界面现象练习题
12-界面现象答案
三、计算题 ( 共 170 题 ) 1. 5 分 (6613)
[答] G = A = 1.44×10-5 J S = - (/T)p, AA = 3.14×10-8 J·K-1 H = G + TS = 2.38×10-5 J Q = TS = 9.36×10-6 J
2. 5 分 (6614) [答] A1= 4R12 A2= 4R12(R1/R2) W = (A2- A1) = 9.14×10-6 J
6. 5 分 (6618)
[答] = 0(1 - T/Tc)B
(这一行与下一行中指数 B=11/9)
T = 273 K 时， 0= 26.5×10-3 (250.05/523.2)-B N·m-1
T = 323 K 时， = 20.2×10-3 N·m-1
7. 10 分 (6619)
[答] A1= 4R12， A2= N(4R22) N = (R1/R2)3 , A2= 4R12(R1/R2) W = ×4R12 (R1/R2- 1) = 0.609 J
4. 2 分 (6604) (A)
5. 2 分 (6605)
6. 2 分 (6621) (B)
7. 2 分 (6606) (C)
8. 1 分 (6607)
9. 1 分 (6608) (B)
10. 2 分 (6628) (A)
11. 2 分 (6635)
12. 2 分 (6637) (A)
13. 2 分 (6642) (C)
4. 2 分 (6625) [答] 吸热
5. 2 分 (6636) [答] W = - dA = -14.34×10-6 J S = 3.14×10-3 J·K-1
6. 2 分 (6680) [答] R' = 1.52×10-9 m
12-界面现象
第十二章界面现象(418题)一、选择题( 共144 题)1. 2 分(6601)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2. 2 分(6602)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：( )(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3. 2 分(6603)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4. 2 分(6604)在298 K下，将液体水分散成小液滴，其热力学能：（）(A)增加(B) 降低(C) 不变(D) 无法判定5. 2 分(6605)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6. 2 分(6621)在绝热条件下，将液体分散成小颗粒液滴，液体的温度将：（）(A)上升(B) 下降(C) 不变(D) 无法判定7. 2 分(6606)液体的表面自由能γ可以表示为：( )(A) （∂H/∂A）T p n i,,(B) （∂F/∂A）T p n i,,(C) （∂U/∂A）S V n i,,(D) （∂G/∂A）T V n i,,8. 1 分(6607)298 K时，水－空气的表面张力γ= 7.17×10-2 N·m-1，若在298 K，标准压力p∃下，可逆地增加4×10-4 m2水的表面积，环境对体系应做的功W为：( )(∆U = Q - W)(A) -2.868×10-5 J (B) 2.868×10-5 J(C) -7.17×10-5J (D) 7.17×10 –5 J9. 1 分(6608)对大多数纯液体其表面张力随温度的变化率是：( )(A) (∂γ/∂T)p> 0 (B) (∂γ/∂T)p< 0(C) (∂γ/∂T)p= 0 (D) 无一定变化规律10. 2 分(6628)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（）(A)增大(B) 减小(C) 不变(D) 无法判定11. 