中南大学表面物理化学化学试题-答案
中南大学研究生考试试卷
2009— 2010学年二学期期末考试试题时间110分钟
表面物理化学化学课程32学时2.0学分考试形式：开卷
专业班级：姓名学号
卷面总分100分，占总评成绩 70 %，卷面得分
一、选择题(每小题2分，共20分)
1.液体表面最基本的特性是（ A ）
A.倾向于收缩
B.倾向于铺展
C.形成单分子吸附层
2.若将液体与毛细管壁间的接触角近似看作0°，则液体在毛细管中的液面可以看作（ C ）
A.凹型
B.凸型
C.球面
3.下列方程均为计算液a/液b界面张力γab的经验公式，其中Fowkes公式为（ C ）
A.γab =γa -γb
B.γab =γa + γb -2（γaγb）1/2
C.γab =γa + γb -2（γa dγb d）1/2
4.吊片法测定液体表面张力时，要求尽可能采用表面粗糙的吊片材料，其目的是（ A ）
A.改善液体对吊片的润湿使θ接近于0°
B. 改善液体对吊片的润湿使θ接近于90°
C.改善液体对吊片的润湿使θ接近于180°
5.溶液中溶剂记为1、溶质记为2，则吸附量Γ2(1)的含义为（ C ）
A.单位面积表面相与含有相等总分子数的溶液相比较，溶质的过剩量
B.单位面积表面相与含有等量溶质的溶液相比较，溶剂的过剩量
C.单位面积表面相与含有等量溶剂的溶液相比较，溶质的过剩量
6.C12H25SO4Na（1）、C14H29SO4Na（2）、C16H33SO4Na（3）三种物质在水表面吸附达到饱和状态时，三种物质分子在表面所占面积a m存在下列关系（ B ）
A. a m,1> a m,2> a m,3
B. a m,1≈a m,2≈a m,3
C. a m,1< a m,2< a m,3
7.苯在水面上先迅速展开后又自动收缩成为小液滴漂浮在水面上，用于描述苯液滴形状的表化专业术语是（ C ）
A.二维液膜
B.多分子层
C.透镜
8.下列说法中不正确的是（ C ）
A.任何液面都存在表面张力
B.平面液体没有附加压力
C.弯曲液面的表面张力方向合力指向曲率中心
D.弯曲液面的附加压力指向曲率中心
9.运用过滤手段进行溶胶净化的目的是（ B ）
A.除掉反应过程中过量的副产物
B.除掉过量的电解质
C.除掉溶胶体系中的粗离子
10.对于胶体体系下列说法正确的是（ B ）
A.电解质引发胶体体系聚沉的主要原因是使扩散层变厚
B.低浓度的聚合物可以使胶体体系发生聚沉，而高浓度的聚合物却可以使胶体体系稳定
C.胶体体系属于热力学多相体系，由于界面自由能显著，所以无论采取何种措施都不可
能获得相对稳定的胶体溶液
二、填空题(每小题2分，共20分)
1.液-固润湿过程有_沾湿_ ,_ 浸湿_ , _铺展_ .
2.固体自溶液中吸附时，极性吸附剂易于从非极性溶液中吸附__极性_____物质，而非极
性吸附剂易于从极性溶液中吸附__非极性____物质。
3. 平衡状态时，对于溶液表面张力γ与溶液浓度c 的γ-c 等温线，若是存在0
(
)c c γ
→?-?>0,那么溶质属于_表面活性（正吸附）_物质；若是存在0
(
)c c γ
→?-?<0，那么溶质属于_表面活性（正吸附）_物质。根据Traube 规则对于有机同系物，同系物分子中每增加一个-CH 2-基团，0
(
)c c γ
→?-?的数值增大约_2-4_倍。 4. 胶体制备的一般条件是：1）___分散相在分散介质中的溶解度足够小__
2)_ 有适量的稳定剂存在_
溶胶净化的目的是__去除大尺寸颗粒__和__去除过量电解质._
5. 胶体粒子表面电荷主要由__电离__、__吸附__、_晶格同位取代__三个途径获得，胶体
体系典型的电动现象有__电泳__、_电渗_；典型的动电现象有_沉降电位_、_流动电位_ 6. 起始铺展系数S =___γa –γ b -γab ____、终止铺展系数S ’=_γa ’ –γb ’ –γab _. 7. 从胶体制备的思路上考虑，胶体的制备方法主要有：___分散法_____、___、凝聚法_____。
溶胶动力学性质的微观基础是____由热运动引起的Broun 运动__。
8. 导致胶体有一定颜色的主要原因是_胶体对光的吸收_、_胶体粒子对光的散射_。
9. 在超显微镜下观察胶体分散体系，若是视野中发现光点不闪烁，则胶体粒子的几何形状
呈__球形____、____正四面体形____、__正八面体形____；若是胶体样品在搅拌状态下光点不闪烁静止状态下闪烁，则胶体粒子的几何形状呈_棒形__；若是胶体样品在搅拌状态和静止状态下都闪烁，则胶体粒子的几何形状呈___片形___。
10. 液-液界面形成的主要途径有__粘附______、___铺展______、___分散______。
三、简答题(每小题4分，共24分,)
1. 什么是毛细凝结？
答：在亲液毛细体系中，液体在毛细管中能够形成凹液面，毛细体系中液体的饱和蒸汽压远小于正常饱和蒸汽压，使饱和蒸汽压在该体系中易于凝结的现象。
2. 什么是表面自憎现象？
答：某种低能液体在高能表面铺展形成单分子铺展层后，多余低能液体在固体表面不能铺展而形成液滴的现象叫做表面自憎现象。
3. 任意列举三种测定液体表面张力方法名称。
答：吊片法、吊环法、滴体积法、毛细上升（下降）法、气泡最大压力法······ 4. 在研究低能固体表面的润湿性能过程中，Zisman 首先发现，有机液体同系物在同一固
体表面上的θ随液体的
gl γ降低而变小，规律方程为cos 1()gl c θβγγ=--试解释c
γ的物理意义，并简要论述
c γ与低能固体表面润湿性能的关系。
答：c γ
为固体被润湿的临界表面张力，实际中可以用来表征某一固体表面的可润湿性能的经验参数。当gl γ>c γ时，液体不能在固体表面铺展，而是形成非零接触角状态；
