固体表面化学-作业题答案
固体表面化学综合答案
1. 什么叫表面驰豫？什么叫表面重构？在催化研究中如何利用这两种过程？答案1：表面结构重构：是指表面结构和体结构出现了本质的不同。
重构通常表现为表面超结构的出现，即两维晶胞的基矢按整数倍扩大，理想的晶体表面具有二维周期性，其单位网格由基矢决定。
由于表面原子受力的情况与体内不同，或由于有外来原子的吸附，最表面层原子常会有垂直于或倾斜于表面的位移，表面下的数层原子也会有垂直或倾斜于表面的位移，这种现象称为表面再构。
表面结构弛豫：是指表面结构与体内基本相同，但点阵参数略有差异，特别表现在垂直于表面质点方向上的法向弛豫。
表面原子只有垂直于表面的运动，则称为表面驰豫。
表面驰豫特点：a、表面原子局部调整，表面原子凹凸不平；b、表面对称性改变，周期性差。
反应往往是在表面进行，在选择某催化剂之后，提高催化剂的催化效率的一个重要方法就是改变其表面，通过控制弛豫和重构的形成过程，得高活性表面结构，从而提高催化剂性能。
答案2：表面驰豫是表面层微小的重排，然而可能有积极的意义，对金属表面来说是常见的，它涉及到垂直于表面的层间距的调整，但是没有平行于表面的周期性和表面对称性的变化。
表面重构是一个更容易观察到的效应，涉及到比较大的（仍然是分子尺度）表面原子的移位，并且包含表面结构的周期性的改变。
表面驰豫和表面重构都是为达到降低表面自由能的目的，表面原子位置发生的局部调整。
表面重构使悬挂键的数目减少，使活性降低，这对催化剂来讲是不利的，我们应该尽量缓解这种现象。
可以利用表面重构来改变催化分散方式，从而提高催化剂的性能。
2.试比较物理吸附、化学吸附的异同点？如何理解物理吸附的普遍性和化学吸附的特殊性？答案1：化学吸附是由吸附质与吸附剂分子间发生化学键作用所引起的吸附现象；物理吸附也称范德华吸附，它是由吸附质和吸附剂分子间作用力所引起，此力也称作范德华力；无论是物理吸附，还是化学吸附，吸附都是发生在吸附剂表面的一种表面现象。
物理吸附与化学吸附的不同点如下：物理吸附的活化能非常低，一般都可以自发进行，且由于物理吸附力是分子间力，所以吸附没有选择性，这都体现了物理吸附的普遍性；而化学吸附总需要克服价层电子间的相互排斥作用，需要一高的活化能，且化学吸附由于在吸附剂和吸附质之间形成化学反应，所以化学吸附具有很强的的选择性，这体现了其特殊性。
第八章 表面化学习题解答
第八章 表面化学思 考 题一、是非题（判断下列说法是否正确，并说明理由）1. 错2. 对3. 错4. 对5. 对6. 对7. 对 二、选择题1. A2. B3. C4. D 5 .A 6. C 7. D 8. B 三、填空题1. 双亲，强。
2. Γ=Γm bp/(!+bp)，最大吸附量，p,1/b Γm ，1/Γm 。
3. 反比，正比。
4. <，<，<。
习 题 解 答1. 在293Ｋ及常压下，将半径为1.00cm 的水滴分散成半径为1.00μm （10-6m ）微滴，需要做多大的功？解：根据题意，半径为1.00cm 的水滴分散成半径为1.00μm （10-6m ）微滴的个数为 N = (r 1/r 2)3 = (10-2/10-6)3= 1012个△A = NA 2 – A 1 = 1012×4×∏×（10-6）2 - 4×∏×（10-2）2 = 4×∏×（1-0.0001）m 2根据表面功的定义 W = σ△A = 0.0728N·m -1×4×∏×（1-0.0001）m 2 = 0.9143J2. 已知293K 时水的表面张力为0.0728N·m -1，如果把水分散成小水珠。
试计算当水珠半径分别为1.00×10-3、1.00×10-4、1.00×10-5cm 时，曲面下的附加压力为多少？解：根据附加压力与半径的关系 △p = 2σ/r当r = 1.00×10-3 cm 时 △p = 2×0.0728N·m -1/1.00×10-5 m = 1.456×104N.m -2 当r = 1.00×10-4 cm 时 △p = 2×0.0728N·m -1/1.00×10-6 m = 1.456×105N.m -2 当r = 1.00×10-5 cm 时 △p = 2×0.0728N·m -1/1.00×10-7 m = 1.456×106N.m -23. 已知293K 时水的饱和蒸汽压为2.34×103Pa ，求半径为1.00×10-8m 的小水滴的蒸汽压是多少？ 解：根据开尔文公式rRT M p p r 12ln*0*ρσ=1076.01000.1293314.8100010180728.022ln 8113131*0*=⨯⨯⨯⋅⋅⨯⋅⋅⨯⨯⋅⨯==-------mK mol k J m kg mol kg m N RTr M p p rρσ1136.1*0*=p p rPa Pa p r260623401136.1*=⨯=4. 若水中只含有半径为1.00×10-3mm 的空气泡，求水开始沸腾时的温度T 为多少？已知100℃以上水的表面张力为0.0589N·m -1，汽化热为40.7KJ·mol -1.。
表面化学习题答案
1．在293K 时，把半径为1mm 的水滴分散为半径为1μm 的小水滴，问表面积增加了多少倍？表面吉布斯自由能增加了多少？完成该变化时，环境至少需做功若干？已知293K 时水的表面自由能为0.072882-⋅mol J解 半径为1mm 水滴的表面积为A 1，体积为V 1，半径为R 1；半径为1μm 水滴的表面积为A 2，体积为V 2，半径为R 2，因为V 1=NV 2，所以34πR 3=N 34π32R , 式中N 为小水滴个数N=933321101011=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-mm mm RR1044212212=⨯=rR RN A A ππ9211⎪⎭⎫ ⎝⎛mm m μ=1000△G A =γdA=0.072882-⋅mol J ⨯4π（N 2122R R -）=9.145⨯10-4JW f =—△G A =—9.145⨯10-4J2． 已知汞溶胶中粒子（设为球形）的直径为22nm ，每dm 3溶胶中含Hg 为8⨯10-5kg 的汞滴分散为上述溶胶时表面吉布斯自由能增加多少？已知汞的密度为13.63-⋅dm kg ，汞—水界面张力为0.3751-⋅m N 。
