表面物理化学答案
表面物理化学简答和论述
表面物理化学简答和论述1.什么是表面自憎现象？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。
2．什么是毛细凝结？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。
3．表面现象有着广泛的应用吸附:如用活性炭脱除有机物；用硅胶或活性氧化铝脱除水蒸汽；用分子筛分离氮气和氧气；泡沫浮选等。
催化作用:在多相催化中使用固体催化剂以加速反应。
如石油工业的催化裂化和催化加氢、胶束催化等。
表面膜:如微电子集成电路块中有重要应用的LB膜；在生物学和医学研究中有重要意义的BL膜和人工膜；能延缓湖泊水库水分蒸发的天然糖蛋白膜等。
新相生成：晶核生成或晶体生长是典型的新相生成，过冷、过热、过饱和等亚稳现象产生的主要原因也是由于新相生成。
泡沫乳状液：如油品乳化、破乳；泡沫灭火等。
润润现象：喷洒农药、感光乳液配制、电镀工件的润湿及利用润湿作用进行浮选等。
洗涤工业。
4.影响表面张力的因素分子间相互作用力的影响：对纯液体或纯固体，表面张力决定于分子间形成化学键能的大小，一般化学键越强，表面张力越大。
两种液体间的界面张力，界于两种液体表面张力之间。
(金属键)>(离子键)>(极性共价键)>(非极性共价键)温度的影响：温度升高，表面张力下降。
压力的影响：表面张力一般随压力的增加而下降。
因为压力增加，气相密度增加，表面分子受力不均匀性略有好转。
另外，若是气相中有别的物质，则压力增加，促使表面吸附增加，气体溶解度增加，也使表面张力下降5.接触角的测定角度测量法:一类应用最广、较方便简单、最直接的方法；长度测量法——垂片法；透过测量法：主要用于固体粉末接触角测量影响接触角测定的因素除平衡时间和温度外，影响接触角稳定的因素还有接触角滞后和吸附作用。
扩散双电层模型的假设：1）固体表面是一个无限大的、带有均匀电荷密度的平面；2）反离子作为点电荷处理，在溶液中的分布服从波尔兹曼能量分布规律；3）溶剂对双电层的影响仅通过介电常数起作用，而溶液中各部分的介电常数又处处相等，不随反离子的分布而异。
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瞧到表面现象,所以系统表面增大就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、比表面吉布斯函数就是指恒温、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,表面张力则就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就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就是自发过程。
5.过饱与蒸气之所以可能存在,就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、单分子层吸附只能就是化学吸附,多分子层吸附只能就是物理吸附。
８.产生物理吸附的力就是范德华力,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,并且当溶质达饱与时,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.表面活性物质就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、下列叙述不正确的就是:(A) 比表面自由能的物理意义就是,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)ﻩ表面张力的物理意义就是,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)ﻩ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,下列叙述不正确的就是:(Ａ) 表面张力与液面垂直;ﻩﻩ(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)ﻩ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。
物理化学表面张力动力学习题附答案
物理化学表⾯张⼒动⼒学习题附答案物理化学第8、9、10章习题⼀、选择题1.下⾯关于的物理意义中不正确的是（ C ）A.σ是沿着与表⾯相切的⽅向，垂直作⽤于表⾯上单位长度线段上的紧缩⼒。