当
gl γ≦c γ时,液体能够在固体表面铺展。可见，c γ越小，能在固体表面铺展的液体
种类越少，固体表面的可润湿性相对较差；反之，c
γ越大，能在固体表面铺展的液体种类越多，固体表面的可润湿性相对越好。
5.苯滴在干净平整的水面上，先迅速展开，然后又自动收缩成小液滴漂浮在水面上，根据
下列数据计算解释这种实验现象。γ苯/水35.0mN/m
γ
苯28.9mN/m
'
γ
苯28.8mN/m
γ
水
72.8mN/m
'
γ
水62.2mN/m
答：S = γ
水
—γ苯—γ苯/水=72.8—28.9—35.0=8.9 mN/m>0,自发铺展
S’=
'
γ
水—
'
γ
苯—
γ
苯/水=62.2—28.8—35.0=－1.6mN/m<0,非自发铺展，形成透镜
6.试从力学和能量角度解释溶液表面张力γ的含义，并给出实验室测定γ的方法。
答：力学角度：处于表面的粒子受力不均匀，在某一方向上有合力产生，这是导致表面张力产生的力学观点；能量角度：处于表面的粒子能量较高，因此在表面的粒子具有过剩自由能，从而导致比表面过剩自由能的产生，这是能量方面的观点。
实验室测定方法：滴体积法、滴重法、吊环法、最大气泡压力法。
四、证明和计算题(36分)
1.将一直径为1cm的油珠分散到水中，使成为直径为1×6
10-cm的小油珠，问油水界面增加了多少？若油水界面张力为37mN/m，问分散过程中共作功多少？(5分)
解：
3
2
22
2121
3
1
41
()11
324()4()
4122
()
32
D
A A A D D
D
π
ππ
π
?=-=-=3.14×62
10cm
W= γ·A
?=11.68J
2.已知，水-萘体系中，25℃时，接触角为90°，水的表面张力为72mN/m，求：
1)单位面积的萘在水中的浸湿功Wi；
2)单位面积的水在萘上的黏附功Wa；
3)单位面积的水在萘上的铺展系数S. (6分)
解：根据T.Young方程有
i gs ls gl cos
Wγγγθ=-=
a gs gl ls gl cos1
Wγγγγθ
=+-=+
（）
gs gl ls gl cos1
Sγγγγθ
=--=-
（）单位界面按12
m计算：
1) i gs ls gl cos W γγγθ=-==72×cos90=0 2) a gs gl ls gl cos 1
W γγγγθ=+-=+（）=72×（cos90+1）=72 mN/m
3) gs gl ls gl cos 1
S γγγγθ=--=-（）=—72 mN/m
3. 请根据Kelvin 公式r 02ln ln M P P RT γ
ρ
=+
说明等温蒸馏的基本原理。(5分) 解：由Kelvin 公式知，亲液毛细体系中的饱和蒸汽压r 0P P <,使饱和蒸汽在该毛细体系中易于凝结，利用此原理，宏观上可使某液体在等温条件下在毛细体系中纯化或富集的过程叫做等温蒸馏。
4. 实验测得乙二醇在石蜡上的接触角θ乙二醇=83°，γ乙二醇=48.3mN/m ，γ水=72.8 mN/m ，
d γ乙二醇=28.6 mN/m ，d γ水=22.1 mN/m ，求水在石蜡上的接触角。(5分)
解：对石蜡-水、石蜡-乙二醇体系运用T.Young 方程有
γ水cos θ水=γ石蜡—γ石蜡-水 γ乙二醇cos θ乙二醇=γ石蜡—γ-石蜡乙二醇
联立得γ水cos θ水=γ乙二醇cos θ乙二醇+γ-石蜡乙二醇—γ石蜡-水
再运用Fowkes 理论
γ-石蜡乙二醇=γ石蜡+γ乙二醇—21
d
d 2
γ
γ
乙二醇
石蜡（
γ石蜡-水=γ石蜡+γ水—21
d
d
2
γ
γ石蜡
水（）
由于d γγ=石蜡
石蜡，得到γ石蜡=25.5 mN/m θ水 =110°
5. 有两块长a=20cm 、宽b=10cm 的长方形清洁薄板，中间灌入能够完全润湿薄板的液体，
如右图所示，设圆柱形弯液面的曲率直径近似等于板间距离（d=1mm ），液体的表面张力为100 mN/m ，试计算分开两薄板需要的力。(5分) 解：由Laplace 方程有2d a b
F P γ?=
=? 整理得：
2232ab 2100m /m 2010m 1010m 4d 110m
N F N γ---?????===?
6. 如图所示毛细体中，将液面近似看作为球面，而且R 1＞R 2,请判断液体的流动方向，并
给出分析判断过程。(5分) 解：左 右
以液相为内相予以考虑，
11
2P P
R γ
-=-外内, 22P P R γ-=-外内2
因为R 1>R 2, 所以P P >内1内2，液体内部宏观流动方向为高压处指向低压处，即图中的从左到右。
7. 实验测得2g 骨碳与初始浓度为-4
10mol/L 的100mL 次甲基蓝水溶液吸附达平衡后，溶
液中次甲基蓝浓度为0.4×-4
10mol/L ；采用4g 骨碳重复上述实验，平衡时次甲基蓝浓
度为0.2×-4
10mol/L ，假定吸附过程遵循Langmuir 方程s s s m m
c 1c b n n n =+，次甲基蓝
分子截面积为2
0.65nm ，求骨碳的比表面积。（m 2/g ）(5分)
解：40c 10mol/L -= 41c 0.410mol/L -=? 42c 0.210mol/L -=? 18
20.6510
m σ-=?
4s 41
10.410mol /0.1n 0.0310mol /g 2g
L L
---??==?（）
4s 42
10.210mol /0.1n 0.0210mol /g 4g
L L ---??==?（）
因为吸附过程遵循Langmuir 方程s s s m m
c 1c b n n n =+代入数据得s 5
m n 0.610mol /g -=?