解 直径为22nm 的汞的粒子体积为V=34πR 3=331022234⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯-m π=5.576⨯10-24m 3 每1cm 3的溶胶粒子数N 为N=12243332510054.110576.516.131011108⨯=⨯⨯⋅⨯⨯⨯⋅⨯-----dm kg dm dm kgA 总=N ⨯4πR 2=1.054⨯1012⨯4π⨯2910222⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯-m =1.603⨯10-3m 2△G A =γ⨯△A=0.3751-⋅m N ⨯（1.603⨯10-3m 2-4π20R ）=5.95⨯10-4J(式中R 0为8⨯10-5kg 汞成一个汞滴时 的半径,等于1.12⨯10-3m)3. 在298 K ，101.325 kPa 下，将直径为1 μm 的毛细管插入水中，问需在管内加多大压力才能防止水面上升？若不加额外的压力，让水面上升，达平衡后管内液面上升多高？已知该温度下水的表面张力γ=0.072 N m -1，水的密度ρ=1000 kg·m -3，设接触角θ=0︒。
表面化学试题及答案
表面化学试题及答案表面化学是研究物质表面性质和表面现象的科学。
以下是一套表面化学的试题及答案，供参考。
一、选择题（每题2分，共20分）1. 表面张力的单位是什么？A. 牛顿（N）B. 帕斯卡（Pa）C. 焦耳（J）D. 米（m）答案：B2. 表面活性剂的分子结构通常具有什么特点？A. 非极性分子B. 极性分子C. 两亲分子D. 离子分子答案：C3. 以下哪个不是表面化学中常见的界面？A. 气-液界面B. 固-液界面C. 液-液界面D. 真空界面答案：D4. 表面能是指什么？A. 表面张力与表面面积的乘积B. 表面张力与体积的乘积C. 表面张力与质量的乘积D. 表面张力与密度的乘积答案：A5. Langmuir吸附等温线描述的是：A. 吸附量与压力的关系B. 吸附量与温度的关系C. 吸附量与时间的关系D. 吸附量与浓度的关系答案：A二、填空题（每空2分，共20分）6. 表面化学中的吸附现象可以分为________和________两种基本类型。
答案：物理吸附；化学吸附7. 在Langmuir吸附等温线中，当吸附分子覆盖率为1时，表示吸附分子已经________了整个表面。
答案：饱和8. 表面张力是由于液体表面的分子受到不均匀的________作用而产生的。
答案：力9. 表面活性剂在降低表面张力方面的作用是由于其分子结构中具有________和________两端。
答案：亲水；亲油10. 在Kelvin方程中，气体的吸附量与温度、压力和________有关。
答案：孔径三、简答题（每题15分，共30分）11. 简述表面化学在工业生产中的应用。
答案：表面化学在工业生产中的应用非常广泛，例如在石油工业中，表面活性剂用于提高石油的采收率；在化妆品工业中，表面活性剂用于稳定乳液；在制药工业中，表面活性剂用于制备药物的分散体系等。
12. 解释什么是表面活性剂，并举例说明其在日常生活中的应用。
答案：表面活性剂是一种能够显著降低液体表面张力的化合物，通常具有两亲分子结构。
表面化学试题及答案
表面化学试题及答案一、选择题（每题2分，共10分）1. 表面化学主要研究物质的哪个区域的化学性质？A. 内部B. 表面C. 界面D. 外部答案：B2. 表面张力是指液体表面分子之间相互吸引的力，其单位是？A. 牛顿B. 焦耳C. 帕斯卡D. 牛顿·米答案：C3. 表面活性剂在水溶液中降低表面张力的机理是什么？A. 表面活性剂分子的疏水部分朝向空气B. 表面活性剂分子的亲水部分朝向空气C. 表面活性剂分子的疏水部分朝向水D. 表面活性剂分子的亲水部分朝向水答案：A4. 固体表面的吸附作用主要分为哪两种类型？A. 物理吸附和化学吸附B. 静态吸附和动态吸附C. 单层吸附和多层吸附D. 可逆吸附和不可逆吸附答案：A5. 表面能是指单位面积表面所具有的能量，通常用哪个符号表示？A. ΔHB. ΔGC. γD. Q答案：C二、填空题（每题2分，共10分）1. 表面化学中的吸附作用是指分子、原子或离子在固体或液体表面的________现象。
答案：积累2. 表面化学中的润湿现象可以通过接触角的大小来描述，接触角越小，润湿性越________。
答案：强3. 在表面化学中，表面活性剂的临界胶束浓度（CMC）是指表面活性剂分子开始形成胶束的最低浓度，其值越低，表面活性剂的________越强。
答案：表面活性4. 表面化学中的Langmuir吸附等温线描述了在一定温度下，吸附量与吸附质的平衡压力之间的关系，当吸附达到饱和时，吸附量与压力的关系呈________。
答案：线性5. 表面化学中的Zisman方程用于描述固体表面的临界表面张力，该方程的斜率与固体表面的________有关。
答案：极性三、简答题（每题5分，共20分）1. 简述表面化学在工业生产中的应用。
答案：表面化学在工业生产中的应用非常广泛，例如在涂料工业中，通过控制表面张力来改善涂料的流平性和附着力；在石油工业中，通过降低油水界面的表面张力来提高原油的采收率；在纺织工业中，利用表面活性剂改善纤维的润湿性和染色均匀性；在医药领域，通过控制药物的表面性质来提高其生物利用度等。
表面化学复习题答案
表面化学复习题答案表面化学是研究物质表面性质和表面现象的学科，它在材料科学、催化、腐蚀与防护等领域有着广泛的应用。
以下是表面化学复习题的答案，供参考：一、选择题1. 表面张力产生的原因是（）A. 表面分子受到不均匀的力B. 表面分子受到均匀的力C. 表面分子不受力D. 表面分子受到重力答案：A2. 吸附现象中，物理吸附和化学吸附的区别在于（）A. 吸附温度B. 吸附强度C. 吸附时间D. 吸附压力答案：B3. 表面活性剂降低液体表面张力的机制是（）A. 增加分子间作用力B. 减少分子间作用力C. 改变分子间作用力的方向D. 保持分子间作用力不变答案：B二、填空题1. 表面化学中的吸附等温线通常用来描述_______与_______之间的关系。
答案：吸附量；压力（或浓度）2. 在Langmuir吸附理论中，单分子层吸附的假设是_______。
答案：所有吸附位点都是等效的3. 表面能是指_______的增加量。
答案：表面形成三、简答题1. 简述表面化学在工业生产中的应用。
答案：表面化学在工业生产中的应用非常广泛，例如在催化剂的设计和制备中，通过控制催化剂的表面性质来提高催化效率；在材料的腐蚀与防护中，通过表面处理技术来提高材料的耐腐蚀性；在涂料和粘合剂的制备中，通过调节表面活性剂来改善涂层的附着力和粘合力等。
