1、第十三章表面物理化學(xué)一、判斷題：1只有在比表面很大時(shí)才能明顯地看到表面現(xiàn)象，所以系統(tǒng)表面增大是表面張力產(chǎn)生的原因。2對(duì)大多數(shù)系統(tǒng)來(lái)講，當(dāng)溫度升高時(shí)，表面張力下降。3表面吉布斯函數(shù)是指恒溫、恒壓下，當(dāng)組成不變時(shí)可逆地增大單位表面積時(shí)，系統(tǒng)所增加的吉布斯函數(shù)，表面張力則是指表面單位長(zhǎng)度上存在的使表面張緊的力。所以表面吉布斯函數(shù)與表面張力是兩個(gè)根本不同的概念。4恒溫、恒壓下，凡能使系統(tǒng)表面吉布斯函數(shù)降低的過(guò)程都是自發(fā)過(guò)程。5過(guò)飽和蒸氣之所以可能存在，是因新生成的微小液滴具有很大的表面吉布斯函數(shù)。6液體在毛細(xì)管內(nèi)上升或下降決定于該液體的表面張力的大小。7單分子層吸附只能是化學(xué)吸附，多分子層吸附只能是物

2、理吸附。8產(chǎn)生物理吸附的力是范德華力，作用較弱，因而吸附速度慢，不易達(dá)到平衡。9在吉布斯吸附等溫式中，為溶質(zhì)的吸附量，它隨溶質(zhì)(表面活性物質(zhì))的加入量的增加而增加，并且當(dāng)溶質(zhì)達(dá)飽和時(shí)，達(dá)到極大值。10由于溶質(zhì)在溶液的表面產(chǎn)生吸附，所以溶質(zhì)在溶液表面的濃度大于它在溶液內(nèi)部的濃度。11表面活性物質(zhì)是指那些加人到溶液中，可以降低溶液表面張力的物質(zhì)。二、 單選題：1下列敘述不正確的是：(A)表面自由能的物理意義是，在定溫定壓下，可逆地增加單位表面積引起系統(tǒng)吉布斯自由能的增量 ；(B)表面張力的物理意義是，在兩相的界面上，垂直作用于界面上單位長(zhǎng)度的表面緊縮力 ；(C)表面自由能與表面張力量綱相同，單位不

3、同 ；(D)表面自由能單位為Jm2，表面張力單位為Nm-1時(shí)，兩者數(shù)值不同 。2同一系統(tǒng)，表面自由能和表面張力都用表示，它們：(A)物理意義相同，數(shù)值相同 ；(B)量綱和單位完全相同 ；(C)物理意義相同，單位不同 ；(D)前者是標(biāo)量，后者是矢量 。3純水的表面張力是指恒溫恒壓組成時(shí)水與哪類(lèi)相接觸時(shí)的界面張力：(A)飽和水蒸氣 ；(B)飽和了水蒸氣的空氣 ；(C)空氣 ；(D)含有水蒸氣的空氣 。4對(duì)處于平衡狀態(tài)的液體，下列敘述不正確的是：(A)凸液面內(nèi)部分子所受壓力大于外部壓力 ；(B)凹液面內(nèi)部分子所受壓力小于外部壓力 ；(C)水平液面內(nèi)部分子所受壓力大于外部壓力 ；(D)水平液面內(nèi)部分子

4、所受壓力等于外部壓力 。5彎曲液面下的附加壓力與表面張力的聯(lián)系與區(qū)別在于：(A)產(chǎn)生的原因與方向相同，而大小不同 ；(B)作用點(diǎn)相同，而方向和大小不同 ；(C)產(chǎn)生的原因相同，而方向不同 ；(D)作用點(diǎn)相同，而產(chǎn)生的原因不同 。6在一個(gè)密閉的容器中，有大小不同的兩個(gè)水珠，長(zhǎng)期放置后，會(huì)發(fā)生：(A)大水珠變大，小水珠變小 ；(B)大水珠變大，小水珠變大 ；(C)大水珠變小，小水珠變大 ；(D)大水珠，小水珠均變小 。7在下圖的毛細(xì)管內(nèi)裝入普通不潤(rùn)濕性液體，當(dāng)將毛細(xì)管右端用冰塊冷卻時(shí)，管內(nèi)液體將： (A) 向左移動(dòng) (B) 向右移動(dòng) (C) 不移動(dòng) (D) 左右來(lái)回移動(dòng) 8一根毛細(xì)管插入水中，液面