又由
m 1A
N σ=Γ得，62
m 2318
11 2.55610mol /m 6.02100.6510A N σ--Γ===???? 由s m m n A Γ=得，s 5
2
m 6
m n 0.610 2.35m /2.55610
A g --?===Γ?
中南大学物化课后习题标准答案-10章-电极过程
第10章电极过程 1．用间接方法求得298.15K H 2＋?O 2 ==== H 2O （l ） ＝－236.65 kJ ·mol -1 试问298.15K 时，非常稀的硫酸溶液的分解电压是多少?设用的是可逆电极，并 （答案：1.226V ） 解： ∵ = - zFE Θ ∴ U 分 = E 理 = E Θ= 2．298.15K 时低电流密度电解稀硫酸水溶液，用银作两极的电极材料，和用光滑铂作两极材料，试分别确定其分解电压(已知在银电极上ηH2＝0.87 ，ηO2＝0.96V ，在光滑铂电极上ηH2＝0.09，ηO2＝0.45V 。并设稀硫酸水溶液中a H2O ＝1)。 （答案：3.059V ；1.769V ） 解： 电解稀硫酸水溶液，就是电解水，其理论（可逆）分解电压为1.229， 考虑极化作用，则其实际分解电压 = 理论（可逆）分解电压 + ∑超电压，故， 用Ag 作电极： U 分 = 1.229 ＋ 0.87 ＋ 0.96 = 3.059 V 用Pt 作电极： U 分 = 1.229 ＋ 0.09 ＋ 0.45 = 1.769 V 3．某溶液中含10-2mol ·dm -3 CdSO 4，10-2mol ·dm -3 ZnSO4和0.5mol ·dm -3H 2SO 4，把该溶液放在两个铂电极之间，用低电流密度进行电解，同时均匀搅拌，
①哪一种金属将首先沉积在阴极上? ②当另一种金属开始沉积时，溶液中先析出的哪一种金属所剩余的浓 度为多少? （答案：6.65×10-15 mol·dm-3） 解：（1） 在此溶液中，，，而查表知： ， ∴一定有：，故金属Cd先析出。 （2）在金属锌析出时Cd2+的浓度应满足关系： (-0.4026) + 0.02958 lg c Cd2+ = (-0.7628) + 0.0296lg（0.01） 解得：c Cd2+ = 6.65×10-15 mol·dm-3 4．电解某溶液在阴极上有Zn沉积，H 在Zn上的超电压为0.72V，欲使溶液中 2 气，溶液的pH值最小应控制为多Zn2+的浓度降到10-4mol·dm-3，阴极仍不析出H 2 少?（答案：2.7） 解：当c Zn2+= 1.0×10-4mol·dm-3时，有 时，有E H+/H2 = (-0.05916)×pH-0.72 析出H 2
物理化学测验题(表面)
物理化学测验题（六） 一、选择题。在题后括号，填上正确答案代号。 1、接触角是指： （１）ｇ／ｌ界面经过液体至ｌ／ｓ界面间的夹角； （２）ｌ／ｇ界面经过气相至ｇ／ｓ界面间的夹角； （３）ｇ／ｓ界面经过固相至ｓ／ｌ界面间的夹角； （４）ｌ／ｇ界面经过气相和固相至ｓ／ｌ界面间的夹角； 2、朗缪尔公式克描述为：（ ）。 （１）五类吸附等温线； （２）三类吸附等温线； （３）两类吸附等温线； （４）化学吸附等温线。 3、化学吸附的吸附力是：（ ）。 （１）化学键力；（２）德华力； （３）库仑力。 4、温度与表面力的关系是： （ ）。 （1）温度升高表面力降低； （2）温度升高表面力增加； （3）温度对表面力没有影响； （4）不能确定。 5、液体表面分子所受合力的方向总是：（ ），液体表面力的方向总是：（ ）。 （1）沿液体表面的法线方向，指向液体部； （2）沿液体表面的法线方向，指向气相； （3）沿液体的切线方向； （4）无确定的方向。 6、下列各式中，不属于纯液体表面力的定义式的是： （ ）； （1）p T A G ,??? ????； (2) p T A H ,??? ???? ； (3) V T A F ,? ?? ???? 。 7、气体在固体表面上吸附的吸附等温线可分为：( )。 （１）两类； （２）三类； （３）四类； （４）五类。 8、今有一球形肥皂泡，半径为r ，肥皂水溶液的表面力为σ，则肥皂泡附加压力是：（ ）。 （1）r p σ2=? ；（2）r p 2σ =?；（3）r p σ 4=?。 9、若某液体能在某固体表面铺展，则铺展系数?一定：（ ）。 （１）< ０； （２）> ０；（３）＝ ０。 10、等温等压条件下的润湿过程是：（ ）。 （１）表面吉布斯自由能降低的过程； （２）表面吉布斯自由能增加的过程；
中南大学物理化学A下册
中南大学考试试卷 2011 -- 2012学年下学期时间110分钟(2012.5.6) 物理化学课程32学时2学分考试形式：闭卷 专业年级：化工、应化、制药、粉体、材化等2010级 总分100分，占总评成绩70 % 注：此页不作答题纸，请将答案写在答题纸上 一、单选题（每题2分，共26分） 1. 实验测得某二级反应速率常数，正确的是（） （A）k=5.0s-1（B）k=5.0 dm6·s-1·mol-2（C）k=5.0 s-1·mol-1（D）k=5.0 dm3·s-1·mol-1 2. 加催化剂可使化学反应的下列物理量中哪个改变（） （A）反应热(B) 平衡常数(C) 反应熵变(D) 速率常数 3. 对下列电解质溶液，其中摩尔电导率最大的是（） (A) 0.001 mol·kg-1 KCl (B) 0.001 mol·kg-1 KOH (C) 0.001 mol·kg-1 HCl (D) 0.1 mol·kg-1 KCl 4. 浓度为0.1mol·kg-1的MgCl2水溶液，其离子强度为( ) (A) 0.1mol·kg－1(B) 0.15mol·kg-1(C) 0.2mol·kg－1，(D) 0.3mol·kg-1。 5. 对下列电解质溶液，其中平均活度系数最大的是（） （A）0.01 mol·kg-1KCl （B）0.01 mol·kg-1CaCl2（C）0.01 mol·kg-1LaCl3（D）0.001 mol·kg-1KCl 6. 用补偿法测定可逆电池的电动势时，是为了( ) (A) 消除电极上的副反应；(B) 减小标准电池的损耗； (C) 在可逆情况下测定电池的电动势；(D) 简便易行。 7. 恒温恒压下可逆电池放电过程（）