2. 解释什么是表面活性剂，并简述其作用机理。
答案：表面活性剂是一类能够显著降低液体表面张力的化合物，通常具有两亲性结构，即分子一端亲水，另一端疏水。
它们的作用机理是，当表面活性剂分子在液体表面排列时，疏水端朝向空气，亲水端朝向液体，从而减少了液体分子间的相互作用力，降低了表面张力。
四、计算题1. 如果一个固体表面的吸附量为1.0×10^-6 mol/m^2，表面覆盖率为0.5，求该固体表面的吸附分子的平均占据面积（以nm^2为单位）。
答案：首先，我们知道每个吸附分子占据的面积是2个分子间的距离的乘积。
材料化学-第五章表面化学习题及答案
表面化学习题答案：1．什么是过冷现象及成因？（15分）答：过冷现象：把液体冷却到正常凝固点以下还不结晶的现象。
(T0-T1)称为过冷度，温度在T0-T1之间的液体称为过冷液体。
结晶过程的过冷现象分散度越大，形成的晶粒越细，其饱和蒸汽压越高，凝固点越低。
当体系达到正常凝固点时，本应析出晶体，但由于刚形成的晶粒都是细小晶粒，其饱和蒸汽压高于正常晶粒的饱和蒸汽压，固液两相的化学势不等，固不能平衡共存，化学势较高的小晶粒必然会自动溶解，所以在正常凝固点（T0）不发生正常凝固。
随着温度降低，P(小晶粒的饱和蒸汽压)下降，当T=T1时，P(小晶粒的饱和蒸汽压)=P(液)，初生的小晶粒才有可能存在，凝固才有可能发生，所以凝固点比理论的要低。
2．试解释分散度对CaCO3分解压力的影响。
（15分）答：CaCO3颗粒度越细，分散度越高，分解压力越大，CaCO3越易分解。
3．绘图说明下列各体系中固-液-气三相交界面处表面张力（每小题5分，共20分）答：4．两玻璃板间夹一层水时，为何不宜拉开？若夹水银又如何？如果两板间距为x mm，求x为别0.1mm和1.0mm时的液相压力。
（15分）答：水对玻璃属于浸润性液体，使得夹在两块玻璃之间的水层两端液面为凹液面，故产生一定的附加压力，其方向指向空气。
因此水层压强P=P0-P s，即水层压强比外部小P s=2σ/R. 因此玻璃受到外部Ps的压力作用，不宜拉开。
对于水银来讲，其不能润湿玻璃，夹在两层玻璃板两端液面为凸液面，产生一定的附加压力，其方向指向液体内部。
压强比外部大P s=2σ/R. 玻璃中间受到斥力，容易拉开。
5．为什么正己醇不能在水面上铺展？为什么苯在水面上开始能铺展，若静止一段时间后又不能铺展？（15分）答：当B液体在A液体表面铺展时，铺展系数S=r a-r b-r ab正己醇表面张力=24.8×10-3N·m-1水表面张力=72.8×10-3N·m-1正己醇与水间界面张力=6.8×10-3N·m-1正己醇的饱和水溶液=24.7×10-3N·m-1水的正己醇饱和溶液=28.5×10-3N·m-1正己醇滴入水中初期：S=72.8-24.8-6.8=41.2×10-3N·m-1>0达到平衡后：S=28.5-24.7-6.8 = -3.0×10-3N·m-1<0因此无法铺展对于苯-水不完全混溶体系：苯滴入初期：S=72.8-28.9-35.0 = 8.7×10-3N·m-1>0因此苯可以铺展，但当水与苯接触，充分饱和后，水与苯的表面张力下降至62.4与28.8×10-3N·m-1：S=62.4-28.8-35.0 = -1.4×10-3N·m-1<0苯水界面的最终状态是本来已经铺展的苯收缩成为一扁平的透镜，剩下的将被苯的单分子膜覆盖。
表面物理化学习题和答案教学内容
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张力(B) 平面液体没有附加压力(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： ( 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. 物质表面张力的值与：( 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，下面说法正确的是：( 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，饱和溶液陈化、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。
第八章表面化学及胶体化学课后习题答案
第八章 表面化学与胶体化学习 题1．在293 K 时，把半径为1×10-3m 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-1O H m mN 75.722⋅=σ。
（答案：9.15×10-4J ）解： 一滴大水滴可分散成N 个小水滴：323132313434r r r r N ==ππ小水滴的面积为： 2312244r r r N ππ=⨯，大水滴的面积为： 4π21r面积增加倍数为：9991444212121231=-=-r r r r r r πππ J 10133.9)101101101(41075.72)44(4669321231s s -----⨯=⨯-⨯⨯⨯⨯⨯⨯=-=∆⋅=∆πππσσr r r A G2．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 ：rRT M c c 12ln0⋅=ρσ，将数值代入，得： -1338330L mol 10625.2109.54449.04449.0105.0115.298314.8156610168107.252ln ⋅⨯=⨯⨯=∴=⨯⋅⨯⨯⨯⨯⨯⨯=-----c c c3．373 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 = 0.5×10-7mkPa89.999858.0325.101)01427.0exp(01427.0105.01373314.84.9581018109.58212ln 0r 7330r =⨯=-⋅=∴-=⎪⎭⎫⎝⎛⨯-⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⋅=---p p r RT M p p ρσ 因p r < p 外，故不能蒸发出直径为1×10-7m 的气泡。
第十三章 表面化学习题解答
第 十 三 章 习 题1、在293K 时，把半径为1mm 的水滴分散成半径为1μm 的小水滴，问比表面增加了多少倍？表面吉布斯自由能增加了多少？完成该变化时，环境至少需做功若干？已知293K 时水的表面张力为0.07288N ·m -1。
