表面物理化学化学试题

中南大学研究生考试试卷2009—20010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.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（）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（）A.γab=γa-γbB.γab=γa+γb-2（γaγb）1/2C.γab=γa+γb-2（γadγbd）1/24.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.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（）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am存在下列关系（）A.am,1am,2am,3B.am,1≈am,2≈am,3C.am,1am,2am,37.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（）A.二维液膜B.多分子层C.透镜8.下列说法中不正确的是（）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（）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（）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________,_________,_________.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_______物质，而非极性吸附剂易于从极性溶液中吸附________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()cc0,那么溶质属于___________物质；若是存在0()cc0，那么溶质属于____________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-CH2-基团，0()cc的数值增大约________倍。4.胶体制备的一般条件是：1）___________________________________2)___________________________________________________________溶胶净化的目的是_________________和____________________________5.胶体粒子表面电荷主要由_______、__________、_____________三个途径获得，胶体体系典型的电动现象有_________、_________；典型的动电现象有_________、_________6.起始铺展系数S=_____________、终止铺展系数S’=______________.7.从胶体制备的思路上考虑，胶体的制备方法主要有：________、________。溶胶动力学性质的微观基础是______________________________________。8.导致胶体有一定颜色的主要原因是__________________、_________________________。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______、_________、___________；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_________；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________。10.液-液界面形成的主要途径有________、_________、_________。三、简答题(每小题4分，共24分,)1.什么是毛细凝结？2.什么是表面自憎现象？3.任意列举三种测定液体表面张力方法名称。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降低而变小，规律方程为cos1()glc试解释c的物理意义，并简要论述c与低能固体表面润湿性能的关系。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。苯/水35.0mN/m苯28.9mN/m'苯28.8mN/m水72.8mN/m'水62.2mN/m6.试从力学和能量角度解释溶液表面张力的含义，并给出实验室测定的方法。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1×610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)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)3.请根据Kelvin公式r02lnlnMPPRT说明等温蒸馏的基本原理。(5分)4.实验测得乙二醇在石蜡上的接触角乙二醇=83°，乙二醇=48.3mN/m，水=72.8mN/m，d乙二醇=28.6mN/m，d水=22.1mN/m，求水在石蜡上的接触角。(5分)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100mN/m，试计算分开两薄板需要的力。(5分)6.如图所示毛细体中，将液面近似看作为球面，而且R1＞R2,请判断液体的流动方向，并给出分析判断过程。(5分)7.实验测得2g骨碳与初始浓度为-410mol/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×-410mol/L；采用4g骨碳重复上述实验，平衡时次甲基蓝浓度为0.2×-410mol/L，假定吸附过程遵循Langmuir方程sssmmc1cbnnn，次甲基蓝分子截面积为20.65nm，求骨碳的比表面积。（m²/g）(5分)