表面物理化学习题和答案
一、选择题 １、下列说法中不正确得就是：( C ） （A) 生成得新鲜液面都有表面张力 （B）平面液体没有附加压力 (C）弯曲液面得表面张力得方向指向曲率中心 （Ｄ）弯曲液面得附加压力指向曲率中心 2、 水在临界温度时得表面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 型管得两臂直径不同，一端为1×10-3 ｍ,另一端为 3×1０—3 m,水得表 面张力为0、０72 Ｎ·m－1。如用这个 U 型管装上水来测量压力,将引入得误差为： ( Ｂ ) （A） 72 Ｐa (B） 192 Pa (C) ９6 Pa （D）288 Pa ４、 低压下，气体 A 在表面均匀得催化剂上进行催化转化反应，其机理为： A（g） + ＫA K ─→ B（ｇ） + K 第一步就是快平衡, 第二步就是速控步，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'得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，就是Ｂ与Ｃ。 ６、物质表面张力得值与：（ 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、凹面液体上得饱与蒸汽压,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，下面说法正确得就是:（Ｄ ) A，过饱与蒸气就是由于小液滴得蒸气压小于大液滴得蒸气压所致； B，过热液体形成原因就是新相种子-—小气泡得附加压力太小； C,饱与溶液陈化、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得目得就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就是：（ 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就是:( A ）
(完整版)物理化学习题及答案
物理化学期末复习 一、单项选择题 1. 涉及焓的下列说法中正确的是 ( ) (A)单质的焓值均等于零 (B)在等温过程中焓变为零 (C)在绝热可逆过程中焓变为零 (D)化学反应中系统的焓变不一定大于内能变化 2. 下列三种胶体分散系统中，热力不稳定的系统是： ( ) A. 大分子溶胶 B. 胶体电解质 C. 溶胶 3. 热力学第一定律Δ U=Q+W只适用) (A) 单纯状态变化(B) 相变化 (C) 化学变化(D) 封闭物系的任何 4.第一类永动机不能制造成功的原因是 ( ) (A)能量不能创造也不能消灭 (B)实际过程中功的损失无法避免 (C)能量传递的形式只有热和功 (D)热不能全部转换成功 5.如图，在绝热盛水容器中，浸入电阻丝，通电一段时间，通电后水及电阻丝的温度均略有升高，今以电阻丝为体系有( ) (A)W =0 ，Q <0 ，U <0 (B). W>0，Q <0，U >0 (C)W <0，Q <0，U >0 (D). W <0，Q =0，U >0 6.对于化学平衡 , 以下说法中不正确的是( ) (A)化学平衡态就是化学反应的限度 (B)化学平衡时系统的热力学性质不随时间变化 (C)化学平衡时各物质的化学势相等 (D)任何化学反应都有化学平衡态 7.封闭系统内的状态变化： ( ) A 如果系统的 S sys>0，则该变化过程自发 B 变化过程只要对环境放热，则该变化过程自发
C 仅从系统的 S sys ，变化过程是否自发无法判断
8. 固态的 NH 4HS 放入一抽空的容器中，并达到化学平衡，其组分数、独立组分数、相数及 自由度分别是( ) A. 1 ，1，1，2 B. 1 ，1，3，0 C. 3 ，1，2，1 D. 3 ，2，2，2 9. 在定压下， NaCl 晶体，蔗糖晶体，与它们的饱和混合水溶液平衡共存时，独立组分数 C 和条件自由度 f ：( ) A C =3， f =1 B C =3 ， f =2 C C =4， f =2 D C =4 ， f =3 10. 正常沸点时，液体蒸发为气体的过程中( ) (A) Δ S=0 (B) ΔG=0 (C) Δ H=0 (D) ΔU=0 12. 下面的说法符合热力学第一定律的是( ) (A) 在一完全绝热且边界为刚性的密闭容器中发生化学反应时 , 其内能一定变化 (B) 在无功过程中 , 内能变化等于过程热 , 这表明内能增量不一定与热力学过程无关 (C) 封闭系统在指定的两个平衡态之间经历绝热变化时 , 系统所做的功与途径无关 (D) 气体在绝热膨胀或绝热压缩过程中 , 其内能的变化值与过程完成的方式无关 13. 对于理想的水平液面，其值为零的表面物理量是( ) (A) 表面能 (B) 比表面吉布斯函数 (C) 表面张力 (D) 附加压力 14. 实验测得浓度为 0.200mol ·dm -3 的 HAc 溶液的电导率为 0.07138S ·m -1 ，该溶液的摩尔 电导率Λ m (HAc) 为( ) 2 -1 2 -1 A. 0.3569S · m 2· mol -1 B. 0.0003569S ·m 2·mol -1 2 -1 2 -1 C. 356.9S · m 2· mol -1 D. 0.01428S ·m 2· mol -1 15. 某化学反应其反应物消耗 7/8 所需的时间是它消耗掉 3/4 所需的时间的 1.5 倍，则反 应的级数为( ) A. 零级反应 B. 一级反应 C. 二级反应 D. 三级反应 11. 以看作封闭体系的是( A. 绝热箱中所有物质 B. 两个铜电极 C. 蓄电池和铜电极 D. CuSO 4 水溶液 如图，将 C uSO 4水溶液置于绝热箱中，插入两个铜电极，以蓄电池为电源进行电解，可 )。
中南大学物理化学考试试卷 和答案