B.σ是恒温，恒压下可以可逆的增加单元表⾯积所需的⾮体积功。
C.σ是在⼀定的温度，压⼒下，单位表⾯积中的分⼦所具有G i bb s 函数值。
D.σ是恒温，恒压下增加单位表⾯所引起的系统Gi bb s 函数值。
2、均相反应aA+bB=lL+mM 以A ν及B ν分别表⽰A 和B 的消耗速率，L ν为产物L 的⽣成速率，今若A ν/B ν=0.5，B ν/L ν=0.5，则a: b ：l = ( D ) A 4:2:1 B 1:1:1 C 1:2:2 D 1:2:43、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，然后打开活塞使左右端相通，将会出现什么现象。
（ B ） 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4、已知某⽓相反应，在25℃时的k 1和k -1分别是0.2S -1和3.938×10-3Pa/s,在35℃时正逆反应的速率常数k 1和k -1均增加为原来的2倍，则25℃时的平衡常数Kc 为（ B ），正反应的活化能为（）A 7.896610-?Pa 53kJ/mol -1B 5.066410?Pa 53kJ/mol -1C 7.896610-?Pa -53kJ/mol -1D 5.066410?Pa -53kJ/mol -1 5、若⼀球形液膜的直径为2×10-3m ，⽐表⾯⾃由能为0.7J·m -2，则其所受的附加压⼒是（ C ）A 5.6 kPaB 1.4 kPaC 2.8 kPaD 2.8 Pa6、环氧⼄烷的分解是⼀级反应，380℃的半衰期为363 min ，反应的活化能为217.57 kJ·mol -1。
表面物理化学习题和答案
一、选择题1. 以下说法中不正确的选项是：( C )(A) 生成的新鲜液面都有外表力(B) 平面液体没有附加压力(C) 弯曲液面的外表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.水在临界温度时的外表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1×10-3m，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 Pa4.低压下，气体A 在外表均匀的催化剂上进展催化转化反响, 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, 那么该反响表观为几级? ( B )(A) 零级(B) 一级(C) 二级(D) 无级数5 . 外表过程中ΔG〔外表〕= -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. 物质外表力的值与：( C )A，温度无关；B，压力无关；C，外表大小无关；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，三者一样。
8. 常见亚稳态现象都与外表性质有关，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. 对亲水性固体外表，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根本假定得是：( A )A，固体外表均匀、各处吸附能力一样；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。
物理化学 表面张力 动力学习题附答案
物理化学第8、9、10章习题一、选择题1.下面关于的物理意义中不正确的是（ C ）A.σ是沿着与表面相切的方向，垂直作用于表面上单位长度线段上的紧缩力。
B.σ是恒温，恒压下可以可逆的增加单元表面积所需的非体积功。
C.σ是在一定的温度，压力下，单位表面积中的分子所具有G i bb s 函数值。
D.σ是恒温，恒压下增加单位表面所引起的系统Gi bb s 函数值。
2、均相反应aA+bB=lL+mM 以A ν及B ν分别表示A 和B 的消耗速率，L ν为产物L 的生成速率，今若A ν/B ν=0.5，B ν/L ν=0.5，则a: b ：l = ( D ) A 4:2:1 B 1:1:1 C 1:2:2 D 1:2:43、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，然后打开活塞使左右端相通，将会出现什么现象。
