI ) [(AgI)m ·nI -,(n-x)K +]x-·xK +胶核,胶粒,胶团,双电层,电泳,电渗,流动电势,沉降电势。
(二) 习题1. 293K 时,把半径为1.0mm 的水滴分散成半径为1.0μm 的小液滴,试计算(已知293K 时水的表面Gibbs 自由能为0.07288J/m 2):(1)表面积是原来的多少倍?(2) 表面Gibbs 自由能增加多少?(3)完成该变化时环境至少需做多少功?答:(1)1000; (2)A G ∆⋅=∆γ=9.145×10-4J(3)Wf =9.145×10-4J6. 在298K 和101.325kPa 压力下,将直径为1.0μm 的毛细管插入水中,问需在管内加多大压力才能防止水上升?若不加压力,水面上升,平衡时管内液面上升多高?(已知298K 时水的表面张力为0.072N/m ,水密度为1000kg/m 3,设接触角为0度,重力加速度g 为9.8m/s 2) 答:gh RP s ργ∆==2,Ps=288kPa ,h=29.39m8. 已知在298K ,平面水的饱和蒸汽压为3168Pa ,求在相同温度下,半径为3nm 的小液滴的饱和蒸汽压,已知298K 时水的表面张力为0.072N/m ,水密度为1000kg/m 3,水的摩尔质量为18g/mol )答; )11(2ln 1212R R M P P RT -⋅=ργ主要密度,摩尔质量单位 得到P2=4489.7pa10. 水蒸气骤冷会发生过饱和现象,在夏天的乌云中,用飞机撒干冰微粒,使气温骤降至293K ,水汽的过饱和度(P/Ps )达4。
厦门大学物理化学习题及答案第章界面现象
厦门大学物理化学习题及答案第章界面现象1、表面性质与什么有关?服用同样质量同样成份的药丸和药粉,哪一种的药效快?为什么?答案:(药粉的比表面大,药效快。
)2、试计算在20℃时将1cm3水分散成半径为1某10-5cm的小水滴所需要的功。
答案:(2.16J)3、将一个系有细线圈的金属环,在肥皂液中浸一下然后取出,这时金属环被一层液膜所覆盖,而细线圈也保持着最初不规则的形状(见图),现若将线圈内的液膜刺破,问线圈将变成什么形状?为什么?答案:(变成一圆圈,因为表面张力的作用。
)4、有人从"表面扩展过程是一熵增过程"出发,得到"表面扩展是一自发过程"这一结论。
试指出此结论的错误所在。
答案:(体系熵增加并不等于总熵增加。
)5、设纯水的表面张力与温度的关系符合下面的关系式假定表面积改变不会引起总体积变化。
试求(1)在283K及压力下可逆地使水的表面积增加1cm2时,必须对体系做功多少?(2)计算该过程中体系的ΔU、ΔH、ΔS、ΔF、ΔG及所吸收的热。
(3)除去外力,使体系不可逆地自动收缩到原来的表面积;并设不做收缩功。
试计算该过程的ΔU、ΔH、ΔS、ΔF、ΔG及热。
答案:〔(1)W=-7.424某10-6J(2)ΔU=ΔH=7.564某10-6J、ΔF=ΔG=7.424某10-6J、ΔS=4.95某10-10J·K-1、Q=1.4某10-7J(3)ΔU=ΔH=-7.564某10-6J、ΔF=ΔG=-7.424某10-6J、ΔS=-4.95某10-10J·K-1、Q=ΔU〕4、如图所示两根毛细管中分别装有两种不同的液体,若在毛细管右端加热,问液体将如何移动。
答案:(上管向左,下管向右)5、在下列体系中将活塞两边连通时将出现什么情况?为什么?若连通大气又如何?答案:(小泡变小,大泡变大,若连通大气,则两气泡均变小,直至曲率半径变成无限大。
)6、在一管径不均匀的毛细管中有一些可润湿管壁的液体存在(见图)。
物理化学练习题及答案
物理化学练习题及答案
以下是物理化学练题及其答案:
1. 已知氯气在0℃时密度比空气大
2.44倍,求氯气的摩尔质量。
答案:70.91 g/mol
2. 算出10mol一氧化碳和15mol氧气在完全燃烧下产生的水的
质量并写出反应式。
答案:反应式2CO + O2 → 2CO2;水的质量为180g。
3. 有一容积为1L的,温度为25℃,内装有SO2Dioxide,在标
准状况下浓度为1mol/L。
求体积为1L的内的SO2质量。
答案:64.07g
4. 已知非极性H2O2在正己烷中的溶解度为0.25 g/L,求该物
质在正己醇中的溶解度。
假设两种溶剂的体积相等。
答案:0.2 g/L
5. 已知分子式为C4H10的有机物A和分子式为C2H6O的有机物B在相同的条件下燃烧生成的CO2的质量之比为27:22,求A 和B的分子式。
答案:A为C4H10,B为C2H6O2。
6. 在65℃时,硫的三种同素异形体均匀自由某室温下倾斜的中慢慢流出。
它们的密度分别为1.96,2.07和2.30g/cm³。
问它们按照密度从小到大的顺序排列,应先流出的是哪一个?
