3第十章界面现象

1物化第十章界面现象习题一、名词解释1.表面活性剂2.接触角3.表面张力4.临界胶束浓度5.吸附6.溶液的表面吸附二、简答题1兰格缪尔吸附理论的基本假设是什么？在推导BET公式时，所作的基本假设是什么？二者的使用范围如何？2.进行蒸馏实验时，通常在蒸馏瓶中加入少量碎瓷片或沸石类的物质以防止暴沸，试分析其原因。3.为什么表面活性剂能大大地降低水的表面张力？4.表面活性物质的增溶作用是什么？增溶作用与一般溶解有什么区别？5.气-固、液-固、液-液界面分别以什么方式降低表面自由能？6.简述人工降雨的科学道理。7.加热液体时为什么会出现过热现象？怎样避免暴沸？请解释原因。8为什么空气中会出现水蒸气过饱和的现象？人工降雨的道理何在？9.在亲水固体表面，经过表面活性剂（如防水剂）处理后，为什么可以改变其表面性质，使其具有憎水性？三、判断题1.比表面吉布斯自由能与表面张力符号相同，数值相等,所以两者的物理意义相同。2.在液体中形成的小气泡，气泡的半径越小，泡内饱和蒸汽压越小。3.若增加浓度能使表面张力增大时，则溶质在表面层发生正吸附。4.只有表面活性剂的浓度低于临界胶束浓度时，才具有增溶作用。5.在恒温下，液体的分散度越大，其饱和蒸气压也越大7．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。8．对大多数系统来讲，当温度升高时，表面张力下降。9．比表面吉布斯函数是指恒温、桓压下，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根本不同的概念。10．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。11．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大的比表面吉布斯函数。12．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。13．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。14．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。15．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。16．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。17．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。四、选择题1.在吸附过程中，以下热力学量的变化正确的是（）。A.G0，H0，S0；B.G0，H0，S0；C.G0，H0，S0；D.G0，H0，S0。3.在100℃，大气压力为101.325kPa下的纯水中，如有一个半径为r的蒸气泡，则该蒸气泡内的水的饱2和蒸气压pr（）大气压力p0；若不考虑重力的作用，则该蒸气泡受到的压力为（）。A.大于；p0-p；B.大于；p0+p；C.小于；p0-p；D.小于；p0+p。4．一定体积的水，在同温度下分散为大水滴与分散为小水滴时的两种状态相比较，性质保持不变的是（A）饱和蒸气压（B）表面能（C）表面张力5．弯曲液面所产生的附加压力2pr（）（A）一定大于零（B）一定小于零（C）一定不等于零6．附加压力p与液面曲率半径和表面张力的关系为（）(Ａ)pr(Ｂ)2pr(Ｃ)2pr7.在恒T、p下，于纯水中加入少量表面活性剂时，则表面活性剂在表面层中的浓度（）其在本体中的浓度，此时溶液的表面张力（）纯水的表面张力。A.大于；小于；B.大于；大于；C.小于；大于；D.小于；小于。8．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·m2，表面张力单位为N·m-1时，两者数值不同。9．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。10．同一体系，比表面自由能和表面张力都用γ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)前者是标量，后者是矢量。11．一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。12．纯水的表面张力是指恒温恒压组成时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。13．水的相图中s、l、g分别表示固、液、气三态，a、b、c、d是四种不同的状态，则在这四种状态中没有界面张力、只有一种界面张力、有两种以上界面张力的状态依次是（）(A)d、a、b；(B)d、a、c；(C)a、c、b；(D)b、d、c。14．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（）(A)Ga=GcGb；(B)Ga=GbGc；(C)GaGbGc；(D)Ga=Gb=Gc。315．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)2.91×10-5J；(B)2.91×10-1J；(C)-2.91×10-5J；(D)-2.91×10-1J。16．对处于平衡状态的液体，下列叙述不正确的是（）。(A)凸液面内部分子所受压力大于外部压力；(B)凹液面内部分子所受压力小于外部压力；(C)水平液面内部分子所受压力大于外部压力；(D)水平液面内部分子所受压力等于外部压力。17．当液体的表面积增大时，那么不正确的是（）。