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1、一、 選擇題 1. 在相同的溫度及壓力下，把一定體積的水分散成許多小水滴經(jīng)這一變化過程，以下性質(zhì)保持不變的是（d） （a）總表面能 （b）比表面 （c）液面下的附加壓力 （d）表面張力 2. 直徑為110-2m的球形肥皂泡所受的附加壓力為（已知表面張力為0.025N?m-1）（d） （a）5 Pa （b）10 Pa （c）15 Pa （d）20 Pa 思路：因為肥皂泡有內(nèi)、外兩個表面，內(nèi)面的附加壓力是負值，外面的附加壓力是正值，故 ，答案選d。 3. 已知水溶解某物質(zhì)以后，其表面張力γ與溶質(zhì)的活度a呈如下關(guān)系： 式中γ0為純水的表

2、面張力，A，B為常數(shù)，則溶液表面過剩Γ2為（c） （a） （b） （c） （d） 思路：，答案選c。 4. 298K時，苯蒸汽在石墨上的吸附符合Langmuir吸附等溫式，在苯蒸汽壓力為40Pa時，覆蓋率θ=0.05，當θ=0.5時，苯蒸汽的平衡壓力為（b） （a）400 Pa （b）760 Pa （c）1000 Pa （d）200 Pa 思路：Langmuir公式 將已知條件的壓強和覆蓋率代入公式，計算得到a的值，然后根據(jù)新的覆蓋度和a，計算出平衡壓力。答案為b。（要求能夠自己推導Langmuir公式） 5. 在

3、298K時，已知A液的表面張力是B液的一半，其密度是B液的兩倍。如果A，B液分別用相同的毛細管產(chǎn)生大小相同的氣泡時，A液的最大氣泡壓力差等于B液的（a） （a）0.5倍 （b）1倍 （c）2倍 （d）4倍 思路：，代入該公式計算比值，答案選a。 6. 將一毛細管插入水中，毛細管中水面上升5cm，在3cm處將毛細管折斷，這時毛細管上端（c） （a）水從上端溢出 （b）水面呈凸面 （c）水面呈凹形彎月面 （d）水面呈水平面 思路：液體具有流動性，Yang-Laplace公式中的半徑是可以變化的，不可能出現(xiàn)“井噴”的情況。 7. 用同一滴管分別滴下1cm3

4、的NaOH水溶液、水、乙醇水溶液，各自的滴數(shù)多少的次序為（c） （a）三者一樣多 （b）水>乙醇水溶液>NaOH水溶液 （c）乙醇水溶液>水>NaOH水溶液 （d）NaOH水溶液>水>乙醇水溶液 思路：乙醇對水而言是表面活性劑，NaOH對水而言是非表面活性劑。 8. 當水中加入表面活性劑后，將發(fā)生（a） （a） 正吸附 （b） 負吸附 （c） 正吸附 （d） 負吸附 思路：，表面活性劑在水面富集，可以減小表面張力，為正吸附。答案選a。 9. 把細長不滲水的兩張紙條平行地放在純水面上，中間留少許舉例，小心地在中間滴一滴肥皂水，則兩紙條間距離

5、將（a） （a）增大 （b）縮小 （c）不變 （d）以上三種都有可能 思路：肥皂是表面活性劑，中間的界面張力減小，因此在兩側(cè)的水的界面張力作用下，距離增大。答案選a。 10. 水不能潤濕荷葉表面，接觸角大于90o，當水中加入皂素后，接觸角將（b） （a）變大 （b）變小 （c）不變 （d）無法判斷 思路：接觸角為銳角，表明是可以潤濕。答案選b。 11. 多孔硅膠有強烈的吸水性能，硅膠吸水后其表面Gibbs自由能將（b） （a）升高 （b）降低 （c）不變 （d）無法比較 思路：自發(fā)過程，故吉布斯自由能減小。答案選b。

6、 12. 某氣體A2在表面均勻的催化劑（K）表面發(fā)生解離反應(yīng)，生成產(chǎn)物B+C，其反應(yīng)機理為 已知第二步為決速步，當A2(g)壓力較高時，反應(yīng)表現(xiàn)的級數(shù)為（d） （a）一級 （b）二級 （c）0.5級 （d）零級 思路： 因為第二步是決速步，所以速率方程寫為： 是中間吸附態(tài)，根據(jù)穩(wěn)態(tài)近似法， 求解AK的平衡濃度， 代入上面的速率方程表達式，得 當初始壓強很大的時候，上式簡化為，反應(yīng)速率為一恒定值，所以為0級反應(yīng)。 13. 恒溫恒壓下，將一液體分散成小顆粒液滴，該過程液體的熵值將（a） （a）增大 （b）減小 （c）不