5、上升的高度為h，當(dāng)在水中加入少量的NaCl，這時(shí)毛細(xì)管中液面的高度為：(A)等于h ；(B)大于h ；(C)小于h ；(D)無(wú)法確定 。9某溶液表面張力與溶質(zhì)濃度c的關(guān)系式：0 - = A + Blnc，式中0 為純?nèi)軇┑谋砻鎻埩?，A、B為常數(shù). 則表面超額為：(A) = c/RT(/c)T ；(B) = B/RT ；(C) = -B/RT ；(D) = Bc/RT 。10能在毛細(xì)管中產(chǎn)生凝聚現(xiàn)象的物質(zhì)是由于該物質(zhì)的液體在毛細(xì)管中形成： (1) 凸面 (2) 凹面 (3) 平面 其在毛細(xì)管內(nèi)液面上的飽和蒸氣壓 p： (4) 大于平面的 (5) 等于平面的 (6) 小于平面的 正確的答案是： (

6、A) （2）（4） (B) （1）（5） (C) （3）（6） (D) （2）（6） 11涉及溶液表面吸附的說(shuō)法中正確的是： (A)溶液表面發(fā)生吸附后表面自由能增加 ；(B)溶液的表面張力一定小于溶劑的表面張力 ；(C)定溫下，表面張力不隨濃度變化時(shí)，濃度增大，吸附量不變 ；(D)飽和溶液的表面不會(huì)發(fā)生吸附現(xiàn)象 。1225 時(shí)，乙醇水溶液的表面張力與濃度的關(guān)系為：(Nm-1) = 0.072 - 5 10-4c(moldm-3) + 2 10-4c2(moldm-3)。若要使表面吸附為正吸附，則要求濃度c(moldm-3)應(yīng)該：(A) 0.5 ；(B) 1.25 ；(D) 1.25 。13水對(duì)

7、玻璃潤(rùn)濕，汞對(duì)玻璃不潤(rùn)濕，將一玻璃毛細(xì)管分別插入水和汞中，下列敘述不正確的是：(A)管內(nèi)水面為凹球面 ；(B)管內(nèi)汞面為凸球面 ；(C)管內(nèi)水面高于水平面 ；(D)管內(nèi)汞面與汞平面一致 。14. 氧氣在某固體表面上的吸附，溫度在400K時(shí)進(jìn)行得較慢，但在350K時(shí)進(jìn)行得更慢，這個(gè)過(guò)程主要是： A物理吸附 B350K時(shí)是物理吸附，400K時(shí)是化學(xué)吸附C化學(xué)吸附 D400K時(shí)是物理吸附，350K時(shí)是化學(xué)吸附15. Langmuir吸附等溫式： A只適用于化學(xué)吸附 B對(duì)單分子層的物理吸附及化學(xué)吸附均適用C只適用于物理吸附 D對(duì)單分子層和多分子層吸附均適用16. 討論固體對(duì)氣體的等溫吸附的Langmu

8、ir理論，其最主要的基本假設(shè)為：A氣體是處在低壓下 B固體表面的不均勻性C吸附是單分子層的 D吸附是多分子層的17. 298K時(shí)，苯蒸氣在石墨上的吸附符合Langmuir吸附等溫式，在40Pa時(shí)，覆蓋率q0.05，當(dāng)q0.5時(shí)，苯氣體的平衡壓力為： A400Pa B760Pa C1000Pa D200Pa18. 氧氣在某固體表面的吸附服從Langmiur吸附等溫方程,吸附量為V，氧分壓為p，以1/V對(duì)1/p作圖得一直線(xiàn)，該直線(xiàn)的斜率為m，截距為b，則飽和吸附量Vm和吸附平衡常數(shù)a等于：AVmm；ab BVm1/m；a1/b CVm1/m；ab DVm1/b；ab/m19. 若在固體表面上發(fā)生某

9、氣體的單分子層吸附，則隨著氣體壓力的不斷增大，吸附的量是:A 成比例的增加 B成倍的增加 B C恒定不變 D逐漸趨向飽和20. BET公式的最主要用途之一在于： A獲得高壓下的吸附機(jī)理 B獲得吸附等量線(xiàn)C獲得吸附等壓線(xiàn) D測(cè)定固體的比表面21一根毛細(xì)管插入水中，液面上升的高度為h，當(dāng)在水中加入少量的NaCl，這時(shí)毛細(xì)管中液面的高度為：(A)等于h ；(B)大于h ；(C)小于h ；(D)無(wú)法確定 。22如圖所示，a、b、c為內(nèi)徑相同的玻璃毛細(xì)管。a中水柱升高至h，b中間有擴(kuò)大部分，d為內(nèi)徑相同的石蠟毛細(xì)管(水不潤(rùn)濕石蠟)，則下列敘述不正確的是：(A)b管中水柱自動(dòng)升至h，若將水吸至高于h，去掉