解 设半径为1mm 水滴的表面积为A 1，体积为V 1，半径为R 1；半径为1μm 小水滴的表面积为A 2，体积为V 2，半径为R 2。
大水滴分散成小水滴后，设分散成小水滴后的数目为N ，则V 1=N V 2，所以32313434R N R ππ=， 9363321101010=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=--m m R R N1000101010442639212212=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==--m m R R N A A ππJ m N R NR m N A G A 442122110145.910145.9)(407288.0---⨯=⋅⨯=-⨯⋅=∆=∆πγJ G W A f 410145.9-⨯-=∆-=。
2、已知汞溶胶中粒子（设为球形）的直径为22nm ，每dm 3溶胶中含Hg 为8×10-5kg ，试问每1cm 3的溶胶中粒子数为多少？其总表面积为若干？把8×10-5kg 的汞滴分散成上述溶胶时表面吉布斯自由能增加多少？已知汞的密度为13.6kg ·dm -3，汞-水界面张力为0.375N ·m -1。
解 直径为22nm 的汞的粒子的体积为32439310576.5102223434m m R V --⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯==ππ每1cm 3的溶胶中粒子数N(为每1cm 3的溶胶中含汞的体积再除以直径为22nm 的汞的粒子的体积)123243333510054.110576.516.13101108⨯=⨯⨯⋅⨯⨯⋅⨯=-----m dm kg dm dm kg N232912210603.110222410054.14m m R N A --⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯⨯=⋅=ππ总8×10-5kg 的汞滴的半径R 0，m dm dm kg kg V R 32313531001012.11012.14)]6.13/(108[343----⨯=⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⨯⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛=ππ JR NR m N A G A 420211095.5)(4375.0--⨯=-⨯⋅=∆=∆πγ。
表面物理化学习题集和答案解析
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张力(B) 平面液体没有附加压力(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，水的表面张力为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. 物质表面张力的值与：( 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，下面说法正确的是：( 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，饱和溶液陈化、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。
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X力<B> 平面液体没有附加压力<C> 弯曲液面的表面X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X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X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,下面说法正确的是：< 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,饱和溶液陈化、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.11. Langmuir吸附形式之一：θ=bp/<1+bp>,它不适用于：< C >A,化学吸附；B,单分子层吸附；C,多种分子同时被强吸附；D,固体对稀溶液中溶质的吸附.12. 表面活性物质的实质性作用是：< B >A，乳化作用；B,降低表面X力；C,加溶作用；D,降低物质的溶解性13. 一定体积的水,当聚成一个大水球或分散成许多水滴时,同温度下,两种状态相比,：以下性质保持不变的 < B ><A> 表面能<B> 表面X力<C> 比表面<D> 液面下的附加压力14. 某物质R 1kg,当为一立方时,总面积0.24m2,表面能0.3J,当粉碎为边长为10-9m的立方体时,其表面能为<kJ>:〔 A 〕A,6x104； B,3.84x104； C,5.88x104； D,7.35x10415 . 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0.5h处使其弯曲向下,试问水在此毛细管端出的行为是〔A 〕凹形弯月面〔A〕毛细管端水面呈凹形弯月面〔B〕水从毛细管端滴下<c > 毛细管端水面呈凸型弯月面〔D〕毛细管端水面呈水平16. 用同一只滴管滴下水的滴数和滴相同体积苯的滴数哪个多〔C 〕〔A〕水的多〔B〕一样多〔C〕苯得多〔D〕一样多17 下面说饭不正确的是〔B 〕〔A〕生成的新鲜液面都有表面X力〔B〕弯曲液面的表面X力方向指向曲率中心<C> 平面液面没有附加压力〔D〕弯曲液面的附加压力指向曲率中心18 天空中的水滴大小不同,在其运动过程中,其变化趋势如何？