答案:轻硫S8。
以上是物理化学练题及答案。
物化练习题及答案
物化练习题及答案一、选择题(每题4分,共40分)1. 锌可以和下列哪种物质发生反应?A. 铜B. 铝C. 钢铁D. 铂答案:A2. 以下哪个元素是地球上最常见的金属元素?A. 铁B. 铝C. 铜D. 锌答案:B3. 哪种燃料的能量密度最高?A. 木材B. 天然气D. 汽油答案:D4. 以下哪种物质在常温下为液体?A. 铁B. 铝C. 汞D. 铂答案:C5. 温度为摄氏零下273.15度时,气体的体积为零,这一温度点被称为:A. 绝对零度B. 熔点C. 沸点D. 环境温度答案:A6. 水在常温下的存在形态是:A. 液体C. 固体D. 上述都是答案:D7. 以下哪个元素是地球上最常见的非金属元素?A. 氧B. 氮C. 碳D. 硅答案:A8. 化学式H2O表示的物质是:A. 水B. 氧气C. 化学反应D. 碳酸答案:A9. 哪种金属在常温下属于液体?B. 铝C. 汞D. 铜答案:C10. 化学名称Fe表示的元素是:A. 铝B. 铁C. 铅D. 锡答案:B二、填空题(每题5分,共20分)1. 短程有色金属成本较低,适合制造耐腐蚀、散热等需要。
答案:铝2. 电子元器件中常使用的金属材料是导体。
答案:铜3. 在自然界中,最多的元素是氢。
答案:氢4. 所有物质由不可再分割的最小粒子组成,称为原子。
答案:原子三、简答题(每题10分,共40分)1. 解释物质的三态是什么?并举例说明。
答案:物质的三态分别是固态、液态和气态。
在固态下,物质的分子密集排列,不易流动,例如冰。
在液态下,物质的分子较为稀疏,可以流动,例如水。
在气态下,物质的分子排列较为松散,具有较高的热运动能量,例如水蒸气。
2. 什么是化学反应?举例说明。
答案:化学反应是指物质在化学变化过程中,原有的物质经过分子之间的构建、断裂和重新组合,形成新的物质的过程。
例如,当铁与氧气反应形成铁锈时,化学反应发生。
3. 解释燃烧现象的化学原理。
答案:燃烧是一种快速氧化反应,它需要燃料、氧气和可燃物质达到着火点的温度。
物化练习题(1)
高材15级物理化学试题A一、分析及相图题1、真实气体的行为规则是什么?真实气体能否被液化?其条件是什么?答:分子之间有相互作用力,分子本身占有体积,分子不断作无规则热运动;能被液化,气体温度低于Tc(临界温度)。
2、质量作用定律对于复杂反应是否适应?答:否,质量作用定律只适用于基元反应,对于非基元反应,只能对其反应机理的每一步基元反应适用。
3、现在有人想利用海洋中不同深度的温度不同,设计一种循环操作的机器,使海水的热力学能转换成有用的机械功。
这是不是违反热力学第二定律?为什么?答:不违反,海洋深层的温度低于表面,由于相对密度的原因,温度低的水总在海洋的下层,因为不是从单一的热源吸热做功,所以不违反热力学第二定律。
4、任一封闭系统在任意指定的始末状态之间可设计出无数多个具体的途径,各具体途径的热和功皆不相等,但每个途径的热和功的代数和皆相等,原因何在?答:封闭系统在指定的始末状态之间,任一指定途径的Qi+Wi=Δu,而Δu是状态函数的增量。
对于指定系统,Δu只取决于始末状态而与途径无关,故各途径的热和功…5、气相反应NO(g)+1/2O2(g) → NO2(g)在298 K,101.325 kPa下进行。
若有关气体均可视为理想气体,则因理想气体的热力学能只是温度的函数,故上述反应的△U = 0,又因是等温等压过程,Q=nC p,m△T=0。
此种说法是否正确?为什么?答:不正确,对于一定质量一定组成的理想气体,其热力学能只是温度的函数,有相变化或化学变化时不满足上述条件,也就是得不到ΔU=0的结论,只适用于系统在无相变化及化学变化且ω′=0的等压过程下的的情况,而有化学变化时套用公式则不对。
6、知道了化学反应方程式,能否确定其反应级数和反应分子数?答:不能,反应级数由实验得到,可通过尝试法,半衰期法,初始速率法等加以确定,通常一个化学反应不是按其计量数所示个数分子直接碰撞,而是经过一系列分子直接碰撞发生的步骤7、一定量100℃,100 kPa的水,在等温等压条件下变成水蒸气。
化学中的表面化学题
化学中的表面化学题化学中的表面化学问题引言:表面化学是研究化学反应和现象在物质表面发生的科学。
它涉及到各种材料的表面性质、表面现象以及表面反应的机理和应用等方面。
本文将讨论表面化学的重要性、表面现象的实例以及表面化学在工业、生物、环境等领域中的应用。
第一部分:表面化学的重要性表面化学作为一门交叉学科,对于理解和应用许多化学现象具有重要意义。
首先,材料的表面性质直接影响其物理化学性能和行为。
例如,在催化剂中,其表面的活性位点能够促进化学反应的发生。
其次,许多化学反应和现象是在材料的表面发生的,如溶解、吸附、腐蚀等。
而这些表面反应对于材料的稳定性和功能起着关键作用。
因此,了解和研究表面化学对于材料科学和化学工艺具有重要意义。
第二部分:表面现象的实例表面化学研究中涉及到多种表面现象,以下是其中几个典型实例的简要介绍。
1. 吸附:吸附是指化学物质在固体或液体表面上附着形成吸附层的现象。
吸附可以分为物理吸附和化学吸附,两者的机制和性质有所不同。
例如,活性炭的吸附性能可以用于水处理和空气净化等环境应用。
2. 表面张力:表面张力是液体分子间吸引力导致的液体表面上产生的一个张力,使得液体表面呈现出收缩的趋势。
表面张力对液体的物理性质和液滴的形状有重要影响,也是一些自洁材料的基础。
3. 润湿性:润湿性是指液体在固体表面上的展开度和接触角的大小,润湿性与表面张力相关。
例如,纳米技术中的自清洁涂层就利用了物体表面的润湿性。
第三部分:表面化学的应用表面化学的研究成果在许多领域具有广泛的应用价值。
1. 工业应用:表面化学在工业领域中广泛应用于催化剂、涂层、材料改性等方面。
例如,催化剂的设计和制备可以通过调控表面活性位点来提高催化效率。
而表面涂层的改性可以提升材料的性能和耐久性。
2. 生物医学应用:在生物医学领域中,表面化学被广泛应用于药物传递、生物传感器、组织工程等。
通过调控材料表面的化学性质,可以实现药物的靶向输送和控释。
物理化学下学期习题课(1)
7)Ag + 2 Cl AgCl 反应在25℃,101.325kPa下进行放热127.07 kJ·mol-1,若布置成可逆电池,在可逆电池中进行,则放热32.998 O O kJ·mol-1。该反应的 ∆r H(298K)=______, ∆r S m (298K)=_____。 m
θ θ ∆ r H m = Q p, m ⇒ ∆ r H m = −127.02kJ ⋅ mol −1
物 理 化 学
习 题 课
填
空
题
相
变