（ B ） 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4、已知某气相反应 ，在25℃时的k 1和k -1分别是0.2S -1和3.938×10-3Pa/s,在35℃时正逆反应的速率常数k 1和k -1均增加为原来的2倍，则25℃时的平衡常数Kc 为（ B ），正反应的活化能为（ ）A 7.896610-⨯Pa 53kJ/mol -1B 5.066410⨯Pa 53kJ/mol -1C 7.896610-⨯Pa -53kJ/mol -1D 5.066410⨯Pa -53kJ/mol -1 5、若一球形液膜的直径为2×10-3m ，比表面自由能为0.7J·m -2，则其所受的附加压力是（ C ）A 5.6 kPaB 1.4 kPaC 2.8 kPaD 2.8 Pa6、环氧乙烷的分解是一级反应，380℃的半衰期为363 min ，反应的活化能为217.57 kJ·mol -1。
试求该反应在450℃条件下完成75%所需时间为（ B ） A 7.5min B 15min C 45 min D 80 min7、已知水的表面张力σ/N·m -1=0.1139-1.4410-⨯T/K ，试中T 为绝对温度，在恒温283K 及恒压θp 下，可逆地使水的表面积增加1210-⨯m 2时所必须做的功为（ C ）, 过程中系统的△S=( )A 7.428×210-J 1.4410-⨯ J/KB 7.428×210-J 1.4×610-J/KC 7.428×410-J 1.4×610-J/KD 7.428×210-J 1.4410-⨯ J/K8、反应222HI H I →+，在无催化剂存在时，其活化能E a (非催化) = 184.1 kJ·mol -1；在以Au 作催化剂时，反应的活化能E a (催化) = 104.6 kJ·mol -1。
物理化学考研章节题库-第8章 表面物理化学【圣才出品】
第8章 表面物理化学一、选择题1．BET 吸附等温式的表达式是（ ）。
【答案】D【解析】C 项为Langmuir 吸附等温式2. 20℃时水的表面张力为σN·m －1，在20℃时使水的表面积可逆地增大4 cm 2，则此过程的△G 为（ ）。
A ．－4σJB ．4σJC ．－4σ×10－4JD ．4σ×10－4 J【答案】D【解析】△G ＝σ·△A ＝4σ×10－4 J 。
3．兰谬尔吸附等温式适用于：（ ）。
A ．化学吸附B ．物理吸附C ．单分子层吸附D ．多层吸附【答案】C【解析】兰缪尔吸附理论是基于“固体比哦啊面各院子力场不饱和，可吸附气体或溶质分子，当固体表面上吸附了一层分子后，这里力场就饱和了”这种假定提出的，因此适用与单分子层的情况。
4．298K 时，某肥皂液的表面张力为0.025N·m －1，则直径为10－4m 的肥皂泡上所受到的附加压力为：（ ）。
A ．103PaB ．2×103PaC ．3×104PaD ．1×104Pa 【答案】B【解析】由于肥皂泡有内外两侧，因此相当于有两个附加压力，计算为：＝2×103Pa 。
22P r σ⎛⎫=⋅ ⎪⎝⎭V 5．氨在炭上的吸附服从兰缪尔吸附等温式，则在低压下单位界面吸附量与平衡压力呈（ ）关系。
（a ．直线、b ．曲线）（ ）。
【答案】a【解析】兰缪尔吸附等温式为：，因为在低压时，bp 比1小得多，所1bp bp∞Γ=Γ+以，所以得到，可以看出单位界面吸附量与平衡压力呈直线关系。
11bp +≈bp ∞Γ=Γ6．二组分溶液及其溶剂的表面张力分别为γ和γ0，已知溶液中组分2的表面吸附量Г2＜0，则γ和γ0之间的关系符合以下哪种：（ ）。
A ．γ＞γ0B ．γ＝γ0C ．γ＜γ0D ．不能确定【答案】A【解析】由Г2＜0知，溶液发生负吸附，，可以知道随溶液浓度的增加，表20Tc σ⎛⎫∂> ⎪∂⎝⎭面张力升高。
大学物理化学6表面现象课后习题及答案
表面现象课后习题一、是非题下述各题中的说法是否正确?正确的在题后括号内画“√”,错的画“⨯”。
1．液体的表面张力总是力图缩小液体的表面积。
（）2．液体表面张力的方向总是与液面垂直。
（）3．分子间力越大的液体，其表面张力越大。
（）4．通常物理吸附的速率较小，而化学吸附的速率较大。
（）5．兰缪尔定温吸附理论只适用于单分子层吸附。
（）二、选择题选择正确答案的编号，填在各题题后的括号内。
1．液体表面分子所受合力的方向总是：（），液体表面张力的方向总是（）。
（A）沿液体表面的法线方向，指向液体内部；（B）沿液体表面的法线方向，指向气相；（C）沿液体的切线方向；（D）无确定的方向。
2．温度与表面张力的关系是：（）。
