物理化学—表面化学练习题及参考答案

表面2A

一、选择题

1. 在催化剂表面上进行的双分子气相反应, 其机理为：

A ＋K AK

B ＋K BK

AK ＋BK ─→C ＋D ＋2K

若催化剂表面是均匀的, 表面反应为控制步骤, 且A、B的吸附皆弱, 则反应表现为几级? ( )

(A) 零级(B) 一级

(C) 二级(D) 无数级

2. 298 K时，蒸气苯在石墨上的吸附，符合Langmuir 吸附等温式，在40 Pa 时，覆盖度θ= 0.05，当θ= 1/2 时，苯气体的平衡压力为：( )

(A) 400 Pa (B) 760 Pa

(C) 1 000 Pa (D) 200 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W，水的Gibbs自由能变化为∆G，此时W与∆G的关系为：(∆U = Q - W) ( )

(A) ∆G = -W(B) ∆G = W

(C) ∆G < -W(D) 不能确定

4. 同一固体, 大块颗粒和粉状颗粒, 其溶解度哪个大? ( )

(A) 大块颗粒大 (B) 粉状颗粒大

(C) 一样大(D) 无法比较

5. 有一露于空气中的球形液膜，直径为2×10-3 m，表面张力为0.072 N·m-1，液膜的附加压力为（）

(A)36 Pa (B) 72 Pa

(C) 144 Pa (D) 288 Pa

6. 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变化为：( )

(A) d S > 0 (B) d S = 0

(C) d S < 0 (D) 不能确定

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) 向左移动(B) 向右移动

(C) 不移动(D) 左右来回移动

8. 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：( )

(A) 增加农药的杀虫药性

(B) 提高农药对植物表面的润湿能力

（C）防止农药挥发

(D) 消除药液的泡沫

9. 对于亲水性固体表面，其表面张力间的关系是：( )

(A) γ固-水> γ固-空气(B) γ固-水< γ固-空气

(C) γ固-水 = γ固-空气 (D) 不能确定

其液固间的接触角θ 值为： ( )

(A) θ > 90° (B) θ = 90°

(C) θ = 180° (D) θ < 90°

10. 已知A 2(1),B 2(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θ 1,θ 2与气相平衡压力p 1, p 2关系为： ( )

(A) θ 1＝ a p a p a p 1111221++ θ 2＝a p a p a p 221122

1++ (B) θ 1＝a p a p a p 1121121121122122121//////++ θ 2＝a p a p a p 212212112112212212

1//////++ (C) θ 1＝a p a p a p 11211211211222

1////++ θ 2＝a p a p a p 22112112221++// (D) θ 1＝a p a p a p 11112112221++// θ 2＝a p a p a p 2211211222

1++// 11. 某气体 A 2在表面均匀的催化剂上发生解离反应, 其机理为：

A 2(g) ＋ 2 K 2 A K C ＋ D ＋ 2 K

若 A 2的压力较低, 反应表现为几级? ( )

(A) 零级

(B) 一级 (C) 二级 (D) 三级

12. 纯液体温度升高时，表面张力（ ）

(A) 随温度升高指数增大

(B) 随温度升高线性降低

(C) 随温度呈对数变化

(D) 不变

13. 液体在毛细管中上升的高度与下列那一个因素无关：( )

(A) 温度(B) 液体密度

(C) 重力加速度(D) 大气压力

二、填空题

14. 在293 K时丙酮的表面张力为γ=0.0233 N·m-1，密度ρ=790 kg·m-3，将半径为0.01 cm的毛细管插入其中，液面上升了____________m。

15. 植物的叶子一般是憎水性的, 所以在配制农药时常常要加______________________ ，以增加药液对植物表面的润湿程度, 使药液能在植物叶子上铺展。

16. 液滴越小，饱和蒸气压越__________；而液体中的气泡越小，气泡内液体的饱和蒸气压越__________ 。

17. 液体在固体表面的润湿程度以__________衡量，当_________时称为不润湿。

18. 面吉布斯自由能和界面张力的相同点是

不同点是。19. 从吸附的角度考虑催化剂的活性取决于_____________ ，一个良好的催化剂应是___________ 。

20. T = 298 K时, 水-空气表面张力γ= 7.17×10-2 N·m-1,

（∂γ / ∂T）p, A = - 1.57×10-4 N·m-1·K-1。在T，p∃时，可逆地增

加 2 cm 2 表面,对体系所作的功 W =___________, 熵变∆S

=_____________。

三、计算题

21. N 2O 在 Au 表面的催化分解反应, 当 N 2O 仅为弱吸附时, 推导

其积分速率方程, 并根据 T = 1173 K 时之实验数据求速率常数。

t /s 0 1800 4800

p (N 2O)/kPa 26.7 18.1 9.3

22. 水的表面张力与温度的关系如下： t / ℃

20 22 25 28 30 γ / N ·m -1

0.07275 0.07244 0.07197 0.07150 0.07118

(1) 求25℃时的比表面焓,T p

H A ∂∂⎛⎫ ⎪⎝⎭； (2) 用表面附有极薄水膜的固体粉末倾入水中将会放热，求10 g

表面积为200 m 2·g -1的固体粉末所放出的热量。

23. 25℃ 时，血红蛋白铺展在 0.01 mol ·cm -3 HCl 水溶液上形成表

面膜, 测其表面压数据如表所示计算该蛋白质的相对分子质量( A 为

表面膜面积)。

A /m 2·g -1 4.0 5.0 6.0 7.5 10.0

π/mN ·m -1 0.28 0.16 0.105 0.06 0.03

5

24. 370℃, p ∃压力下, 丁烯在Co(Ni)MoO 4催化剂上催化脱氢制丁

二烯, 已知进入反应器的丁烯的流量为 1.5 mol ·h -1, 反应经两小时

后, 产物中有丁二烯 47.1 dm 3(标准态), 丁烯13.44 dm 3, 试求丁烯转