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看到表面现象，所以系统表面增大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是自发过程。5．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．单分子层吸附只能是化学吸附，多分子层吸附只能是物理吸附。8．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。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，并且当溶质达饱和时，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·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。3．同一体系，比表面自由能和表面张力都用σ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)物理意义不同，单位不同。4．一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。5．纯水的表面张力是指恒温恒压下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。6．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。7．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。8．已知20℃时水～空气的界面张力为7.27×10－2N·m－1，当在20℃和pө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。9．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。10．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。11．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。12．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。13．开尔文方程RTln(p/p0)=2γ·M/(ρ·r)不能应用下列哪个体系：(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。14．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。15．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。16．一根毛细管插入水中，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。17．某溶液表面张力σ与溶质浓度c的关系式：σ0-σ=A+Blnc，式中σ0为纯溶剂的表面张力，A、B为常数.则表面超量为：(A)Γ=c/RT(∂σ/∂c)T；(B)Γ=B/RT；(C)Γ=-B/RT；(D)Γ=Bc/RT。18．用同一支滴管分别滴取纯水与下列物质的水稀溶液，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。19．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)溶液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。20．某温度时，对十二烷基苯磺酸钠的γ～c曲线如图所示，由图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。21．随着溶质的浓度增大，水溶液表面张力降低，其是原因为：(A)溶质分子与水分子的亲和力小于水分子之间的亲和力；(B)溶质分子与水分子的亲和力大于水分子之间的亲和力；(C)溶质分子之间的亲和力小于水分子之间的亲和力；(D)溶质分子之间的亲和力大于水分子之间的亲和力。22．25℃时，乙醇水溶液的表面张力与浓度的关系为：σ(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)c0.5；(B)c0.5；(C)c1.25；(D)c1.25。23．胶束的出现标志着表面活性剂的：(A)表面活性剂降低表面张力的能力下降；(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。24．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。25．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。26．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)管内水面高于管外水面；(D)管内汞面与管外汞面一致。27．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：(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。28．矿石浮游选矿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。29．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。30．下列叙述不正确的是：(A)农药中加入润湿剂可使σ(l-g)和σ(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σ(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。31．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。32．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。三、多选题：1．某液体在一定温度下，由微小液滴聚集成大液滴时，该体系发生了：(A)表面自由能降低；(B)表面积增大；(C)蒸气压降低；(D)体积增大；(E)表面张力升高。2．弯曲液面所产生的附加压力：(A)一定等于零；(B)一定不等于零；(C)一定大于零；(D)一定小于零；(E)可正，可负，可不等于零。3．能润湿玻璃毛细管的液体,在一定温度下,若在管内蒸气压为pr，在大玻璃烧杯中蒸气压为p0，弯曲液面附加压力Δp。则下面正确关系是：(A)prp0，Δp0；(B)prp0，Δp0；(C)pr=p0，Δp=0；(D)prp0，Δp0；(E)prp0，Δp0。4．过饱和溶液所以能形成，其因为是：(A)它是热力学稳定体系；(B)大颗粒溶解度较大；(C)它的分散程度低；(D)微小颗粒的化学势较大；(E)小颗粒溶解度较大。5．表面活性剂的效率愈高，则溶液表面过剩吸附量对溶液浓度的比值(Γ/c)：(A)大于零，愈正；(B)小于零，愈负；(C)与温度关系愈小；(D)与表面活性剂浓度关系愈小；(E)表面张力随浓度变化率愈负。6．若测得某溶液表面张力σ与浓度c关系为：σ=a+blnc(一定温度下，a、b均为常数)。当发生正吸附时：(A)a0，(∂σ/∂c)T大于零；(B)a0，b0；(C)a0，b0；(D)a0，(∂σ/∂lnc)T小于零；(E)a0，(∂σ/∂c)T大于零。7．溶有表面活性剂的水溶液，下列表述不正确的：(A)表面产生负吸附；(B)能形成胶束；(C)它能在表面定向排列降低表面能；(D)使溶液的表面张力显著降低；(E)表面浓度低于其本体浓度。8．将一玻璃毛细管插入水银槽中，则毛细管中水银面：(A)比槽中水银面高；(B)比槽中水银面低；(C)与槽中水银面一样高；(D)管内水银面为凹面；(E)管内水银面为凸面。9．对于一般液体，下列泡沫的起泡剂的作用描述不正确的是：(A)降低气-液界面的张力；(B)能破坏不溶解的气体产生的泡沫；(C)能产生有一定机械强度有弹性的液膜；(D)能增加局部气-液界面的张力；(E)有适当的表面粘度,以免膜中液体流走。10．当在两玻璃板间放一滴水后，比不放水前这两块玻璃：(A)容易分开；(B)分开困难；(C)与不放水差不多；(D)推动(滑动)较难；(E)推动(滑动)较易。四、计算及证明题：1．有一毛细管，其半径为0.60mm，当它垂直插入水中，水面上升2.19cm，设该毛细管的接触角为30°，水的密度是0.98g第十二章表面现象练习题答案一、思考题答案：1．错，表面张力产生的原因是表面层的分子与内部的分子受力情况不一样，与表面增大无关。2．对。由于温度升高，分子运动加快，分子之间吸引力减弱，表面张力下降。3．错，二者概念不同，一个标量，