热
力
学
6)在0℃到100℃的范围内液态的水的蒸气压与温度的关系可近似地表示为如下关 系: lg (p/kPa) = -2265/ (T/K) +8.0187 某地区的气压只有60.0kPa,那么这个地区水的沸点为___89.8___℃。 lg60=-2265/T +8.0187 T=89.8℃
8)在相图中总可以利用杠杆规则计算两相平衡时两相的相对 的量。
对。
物 理 化 学
习 题 课
思
考
题
相
变
热
力
学
9)在简单低共熔物的相图中,三相线上的任何一个系统点的 液相组成都相同。
对,在三相线上,自由度数为零,为无变量系统,所以在此线上液相组成不变。
10)三组分系统最多同时存在5个相。
对,F=3-P+2。
物
理
化
学
习
题
课
思
考
题
电
化
学
4)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。 错,弱电解质也适用。 5)电解质的无限稀释摩尔电导率 得到。 错,只适用于强电解质。 6)德拜-休克尔公式适用于强电解质。 错,只适用于强电解质稀溶液。 7)恒温、恒压下∆G>0的反应不能自发进行。 错,恒T、P,W’=0时, ∆G>0 的过程不能自发进行。
表面化学、胶体化学选题、填空课外补充练习(化学工程10级1-6班)
表面化学、胶体化学选择、填空题课外补充题选自《物理化学例题与习题》表面化学部分一、填空题:1.20℃、101.325kpa下,把一半径r1=5㎜的水珠分散成r2=10-3㎜的小水滴,则小水滴的数目为个。
此过程系统ΔG= J。
(已知20℃时,σ(H2O)=7.275× 10-2N/m)。
2.20℃、101.325kpa的大气压力下,在液体水中距液面0.01m处形成r=1mm的小气泡时,气泡内气体的压力P = 。
3.同种液体,在一定温度下形成液滴、气泡和平面液体,对应的饱和蒸气压分别为p 滴、p 泡和p 平,若将三者按大小顺序排列应为。
4.空气中有一肥皂泡,其泡内气相压力p内泡外气相压力p外(填“>”,“<”或“=”),若肥皂液的表面张力为σ,泡的半径为r,则P内—P外= 。
5.将一玻璃毛细管垂直插入某液体中,若该液体对毛细管不润湿,则管内液面呈形,产生的附加压力的方向指向,管内液面管外平液面。
6.一般物质当温度升高时,表面张力,达到温度时,表面张力为零。
7.室温下,水、汞的表面张力分别为σ(H2O)=73mN/m,σ(Hg)=485mN/m,水—汞的界面张力σ(H2O/Hg)=375mN/m, 则水在Hg表面上的铺展系数ϕ= ,表明水在Hg表面上铺展。
8.比较物理吸附与化学吸附的区别,并填入下表:项目物理吸附化学吸附吸附作用力吸附选择性吸附速度吸附分子层吸附热吸附稳定性9. 气体被固体吸附的过程,系统的熵变ΔS0,焓变0。
(填“>”、“<”,或“=”)10.273k时,已知某气体在固体吸附剂上的吸附服从Langmuir吸附规律,实验测得该气体在不同压力下的吸附量V(STP), 以p /V对p 作图,所得的直线斜率为6×10-3m-3,截距为1.2×109Pa/m-3。
则该气体在固体吸附剂上的吸附系数b= 。
11.在溶剂中加入某溶质B,能使该溶液的表面张力增大,则该溶质的表面浓度体相浓度,发生负吸附,该溶质为表面物质。
物理化学全程导学及习题全解287-304 第十三章表面物理化学
第十三章 表面物理化学本章知识要点与公式 1.表面张力及表面Gibbs 自由能 B B B B,,n ,,n ,,n ,,n s s s s S V S p T V T p U H A G A A A A γ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫∂∂∂∂====⎪ ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭ 2.弯曲表面上的附加压力和蒸气压 (1)Young -Laplace 公式:''1211R R s p γ⎛⎫=+⎪⎝⎭上式表示附加压力与球曲率半径及表面张力的关系。
若是球面,'''12'2, s R R R p R γ===若为平面,则'1R 和'2, 0s R p →∞→。
毛细管内液柱上升(或下降)的高度(h )计算方法。
2cos h R gγθρ=∆(θ为液体与管壁之间的接触角,11g ρρρρ∆=-≈ ) (2)弯曲表面上的蒸气压—Kekvin 公式''0022ln r p M p MRT p p R RTR γγρρ∆==简化式: 3.溶液的表面吸附 Gibbs 吸附公式 22d d 2a RT a γΓ=-若2d 0,0d 2a γ〈Γ〉则,是正吸附,表面活性物质;若22d 0,0d a γ〉Γ〈则,是负吸附,非表面活性物质。
4.液—固界面——润湿作用 杨氏润湿方程:cos s g l sl gγγθγ----=当090o o θ≤〈时,液体能润湿固体, 0o θ=时,液体完全润湿固体。
当90180o o θ〈≤时,液体不能润湿固体, 180o θ=时,液体完全不能润湿固体。
粘湿功()1cos a g s g l l s g l W γγγγθ----=+-=+ 浸湿功cos i g s l s g l W γγγθ---=-=铺展系数()cos 1g s g l l s g l S γγγγθ----=--=- 5.固体表面吸附 Langmuir 等温式:m m11ap p pap V V a V θ==++或 混合气体的Langmuir 吸附等温式:B 1B BB BBa p a p θ=+∑Fieundlich 等温式:1nq kp = BET 吸附公式(=常数公式):()()11pms s C V V p p p C p =⎡⎤-+-⎢⎥⎣⎦eMKHH T 方程式:()ln o m V RT A p V θα== 通过Clausius -Clapeyron 方程式求化学吸附热2ln Q RTq p T ∂⎛⎫=⎪∂⎝⎭ 6.气-固相表面催化反应单分子反应2A A 2A A A 1k a pr k a p θ==+(假定产物的吸附很弱)若A p 低,A A 1a p ,则2A A A r k a p kp ==,一级反应; 若A p 高,A A 1a p ,则2r k =,零级反应; 若A p 适中,2A AA A1k a p r a p =+,介于0~1级之间。
物理化学表面现象练习题(含答案及详细讲解)
物理化学表面现象练习题(含答案及详细讲解)物理化学表面现象练习题一、判断题:1.只有在比表面很大时才能明显地瞧到表面现象,所以系统表面增大就是表面张力产生的原因。