（A）温度升高表面张力降低；（B）温度升高表面张力增加；（C）温度对表面张力没有影响；（D）不能确定。
三、计算题习题120℃时汞的表面张力σ=4.85×10-1N·m-1，若在此温度及101.325kPa时，将半径r1=1mm 的汞滴分散成半径为r2=10-5mm的微小液滴时，请计算环境所做的最小功。
习题2泡压法测定丁醇水溶液的表面张力。
20℃实测最大泡压力为0.4217kPa，20℃时测得水的最大泡压力为0.5472kPa，已知20℃时水的表面张力为72.75×10-3N·m-1，请计算丁醇溶液的表面张力。
习题320℃苯蒸气凝结成雾，其液滴半径为1μm，试计算其饱和蒸气压比正常值增加的百分率。
已知20℃时液体苯的体积质量(密度)为0.879g·cm-3，表面张力为0.0289N·m-1，C6H6的摩尔质量为78.11g·mol-1。
习题425℃时乙醇水溶液的表面张力σ随乙醇浓度c的变化关系为：σ/（10-3N·m-1）=72－0.5(c/＋0.2(c/2（a）试分别计算乙醇浓度为0.1mol·dm-3和0.5mol·dm-3时，乙醇的表面吸附量(·dm -3)习题5用活性炭吸附CHCl 3时，0℃时的最大吸附量为93.8dm 3·kg -1已知该温度下CHCl 3的分压力为1.34×104Pa 时的平衡吸附量为82.5dm 3·kg -1，试计算：（1）朗缪尔吸附定温式中的常数b ；（2）CHCl 3分压力为6.67×103Pa 时的平衡吸附量。
物理化学第八章表面
第八章 《表面现象与分散系统》一、选择题1．在一般情况下不考虑表面的存在对系统性质的影响是因为（ ）。
A. 表面状态复杂；B. 表面不重要；C. 表面分子数比内部分子少得多，表面效应不明显；D. 表面分子与内部分子状态一样。
2． 在一支水平放置的洁净的玻璃毛细管中有一可自由移动的水柱，今在水柱右端微微加热，则毛细管内的水柱将（ ）。
A. 向右移动；B. 向左移动；C. 不移动；D. 条件不足，无法判断。
3．等温等压条件下的润湿过程是：（ ）。
A. 表面吉布斯自由能降低的过程；B. 表面吉布斯自由能增加的过程；C. 表面吉布斯自由能不变的过程；D. 表面积缩小的过程。
4．若某液体在毛细管内呈凹液面，则该液体在该毛细管中将（ ）。
A. 沿毛细管上升；B. 沿毛细管下降；C. 不上升也不下降。
D. 条件不足，无法判断5．液体在能被它完全润湿的毛细管中上升的高度反比于（ ）。
A. 空气压力；B. 毛细管半径；C. 液体表面张力；D. 液体粘度。
6．当表面活性剂加入溶剂中后, 产生的效果是（ ）。
A. /0d dc σ< 正吸附；B. /0d dc σ> 正吸附；C. /0d dc σ< 负吸附； D . /0d dc σ> 负吸附。
7．在影响物质表面张力的因素中，下列说法哪个不对?（ ）。
A. 与压力有关；B. 与温度有关；C. 与共存相有关；D. 与表面积有关。
8． 空气中有一肥皂泡, 直径为2mm, 若其表面张力为0.06 N· m -1, 则泡内附加压力为（ ）。
A. 0.06×103 Pa ；B. 0.24×103 Pa ；C. 0.12 ×103 Pa ；D. 0.48×103 Pa 。
9．对于一理想的水平液面，下列各量中，何者为零？（ ）。
A. 表面张力；B. 表面能；C. 附加压力；D. 比表面能。
10．对于化学吸附的描述, 以下说法中不正确的是（ ）。
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说明表面电导测试原理，结合图3.2说明倒空层（耗尽层）、 累积层、反型层对表面电导的影响。
由于空间电荷区的的存在，载流子浓度发生变化，沿平行于所研究 的表面方向的半导体晶体的电导G将改变。
耗尽层 电导减小 累积层 电导增大 反型层 电导增大
说明场效应（表面电导）测量方法可以提供哪些信息。
什么是leiws酸位、Bronsted酸位，它们在什么条件 下可以互相转换？
说明外来粒子在半导体表面上离子型吸附和 供价型吸附的不同？
什么是偶电层，它对固体表面的电学性质和化学性 质有什么影响？
定义：两相接触到一定距离时，由于两相的feimi能级的不同，两 相间会有电荷交换，形成一个具有一定厚度的电荷不均匀区，称 为偶电层。 电学性质：双电层的形成表示将电荷注入半导体能带或从中抽出， 因此载流子密度受双电层的影响改变很大，同时还有固体的功函 等都直接受其影响。还有半导体的光电响应的影响，双电层影响 光生电子空穴对的分离与扩散，表面处的双电层对复合率有决定 行的影响。