〔B〕<A>大水滴分散成小水滴,半径趋于相等〔B〕大水滴变大,小水滴变小〔C〕大小水滴的变化没有规律〔D〕小水滴凝聚成大水滴19 同一固体,大块颗粒和粉状颗粒,其溶解度哪个大〔B 〕〔A〕大颗粒大〔B〕粉状颗粒大〔C〕一样大〔D〕无法比较20 若某液体可以在某固体上自动铺展,则铺展系数S必须〔C 〕〔A〕小于零〔B〕等于零〔C〕大于等于零〔D〕小于等于零21 水平仪中有一个椭球形的液泡,长短半轴分别为0.8 和0.3cm,已知水的表面X力为0.07197N·m-1液泡的附加压力为：< B >A18Pa B33Pa C48Pa D66Pa22 两液体A和B表面X力γA=γB,密度rA=2rB,一毛细管插入A中液面上升2.0cm,插入B中液面上升多少？〔假定两液体皆完全润湿管壁〕< C >A 1.0cm；B 2.0cm；C 4.0cm ；D 5.0cm.23 一个U型管的两臂直径不同,一端为1×10-3m,另一端为3×10-3m,水的表面X力为0.072N·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 >A72Pa B92Pa C96Pa D288Pa24. 对理想水平液面,其值为零的表面物理量是：< C >A,正压力； B,表面X力； C,附加压力； D,表面能.25 一根毛细管插入水中,液面上升的高度为h,当在水中加入少量的NaCl,这时毛细管中液面的高度为< B >A等于h； B 大于h； C 小于h；D无法确定.26 BET公式最主要用途之一是〔 D 〕A 获得高温下的吸附机理B 获得吸附等量线C 获得吸附等压线D 测定固体的比表面27 当表面活性物质加入溶剂后,产生的结果〔A 〕A dr/da<o,正吸附B dr/da<o,负吸附C dr/da>o , 正吸附D dr/da>o, 负吸附28 多孔固体表面易吸附水蒸气,而不易吸附O2、N2 主要原因是：< C >A. 水蒸气分子量比O2、N2 小B. 水蒸气分子的极性比O2、N2 要大C. 水蒸气的凝聚温度比O2、N2 高D. 水蒸气在空气中含量比O2、N2 要少29 用同一支滴管分别滴取纯水与下列水的稀溶液,都是取得1 cm3,哪一种液体所需液滴数最少？< B >A. 纯水B. NaOH水溶液C. 正丁醇水溶液D. 苯磺酸钠水溶液30 同一液体其弯曲液面的蒸汽压为p1, 水平面的蒸汽压为p2, 在相同温度和外压下：〔D〕A p1<p2, Bp1>p2C p1=p2, D p1<p2, 或者p1>p2二、填空题1. 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.2. 液态汞的表面X力γ= 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 = .3. 室温时,水在一根粗细均匀的玻璃毛细管中,将上升到高度h,如将毛细管折断至h/2处,水将沿壁升至_______ 处,此时管中水面的曲率半径将_________ .4. 溶液中溶质活度增加表面X力下降则г_______ 0,溶液中溶质活度增加表面X力增加则г_______ 0.5. 小晶粒的熔点_______大块固体熔点,小晶粒的溶解度_______大块固体溶解度.6. 固体能为液体完全润湿时_______,固体不为液体所润湿时_______ .7 形成胶束的最低浓度称为_______,表面活性物质的HLB 值表示表面活性物质的_______ .8. 当水中加入表面活性剂后,将发生dr/dc_______ 0, _______吸附.9 多孔硅胶有强的吸水性能,硅胶吸水后表面吉布斯自由能将_______ 化学吸附与物理吸附的本质差别在于_______.10. 矿石浮选法的原理是根据表面活性剂的_______.11 液体与固体之间的接触角是θ_______90°12 某液体中加入表面活性物质后,则该液体的表面X力将_______.〔变大,变小,不变〕13 兰缪尔适用与14 吸附理论主要用于描述答案；〔1〕表面活性剂或称为润湿剂〔2〕d U = T d S - p d V + γd A<∂U/∂A>T, V = T <∂S/∂A>T, V + γ = -T<∂γ /∂T>A, V + γ= 0.514 J·m-2〔〔3〕管端,变大.<4> >;<<5> <;><6>〔r s-g－r l-s〕=r l-g; r s-g<r l-s<7> 临界胶束浓度;亲水性<8> <; 正(9)降低; 前者为化学键力,后者为分子间力(10)润湿作用(11)<(12)降低(13)对单分子层的物理吸附还有化学吸附(14)多相催化判断题（1）增溶系统是热力学稳定系统,而乳状液或溶胶是热力学不稳定系统〔〕（2）增溶作用与真正的溶解作用一样,均使溶剂依数性有很大变化〔〕（3）溶液表面发生吸附后表面自由能增加〔〕（4）定温下表面X力不随浓度变化时,浓度增大,吸附量不变〔〕（5）饱和溶液的表面不会发生吸附现象< >（6）在液面上某一小面积S周围表面对S有表面X力,则表面X力与液面垂直〔〕（7）微小晶体与普通晶体相比,其饱和蒸汽压要大〔〕（8）气体在固体表面发生吸附吉布斯自由能小于零〔〕（9）多孔硅胶的强烈吸水性能说明硅胶吸水后表面函数较高〔〕（10）对于物理吸附,其吸附速度较大,吸附热较小〔〕答案：对,错,错,对,错,错,对,对,错,对四、计算题1.有一毛细管,其半径为0.60 mm,当它垂直插入水中,水面上升2.19 cm,设该毛细管的接触角为30°,水的密度是0.98 g·cm-3,求该温度下水的表面X力.解：液面是凹面,r < 0,Δp < 0,p' < p0p' + h<水> = p0,Δp = h<水>2σ/r<毛> = hρg <g 为重力加速度>曲率半径与毛细管半径关系：r cosθ = r<毛> ,2σcosθ/r<毛> = hρg ,σ = hρg r<毛>/2cosθr<毛> = 0.60 mm = 6.0 × 10-4 m,ρ = 0.98 g/cm3 = 980 kg·m-3, g = 9.8 m·s-2cosθ = cos30°= 0.866,h = 2.19cm = 2.19 × 10-2 m∴σ = 2.19 × 10-2 × 980 × 9.8 × 6.0 × 10-4/<2 × 0.866> = 7.286 × 10-3 N·m-12.水的比表面自由能与摄氏温度t℃的关系式为：σ<× 10-3N·m-1>= 75.64 - 0.14t,若水的表面改变时,总体积不变,试求10℃、p下,可逆地使水表面积增加5 cm2,必需做多少功？从外界吸收多少热？解：t = 10℃,σ = <75.64 - 0.14 × 10> × 10-3 = 74.24 × 10-3 N·m-1W' = ΔG= σΔA = 74.24 × 10-3 × 5 × 10-4 = 3.71 × 10-5 J <环境做功为正>∵<∂σ/∂T>A,p = -0.14 × 10-3 N·m-1·K-1∴Q r = TΔS = T[-ΔA<∂σ/∂T>A,p] = 283 × 5 × 10-4 × 0.14 × 10-3 = 1.981 × 10-5 J3.