. ... ..
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 Pa 4.
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) ＋ KA 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 )
. .. .c
. ... ..
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) 表面力 (C) 比表面 (D) 液面下的附加压力
2-9
14. 某物质R 1kg，当为一立方时，总面积0.24m，表面能0.3J，当粉碎为边长为10m的立方体时，其表面能为(kJ):（ A ）
4444
A,6x10； B，3.84x10； C，5.88x10； D，7.35x10
15 . 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力 （B）弯曲液面的表面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，已知水的表面力为 0.07197N·m-1液泡的附加压力为： ( B ) A18Pa B33Pa C48Pa D66Pa
22 两液体A和B表面力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。
. .. .c
. ... ..
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 ) A 72Pa B 92Pa C 96Pa D 288Pa
24. 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
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, B p1 > p2 C 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 = 。
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力下降则г _______ 0，溶液中溶质活度增加表面力增加则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
. .. .c
. ... ..
_______ 。
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）dU = TdS - pdV + ? dA (?U/?A)T, V = T (?S/?A)T, V + ? = -T(?? /?T)A, V + ?
= 0.514 J·m-2
（
（3）管端，变大。
(4) >; <
(5) <; >
(6) （rs-g－rl-s）=rl-g; rs-g (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 . .. .c . ... .. （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有表面力,则表面力与液面垂直 （ ） （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·cm3，求该温度下水的表面力。 解：液面是凹面，r < 0，Δp < 0，p' < p0 p' + 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： rcosθ = r(毛) ， 2σcosθ/r(毛) = hρg ，σ = hρgr(毛)/2cosθ ---r(毛) = 0.60 mm = 6.0 × 104 m ，ρ = 0.98 g/cm3 = 980 kg·m3， g = 9.8 m·s2 -cosθ = cos30°= 0.866， h = 2.19cm = 2.19 × 102 m ----∴σ = 2.19 × 102 × 980 × 9.8 × 6.0 × 104/(2 × 0.866) = 7.286 × 103 N·m1 --2.水的比表面自由能与摄氏温度t℃ 的关系式为：σ(× 103N·m1)= 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) × 103 = 74.24 × 103 N·m1 ---W' = ΔG = σΔA = 74.24 × 103 × 5 × 104 = 3.71 × 105 J (环境做功为正) ---∵ (?σ/?T)A,p = -0.14 × 103 N·m1·K1 ---∴ Qr = TΔS = T[-ΔA(?σ/?T)A,p] = 283 × 5 × 104 × 0.14 × 103 = 1.981 × 105 J ---3.乙醇的表面力符合下列公式：σ( × 103N·m1) = 72 - 0.5c + 0.2c2 ，c(mol·dm3)为乙醇的浓度。试计算温度25℃ 时： -(1) 醇浓度为0.3、0.5 mol·dm3 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) × 103 (1) c = 0.3 M， -Γ1 = -c/RT·(?σ/?c)T,p = [-0.3/(8.314 × 298)] · (-0.5 + 0.4 × 0.3) × 103 -8 = 4.6012 × 10 mol/m2 c = 0.5 M， --8 Γ2 = [-0.5/(8.314 × 298)] · (-0.5 + 0.4 × 0.5) × 103 = 6.0543 × 10 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 × 108) = 1/Γ∞ +1/Γ∞K·1/0.3 . .. .c
表面物理化学习题和答案