2 分(6635)已知293 K 时，水-空气的表面张力为7.275×10-2N·m-1, 当已知298 K 和101.325 kPa下，可逆地增大水的表面积4 cm2, 体系的吉布斯自由能的变化为：( )(A) 2.91×10-5 J (B) 2.91×10-1 J(C) -2.91×10-5 J (D) -2.91×10-1 J12. 2 分(6637)在相同温度下，固体冰和液体水的表面张力哪个大? ( )(A) 冰的大(B) 水的大(C) 一样大(D) 无法比较13. 2 分(6642)水在临界温度时的表面Gibbs自由能：（）(A)大于零(B) 小于零(C) 等于零(D) 无法确定14. 2 分(6643)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15. 2 分(6644)在临界温度时，纯液体的表面张力（）(A)大于零(B) 小于零(C) 等于零(D) 无法确定16. 2 分(6651)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。
物理化学论 界面现象习题
第十章界面现象10.1在293.15 K及101.325kPa下，把半径为1×10-3m的汞滴分散成半径为1×10-9m小汞滴，试求此过程系统的表面吉布斯函数变为多少？已知汞的表面张力为0.4865N·m-1。
10.2计算373.15K时，下列情况下弯曲液面承受的附加压。
已知373.15K时水的表面张力为58.91×10-3 N·m-1。
（1）水中存在的半径为0.1μm的小气泡；（2）空气中存在的半径为0.1μm的小液滴；（3）空气中存在的半径为0.1μm的小气泡。
10.3 293.15K时，将直径为0.1mm的玻璃毛细管插入乙醇中。
问需要在管内加入多大的压力才能防止液面上升？如不加任何压力，平衡后毛细管内液面高度为多少？已知该温度下乙醇的表面张力为22.3×10-3 N·m-1，密度为789.4kg·m-3，重力加速度为9.8m·s-2。
设乙醇能很好地润湿玻璃。
10.4水蒸气迅速冷却至298.15K时可达过饱和状态。
已知该温度下的表面张力为71.97×10-3 N·m-1，密度为997kg·m-3。
当过饱和水蒸气压力为平液面水的饱和蒸汽压的4倍时，计算。
（1）开始形成水滴的半径；（2）每个水滴中所含水分子的个数。
10.5已知CaCO3（s）在773.15K时的密度3900kg·m-3，表面张力为1210×10-3 N·m-1，分解压力为101.325Pa。
若将CaCO3（s）研磨成半径为30nm（1nm=10-9m）的粉末，求其在773.15K时的分解压力。
10.6已知273.15K时，用活性炭吸附CHCl3，其饱和吸附量为93.8dm3·kg-1，若CHCl3的分压为13.375kPa，其平衡吸附量为82.5 dm3·kg-1。
界面现象题目--答案参考
界面现象习题集1为什么自由液滴必成球形？答：纯液体表面上的分子比内部分子具有更高的能量， 而能量降级为一自发过程， 所以它必然导致表面面积为最小状态。
2、为什么有云未必有雨？如何使云变成雨答：空气的上升运动，造成气温下降，形成过饱和水气；加上吸湿性较强的凝结核的作用, 水气凝结成云，来自云中的云滴，冰晶体积太小，不能克服空气的阻力和上升气流的顶托， 从而悬浮在空中。
当云继续上升冷却，或者云外不断有水气输入云中，使云滴不断地增大, 以致於上升气流再也顶不住时候，才能从云中降落下来，形成雨。
3、分子间力与什么有关，其与表面张力的关系何在？答：分子间力与温度、电荷分布、偶极矩、分子相对质量、外加电场有关 表面张力实质为每增加单位表面积所增加的自由焓1）表面张力的物理意义需用分子间作用力解释:在液体表面，表面分子的两侧受力不等。
气相分子对它的引力远远小于液相。