什么是表面态，什么是表面分子，他们的相互关系 及各自试用的场合？
表面态：是指与体相能级不同的那些定域的表面电子能级。 表面分子：在某一方面具有活性的微观表面原子或原子基团。
表面位置模型和表面态模型的应用范围
一般说，在处理半导体时，按表面态和刚性能带模
型来描述表面是最有效的。
揭示表面分子和刚性能带这两种模型的对比关系和部分
光照可以加快气体在样品表面的吸附与脱附，增强 样品对待测气体的响应能力。 染料可以增大样品对光的吸收，并且将对可见光没 有吸收的样品的吸收波长延伸至可见光区。
(a)
(b)
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20
一致性。即从以定域分子轨道描述和离域能带近似法的 结合为基础的模型出发来引出表面态能级。Байду номын сангаас
用固体中存在能带这一观点改造过的表面位置模型，
或用局部化学过程改造过的表面态模型就可以解释这 些特征。单纯用一种模型完全满意地描述表面性能的 场合成实是很少的。
2013-5-9
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详细说明固体表面可能成键的类型、性质和键能数 量级？
化学性质：固体表面的化学性质也取决于表面双电层。在一个反 应中，参与反应的电子数受双电层的控制，在吸附问题上，当吸 附的粒子为负粒子时，由于静电排斥，所形成的双电层将使靠近 表面处的电子密度减少，降低进一步吸附的速率及吸附能。
什么是空间电荷层，指出偶电层和空间电荷层的区 别？ 在靠近表面处，具有不可移动电荷的区域，由于空 间电荷的存在，此区域的载流子耗尽，因此也称耗 尽层。
垂直与样品表面施加一个电场，在表面上感应出一个已知电 荷，测量由于这个感生电荷引起的电导变化。
1.场效应测量提供有关空间电荷区和表面态的资料。
感生电荷有些保留在能带中，有些转移到表面态，因此观察 到的电导变化远小于理论值，实际与理论的差值提供表面态 的信息。 2. 场效应测量为表面电导测量提供了一个校准点。 场效应符号为零时，可用以校准表面电导。 3.由电导变化的符号可以确定表面是n型还是p型。
空间电荷区与带有异性电荷的表面或空间电荷层组 成偶电层 。
什么是耗尽层？什么是反型层？什么是累积层？说 明它们的形成原因及对固体表面的影响。
多数载流子耗尽的空间电荷层称为耗 尽层。 多数载流子堆积的空间电荷区称为累 积层。 少数载流子堆积的空间电荷层称为反 型层。 形成原因（N型半导体为例）： 表面的受主表面态捕获导带的电 子，在近表面处形成带正电荷的 空间电荷区，形成由表面指向体 相的电场，形成向上的带弯，越 靠近表面，偏离费米能级越多， 电子浓度越低，因此表面处的多 数载流子比体相中的多数载流子 低得多，形成所谓的耗尽层。
表面处的施主表面态向导带注入电 子，形成向下的带弯，表面处的多 数载流子比体相的多数载流子浓度 高，形成累积层。
表面处的强受主表面态捕获价带的电子， 形成强的由表面指向体相的自建电场， 向上的带弯很大，使得表面处的空穴浓 度超过电子浓度，即少子变成多子，形 成反型层。
什么是功函？说明利用kelvin探针法测量功函的原理 及应用。
表面光电压谱 Kelvin探针表面光伏技术
h
暗态
图 3. 双面接触的n型半导体，一侧保持暗态，另一 侧受光照射，两侧表面势垒高度(Vs)的变化。
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利用表面光电压谱测量材料的禁带宽度 起峰位的波长对应禁带宽度 例如起峰位是400nm 则禁带宽度为1124/400=2.81eV.
起峰位用做切线的方法确定，如下图所示。
什么是固体表面的弛豫，重建和重新定位。
弛豫：表面原子层垂直表面的移动 重建：平行于表面的移动，特别是能产生周期性间 隔的移动。 重新定位：晶格位置移向一个未必很确定的构型。
说明表面光电压谱测量原理，列举两种表面光伏测 量方法
光照面材料的势垒发生改变，相对于暗面，两边存 在电势差，就是我们要测量的光电压。如下图所示。
半导体材料的禁带宽度的测定
l
Eg = 1/l (nm) × 1240 = 1/390 × 1240 = 3.18 eV
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说明染料敏化光电气敏的检测原理
光电气敏的检测原理基于粉末电导的测量：将粉末 样品压片，在光照条件下将样品置于待测气氛中， 测量其电阻或电流，相对于没有待测气体的电阻或 电导的比值就是气敏响应。