中南大学研究生考试试卷 2009— 2010学年二学期期末考试试题时间110分钟 界面化学课程 32 学时 2.0 学分考试形式：开卷 专业班级：矿物加工工工程姓名学号 095611057 卷面总分100分，占总评成绩 70 %，卷面得分 一、选择题(每小题2分，共26分) 1.液体表面最基本的特性是（ A ） A.倾向于收缩 B.倾向于铺展 C.形成单分子吸附层 2.若将液体与毛细管壁间的接触角近似看作0°，则液体在毛细管中的液面可以看作（C） A.凹型 B.凸型 C.球面 3.下列方程均为计算液a/液b界面张力γab的经验公式，其中Fowkes公式为（ C ） A.γab =γa -γb B.γab =γa + γb -2（γaγb）1/2 C.γab =γa + γb -2（γa dγb d）1/2 4.吊片法测定液体表面张力时，要求尽可能采用表面粗糙的吊片材料，其目的是（ A ） A.改善液体对吊片的润湿使θ接近于0° B. 改善液体对吊片的润湿使θ接近于90° C.改善液体对吊片的润湿使θ接近于180° 5.溶液中溶剂记为1、溶质记为2，则吸附量Γ2(1)的含义为（C） A.单位面积表面相与含有相等总分子数的溶液相比较，溶质的过剩量 B.单位面积表面相与含有等量溶质的溶液相比较，溶剂的过剩量 C.单位面积表面相与含有等量溶剂的溶液相比较，溶质的过剩量 6.C12H25SO4Na（1）、C14H29SO4Na（2）、C16H33SO4Na（3）三种物质在水表面吸附达到饱和状态时，三种物质分子在表面所占面积a m存在下列关系（ B ） A. a m,1> a m,2> a m,3 B. a m,1≈a m,2≈a m,3 C. a m,1< a m,2< a m,3 7.苯在水面上先迅速展开后又自动收缩成为小液滴漂浮在水面上，用于描述苯液滴形状的表化专业术语是（ C ） A.二维液膜 B.多分子层 C.透镜 8.下列说法中不正确的是（ B） A.任何液面都存在表面张力 B.平面液体没有附加压力 C.弯曲液面的表面张力方向合力指向曲率中心 D.弯曲液面的附加压力指向曲率中心 9.运用过滤手段进行溶胶净化的目的是（ C） A.除掉反应过程中过量的副产物 B.除掉过量的电解质 C.除掉溶胶体系中的粗离子
中南大学物化课后习题答案 11章 表面化学与胶体化学
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。求算：(1)开始形成雨滴的半径；(2)每一滴雨中所含的水分子数。 （答案：7.8×10-10 m，66个） 解：（1）据开尔文公式得： (2) 设雨滴为球形，则一个雨滴的体积为： 雨滴中的水分子数为： （个） 5．已知293 K时，，，。试判断水能否在汞表面上铺展开来?
物理化学部分答案
3. 理想气体绝热可逆和绝热不可逆过程的功，都可用公式V W C T =?计算，那两种过程的功是否一样? 答：不一样。过程不同，终态不相同，即ΔT 不一样，因此绝热可逆和绝热不可逆两过程所做功不一样。 6. 在相同的温度和压力下，一定量氢气和氧气从四种不同的途径生成水：（1）氢气在氧气中燃烧；（2）爆鸣反应；（3）氢氧热爆炸；（4）氢氧燃料电池。在所有反应中，保持反应始态和终态都相同，请问这四种变化途径的热力学能和焓的变化值是否相同? 答：应该相同。因为热力学能和焓是状态函数，只要始终态相同，无论通过什么途径，其变化值一定相同。这就是：异途同归，值变相等。 7. 理想气体向真空绝热膨胀后，他的温度将（ ）。 （A ）升高 （B ）降低 （C ）不变 （D ）不一定 答：（C ）对于理想气体而言，内能仅仅是温度的单值函数，经真空绝热膨胀后，内能不变，因此体系温度不变。 9. 公式?H = Q p 适用于哪个过程（ ）。 （A ）理想气体绝热等外压膨胀 （B ）H 2O （s ）273K 101.3kPa 垐垐垐垎噲垐垐垐，H 2O （g ） （C ）Cu 2+（aq ）+2e - → Cu （s ） （D ）理想气体等温可逆膨胀 答：（B ）式适用于不作非膨胀功的等压过程。 1. （1）一系统的热力学能增加了100kJ ，从环境吸收了40kJ 的热，计算系统与环境的功的交换量； （2）如果该系统在膨胀过程中对环境做了20kJ 的功，同时吸收了20kJ 的热，计算系统热力学能的变化值。 解：根据热力学第一定律：ΔU = W ＋ Q ，即有： （1）W =ΔU －Q = 100 – 40 = 60kJ （2）ΔU = W ＋ Q = -20 ＋ 20 = 0 2. 在300 K 时，有 10 mol 理想气体，始态压力为 1000 kPa 。计算在等温下，下列三个过程做膨胀功： （1）在100 kPa 压力下体积胀大1 dm 3 ； （2）在100 kPa 压力下，气体膨胀到压力也等于100 kPa ； （3）等温可逆膨胀到气体的压力等于100 kPa 。 解：根据理想气体状态方程p V= nRT ，即有： V nRT p = （1）∵ W = -p e ΔV = -p e (V 2－V 1) ∴ W = -100×103×1×10-3 = -100J
中南大学物化考试卷3
中南大学考试试卷03 一、单选题（每题2分，共24分） 1. 1 mol 理想气体，从始态(p，V，T ) 出发，分别进行⑴恒温可逆膨胀和⑵绝热可逆膨胀过程，若两过程所达到的末态体积相同，则两过程体积功的关系是（）（A）| W⑴| = | W⑵| （B）| W⑴| > | W⑵| （C）| W⑴| < | W⑵| （D）无法确定 2. 在T 和pΘ下，C (石墨) + O2(g) === CO2(g) 的反应热为△r H mΘ(T)。下列说法中不正确的是 （）（A）△r H mΘ(T)是CO2(g) 在温度T 下的标准生成焓（B）△r H mΘ(T) = △r U mΘ(T) （C）△r H mΘ(T)是C (石墨) 在温度T 下的标准燃烧焓（D）△r H mΘ(T) > △r U mΘ(T) 3. 在确定的T 、p下，无论用什么手段进行一个A + B === C 的反应，若反应的△r H m > 0，则该反应的反应热（）（A）大于零（B）小于零（C）视反应手段而定（D）等于零 4. 某单组分体系的V m(l) > V m(s)，当体系的压力升高时，其熔点将（）（A）升高（B）降低（C）不变（D）不确定 5. 使用热力学判据△G T,p,W’=0 < 0 判别某过程方向时，下标p 所表示的是（）（A）体系中每一组分的分压（B）体系的总压（C）外压（D）标压pΘ 6.下列针对偏摩尔量的描述，不正确的是( ) （A）偏摩尔量是体系某种容量性质的一种偏微分 （B）偏摩尔量是体系的强度性质，状态函数 （C）体系的偏摩尔量可正、可负、亦可为零 （D）体系中某组分的偏摩尔Gibbs自由能就是该组分的化学势 7. 恒温恒压下由纯组分形成理想溶液，下列各量中为零的是（）（A）Δmix G（B）Δmix S（C）Δmix H（D）Δmix A 8. 关于溶液中某组分的活度及活度系数，不正确的是（）（A）活度相当于是校正浓度，但无量纲 （B）活度及活度系数的大小与参考态的选择有关 （C）理想溶液中各组分的活度系数皆为1 （D）活度及活度系数的大小与标准态的选择有关