乙醇的表面X力符合下列公式：σ< × 10-3N·m-1> = 72 - 0.5c + 0.2c2 ,c<mol·dm-3>为乙醇的浓度.试计算温度25℃时：<1> 醇浓度为0.3、0.5 mol·dm-3表面超量；<2> 求出饱和吸附量；<3> 算乙醇分子的截面积.解：σ = 72-0.5c +0.2 c2,<∂σ/∂c>A,p = < -0.5 + 0.4 c> × 10-3<1> c = 0.3 M,Γ1 = -c/RT·<∂σ/∂c>T,p = [-0.3/<8.314 × 298>] · <-0.5 + 0.4 × 0.3> × 10-3= 4.6012 × 10-8 mol/m2c = 0.5 M,Γ2 = [-0.5/<8.314 × 298>] · <-0.5 + 0.4 × 0.5> × 10-3 = 6.0543 × 10-8 mol/m2<2> 由类似的Langmuir 公式：Γ = Γ∞·Kc/<1 + Kc>1/Γ = 1/Γ∞+ 1/Γ∝K·1/c┌1/<4.6012 × 10-8> = 1/Γ∞+1/Γ∞K·1/0.3└1/<6.0543 × 10-8> = 1/Γ∞+1/Γ∞K·1/0.5解得,Γ∞= 11.503 × 10-8 mol/m2<3> A∞= 1/Γ∞N A = 1/<11.503 × 10-8 × 6.022 × 1023>= 1.4436 × 10-17m2<乙醇分子截面积>。
固体表面作业答案
1、举例说明造成固体表面形貌非均匀性的因素表面形貌的非均匀性有平台、螺型位错、刃型位错、外来吸附原子、单原子台阶、皱褶、扭折、吸附原子、平台空位等。
2、写出立方晶胞三种点阵的中英文表达方式简单立方SC (simple cubic)体心立方BCC (boby-centered cubic)面心立方FCC (face-centered cubic)5、举例说明固体在形成表面的过程中，一般采取什么方式来降低表面能量(1)优势暴露具有低表面自由能的表面。
一般来说，具有高的表面原子密度和表面原子最近邻数的晶面的表面能较低。
对于FCC 型的晶体，其晶面的稳定性为：(111)>(100)>(110)，因此在FCC 型晶体形成表面的过程中，优先暴露其(111)晶面，例如金刚石形成的正八面体，暴露的即是FCC(111)晶面。
(2)降低表面暴露面积。
(3)调整表面原子几何构型，包括表面弛豫和表面再构。
例如表层的Si 原子是(2×1)结构，相对于基底的(1×1)结构，因为(2×1)结构中Si 悬键更少，能量更低。
6、什么是表面弛豫与表面再构，作用结果如何(1)表面弛豫：垂直表面的方向表面原子发生以周期方式的移动表面弛豫的结果：层间距和键角发生改变，最近邻数目和转动对称性未变；(2)表面再构：表面的原子排列和化学组成与体相的不完全相同表面再构的结果：最近邻数目，转动对称性和键角发生改变。
2. 说明物理吸附与化学吸附的主要特征。
物理吸附：一般在低于凝聚点的温度，吸附焓与凝聚热相近，主要依靠范德华力，与表面原子的几何结构无关，多层吸附，吸附是可逆的，吸附速率很快，不需要活化能。
化学吸附：在任何温度下都可能发生，吸附焓的范围很大，在不同晶面的吸附会明显不同，通常为化学键合，吸附原子与基底原子间存在电荷云重新排布；键的强度介于完全离子键及完全共价键之间；吸附仅限于单层，吸附速率变化很大，是需要活化能的过程。
固体化学习题解答
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固体化学习题解题思路总结
解题思路的提炼与归纳
提炼核心概念
在解题过程中，首先提炼 出题目的核心概念，明确 题目要求和考察的知识点。
归纳解题步骤
根据核心概念，归纳出解 题步骤，使解题过程更加 清晰和有条理。
形成解题模板
通过不断练习和总结，形 成针对不同类型题目的解 题模板，提高解题效率。
综合题
题目示例
结合固体化学习和虚拟现实技术，设计一个英语单词学 习的应用场景，并给出具体实施方案。
答案解析
首先，确定英语单词学习的目标，如掌握常用词汇、短 语和句型等。然后，选择合适的学习策略，如通过虚拟 现实技术模拟真实场景，让学生在情境中学习和记忆单 词。接下来，制定详细的学习计划，包括单词的选择、 虚拟场景的设计、学习时间和频率等。最后，评估学习 效果，如单词记忆的准确性和持久性等，并根据评估结 果调整学习计划。
总结词
理论联系实际是解题的关键。
题目5答案与解析
题目5涉及到了固体化学习在材料科学中的应用。答案为C，解释为 该选项正确描述了固体化学习在材料科学中的应用实例和效果。
题目6答案与解析
题目6考查了固体化学习在能源领域的应用。答案为B，解释为该选项 正确描述了固体化学习在能源领域的应用前景和优势。
综合题答案与解析
要点二
答案解析
首先，确定化学实验的学习目标，例如掌握实验原理、操 作步骤和注意事项等。其次，选择合适的学习策略，如通 过阅读教材、观看视频或请教老师等途径进行学习。然后 ，制定详细的学习计划，包括实验前的准备、实验操作过 程和实验后的总结等。最后，评估实验效果，如实验结果 是否符合预期、操作是否规范等，并根据评估结果调整学 习计划。
物理化学—表面化学练习题及参考答案（2）
物理化学—表⾯化学练习题及参考答案（2）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 AKB ＋K BKAK ＋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 Pa3. 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 Pa6. 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 2211221++ (B) θ 1＝a p a p a p 1121121121122122121//////++ θ 2＝a p a p a p 2122121121122122121//////++ (C) θ 1＝a p a p a p 112112112112221////++ 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 22112112221++// 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。