2.对大多数系统来讲,当温度升高时,表面张力下降。
3.比表面吉布斯函数就是指恒温、恒压下,当组成不变时可逆地增大单位表面积时,系统所增加的吉布斯函数,表面张力则就是指表面单位长度上存在的使表面张紧的力。
所以比表面吉布斯函数与表面张力就是两个毫无联系的概念。
4.恒温、恒压下,凡能使系统表面吉布斯函数降低的过程都就是自发过程。
5.过饱与蒸气之所以可能存在,就是因新生成的微小液滴具有很低的表面吉布斯自由能。
6.液体在毛细管内上升或下降决定于该液体的表面张力的大小。
7.单分子层吸附只能就是化学吸附,多分子层吸附只能就是物理吸附。
8.产生物理吸附的力就是范德华力,作用较弱,因而吸附速度慢,不易达到平衡。
9.在吉布斯吸附等温式中,Γ为溶质的吸附量,它随溶质(表面活性物质)的加入量的增加而增加,并且当溶质达饱与时,Γ达到极大值。
10.由于溶质在溶液的表面产生吸附,所以溶质在溶液表面的浓度大于它在溶液内部的浓度。
11.表面活性物质就是指那些加入到溶液中,可以降低溶液表面张力的物质。
二、单选题:1.下列叙述不正确的就是:(A) 比表面自由能的物理意义就是,在定温定压下,可逆地增加单位表面积引起系统吉布斯自由能的增量 ;(B) 表面张力的物理意义就是,在相表面的切面上,垂直作用于表面上任意单位长度切线的表面紧缩力 ;(C) 比表面自由能与表面张力量纲相同,单位不同 ;(D) 比表面自由能单位为J·m-2,表面张力单位为N·m-1时,两者数值不同。
2.在液面上,某一小面积S周围表面对S有表面张力,下列叙述不正确的就是:(A) 表面张力与液面垂直 ;(B) 表面张力与S的周边垂直 ;(C) 表面张力沿周边与表面相切 ;(D) 表面张力的合力在凸液面指向液体内部(曲面球心),在凹液面指向液体外部。
物理化学—表面化学练习题及参考答案(1)
表面1A一、选择题1. 某有机物水溶液浓度为3.0 mol·m-3,在300 K时,则表面超额为:()(A) 0.01 mol·m-2 (B) 0.02 mol·m-2(C) 1.0×10-5 mol·m-2 (D) 1×10-7 mol·m-22. 已知400 K 时,汞的饱和蒸气压为p0,密度为,如果求在相同温度下,一个直径为 10-7 m 的汞滴的蒸气压,应该用公式: ( )(A) p = p0+ 2/R'(B) ln(p/p0) =Vap H m(1/T0- 1/T)/R(C) RT ln(p/p0) = 2M/ R'(D) p = nRT/V3. 有两根半径相同的玻璃毛细管插入水中,水面上升高度为h,其中一根在 1/2h处使其弯曲向下,试问水在此毛细管端的行为是: ( )(A) 水从毛细管端滴下(B) 毛细管端水面呈凸形弯月面(C) 毛细管端水面呈凹形弯月面(D) 毛细管端水面呈水平面4. BET 吸附等温式中V m为: ( )(A) 饱和吸附量 (B) 平衡吸附量(C) 铺满第一层的吸附量 (D) 常数,无物理意义5. 气体在固体表面上发生等温吸附过程, 熵如何变化? ( )(A) S> 0 (B) S< 0(C) S= 0 (D) S≥ 06. 气固相反应 CaCO3(s)CaO(s) + CO2(g) 已达平衡。
在其它条件不变的情况下,若把CaCO3(s) 的颗粒变得极小,则平衡将: ( )(A) 向左移动 (B) 向右移动(C) 不移动 (D) 来回不定移动7. 一个U 型管的两臂直径不同,一端为1×10-3 m,另一端为3×10-3m,水的表面张力为0.072 N·m-1。
如用这个U 型管装上水来测量压力,将引入的误差为: ( )(A) 72 Pa (B) 192 Pa(C) 96 Pa (D) 288 Pa8. 兰缪尔的吸附等温式为 = ∞bp/(1+bp),其中∞为饱和吸附量,b为吸附系数。
工科大学化学(物理化学)表面化学与胶体部分习题及解答
第11章表面化学与胶体化学1.在293 K时,把半径为1×10st1:chmetcnv TCSC="0" NumberType="1" Negative="True" HasSpace="False" SourceValue="3" UnitName="m">-3m的水滴分散成半径为1×10-6m的小水滴,比表面增加多少倍?表面吉布斯自由能增加多少?环境至少需做功多少?已知293 K时。
(答案:9.15×10-4 J)解:一滴大水滴可分散成N个小水滴:小水滴的面积为:,大水滴的面积为:4π面积增加倍数为:2.在298 K时,1,2—二硝基苯(NB)在水中所形成的饱和溶液的浓度为5.9×10-3mol·L-1,计算直径为1×10-8m的NB微球在水中的溶解度。
已知298 K时NB/水的表面张力为25.7 mN·m-1,NB 的密度为1 566 kg·m-3。
(答案:2.625×10-3 mol·dm-3)解:根据开尔文公式:,将数值代入,得:3.373 K时,水的表面张力为58.9 mN·m-1,密度为958.4 kg·m-3,在373 K时直径为1×10-7m的气泡内的水蒸气压为多少?在101.325 kPa外压下,能否从373 K的水中蒸发出直径为1×10-7m的气泡?(答案:99.89kPa)解:气泡为凹面,且r = 0.5×10-7m因p r p外,故不能蒸发出直径为1×10-7m的气泡。
4.水蒸气骤冷会发生过饱和现象。
在夏天的乌云中,用干冰微粒撒于乌云中使气温骤降至293 K,此时水气的过饱和度(p/ps)达4,已知293 K时,ρ(H2O)=997 kg·m-3。
物理化学-表面化学部分选择题
物理化学-表面化学部分选择题一 . 选择题:1.在等温等压条件下,将1 mol 水的表面积增加10 倍,作功为W ,水的 Gibbs 函数变化为△G 。