7、變 （d）無法判定 思路：表面積增大，是混亂度增加的過程，所以熵增。答案選a。 14. 微小晶體與普通晶體相比較，性質(zhì)不正確的是（d） （a）微小晶體的飽和蒸汽壓大 （b）微小晶體的溶解度大 （c）微小晶體的熔點較低 （d）微小晶體的溶解度較小 思路：考察Kelvin公式。 15. 氣相中的大小相鄰液泡相碰，兩泡將發(fā)生的變化是（a） （a）大泡變大，小泡變小 （b）大泡變小，小泡變大 （c）大泡、小泡均不變 （d）兩泡將分離開 思路：根據(jù)Yang-Laplace公式，氣泡越小，所受的附加壓力越大。小的變小，大的

8、變大。答案選a。 16. 表面活性劑具有增溶作用，對增溶作用說法不正確的是（c） （a）增溶作用可以是被溶物的化學勢大大降低； （b）增溶作用是一個可逆的平衡過程； （c）增溶作用也就是溶解作用； （d）增溶作用與乳化作用不同 思路：增溶的原理是，被溶物被包裹在膠束內(nèi)，該過程不是溶解過程，而是自發(fā)的包裹聚集。 17. Langmuir吸附等溫式滿足的條件下，下列不恰當?shù)氖牵╟） （a）固體表面是均勻的 （b）吸附質(zhì)分子之間相互作用可以忽略不計 （c）吸附是多分子層的 （d）吸附熱不隨吸附量改變 思路：Langmuir吸附是單分子層吸附。 18. 對于物理吸

9、附的描述中，不正確的是（d） （a）吸附力來源于Van Der Waals力，其吸附一般不具有選擇性 （b）吸附層可以是單分子層或多分子層 （c）吸附熱較小 （d）吸附速率較小 思路：物理吸附，吸附的快，脫附也容易。 19. 已知H2的解離能為436kJ?mol-1，用氣態(tài)H原子在清潔的W表面上進行化學吸附時放熱293kJ?mol-1。若用1mol H2在W表面上全部進行解離吸附，估計其吸附熱約為（c） （a）-150kJ?mol-1 （b）586kJ?mol-1 （c）150kJ?mol-1 （d）-143kJ?mol-1 思路：吸熱取正號，放熱取負號。

10、 20. 稱為催化劑毒物的主要行為是（d） （a）和反應(yīng)物之一發(fā)生化學反應(yīng) （b）增加逆反應(yīng)的速率 （c）使產(chǎn)物變得不活潑 （d）占據(jù)催化劑的活性中心 思路：毒化的機理是催化劑表面的活性中心被毒物占領(lǐng)。 二、 填空題 1. 20oC，101.325kPa下，把一半徑R1=5mm的水珠分散成R2=10-3mm的小水滴，則小水滴的數(shù)目為1.251011個，此過程系統(tǒng)ΔG=0.1143J。已知20oC時，水的表面張力γ=7.27510-2N?m-1。 思路： ，計算得，n=1.251011。 ，在恒溫、恒壓條件下，，計算得0.1

11、143J。 2. 20oC，101.325kPa的標準大氣壓力下，在液體水中距液面0.01m處形成半徑為1mm的小氣泡時，氣泡內(nèi)氣體的壓力為p=1.0157105Pa。 思路：因為凹液面的附加壓力是負值，所以當形成這個氣泡時，為了抵消這個負的附加壓力，其內(nèi)部壓強應(yīng)該是 3. 同種液體，在一定溫度下形成液滴、氣泡和平面液體，對應(yīng)的飽和蒸汽壓分別是p滴，p泡和p平，若將三者按大小順序排列應(yīng)為p滴>p平>p泡。 思路：考察Yang-Laplace公式。 4. 液態(tài)汞的表面張力γ=[0.4636+8.3210-3T/K-3.1310-7(T/K)2]N?m-1，在400K時，