物理化学 表面张力 动力学习题附答案2
物化第8-10试卷 一、选择题 1. 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 2．在液面上，某一小面积S周围表面对S有表面张力，下列叙述不正确的是（ A ）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。 3. 表面活性物质的实质性作用是：( B ) A，乳化作用；B，降低表面张力；C，加溶作用；D，降低物质的溶解性 4．某温度压力下，有大小相同的水滴、水泡和气泡，其气相部分组成相同，见图。它们三者表面自由能大小为：（C） A．G a = G c < G b； B．G a = G b > G c ； C．G a < G b < G c ； D．G a = G b = G c 。 5．对于有略过量的KI存在的AgI溶胶，下列电解质中聚沉能力最强的是( D ) A . NaCl B. K3[Fe(CN)6] C. MgSO4 D. FeCl3 6.关于胶体和溶液的叙述中正确的是( C ) A. 胶体带电荷,而溶液呈电中性 B. 胶体加入电解质可产生沉淀,而溶液不能
C. 胶体是一种介稳性的分散系,而溶液是一种稳定的分散系 D. 胶体能够发生丁达尔效应,而溶液中不存在布朗运动 7．某化学反应的计量方程为A 2B C D k +??→+，实验测定得到其速率系数为3110.25(mol dm )s k ---=??，则该反应的级数为 （ C ） （A ）零级反应 （B ）一级反应 （C ）二级反应 （D ）三级反应 8．有一个平行反应，①1a,1,A B E k ???→；②2a,2,A D E k ???→。已知反应①的活化能大于反应②的活化能，即a,1a,2E E >，以下措施中哪一种不能改变获得产物B 和D 的比例？ ( B ) (A) 提高反应温度 (B) 延长反应时间 (C) 加入适当催化剂 (D) 降低反应温度 9. 下列说法错误的是( D ) A. 一步完成的反应是基元反应。 B. 由一个基元反应构成的化学反应称简单反应。 C. 由两个或两个以上基元反应构成的化学反应称复杂反应。 D. 基元反应都是零级反应。 10. 加入正催化剂使反应速度加快，下列叙述不正确的是( C ) A. 使反应体系的活化分子百分数增高 B. 使反应体系的活化分子总数增多。 C. 使反应体系的活化分子百分数降低。 D. 使反应体系的活化能降低。 二、选择题 1．溶胶的动力性质包括 布朗运动 、 扩散作用 和 沉降作用 。
物理化学选做作业复习资料中南大学
纸质作业答案 一、术语解释 节流膨胀：在绝热条件下，流体的恒焓膨胀过程。多数流体经节流膨胀(多数情况下的流体是始态为液体，末态为气体)后温度下降，产生制冷效应。 可逆过程：在一系列无限接近平衡的条件下进行的过程。沿可逆过程途径进行一次来回变化，不会给体系和环境留下任何痕迹，即体系和环境都可回到始态。 反应进度：用来表示化学反应进行程度的量，一般记为ξ，ξ = (n B,t - n B,0 )/νB ，式中n B,0为反应开始(ξ = 0)时体系中物质B 的物质的量(摩尔数)，n B,t 为反应进行到t 时刻(ξ)时体系中物质B 的物质的量(摩尔数)，νB 为反应方程式形为0 = ΣνB B 时，物质B 的化学计量系数。ξ值与选用体系中的哪种物质的量的变化来进行计算无关，但与化学反应计量式的写法有关。 热容：在不发生相变和化学变化的前提下，体系在经历某一过程时，与环境所交换的热与由此引起的温度变化值之比称为体系的热容。若过程为恒压过程，则所得热容称为恒压热容，过程为恒容过程，则所得热容称为恒容热容。 反应热效应：也称反应热，是指在只做体积功和始末态温度相等的条件下，完成化学反应过程中体系与环境所交换的热。热效应有为恒(等)压热效应和恒(等)容热效应之分，恒(等)压热效应Q p =ΔH ，恒(等)容热效应Q V =ΔU 。对应不同类型的反应，反应热也可分为生成热、燃烧热、溶解热、稀释热等。 熵判据：在隔离体系中，ΔS 隔离 = ΔS 体系 + ΔS 环境 ≥ 0，若ΔS 隔离 = 0，则体系达到平衡，若ΔS 隔离 > 0，则体系中发生的变化为自发（动）过程。 熵增原理：在绝热或隔离体系中发生任何变化，体系的熵总是增加或不变，而不会减少，即ΔS ≥ 0。对绝热体系而言，ΔS 绝热 > 0时，体系中发生的变化为不可逆过程，ΔS 绝热 = 0时，体系中发生的变化为可逆过程。 化学势：溶液中组元i 的偏摩尔吉布斯自由能称为组元i 的化学势。其定义式为： i j i j i j i j ,,i ,,i ,,i ,,i i i ≠≠≠≠???? ????=???? ????=???? ????=???? ????==j j j j n V S n p S n V T n p T n U n H n A n G G μ 稀溶液依数性：稀溶液中溶剂的蒸气压下降、凝固点降低、沸点升高和渗透压是值只与一定量溶液中溶质的质点数有关，而与溶质的本性无关，这四个性质统称为稀溶液的依数性。 标准平衡常数：反应体系达到平衡，且各物质均处于标准状态时的反应平衡常数，其定义式
表面物理化学