必然受到向下的拉力。
所以，要将液体内部的分子拉至表面，必须克服分子间力对其做功。
该功主要用来增加其表面能。
即： d w' dAr 为增加单位表面积所做的功。
对纯液体而言，热力学诸函数关系为：dG Vdp sdT dAdF pdV sdT dAdH Tds Vdp dAdV Tds pdVdAGFHUAP,T,nAV,T,n AS,P,nA S,V,n比表面自由焓即为表面张力。
2）表面张力是液体分子间引力大小的度量指标之一,凡是影响分子间力的因素必将影响表面张力。
4、20C 时汞的表面张力r =4.85X 10-1N/m ，求在此温度及 101.325kPa 的压力下，将半径r1=1.0mm 的汞滴分散成r2=10-5mm 的微小汞滴至少需要消耗多少的功？5、分子间力的认识过程说明了什么 ？你有哪些体会？答：我们对于分子间力的认识是一个不断深化的过程。
由于看到了各物质之间的异同而提 出了分子间力这样一个概念来解释。
随着解释的不断深入，认识也在不断地提高，从而对其进行更多的修正。
10-界面现象 习题
化学吸附
范德华力
化学键力
单层或多层
单层
小（近于液化热） 大（近于反应热）
无或很差
较强
可逆
不可逆
易达到
不易达到
10
（7） 接触角（润湿角）
s
M
P
l
O
O
N
sl
接触角：气液固三相点处，气液界面的切线与固液界面的夹角
经过液体内部
润湿：固体表面上的气体被液体取代的过程。 接触过程的 △G＜0。Gibbs函数降低越多，越易润湿。
解： 液体B在另一不互溶液体A上能否发生铺展，则
SB A－ B AB 0自动铺展 A
（1）SH2O Hg－ H2O H2O-Hg Hg =（486.5-72.75-375）mN m1 38.75mN m1＞0
水在汞的表面上能发生铺展
（2） SHg H2O－ Hg H2O-Hg
一般情况下，表面活性物质的 - c 曲线
kc m 1 kc
1. 表面现象在自然界普遍存在，但有些自然现象与表面现象 并不密切相关，例如
(A) 气体在固体上的吸附 (B) 微小固体在溶剂中溶解 (C) 微小液滴自动呈球形 (D) 不同浓度的蔗糖水溶液混合
答案：D
2. 液体的附加压力和表面张力的联系与区别在于 (A) 产生的原因和方向相同而大小不同 (B) 作用点相同而方向和大小不同 (C) 作用点相同而产生的原因不同 (D) 产生的原因相同而方向不同 答案：D
——液体密度
g——重力加速度
cos r
rl
rl
r
cos
当接触角θ<90o时，液体在毛细管中上升，凹液面； 当接触角θ>90o时，液体在毛细管中下降，凸液面。
界面现象与胶体练习题
界面现象与胶体练习题一.选择题1.已知20℃时水～空气的界面张力为7.27 × 10-2N·m-1，当在20℃和p 下可逆地增加水的表面积4cm2，则系统的ΔG为。
A. - 2.91 × 10-5 J ；B. 2.91 × 10-1 J ；C. 2.91 × 10-5 J ；D. -2.91 × 10-1 J 。
2.对于化学吸附，下列说法不正确的是。
A. 吸附是单分子层B. 吸附力来源于化学键力C. 吸附热接近反应热D. 吸附速度快，升高温度能降低吸附速度3.一肥皂泡的半径为R，表面张力为γ，则肥皂泡的内外压力差∆P为。
γ /2R B. γ / R C. 2γ/R D . 4γ/RA.4. 在一个密闭的容器中，有大小不同的两个水珠，长期放置后，会发生。
(A) 大水珠变大，小水珠变小； (B) 大水珠变大，小水珠变大；(C) 大水珠变小，小水珠变大； (D) 大水珠，小水珠均变小。
5. 对于有过量AgNO3存在的AgI 溶胶，电解质聚沉能力最强的是。
(A) K3[Fe(CN)6] (B) MgSO4(C) FeCl3(D) NaCl6. .在H3AsO3的稀溶液中，通入过量的H2S 气体，生成As2S3溶胶。
用下列物质聚沉，其聚沉值大小顺序是。