此时W 与△G 的关系为:(D)(A) △G = -W (B) △G =W (C) △G < -W (D) 不能确定2. 液体的表面张力γ 可以表示为: (C)(A) (H /A )T,p,n (B) (?F /?A )T,p,n (C) (U /?A )S,V ,n(D) (G /?A )T,V ,n3. 298K 时,水-空气的表面张力γ= 7.17×10-2N ·m -1,若在298K ,标准压力 p \下可逆地增加4×10-4m 2水的表面积,环境对体系应做的功W 为:( A) (△U = Q +W )(A)+2.868 x 10НJ (B) -2.868×10НJ (C) +7.17×10НJ (D) -7.17×10 НJ4. 对大多数纯液体其表面张力随温度的变化率是: (B)(A) (?γ/?T )p > 0 (B) (?γ/T )p < 0 (C) (??γ/?T )p = 0 (D) 无一定变化规律5. 已知 293K 时水-空气的表面张力为7.275×10-2 N ·m -1,当已知 298K 和101.325 kPa 下可逆地增大水的表面积 4cm 2,体系的吉布斯函数的变化为:(A)(A) 2.91×10-5 J (B) 2.91×10-1 J (C) -2.91×10-5 J (D) -2.91×10-1 J6. 在相同温度下固体冰和液体水的表面张力哪个大? (A)(A) 冰的大 (B) 水的大 (C) 一样大 (D) 无法比较7. 在下图的毛细管内装入普通不润湿性液体,当将毛细管右端用冰块冷却时,管内液体将: ( A)( )冰(A) 向左移动 (B) 向右移动 (C) 不移动 (D) 左右来回移动8. 如图在毛细管内装入润湿性液体,当在毛细管内左端加热时,则管内液体将:(B))(加热 (A) 向左移动 (B) 向右移动 (C) 不移动 (D) 因失去平衡而左右来回移动9. 单组分气-液平衡体系,在孤立条件下界面 A 发生了 d A > 0 的微小变化,体系相应的熵变 d S 变化如何? (C )(A) d S > 0 (B) d S = 0 (C) d S < 0 (D) 不能确定10. 已知 400K 时,汞的饱和蒸气压为 p 0,密度为ρ,如果求在相同温度下,一个直径为 10-7m 的汞滴的蒸气压,应该用公式 : (C)(A) p = p 0+ 2γ/R ' (B) ln(p /p 0) =△vap H m (1/T 0- 1/T )/R(C) RT ln(p /p 0) = 2γM /ρR' (D) p = nRT /V11. 弯曲表面上附加压力的计算公式:△p = p ' –p 0=2γ/R 中,R 的符号: (A)(A)液面为凸面时为正,凹面为负(B)液面为凸面时为负,凹面为正 (C)总为正 (D)总为负12. 液体在毛细管中上升的高度与下列那一个因素无关:(D)(A) 温度 (B) 液体密度 (C) 重力加速度 (D) 大气压力13. 对弯曲液面(非平面)所产生的附加压力: (A)(A) 一定不等于零 (B) 一定等于零 (C) 一定大于零 (D) 一定小于零14. 把玻璃毛细管插入水中,凹面下液体所受的压力 p 与平面液体所受的压力 p 0比: (B)(A) p = p 0 (B) p < p 0 (C) p > p 0 (D) 不确定15.能在毛细管中产生凝聚现象的物质是由于该物质的液体在毛细管中形成 :(1) 凸面 (2) 凹面 (3) 平面其在毛细管内液面上的饱和蒸气压 p :(4)大于平面的 (5)等于平面的 (6) 小于平面的正确的答案是:(D )(A) ② ④ (B) ① ⑤ (C) ③ ⑥ (D) ② ⑥16. 有一露于空气中的球形液膜,若其直径为2×10-3m ,表面张力为0.7N ·m -1,则该液膜所受的附加压力为: (B )(A) 1.4kPa (B) 2.8kPa (C) 5.6kPa (D) 8.4kPa17. 有两根半径相同的玻璃毛细管插入水中,水面上升高度为 h ,其中一根在 1/2h 处使其弯曲向下,试问水在此毛细管端的行为是:(C)(A) 水从毛细管端滴下 (B) 毛细管端水面呈凸形弯月面(C) 毛细管端水面呈凹形弯月面 (D) 毛细管端水面呈水平面18.半径为1×10-2m 的球形肥皂泡的表面张力为0.025N ·m -1,其附加压力为: (D)(A) 0.025N ·m -2 (B) 0.25N ·m -2 (C) 2.5N ·m -2 (D) 10N ·m -219. 在相同温度和压力下, 凹面液体的饱和蒸气压 p r 与水平面液体的饱和蒸气压 p 0比(同一种液体): (B)(A) p r = p 0 (B) p r < p 0 (C) p r > p 0 (D) 不能确定20. 同外压恒温下,微小液滴的蒸气压比平面液体的蒸气压 : (A)(A) 大(B) 一样(C) 小(D) 不定21.半径为R,表面张力为γ,则肥皂泡内外的压力差为:(C)(A) △p = 0 (B) △p = 2γ/R(C) △p = 4γ/R(D) 无法确定22.用同一支滴管滴下水的滴数和滴相同体积苯的滴数哪个多? (B)(A) 水的多(B) 苯的多(C) 一样多(D) 随温度而改变23.用同一滴管分别滴下1 cm3NaOH 水溶液、水、乙醇水溶液,各自的滴数为 (C)(A) 水15滴, NaOH水溶液18滴, 乙醇水溶液25滴(B)水18 滴, NaOH水溶液25 滴, 乙醇水溶液 15 滴(C) 水18滴, NaOH水溶液15滴, 乙醇水溶液25 滴 (D) 三者的滴数皆为 18 滴24. 天空中的水滴大小不等,在运动中,这些水滴的变化趋势如何?(B )(A) 大水滴分散成小水滴,半径趋于相等(B) 大水滴变大,小水滴缩小(C) 大小水滴的变化没有规律(D) 不会产生变化25. 下面说法不正确的是 (C )(A) 生成的新鲜液面都有表面张力(B) 平面液面没有附加压力(C) 弯曲液面的表面张力的方向指向曲率中心 (D) 弯曲液面的附加压力指向曲率中心26. 同一固体,大块颗粒和粉状颗粒,其溶解度哪个大? (B)(A) 大块颗粒大 (B) 粉状颗粒大(C) 一样大(D) 无法比较27. 同一固体,大块颗粒和粉状颗粒,其熔点哪个高? (A)(A) 大块的高(B) 粉状的高(C) 一样高(D) 无法比较28. 在同一温度下微小晶粒的饱和蒸汽压和大块颗粒的饱和蒸压哪个大? (A )(A) 微小晶粒的大(B) 大块颗粒的大(C) 一样大(D) 无法比较29.气相中的大小相邻液泡相碰,两泡将发生的变化是: (A)(A) 大泡变大,小泡变小 (B) 大泡变小,小泡变大(C) 大泡小泡均不变(D) 两泡将分离开30.气相中有相邻气泡(如图),气泡将发生的变化是: ( D)(A) 不发生变化(B) 变为若干小气泡(C) 气泡将变大(D) 气泡逐渐破裂消失31. 在 298K 时,已知 A 液的表面张力是 B 液的一半,其密度是B 液的两倍。
物理化学 第07章习题(含答案)
第七章表面现象测试练习选择题1、如某液体能润湿某固体,润湿时其接触角为θ,则()A、tgθ=0B、tgθ≤0C、tgθ≥0D、tgθ= ∞2、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的水中上升的高度()A、相同B、无法确定C、25℃水中高于75℃的水中D、25℃水中低于75℃的水中3、当表面活性剂在溶液中的浓度较低时,则表面活性剂主要是()A、以胶束的形式存在于溶液中B、以均匀的形式分散在溶液中C、以定向排列吸附在溶液表面D、以无规则的形式存在于溶液中4、液体在毛细管中上升高度与下列哪一因素无关()A、大气压B、温度C、液体密度D、毛细管内径5、通常称为表面活性物质的就是指当物质加入液体中后()A、能降低液体表面张力B、能增大液体表面张力C、不影响液体表面张力D、能显著降低液体表面张力6、液体表面张力的方向是()A、与液体垂直,指向液体的内部B、指向液面的边界C、在与液面相切的力向上D、指向四面八方7、在一定温度和大气压力下,微小水滴的蒸气压力()水的饱和蒸气压;水的微小气泡内水的蒸气压()水的饱和蒸气压。