10、吸力，水面保持在h ；(B)c管中水柱自動(dòng)升至h 并向下滴水 ；(C)c管中水柱自動(dòng)升至h ，不向下滴水 ；(D)d管中水面低于槽中水平面 。23. BET吸附等溫式中Vm為： A飽和吸附量 B平衡吸附量 C鋪滿(mǎn)第一層的吸附量 D常數(shù)，無(wú)物理意義24. Langmuir吸附等溫式qap/(1+ap)中常數(shù)a的物理本質(zhì)是： A吸附作用平衡常數(shù)的倒數(shù) B吸附作用的平衡常數(shù)C吸附過(guò)程的速率常數(shù) D脫附過(guò)程的速率常數(shù)三、 計(jì)算題：1水的表面自由能與攝氏溫度t 的關(guān)系式為：( 10-3Nm-1)= 75.64 - 0.14t，若水的表面改變時(shí)，總體積不變，試求10、p下，可逆地使水表面積增加5 cm2，

11、必需做多少功？從外界吸收多少熱？2乙醇的表面張力符合下列公式：( 10-3Nm-1) = 72 - 0.5c + 0.2c2 ，c(moldm-3)為乙醇的濃度。試計(jì)算溫度25 時(shí)：(1) 乙醇濃度為0.3、0.5 moldm-3 表面超量 ；(2) 求出飽和吸附量 ；(3) 求算乙醇分子的橫截面積 。3已知水的表面張力= 0.1139-1.410-4 T/K，式中T為絕對(duì)溫度。試求：（1）在283K及p下，可逆地使水的表面積增加110-4m2時(shí)所必須做的功為多少？（2）計(jì)算過(guò)程中系統(tǒng)的U、H、S、G及所吸收的熱。4、有一毛細(xì)管，其半徑為0.60 mm，當(dāng)它垂直插入水中，水面上升2.19 cm

12、，設(shè)該毛細(xì)管的接觸角為30，水的密度是0.98 gcm-3，求該溫度下水的表面張力。一、判斷題：1錯(cuò)，表面張力產(chǎn)生的原因是處于表面層的分子與處于內(nèi)部的分子受力情況不一樣。2對(duì)。3錯(cuò)，二者既有區(qū)別，又有聯(lián)系。4錯(cuò)，恒溫、恒壓，G 0才是自發(fā)過(guò)程。5錯(cuò)，新生成的微小液滴有很高的比表面，因而有很高的表面吉布斯函數(shù)。6錯(cuò)，液體在毛細(xì)管內(nèi)上升或下降決定于液體能否潤(rùn)濕管壁，潤(rùn)濕與否與(l-g)、(l-s)和(g-s)的相對(duì)大小有關(guān)。7錯(cuò)。8錯(cuò)。9錯(cuò)，達(dá)到飽和吸附時(shí)，不一定達(dá)到飽和濃度。10錯(cuò)，溶質(zhì)在表面層的濃度可以低于它在內(nèi)部的濃度。11錯(cuò)，能顯著降低溶液表面張力的物質(zhì)才稱(chēng)為表面活性物質(zhì)。二、 單選題：1

13、. D；2.D；3. B；4.C；5. C；6. A；7.A；8. B；9. B；10.D；11.C；12.D；13.D；14.C; 15.B; 16.C; 17.B; 18.D; 19.D; 20.D; 21.B; 22.B; 23.C; 24.B三、 計(jì)算題： 1解：t = 10， = (75.64 - 0.14 10) 10-3 = 74.24 10-3 Nm-1 W = G = A = 74.24 10-3 5 10-4 = 3.71 10-5 J (環(huán)境做功為正) (/T)A,p = -0.14 10-3 Nm-1K-1 Qr = TS = T-A(/T)A,p = 283 5 10

14、-4 0.14 10-3 = 1.981 10-5 J2解： = 72-0.5c +0.2 c2 ，(/c)A,p = ( -0.5 + 0.4 c) 10-3(1) c = 0.3 M，1 = -c/RT(/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，2 = -0.5/(8.314 298) (-0.5 + 0.4 0.5) 10-3 = 6.0543 10-8 mol/m2(2)由類(lèi)似的 Langmuir 公式： = Kc/(1 + Kc)1/ = 1/ + 1/K1/c 1/(4.6012 10-8) = 1/ +1/K1/0.3 1/(6.0543 10-8) = 1/ +1/K1/0.5解得， = 11.503 10-8 mol/m2(3) A = 1/NA = 1/(11.503 10-8 6.022 1023) = 1.4436 10-17m2 (乙醇分子截面積)3、解：(1) （1分） 可逆地使表面積增加10-4m2，環(huán)境做功為： （1分） （1分） （2分） （1分） （2分） （2分） （2分）4、解：液面是凹面，r 0，p 0，p p0p + h(水) = p0 ，p = h(水) 2/r(毛) = hg (g