(A) Al(NO3)3＞MgSO4＞K3Fe(CN)6(B) K3Fe(CN)6＞MgSO4＞Al(NO3)3(C) MgSO4＞Al(NO3)3＞K3Fe(CN)6(D) MgSO4＞K3Fe(CN)6＞Al(NO3)37.同种液体相同温度下，弯曲液面的蒸气压与平面液面的蒸气压的关系是。
A、P(平)>P(凹)>P(凸)；B、P(凸)>P(凹)>P(平)；C、P(凸)>P(平)>P(凹)；D、无法比较大小。
8. 在一水平毛细管中装有润湿液体(如水)，若在右端加热，则液体。
第十章 界面现象
第十章界面现象1．液体在毛细管中上升的高度与基本无关。
A．温度 B．液体密度 C．大气压力 D．重力加速度2．微小晶体与同一种的大块晶体相比较，下列说法中不正确的是。
A．微小晶体的饱和蒸气压大 B.微小晶体的表面张力未变C. 微小晶体的溶解度小D.微小晶体的熔点较低3．水在某毛细管内上升高度为h，若将此管垂直地向水深处插下，露在水面以上的高度为h/2，则。
A．水会不断冒出B. 水不流出，管内液面凸起C. 水不流出，管内凹液面的曲率半径增大为原先的2倍D．水不流出，管内凹液面的曲率半径减小为原先的一半4. 在用最大气泡法测定液体表面张力的实验中，是错误的。
A.毛细管壁必须清洁干净B.毛细管口必须平整C.毛细管必须垂直放置D.毛细管须插入液体内部一定深度5. 在干净的粗细均匀的U形玻璃毛细管中注入纯水，两侧液柱的高度相同，然后用微量注射器从右侧注入少许正丁酸水溶液，两侧液柱的高度将是。
A．相同 B．左侧高于右侧C．右侧高于左侧 D．不能确定6. 在三通活塞两端涂上肥皂液，关闭右端，在左端吹一大泡，关闭左端，在右端吹一小泡，然后使左右两端相通，将会出现什么现象。
A．大泡变小，小泡变大 B．小泡变小，大泡变大C．两泡大小保持不变 D．不能确定7. 在一支干净的、水平放置的、内径均匀的玻璃毛细管中部注入一滴纯水，形成一自由移动的液柱。
然后用微量注射器向液柱右侧注入少量NaCl水溶液，假设接触角不变，则液柱将。
A. 不移动 B．向右移动C．向左移动 D无法判断8. 在潮湿的空气中，放有3只粗细不等的毛细管，其半径大小顺序为:r1>r2>r3，则毛细管内水蒸气易于凝结的顺序是。
A．1，2，3 B．2，3，1C．3，2，1 D无法判断9．人工降雨是将AgI微细晶粒喷洒在积雨云层中，目的是为降雨提供。
A. 冷量 B．湿度 C．晶核 D．温度10. 下面对于物理吸附的描述，不正确。
A．吸附力基于van der Waals力，吸附一般没有选择性B．吸附层可以是单分子层或多分子层C．吸附速度较快，吸附热较小D．吸附较稳定，不易解吸11．下列叙述不正确的是 .A 农药中加入润湿剂可使和减小，药液在植物表面易于铺展；B 防水布上涂表面活性剂使减小，水珠在其上不易铺展；C 泡沫浮选法中捕集剂极性基吸附在矿石表面，非极性基向外易被吸附在泡沫上；D 起泡剂的主要作用是增大液体表面张力。
物理化学——界面现象课堂练习
C .表面功是指系统增加单位面积时环境所作的可逆功 ； D .表面自由能、表面功、表面张力单位分别为J·m2、 J·m2、N·m-1，各数值也不同 。 5.一根毛细管插入水中，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：
A 等于h ； B 大于h ； C 小于h ； D 无法确定 。
mol m 2
每个分子占有的面积：
1
1
S ΓL 5.38106 6.021023
30.9 1020 m2
ln
c a
1
d b 0
dc 2.303(c a)
Γ c d
b 0c
RT dc 2.303RT(c a)
（2）饱和吸附时，c>>a，忽略a：
Γ
b 0
2.303RT
0.411 0.07286 5.38106 2.3038.314 291
剂的增溶作用。 8. 溶液的cmc浓度之后，渗透压下降，电导率升高。 9. 根据吉布斯吸附等温式，溶液浓度增加，表面张力增加的物质肯定在表面产