A、>B、<C、=D、可能大于也可能小于8、在一定温度下,分散在气体中小液滴的半径愈小,此液体的蒸气压p r()A、越大B、越小C、越趋近于lOOkPaD、越是变化无常9、在一定T 、p下,任何气体在固体表面吸附过程的焓变ΔH必然是(),熵变ΔS必然是()A 、>0B 、<0C 、=0D 、无法确定10、绝大多数液态物质的表面张力γg-l 都是随着温度T 的升高而逐渐地( )A 、变大B 、变小C 、趋于极大值D 、变化无常11、在一定温度和压力下,将表面活性物质加入溶剂中后,所产生的结果必然是( )A 、0)(<∂∂T c σ,正吸附B 、0)(>∂∂T cσ,负吸附 C 、0)(>∂∂T c σ,正吸附 D 、0)(<∂∂T c σ,负吸附 12、下列各式中,不属于纯液体表面张力定义式的是( )A 、p T A G ,)(∂∂B 、V T A U ,)(∂∂C 、p S A H ,)(∂∂D 、V T AF ,)(∂∂ 13、下面关于 σ 的物理意义中不正确的是( )A 、σ 是沿着与表面相切的方向,垂直作用于表面上单位长段上的紧缩力。
物理化学—表面化学练习题及参考答案(2)
)
)
(C) 固-水 = 固-空气
其液固间的接触角值为: (
(A) > 90°
(C) = 180°
(D) 不能确定
10. 已知 A2(1),B2(2)两种气体在催化剂上发生混合吸附, 其中(1)气
体发生解离, 若催化剂表面是均匀的, 则(1)、(2)在催化剂上的表面
覆盖度 1, 2 与气相平衡压力 p1, p2 关系为: (
式,在 40 Pa 时,覆盖度 = 0.05,当 = 1/2 时,苯气体的平衡压
力为: (
(A) 400 Pa
(C) 1 000 Pa
)
3. 在等温等压条件下,将 1 mol 水的表面积增加 10 倍,作功为
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W,水的 Gibbs 自由能变化为G,此时 W 与 G 的关系为:(U
= Q - W)
对全部高中资料试卷电气设备,在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验;通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关,系电,通力根1保过据护管生高线产中敷工资设艺料技高试术中卷0资不配料仅置试可技卷以术要解是求决指,吊机对顶组电层在气配进设置行备不继进规电行范保空高护载中高与资中带料资负试料荷卷试下问卷高题总中2体2资,配料而置试且时卷可,调保需控障要试各在验类最;管大对路限设习度备题内进到来行位确调。保整在机使管组其路高在敷中正设资常过料工程试况1卷中下安,与全要过,加度并强工且看作尽护下可1都关能可于地以管缩正路小常高故工中障作资高;料中对试资于卷料继连试电接卷保管破护口坏进处范行理围整高,核中或对资者定料对值试某,卷些审弯异核扁常与度高校固中对定资图盒料纸位试,置卷编.工保写况护复进层杂行防设自腐备动跨与处接装理地置,线高尤弯中其曲资要半料避径试免标卷错高调误等试高,方中要案资求,料技编试术写5、卷交重电保底要气护。设设装管备备置线4高、调动敷中电试作设资气高,技料课中并3术试、件资且中卷管中料拒包试路调试绝含验敷试卷动线方设技作槽案技术,、以术来管及避架系免等统不多启必项动要方高式案中,;资为对料解整试决套卷高启突中动然语过停文程机电中。气高因课中此件资,中料电管试力壁卷高薄电中、气资接设料口备试不进卷严行保等调护问试装题工置,作调合并试理且技利进术用行,管过要线关求敷运电设行力技高保术中护。资装线料置缆试做敷卷到设技准原术确则指灵:导活在。。分对对线于于盒调差处试动,过保当程护不中装同高置电中高压资中回料资路试料交卷试叉技卷时术调,问试应题技采,术用作是金为指属调发隔试电板人机进员一行,变隔需压开要器处在组理事在;前发同掌生一握内线图部槽 纸故内资障,料时强、,电设需回备要路制进须造行同厂外时家部切出电断具源习高高题中中电资资源料料,试试线卷卷缆试切敷验除设报从完告而毕与采,相用要关高进技中行术资检资料查料试和,卷检并主测且要处了保理解护。现装场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况,然后根据规范与规程规定,制定设备调试高中资料试卷方案。
表面物理化学习题和答案
表面物理化学习题和答案一、选择题1. 下列说法中不正确的是:( C )(A) 生成的新鲜液面都有表面力(B) 平面液体没有附加压力(C) 弯曲液面的表面力的方向指向曲率中心(D) 弯曲液面的附加压力指向曲率中心2.水在临界温度时的表面Gibbs自由能:( C )(A)(A) 大于零 (B) 小于零(C) 等于零 (D) 无法确定3.一个U 型管的两臂直径不同,一端为1×10-3 m,另一端为3×10-3 m,水的表面力为0.072 N·m-1。
如用这个 U 型管装上水来测量压力,将引入的误差为: ( B )(A) 72 Pa(B) 192 Pa(C) 96 Pa(D) 288 Pa4.低压下,气体 A 在表面均匀的催化剂上进行催化转化反应, 其机理为:A(g) +K A K ─→ B(g) + K第一步是快平衡, 第二步是速控步, 则该反应表观为几级? ( B )(A) 零级 (B) 一级(C) 二级 (D) 无级数5 . 表面过程中ΔG(表面)= -W'的充要条件除了等温等压外,还有:( D )A,不做其它功; B,热力学可逆; C,组成不变; D,是B和C。
6. 物质表面力的值与:( C )A,温度无关; B,压力无关; C,表面大小无关; D,另一相物质无关。
7. 以P平、P凸、P凹分别表示平面、凸面、凹面液体上的饱和蒸汽压,三者关系为:( B )A,P平>P凹>P凸; B,P凸>P平>P凹;C,P凸>P凹>P平; D,三者相同。