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。
表面化学复习题答案
表面化学复习题答案表面化学复习题答案如下：1. 表面张力的定义是什么？表面张力是液体表面分子间作用力的宏观表现，它使得液体表面具有收缩的趋势，以减少表面积。
表面张力的单位是牛顿每米（N/m）。
2. 描述吸附现象的两种主要类型。
吸附现象主要分为两种类型：物理吸附和化学吸附。
物理吸附是由于分子间作用力引起的，而化学吸附涉及到化学键的形成。
3. 什么是表面活性剂，它们在降低表面张力方面的作用是什么？表面活性剂是一类具有两亲性质的分子，它们可以降低液体的表面张力。
这是因为表面活性剂分子在液体表面排列，使得分子间的相互作用力减弱，从而降低了表面张力。
4. 简述Langmuir吸附等温线的特点。
Langmuir吸附等温线描述了在一定温度下，吸附量与吸附质浓度之间的关系。
其特点是吸附量随着吸附质浓度的增加而增加，但当吸附位点被饱和时，吸附量达到最大值并趋于稳定。
5. 什么是表面能，它与表面张力有何关系？表面能是指单位面积的表面所具有的能量。
表面张力是表面能对表面面积变化的导数，即表面张力是表面能变化的度量。
6. 描述两种常见的表面催化反应类型。
常见的表面催化反应类型包括：异相催化和均相催化。
异相催化反应发生在固体催化剂表面，而均相催化反应则在溶液中进行，催化剂与反应物处于同一相。
7. 简述表面扩散的基本原理。
表面扩散是指分子在固体表面从一个位置移动到另一个位置的过程。
这一过程受到温度、表面结构和分子间相互作用力的影响。
8. 什么是表面等离子共振技术，它在表面化学研究中的应用是什么？表面等离子共振技术是一种用于研究生物分子相互作用的技术。
它通过测量等离子共振频率的变化来监测分子在表面的结合事件，广泛应用于生物分子识别和分析。
9. 描述表面能与材料的润湿性之间的关系。
材料的润湿性与其表面能密切相关。
高表面能的材料通常具有较好的润湿性，因为它们能够与液体分子形成较强的相互作用力，从而降低液体在表面的接触角。
10. 简述表面活性剂在泡沫形成中的作用。
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1、从催化作用的角度，谈谈高分散金属催化剂上，金属原子如何排列？(1)催化反应过程中，要完成催化作用，反应物分子必须被吸附到金属活性位上。
被吸附的反应物分子数量越多，活化的几率就越高，相应生成物也越多。
所以，金属表面的吸附性能很重要，关系到催化剂的选择性和催化效率的高低。
(2)在催化剂表面金属原子的排列有三种类型，处于晶角，晶棱和晶面上三种。
金属原子的吸附性与原子的不饱和度是成正相关的，而处于晶角和晶棱上的金属的不饱和度比晶面上的要高，另外，如果金属出现晶格缺陷时，也会提高不饱和度，从而提高吸附性能。
(3)所以，一定程度上，金属催化剂上金属原子排列的越不规整，边，角，褶皱等处的原子越多，则这种金属催化剂的吸附性就好，其催化性能也会相应提高。
2、从表面热力学角度出发，谈谈高分散金属催化剂上，金属原子如何排列才能达到最佳？从表面热力学角度讲，比表面积越低，表面自由能越低，表面就越稳定。
经验的规律是：高的表面原子密度和表面原子的高配位数。
这可以通过减小晶粒的比表面积并且确保只有低表面自由能的表面暴露在外来实现。
球型催化剂最稳定，但考虑到活性的因素，金属颗粒通常被做成削角八面体的3. 什么叫表面驰豫？什么叫表面重构？在催化研究中如何利用这两种过程？弛豫是指一个平衡体系因受外来因素快速扰动而偏离平衡位置的体系，在新条件下趋向新平衡的过程，如果表面原子只有垂直于表面的原子，则称为表面弛豫；表面重构是由于表面原子受力的情况与体内有所不同，或者由于有外来原子的吸附，最表面原子常有垂直于或倾斜与表面的位移，表面下的数层原子也会有垂直于或倾斜与表面的位移的现象，重构后周期性损失，相邻原子键合或形成悬挂键，表面自由能降低，使得体系稳定。
反应往往是在表面进行，在选择某催化剂之后，提高催化剂的催化效率的一个重要方法就是改变其表面，通过控制弛豫和重构的形成过程，得高活性表面结构，从而提高催化剂性能。
弛豫和重构过程的细节了解对改善催化剂操作性能具有关键的作用，重构促进并稳定了对催化剂的修饰，反之若重构起破坏作用，就要设法抑制它。
弛豫会使表面的对称性降低，周期性变弱，表面原子的光滑性变差，表面原子受力不均，向体相靠近，使得结构变化，由于表面原子比较活泼，在热力学上，表面原子易发生重排，又由于动力学上因素的限制，在低温下阻止了原子的重排，利用这一特点可以制备纳米材料，也可以对半导体和晶型进行研究。
4、表面自由能总是正值，可靠吗？从热力学定律进行分析。
表面自由能恒为正。
分析如下：由封闭体系热力学公式可得：在恒温恒压下，可得：而要使材料的表面增加，例如通过粉碎材料或表面打洞，都需要外界对表面做功，即dG>0，故γ>0。
所以表面自由能总为正值。
另外，因为切开固体表面形成新表面必须要使原子间键发生断裂，而断键需要能量这就需要对系统做功，这就导致表面总处于热力学不稳定状态，表面自由能为正值。
5为什么金属密堆积方式只有三种？他们分别是什么？比较其密堆积方式，配位数及其空间占有率，谈谈你对此的理解。
答：金属密堆积的三种方式：六方紧密堆积，面心立方紧密堆积，体心立方紧密堆积。
六方紧密堆积，第三层球的排列是再四面体空隙上进行的。
形成ABABA.....结构，配位数为12，空间利用率为74.05%；面心立方紧密堆积,在由六个球围成的八面体空隙上进行，形成ABCABC......结构，配位数为12，空间利用率为74.05%；立方体心堆积，位于顶点的八个圆球只与位于体心的圆球接触，配位数为8，空间利用率为68.02%；之所以会形成三种密堆积的方式，是因为原子和离子都具有一定的有效半径，可以看成是具有一定大小的球体。
在金属晶体中，金属键、离子键、范德华力没有方向性和饱和性，晶体具有最小内能性，原子相互结合时，相互间的引力和斥力处于平衡状态，这就相当于要求球体间做紧密堆。
所以金属晶体中，微粒总是趋向于相互配位数高，能充分利用空间的密度大的紧密堆积结构。
从几何角度看，金属原子之间或者粒子之间的相互结合，在形式上可以看作是球体间的相互堆积。