生负吸附，溶液的表面吸附量实际上是单位面积的表层中，所含溶质的物 质的量与同量溶剂在溶液本体中所含溶质物质的量的差值。 10. 新开采出来的石油中含有很多微小乳滴的水，按定义原油属于O/W型乳状液。
（2） CHCl3的分压为6.6672 kPa时，平衡吸附量为若干？ 五．291 K时，各种饱和脂肪酸水溶液的表面张力可以表示为：
0 1 b
lg
c a
1,
式中γ0＝0.07286 N·m-1, b＝ 0.411, a 是常数，c为浓度，试求： （1）各种饱和脂肪酸水溶液的吉布斯吸附等温式；
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一.填空题 • 1、分子间力越大的液体，其表面张力越____。 （大、小） • 2、在一定的温度和压力下，影响物质表面吉氏函 数大小的因素是____。 • 3、杨氏方程适用于铺展系数ϕ____ 0时的情况。 (>、=、<) • 4、按照吉布斯界面模型，溶质i的界面过剩量可 以大于零、可以小于零、可以等于零。( ) • （对、错） • 5、将一支干净的玻璃毛细管垂直插入汞槽中，当 汞的温度升高时，毛细管中的汞面_____。 • （上升、下降）
7. 液体对光滑表面的润湿程度常用接触角来量度， 下面的说法正确的是 (A) θ= 0°时，液体对固体完全不润湿 (B) θ= 180°时，液体对固体完全润湿 (C) θ= 90°时，是润湿与不润湿的分界线 (D) 0°< θ< 90°时，液体对固体润湿程度小 8.对于物理吸附和化学吸附的关系，以下描述正确 的是 (A) 即使改变条件，物理吸附和化学吸附也不能相 互转化 (B) Langmuir吸附等温式只适用于物理吸附 (C) 在适当温度下，任何气体都可在任何固体表面 上发生物理吸附 (D) 升高温度对物理吸附和化学吸附都有利
• 二.选择题 • 1.表面张力是物质的表面性质，其值与很多因素有关，但 是它与下列因素无关 (A) 温度 (B) 压力 (C) 组成 (D) 表面积 • 2. 对弯曲液面上的蒸气压的描述正确的是 (A) 大于平面液体的蒸气压 (B) 小于平面液体的蒸气压 (C) 大于或小于平面液体的蒸气压 (D) 都不对 • 3.当在两玻璃板中间加入少量水后，在垂直于玻璃板平面 方向上很难将其拉开，故两玻璃板间应该形成 (A) 凸液面 (B) 凹液面 (C) 无液面 (D) 无法判断
•
r
r
r
6. 常见的一些亚稳现象都与表面现象有关，下面的 说法正确的是 (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) 过热液体形成的原因是新相种子──小气泡的附 加压力太小 (C) 饱和溶液陈化，晶粒长大是因为小晶粒溶解度 比大晶粒的小 (D) 人工降雨时在大气中撒入化学物质的主要目的 是促进凝结中心形成
• 4.防毒面具吸附毒气而基本上不吸附氧气，这是
因为 (A) 毒气通常比氧气密度大 (B) 毒气分子不如氧气分子活泼 (C) 一般毒气都易液化，氧气难液化 (D) 毒气是物理吸附，氧气是化学吸附 • 5.当在空气中形成一个半径为r的小气泡时，泡内 压力与泡外压力之差为 4 4 (A) 2 (B) (C) (D) 0
• 6、兰缪尔吸附等温式仅适用于单分子层吸附。
•
• •
•
( )（对、错） 7、当物质i在溶液表面的吸附达到平衡时，它在 表面的化学势与其在溶液中的化学势______。 （相等、不相等） 8、在一定温度压力下，水和汞的表面张力分别为 σH2O、σHg，水-汞的表面张力为σH2O-Hg，若将水 中的一个汞球分散成小汞球，总表面积增加As， 则此分散过程的表面吉氏函数变化 ΔG =__ 。 （① As σHg ；②As σH2O-Hg ；③As（ σH2O + σHg ） ④ As （ σHg - σH2O ）