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 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) ＋ 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。 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，降低表面张力；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) 表面张力 (C) 比表面
关于物理化学课后习题答案
第一章 1.5两个容积均为V的玻璃球泡之间用细管连结，泡内密封着标准状态下的空气。若将其中的一个球加热到100 ?C，另一个球则维持0 ?C，忽略连接细管中气体体积，试求该容器内空气的压力。 解：由题给条件知，（1）系统物质总量恒定；（2）两球中压力维持相同。 标准状态： 因此， 1.8 如图所示，一带隔板的容器中，两侧分别有同温、不同压的H2与N2，P(H2）=20kpa，P(N2)=10kpa,二者均可视为理想气体。
（1）保持容器内温度恒定,抽去隔板，且隔板本身的体积可忽略不计，试求两种气体混合后的压力； （2）计算混合气体中H2和N2的分压力； （3）计算混合气体中H2和N2的分体积。 第二章 2.2 1mol水蒸气（H2O,g）在100℃，101.325kpa下全部凝结成液态水，求过程的功。假设：相对水蒸气的体积，液态水的体积可以忽略不计。
2.11 1mol某理想气体与27℃，101.325kpa的始态下，先受某恒定外压恒温压缩至平衡态，在恒容升温至97.0℃，250.00kpa。求过程的W,Q, ΔU, ΔH。已知气体的体积Cv,m=20.92J*mol-1 *K-1。 2.15 容积为0.1 m3的恒容密闭容器中有一绝热隔板，其两侧分别为0 ?C，4 mol 的Ar(g)及150 ?C，2 mol的Cu(s)。现将隔板撤掉，整个系统达到热平衡，求末态温度t及过程的。已知：Ar(g)和Cu(s)的摩尔定压热容分别为 及，且假设均不随温度而变。 解：图示如下 假设：绝热壁与铜块紧密接触，且铜块的体积随温度的变化可忽略不计
则该过程可看作恒容过程，因 此 假设气体可看作理想气体， ，则 2.25 冰（H2O,S）在100kpa下的熔点为0℃，此条件下的摩尔熔化焓ΔfusHm=6.012KJ*mol-1 *K-1。已知在-10~0℃范围内过冷水（H2O,l）和冰的摩尔定压热容分别为Cpm（H2O,l）=76.28J*mol-1 *K-1和Cpm（H2O,S）=37.20J*mol-1 *K-1。求在常压及-10℃下过冷水结冰的摩尔凝固焓。 O, l）在100 ?C的摩尔蒸发焓。水和2.26 已知水（H 2 水蒸气在25~100℃间的平均摩尔定压热容分别为Cpm（H2O,l）=75.75J*mol-1 *K-1和Cpm （H2O,g）=33.76J*mol-1 *K-1。求在25?C时水的摩尔蒸发焓。
中南大学物化课后习题答案-8--章-电解质溶液
第8章电解质溶液1.用氧化数法配平下列反应式： As 2S 3 (s)+HNO 3 (浓)→H 3 AsO 4 + H 2 SO 4 + NO 2 + H 2 O FeS 2(s) + O 2 →Fe 2 O 3 (s) + SO 2 Cr 2O 3 (s) + Na 2 O 2 (s)→Na 2 CrO 4 (s) + Na 2 O(s) S + H 2SO 4 (浓)→SO 2 + H 2 O 2.用铂电极电解氯化铜CuCl 2 溶液，通过的电流为st1:chmetcnv TCSC="0" NumberType="1" Negative="False" HasSpace="False" SourceValue="20" UnitName="a">20A，经过15分钟后，在阴极上能析出多少克铜?在阳极上能析出多少dm3的300.15K，101.325kPa的氯气? （答案：2.297 dm3） 解：（1）在阴极 Cu2+＋ 2e → Cu 析出铜 (2) 在阳极 2Cl-→Cl 2 (g) + 2e 析出氯 3.一电导池中装入0.02mol·dm-3的KCl水溶液，298.15K时测得其电阻为453Ω。已知298.15K0.02mol·dm-3溶液的电导率为0.2768S·m-1。在同一电导池中 装入同样体积的浓度为0.55g·dm-3的CaCl 2 溶液，测得电阻为1050Ω。计算电 导池常数、该CaCl 2溶液的电导率和摩尔电导率Λ m (1/2CaCl 2 )。（答案：125.4 m-1， 0.1194 S·m-1，0.02388 S·m2·mol-1）
解：（1）电导池常数G （2）CaCl 2 的电导率 (3) 摩尔电导率 4.在298K，H+ 和HCO- 3 的离子极限摩尔电导率λH+ =3.4982×10-2S·m2·mol-1，λ HCO - 3 = 4.45×10-3S·m2·mol-1。在同温度下测得0.0275mol·dm-3H 2 CO 3 溶液的电导 率κ=3.86×10-3S·m-1，求H2CO3离解为H + 和HCO-3的离解度。（答案：α= 3.56×10-3） 解： 5.已知291K时NaCl ，NaOH及NH 4 Cl的极限摩尔电导率λ分别为1.086×10-2， 2.172×10-2及1.298×10-2S·m2·mol-1，291K时0.1及0.01mol·dm-3NH 3·H 2 O的 摩尔电导率λm分别为3.09和9.62S·cm2·mol-1，利用上述实测数据求0.1及 0.01mol·dm-3NH 3·H 2 O的离解常数K。（答案：K = 1.7×10-5）
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
物化实验题-中南大学