8. 常见亚稳态现象都与表面性质有关,下面说确的是:( D )A,过饱和蒸气是由于小液滴的蒸气压小于大液滴的蒸气压所致;B,过热液体形成原因是新相种子——小气泡的附加压力太小;C,饱和溶液化、晶粒长大,因为小晶粒溶解度比大晶粒大;D,人工降雨时在大气中撒入化学物质主要的目的是促进凝结中心形成9. 对亲水性固体表面,其相应接触角θ是:( B )A,θ>90°; B,θ<90°; C,θ=180°; D,θ可为任意角1O. Langmuir吸附理论中说法符合基本假定得是:( A )A,固体表面均匀、各处吸附能力相同;B,吸附分子可以是单层或多层分子层;C,被吸附分子间有作用、相互影响;D,吸附和解吸附之间很难建立动态平衡。
第十三章表面物理化学练习题及答案
第十三章表面物理化学练习题一、选择题1.在电泳实验中,观察到分散相向阳极移动,表明:(A) 胶粒带正电(B) 胶粒带负电(C) 电动电位相对于溶液本体为正(D) Stern 面处电位相对溶液本体为正2.通常称为表面活性物质的就是指当其加入于液体中后:(A) 能降低液体表面张力(B) 能增大液体表面张力(C) 不影响液体表面张力(D) 能显著降低液体表面张力3.实验测得O2在金表面上的吸附热Q与吸附量无关,这种吸附满足以下哪种吸附规律?(A)L angmuir等温式(B) Freundlich等温式(C) TëMKuH等温式(D) 以上三种皆可以4.对于有过量KI 存在的AgI 溶液,电解质聚沉能力最强的是:(A) K3[Fe(CN)6] (B) MgSO4(C) FeCl3(D) NaCl5.多孔硅胶的强烈吸水性能说明硅胶吸附水后,表面自由能将(A) 变高(B) 变低(C) 不变(D) 不能比较6.为直接获得个别的胶体粒子的大小和形状,必须借助于:(A) 普通显微镜(B) 丁铎尔效应(C) 电子显微镜(D) 超显微镜7.由0.01 dm3 0.05 mol·kg-1的KCl 和0.1 dm3 0.002 mol·kg-1的AgNO3溶液混合生成AgCl 溶胶,为使其聚沉,所用下列电解质的聚沉值由小到大的顺序为:(A) AlCl3<ZnSO4<KCl (B) KCl <ZnSO4<AlCl3(C) ZnSO4<KCl <AlCl3(D) KCl <AlCl3<ZnSO4 8.将一毛细管端插入水中,毛细管中水面上升5 cm,若将毛细管向下移动,留了 3 cm 在水面,试问水在毛细管上端的行为是:(A) 水从毛细管上端溢出(B) 毛细管上端水面呈凸形弯月面(C) 毛细管上端水面呈凹形弯月面(D) 毛细管上端水面呈水平面9.明矾净水的主要原理是:(A) 电解质对溶胶的聚沉作用(B) 溶胶的相互聚沉作用(C) 电解质的敏化作用(D) 电解质的对抗作用10.在pH <7 的Al(OH)3溶胶中,使用下列电解质使其聚沉:(1)KNO3(2) NaCl (3) Na2SO4(4) K3Fe(CN)6在相同温度、相同时间内,聚沉能力大小为:(A) (1) >(4) >(2) >(3) (B) (1) <(4) <(2) <(3)(C) (4) >(3) >(2) >(1) (D) (4) <(3) <(2) <(1) 11.兰缪尔的吸附等温式为Γ = Γ∞bp/(1+bp),其中Γ∞为饱和吸附量,b为吸附系数。
化学表面化学练习题表面吸附和界面现象
化学表面化学练习题表面吸附和界面现象化学表面化学练习题:表面吸附和界面现象表面吸附和界面现象是化学中重要的概念,对于理解材料的特性及其应用具有重要意义。
本文将围绕表面吸附和界面现象展开论述,探讨相关练习题,旨在帮助读者进一步理解和应用相关知识。
1. 吸附现象是指气体、液体或固体在与表面接触的情况下,被物质的表面吸附或附着的现象。
根据吸附力的强弱,可以将吸附分为物理吸附和化学吸附。
2. 物理吸附主要由范德华力引起,其吸附速度快,吸附热较低;化学吸附则需要化学键的形成和断裂,吸附速度较慢,吸附热较高。
3. 表面活性剂是一类能够降低液体表面或液-固界面的表面张力的物质。
常见的表面活性剂包括阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂和两性表面活性剂。
4. 表面活性剂具有乳化、分散、润湿等特性,被广泛应用于液体洗涤剂、乳化剂、润滑剂等领域。
5. 分散系统中,存在两种无序排列的结构,即胶束结构和微乳液结构。
胶束结构是表面活性剂在溶液中形成的球形结构,其中疏水基团聚集在内,疏水基团聚集在外;微乳液结构是指表面活性剂和一定量的溶剂形成的连续的液滴结构。
6. 界面张力是液体与气体或液体与液体交界面上的单位长度所受的力,常用符号为γ。
根据界面上的液体种类不同,可以将界面张力分为气液界面张力和液液界面张力。
7. 洗涤剂对界面张力有明显影响,能够降低液体表面的张力,使表面张力减小,达到润湿和乳化的效果。
8. 表面活性剂的胶束结构对其性能具有重要影响。
胶束的大小与表面活性剂的浓度有关,随着浓度的增加,胶束的大小逐渐增大,直至形成连续的液滴。
9. 色散系统中的分散相通常是固体微粒,而分散介质可以是气体、液体或固体。
颗粒的大小和分散体系的粘度都会影响分散体系的流变性质。
10. 界面活性剂的添加对分散系统的流变性质有重要影响,可以改变其黏度、流变曲线的形状和流动特性。
总结起来,表面吸附和界面现象是化学中不可忽视的重要现象。
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表面1A
一、选择题
1. 某有机物水溶液浓度为3.0 mol·m-3,在300 K时,则表面超额为:()
(A) 0.01 mol·m-2 (B) 0.02 mol·m-2
(C) 1.0×10-5 mol·m-2 (D) 1×10-7 mol·m-2
2. 已知400 K 时,汞的饱和蒸气压为p0,密度为,如果求在相同温度下,一个直径为 10-7 m 的汞滴的蒸气压,应该用公式: ( )
(A) p = p0+ 2/R'
(B) ln(p/p0) =Vap H m(1/T0- 1/T)/R
(C) RT ln(p/p0) = 2M/ R'
(D) p = nRT/V
3. 有两根半径相同的玻璃毛细管插入水中,水面上升高度为h,其中一根在 1/2h处使其弯曲向下,试问水在此毛细管端的行为是: ( )
(A) 水从毛细管端滴下
(B) 毛细管端水面呈凸形弯月面
(C) 毛细管端水面呈凹形弯月面
(D) 毛细管端水面呈水平面
4. BET 吸附等温式中V m为: ( )
(A) 饱和吸附量 (B) 平衡吸附量
(C) 铺满第一层的吸附量 (D) 常数,无物理意义
5. 气体在固体表面上发生等温吸附过程, 熵如何变化? ( )
(A) S> 0 (B) S< 0
(C) S= 0 (D) S≥ 0
6. 气固相反应 CaCO3(s)
CaO(s) + CO2(g) 已达平衡。