如果将金属原子视为等体积的圆球，按照几何角度密堆积只会出现三种堆积方式。
6指出hcp, fcc和bcc金属晶面的可能吸附位种类、对称性及其配位数，并通过比较，指出其差异性与共同性。
（1）（1）fccfcc的100面：可能吸附位种类：A B F 对称性：4面对称表面原子配位数：8fcc的110面：可能吸附位种类：A SB LB T 对称性：2面对称表面原子配位数：7 第二层原子的配位数：11 fcc的111面：可能吸附位种类：A B T 对称性：3面对称表面原子配位数：9（2）hcp的0001面（与fcc的111面一样）可能吸附位种类：A B T 对称性：3面对称表面原子配位数：9（3）bccbcc的100面: 对称性：4面对称表面原子配位数：4 第二层原子配位数：8bcc的110面: 对称性：2面对称表面原子配位数：6bcc的111面:对称性：3面对称表面原子配位数：4第二层原子配位数：7异同比较：fcc的100面与fcc的110面有相似之处，但是110面表面原子各列之间存在间隙，存在各向异性，第二层原子裸露的更明显，甚至可以接触气气相分子；fcc的100面与bcc的100面也有相似之处，但bcc的100面表面原子纵向和横向之间都存在间隙，排列较为松散，配位数低；fcc的110面和bcc的110差别较大，fcc的110面表面纵向原子紧靠，各列间有间隙，而bcc的110面表面原子接近于六方排列；fcc的111面与hcp的0001面完全一样，但是与bcc的111面之间有差异，表现为bcc的111面第二、第三层原子清从表面清晰可见，可以接触气相分子。
除了所提及的表面外，其余表面原子都是等同的，在原子尺度是相对光滑的，并且表面可以提供多种多样的吸附位。
补充吸附种类：六方紧密堆积—IIIB，IVB 面心立方紧密堆积—IB，Ni，Pd，Pt立方体心堆积—IA，VB，VIB 对称性：六方紧密堆积：4重对称面心立方紧密堆积：2重对称立方体心堆积：4重对称配位数：六方紧密堆积：12 面心立方紧密堆积：12 立方体心堆积：87.试比较物理吸附、化学吸附的异同点？如何理解物理吸附的普遍性和化学吸附的特殊性？答案:物理吸附有如下特点：存在分子间作用力（范德华力）、反应热小大概为10-40Kj/mol 接近于液化热、存在单分子或者多分子层吸附、可逆反应速度快、反应温度接近沸点温度。
化学吸附有如下特点:存在化学键的形成、反应热大,只存在单分子层吸附、不可逆反应、反应速度慢、在较高温度下进行。
物理吸附是个自发进行的热力学过程，△G<0,原子分子接近吸附表面不存在障碍，而且反应速度相当快。
化学吸附反应温度比较高，而且反应速度慢，物理吸附作用力是范德华力，它是普遍存在于分子之间的,即化学吸附中也包含着物理吸附,化学吸附有选择性，因此物理吸附比较普遍，而化学吸附相对特殊。
8 从表面活化与催化反应的角度，谈谈如何在设计催化剂时，利用化学吸附相关理论设计催化剂时对催化剂有一定的要求，较高的选择性以达到一定的分离要求；较大的吸附容量以减小用量；较好的动力学及传递性质以实现快速吸附；较高的化学及热稳定性，不溶或极难溶于待处理流体以保证吸附剂的数量和性质；较高的硬度及机械强度以减小磨损和侵蚀；较好的流动性以便于装卸；较高的抗污染能力以延长使用寿命；较好的惰性以避免发生不期望的化学反应；易再生；价格便宜。
9.查阅文献，以实例比较吸附(Adsorption)、吸收(Absorption)的异同点。
吸附也属于一种传质过程，物质内部的分子和周围分子有互相吸引的引力，但物质表面的分子，其中相对物质外部的作用力没有充分发挥，所以液体或固体物质的表面可以吸附其他的液体或气体，尤其是表面面积很大的情况下，这种吸附力能产生很大的作用，所以工业上经常利用大面积的物质进行吸附，如活性炭、水膜等。
吸附过程有两种情况：物理吸附和化学吸附。
吸附作用是催化、脱色、脱臭、防毒等工业应用中必不可少的单元操作。
吸收：使溶剂与气体混合物接触，利用各成分间浓度的差异，分离各气体成分的操作。
在吸收过程中，一种物质将另一种物质吸进体内与其融和或化合。
以气体溶解于液体，已得到所希望的溶液的操作成为吸收。
10 Langmuir单层吸附理论为何可用于化学吸附？请从化学吸附的特点出发解释之。
Langmuir吸附理论，其基本假设是：（1）单分子层吸附。
气体分子只有碰到固体表面上，才有可能被吸附，所以固体表面对气体分子只能发生单分子曾吸附。
（2）固体表面是均匀的。
（3）被吸附在固体表面上的分子之间无作用力。
（4）吸附平衡是动态平衡。
而化学吸附的特点是单分子层吸附，由于吸附剂与吸附质之间形成化学反应，所以化学吸附的选择性很强，依靠化学键产生化学吸附作用，可以忽略分子之间的作用力，即范德华力，这与Langmuir吸附理论的基本假设基本吻合。
11请从吸附动力学出发，推导Langmuir吸附方程，并指出其理想化条件和适用领域。
答：以k1及k-1分别代表吸附与解吸的速率常数，A代表气体，θ为任一瞬时固体表面被覆盖的分数，称为覆盖率。
若以N代表固体表面上具有吸附能力的总的晶格位置数，则吸附速率应与A的压力p及固体表面上的空位数（1-θ）N成正比，所以：吸附速率：ν吸附=k1 p（1-θ）N 解析速率，应与固体表面上被覆盖的吸附位置数，所以：解吸速率：ν解附=k-1 θN 达到吸附平衡时，这两个速率应相等，即k1 p（1-θ）N=k-1 θN从上式可得到Langmuir 吸附方程：1bp bpθ=+式中b= k 1 /k -1，单位为Pa -1。
Langmuir 吸附方程的基本假设条件如下：（1）单分子层吸附；（2）固体表面是均匀的；（3）被吸附在固体表面上的分子相互之间无作用力；（4）吸附平衡是动态平衡。
Langmuir 吸附等温式适用与单分子层吸附，它能较好地描述Ⅰ型吸附等温线在不同压力范围内的吸附特征。
对于一般的化学吸附及低压高温下的物理吸附，Langmuir 吸附等温式能够较好地代表实验结果。
12请比较Langmuir 、 Freundlich 、BET 、Henry 、Polanyi 吸附理论，并指出其优缺点答：（1）Langmuir 理论：基本假设是单分子层吸附，所有的吸附位是等效的，每个分子碰撞固体表面被吸附的概率是一定的，公式是1bp bp θ=+ 1mVcx V cx=+，此理论适用用吸附热变化不大，覆盖度较小且压力不太大的吸附过程。
但是有利于分析反应机理。
（2）Freundlich 理论：适用于化学吸附和物理吸附。
公式f n K C θ=，nmx V V1α=。