(A)ΔGS0；(B)ΔHS0；(C)ΔSS0；(D)Qr０。18．弯曲液面下的附加压力与表面张力的联系与区别在于（）。(A)产生的原因与方向相同，而大小不同；(B)作用点相同，而方向和大小不同；(C)产生的原因相同，而方向不同；(D)作用点相同，而产生的原因不同。19．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。20．开尔文方程RTln(p/p0)=2γ·M/(ρ·r)不能运用的体系是（）。(A)空气中分散有r=10-5cm的水珠体系；(B)水中分散有r=10-6cm的油滴体系；(C)水中分散有r=10-5cm的微晶体系；(D)水中分散有r=10-8cm的气泡体系。21．微小固体颗粒在水中的溶解度应（）。(A)与颗粒大小成正比；(B)与颗粒大小无关；(C)随表面张力增大而增大；(D)与固体密度成正比。22．下列摩尔浓度相同的各物质的稀水溶液中，哪一种溶液的表面发生负吸附（）。(A)硫酸；(B)己酸；(C)硬脂酸；(D)苯甲酸。23．一根毛细管插入水中，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。24．某溶液表面张力γ与溶质浓度c的关系式：γ0-γ=A+Blnc，式中γ0为纯溶剂的表面张力，A、B为常数.则表面吸附量为（）。(A)Γ=c/RT(∂γ/∂c)T；(B)Γ=B/RT；(C)Γ=-B/RT；(D)Γ=Bc/RT。25．用同一支滴管分别滴取纯水与下列水的稀溶液，都是取得1cm3，哪一种液体所需液滴数最少？（）。(A)纯水；(B)NaOH水溶液；(C)正丁醇水溶液；(D)苯磺酸钠水溶液。26．涉及溶液表面吸附的说法中正确的是（）。(A)溶液表面发生吸附后表面自由能增加；(B)溶质的表面张力一定小于溶剂的表面张力；(C)定温下，表面张力不随浓度变化时，浓度增大，吸附量不变；(D)饱和溶液的表面不会发生吸附现象。27．某温度时，对十二烷基苯磺酸钠的γ～c曲线如图所示，图中说明烃基为直链时比带有支链时表面活性剂的（）。(A)效率高，有效值小；(B)效率低，有效值大；(C)效率高，有效值大；(D)效率低，有效值小。428．随着溶质浓度增大，水溶液表面张力降低是因为（）。(A)溶质分子与水分子的亲和力小于水分子间的亲和力；(B)溶质分子与水分子的亲和力大于水分子间的亲和力；(C)溶质分子间的亲和力小于水分子间的亲和力；(D)溶质分子间的亲和力大于水分子间的亲和力。29．25℃时，乙醇水溶液的表面张力与浓度的关系为：γ(N·m-1)=0.072-5×10-4c(mol·dm-3)+2×10-4c2(mol·dm-3)。若要使表面吸附为正吸附，则要求浓度c(mol·dm-3)应该（）。(A)0.5；(B)0.5；(C)1.25；(D)1.25。30．胶束的出现标志着表面活性剂的（）。(A)降低表面张力的作用下降；(B)溶解已达到饱和；(C)分子间作用超过它与溶剂的作用；(D)分子远未排满溶液表面。31．在空间轨道站中，飘浮着一个足够大的水滴，当用一内壁干净，外壁油污的毛细管接触水滴时（）。(A)水不进入毛细管；(B)水进入毛细管并达到一定高度；(C)水进入直到毛细管另一端；(D)水部分进入并从另一端出来，形成两端有水球。32．如图所示，一支玻璃毛细管插入水中，有一段水柱，水柱内b处的压力pb为（）。(A)pb=p0；(B)pb=p0+ρgh；(C)pb=p0-ρgh；(D)pb=ρgh。33．水对玻璃润湿，汞对玻璃不润湿，将一玻璃毛细管分别插入水和汞中，下列叙述不正确的是（）。(A)管内水面为凹球面；(B)管内汞面为凸球面；(C)管内水面高于水平面；(D)管内汞面与汞平面一致。34．如图所示，a、b、c为内径相同的玻璃毛细管。a中水柱升高至h，b中间有扩大部分，d为内径相同的石蜡毛细管(水不润湿石蜡)，则下列叙述不正确的是（）。5(A)b管中水柱自动升至h’，若将水吸至高于h，去掉吸力，水面保持在h；(B)c管中水柱自动升至h˝并向下滴水；(C)c管中水柱自动升至h˝，不向下滴水；(D)d管中水面低于槽中水平面。35．矿石浮选法的原理是根据表面活性剂的（）。(A)乳化作用；(B)增溶作用；(C)去污作用；(D)润湿作用。36．有机液体与水形成W/O型还是O/W型乳状液与乳化剂的HLB值有关，一般是（）。(A)HLB值大，易形成W/O型；(B)HLB值小，易形成O/W型；(C)HLB值大，易形成O/W型；(D)HLB值小，不易形成W/O型。37．下列叙述不正确的是（）。(A)农药中加入润湿剂可使γ(l-g)和γ(l-s)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γ(s-g)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。38．对于增溶作用，下列叙述不正确的是（）。(A)增溶作用使被溶物质化学势降低；(B)增溶系统是热力学稳定系统，而乳状液或溶胶是热力学不稳定系统；(C)增溶作用与真正的溶解作用一样，均使溶剂依数性有很大变化；(D)增溶作用发生在有大量胶束形成的离子型表面活性剂溶液中。39．多孔固体表面易吸附水蒸气，而不易吸附氧气、氮气，主要原因是（）。(A)水蒸气分子量比O2、N2小；(B)水蒸气分子的极性比O2、N2要大；(C)水蒸气的凝聚温度比O2、N2高；(D)水蒸气在空气中含量比O2、N2要少。40.已知在25℃下，水与汞、乙醚与汞和乙醚与水的界面张力和分别为(H2O/Hg)、{(C2H5)2O/Hg}、{(C2H5)2O/H2O}分别为375、379和10.7mN.m-1，则当水滴在乙醚与汞的界面上时的铺展系数S=