12、汞的0.5137J?m-2。 思路：， 將上述兩個等式聯(lián)立，有， （參看教材316頁） 5. T=298K時，水-空氣表面張力γ=7.1710-2N?m-1，。在T，p?時，可逆地增加210-4m2表面，對系統(tǒng)所做的功W=1.43410-5J，熵變ΔS=3.1410-8J。 思路： 因為 所以 6. 300K時，水的表面張力γ=0.0728N?m-1，密度ρ=0.9965103kg?m-3。在該溫度下，一個球形水滴的飽和蒸汽壓是相同溫度平面水飽和蒸汽壓的2倍，這個小水滴的半徑是1.5210-9m。 思路：Kelvin公式： 解得 7. 從吸附的角度考慮

13、，催化劑的活性取決于吸附強度，一個良好的催化劑應(yīng)是中等吸附強度。 8. 一般來說，物理吸附的吸附量隨溫度增高而降低，化學吸附的吸附量隨溫度增高而先增加，后降低。 三、計算題 1. 在一封閉容器底部鉆一個小孔，將容器浸入水中至深度0.40m處，恰可使水不浸入孔中。已知298K時水的表面張力為7.210-2N?m-1，密度為1.0103kg?m-3，求孔的半徑。 解：容器浸入水中，小孔的地方必然形成凸面液滴。平衡時，其表面的附加壓力應(yīng)等于外面液體的壓強，即 計算得，R’=3.610-5m。 2. 室溫時，將半徑為110-4m的毛細管插入水與苯的兩層液體之間，水在毛細管內(nèi)上升

14、的高度為0.04m，玻璃-水-苯的接觸角為40o，已知水和苯的密度分別為1103kg?m-3和8102kg?m-3，求水與苯間的界面張力。 解：根據(jù)公式： 計算得， 3. 已知水在293K時的表面張力為0.072N?m-1，摩爾質(zhì)量為0.018kg?mol-1，密度為1103kg?m-3，273K時水的飽和蒸汽壓為610.5Pa，在273~293K溫度區(qū)間內(nèi)的水的摩爾汽化熱為40.67kJ?mol-1，求在293K時，半徑為10-9m水滴的飽和蒸汽壓。 解：用Kelvin公式計算液滴的飽和蒸汽壓，但是題目中沒有告訴298K時，液體平面對應(yīng)的飽和蒸汽壓。題目中給出了摩爾汽化熱，所以可

15、以用克-克方程來計算293K對應(yīng)的液體平面上的飽和蒸汽壓。 解得， 再代入Kelvin公式： 解得，293K下，半徑為1nm的液滴表面的飽和蒸汽壓為 4. 291K時，各種飽和脂肪酸水溶液的表面張力γ與其活度a的關(guān)系式可表示為 是純水的表面張力，該溫度下為0.07286N?m-1，常數(shù)A因酸不同而異，b=0.411，試求： （1） 該脂肪酸的Gibbs吸附等溫式； （2） 當a>>A時，在表面的緊密層中，每個脂肪酸分子的截面積。 解：（1）Gibbs吸附等溫式公式： 先把表面張力的公式進行變換，得 因此，表面超量為 （2）當a>>A時， 因此，單個脂

16、肪酸分子的截面積為，即3.0910-19m2。 5. 用活性炭吸附CHCl3，符合Langmuir吸附等溫式，在273K時飽和吸附量為0.0938m3?kg-1。已知CHCl3的分壓為13.4kPa時的平衡吸附量為0.0825m3?kg-1。試求： （1）Langmuir吸附等溫式中的常數(shù)a。 （2）當CHCl3的分壓為6.67kPa時的平衡吸附量。 解： （1）Langmuir吸附等溫式 將已知條件代入公式，計算得 （2）根據(jù)上述a的值，計算得出分壓為6.67kPa時的覆蓋度為0.7842。因為飽和吸附量已知，所以用飽和吸附量乘以覆蓋度即得在該分壓下的平衡吸附量，為0.0736m3?kg-1。 6. 在正常沸點時，如果水中僅含有直徑為10-6m的空氣泡，問這樣的水開始沸騰，需過熱多少度？已知水在373K時的表面張力γ=0.05890N?m-1，摩爾蒸發(fā)焓ΔvapHm=40656J?mol-1。 解：因為凹面氣泡的附加壓力是負值，所以盡管達到了沸點，但是氣泡內(nèi)部的實際壓強仍小于這個值。為了沸騰，需要繼續(xù)吸收熱量，直至抵這部分取負號的附加壓力。又已知水的摩爾蒸發(fā)焓，可以用克-克方程求解需要升高的溫度。 代入數(shù)據(jù)，解得T=411K，因此，需要繼續(xù)升高38K。