在其它条件不变的情况下,若把CaCO3(s) 的颗粒变得极小,则平衡将: ( )
(A) 向左移动 (B) 向右移动
(C) 不移动 (D) 来回不定移动
7. 一个U 型管的两臂直径不同,一端为1×10-3 m,另一端为3×10-3
m,水的表面张力为0.072 N·m-1。
如用这个U 型管装上水来测量压
力,将引入的误差为: ( )
(A) 72 Pa (B) 192 Pa
(C) 96 Pa (D) 288 Pa
8. 兰缪尔的吸附等温式为 = ∞bp/(1+bp),其中∞为饱和吸附量,b为
吸附系数。
为从实验数据来计算∞及b,常将方程改变成直线形式。
当以 1/对 1/p作图时能得到直线。
则: ( )
(A) 直线斜率为∞,截距为b
(B) 斜率为∞,截距为 1/b
(C) 斜率为 1/∞,截距为b
(D) 斜率为 1/∞b,截距为 1/∞
9. 在 298 K 时,已知 A 液的表面张力是 B 液的一半,其密度是 B 液
的两倍。
如果A 液在毛细管中上升1.0×10-2 m,若用相同的毛细管来测
B 液,设接触角相等,B 液将会升高: ( ) (A) 2×10-2 m (B) 1/2×10-2 m
(C) 1/4×10-2 m (D) 4.0×10-2 m
10. 吸附理论主要用来描述: ( )
(A) 均相催化 (B) 多相催化
(C) 酸碱催化 (D) 酶催化
二、填空题
12. 在恒温恒压下,将一液体分散成小颗粒液滴,该过程液体是吸热
还是放热?_____________
13. 液态汞的表面张力
= 0.4636 N·m-1 + 8.32×10-3 N·m-1·K-1·T - 3.13×10-7 N·m-1·K-2·T2
在 400 K 时,汞的(U/A)T, V = 。
14. 300 K 时,水的表面张力= 0.0728 N·m-1,密度为0.9965×103
kg·m-3。
在该温度下,一个球形水滴的饱和蒸气压是相同温度平面水
饱和蒸气压的 2 倍,这个小水滴的半径是 ____________________ 。
15. 25℃时,水的表面张力为0.071 97 N·m-1,将一玻璃管插入水中,
水面上升5 cm,此毛细管半径为____________________。
16. 若稀溶液表面张力与活度a的关系为o - = A+Bln a,
(0为纯溶剂表面张力,A、B 为常数),则溶质在溶液表面的吸附量
= ________ 。
17. 一般说来,物理吸附的吸附量随温度增高而 ___________ ,化学吸附的吸附量随温度增高而 ____________ 。
18. 700℃时,液态铝合金表面张力为=0.857 N·m-1,密度为2350 kg·m-3,现将一直径为1.0×10-3m的毛细管插入其中(假定铝合金完全润湿毛细管壁),则铝合金在毛细管内上升高度为__________________。
19. 表面活性剂的结构特征是。
20. 在298 K时,正丁醇水溶液表面张力对正丁醇浓度作图,其斜率为-0.103 N·m-1·mol-1·kg,正丁醇在浓度为 0.1 mol·kg-1时的表面超额为:。
三、计算题
21. 298 K时,水的表面张力为 72.0×10-3 N·m-1, 在p下, 水中氧的溶解度为5×10-6(对于平面液体),今若水中有空气泡存在,其气泡的半径为 1.0 m,试问在与小气泡紧邻的水中氧的溶解度为多少?(设氧在水中的溶解遵从亨利定律)
22. 在绝热可逆条件下,若干直径为 10-7 m 的小水滴形成一个1 mol质量的球形大水滴,求大水滴的温度是多少?
已知水的表面张力= 0.073 N·m-1,摩尔热容C v, m= 75.37 J·K-1·mol-1,密度= 0.958×103 kg·m-3,并设、C
v和均与温度无关,初始温度为308 K。
23. 298 K时, 水-空气的表面张力 = 7.17×10-2 N·m-1。
在 298 K,标准压力p下可逆地增加 2×10-4 m2时, 其熵变为 3.14×10-8 J·K-1, 试计算系统所做的功(只做表面功)、系统的G,H及系统所吸收的热Q R。
24. 1000 kg细分散CaSO4颗粒的比表面为 3.38×103 m2·kg-1,它在298 K 水中的溶解度为18.2 mmol·dm-3,假定其为均一的球体,试计算CaSO4(密度= 2.96×103kg·m-3)颗粒的半径,并从这个样品的溶解度行为计算 CaSO4-H2O的界面张力。
(298 K时,大颗粒 CaSO4在水中的饱和溶液浓度为15.33 mmol·dm-3,CaSO4的摩尔质量为136×10-3 kg·mol-1)
表面1A答案
一、选择题
1. [答] (C)
2. [答] (C)
3. [答] (C)
4. [答] (C)
5. [答] (B)
6. [答] (B)
7. [答] (B) 误差= 2/R1 - 2/R2 = 192 Pa
8. [答] (D)
兰谬尔方程可改写成
1/ = 1/∞ + 1/∞bp
9. [答] (D) 10. [答] (B)
二、填空题
12. [答] 吸热
13. [答] d U = T d S - p d V + d A
(U/A)T, V = T (S/A)T, V + = -T( /T)A, V + = 0.514 J·m-2
14. [答] R' = 1.52×10-9 m
15. [答]
16. [答] = B/RT
17. [答] 降低;先增加,后降低
18. [答]
19. [答] 两亲性
20. [答] 4.16×10-6 mol·m-2
三、计算题
21. [答]
p s = 2/R' = 144 kPa
气泡内压力p = p+ p s= 245.325 kPa
紧接气泡水中含氧p/p×5 ×10-6 = 12.1 ×10-6 22. [答]
(4/3)R3 = 0.018 kg,R = 0.0165 m
A = n×4R22= (R/R2)3×4R22= 1130 m2
U = A = 82.5 J
T = U/n C v,m = 1.09 K
T = 309 K
23. [答] W = -A = -1.43×10-5 J
G = - W
(/T)p, A= - S / A = -1.57×10-4 J·m-2·K-1 H=〔-T(/T)p, A〕A = 2.37×10-5 J
(dH=TdS+Vdp+dA)
Q R= T S = 9.36×10-6 J
24. [答]
A s/4(R')2= 1/(4/3 (R')3)
R' = 3×10-7 m
ln(c1/c2)= 2M/(RTR') = 1.39 N·m-1。