中南大学考试试卷 2008 -- 2009 学年 1 学期时间110分钟 2008 年12 月27 日物理化学实验课程 24 学时 1 学分考试形式：闭卷 专业年级：冶金、环境、教化07 总分100分，占总评成绩30 % 共80题，每题4分，任选25题。每题四个答案，其中只有一个是最合适的。请用“ ”圈出最合适的答案。下笔慎重，涂改答案算0分。 热化学实验 1、用数字贝克曼温度计测量温差时，为什么要选择温差按钮？ ①、方便②、精确③、区别于温度④、担心温差太大 2、使用数字压力计时，在系统里外压力相等时采零是因为2 ①、绝对真空难得到②、要依靠外压计算系统压力 ③、环境压力不稳定④、要求系统压力精确 3、测量水的饱和蒸汽压时，如果系统里外压力相等且为一个大气压时测得水的沸点高于100度，可能的原因是 ①、温度计不准或水中含有杂质②、系统漏气 ③、加热系统出了毛病④、冷却系统出了故障 4、饱和蒸汽压实验使用冷却水的目的是 ①、给系统降温②、怕液体过热 ③、怕损坏仪器④、维持系统压力和水的数量恒定与保护压力计 5、偏摩尔体积实验不使用容量瓶而使用比重瓶是因为3 ①、容量瓶太大②、比重瓶更方便③、比重瓶更精确④、容量瓶带刻度 6、偏摩尔体积实验中配制NaCl水溶液时用来量水的量筒其精度明显与比重瓶和天平不匹配，为什么？1 ①、因为水的数量最终靠天平称量②、水的数量大，不必精确 ③、量筒精度低一点对最终结果影响不大④、量筒带来的误差在实验过程中会被抵消 7、偏摩尔体积实验中恒温槽温度应 ①、比室温略高②、和室温相等③、至少比室温高5度④、比室温稍低 8、如果比重瓶瓶塞中液柱未到顶端，其原因是1 ①、比重瓶漏液或溶液不够②、溶液表面张力太小 ③、溶液表面张力太大④、瓶塞孔径太小 9、对于燃烧热测定，环境是指 ①、外筒以外②、氧弹以外③、内筒以外④、坩埚以外 10、燃烧热测定装置中内筒为什么内外表面抛光？ ①、防止生锈②、美观③、防止粘水④、防止热辐射 11、燃烧热测定装置内筒底部为什么要用三个塑料柱支撑？ ①、透气②、防止热传导③、防止内筒和外筒底部接触④、防止导电
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看到表面现象，所以系统表面增大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是自发过程。 5．过饱和蒸气之所以可能存在，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．单分子层吸附只能是化学吸附，多分子层吸附只能是物理吸附。 8．产生物理吸附的力是范德华力，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，并且当溶质达饱和时，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．下列叙述不正确的是： (A) 比表面自由能的物理意义是，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。 3．同一体系，比表面自由能和表面张力都用σ表示，它们： (A) 物理意义相同，数值相同；(B) 量纲和单位完全相同； (C) 物理意义相同，单位不同；(D) 物理意义不同，单位不同。 4．一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水中上升的高度： (A) 相同；(B) 无法确定； (C) 25℃水中高于75℃水中；(D) 75℃水中高于25℃水中。 5．纯水的表面张力是指恒温恒压下水与哪类相接触时的界面张力： (A) 饱和水蒸气；(B) 饱和了水蒸气的空气； (C) 空气；(D) 含有水蒸气的空气。 6．水的相图中s、l、g分别表示固、液、气三态，
物理化学课后答案
第一章 气体的pVT 关系 1-1物质的体膨胀系数V α与等温压缩系数T κ的定义如下： 1 1T T p V p V V T V V ???? ????-=??? ????= κα 试导出理想气体的V α、T κ与压力、温度的关系？ 解：对于理想气体，pV=nRT 111 )/(11-=?=?=??? ????=??? ????= T T V V p nR V T p nRT V T V V p p V α 1211 )/(11-=?=?=???? ????-=???? ????- =p p V V p nRT V p p nRT V p V V T T T κ 1-2 气柜内有121.6kPa 、27℃的氯乙烯（C 2H 3Cl ）气体300m 3 ，若以每小时90kg 的流量输往使用车间，试问贮存的气体能用多少小时？ 解：设氯乙烯为理想气体，气柜内氯乙烯的物质的量为 mol RT pV n 623.1461815 .300314.8300 106.1213=???== 每小时90kg 的流量折合p 摩尔数为 13 3153.144145 .621090109032-?=?=?=h mol M v Cl H C n/v=（14618.623÷1441.153）=10.144小时 1-3 0℃、101.325kPa 的条件常称为气体的标准状况。试求甲烷在标准状况下的密度。 解：33 714.015 .273314.81016101325444 --?=???=?=?=m kg M RT p M V n CH CH CH ρ 1-4 一抽成真空的球形容器，质量为25.0000g 。充以4℃水之后，总质量为125.0000g 。若改用充以25℃、13.33kPa 的某碳氢化合物气体，则总质量为25.0163g 。试估算该气体的摩尔质量。 解：先求容器的容积33 ) (0000.1001 0000.100000 .250000.1252 cm cm V l O H == -= ρ n=m/M=pV/RT mol g pV RTm M ?=?-??== -31.3010 13330) 0000.250163.25(15.298314.84 1-5 两个体积均为V 的玻璃球泡之间用细管连接，泡内密封着标准状况条件下的空气。若将其中一个球加热到100℃，另一个球则维持0℃，忽略连接管中气体体积，试求该容器内空气的压力。 解：方法一：在题目所给出的条件下，气体的量不变。并且设玻璃泡的体积不随温度而变化，则始态为 )/(2,2,1i i i i RT V p n n n =+= 终态（f ）时 ??? ? ??+=???? ??+ =+=f f f f f f f f f f T T T T R V p T V T V R p n n n ,2,1,1,2,2,1,2,1