物化——表面现象练习题_表面物理化学习题
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第十三章
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根本不同的概念。
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大的比表面吉布斯函数。
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人到溶液中，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)比表面吉布斯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，在相表面的界面上，垂直作用于表面上单位长度的表面紧缩力 ；
(C)比表面吉布斯自由能与表面张力量纲相同，单位不同 ；(D)比表面吉布斯自由能单位为J·m2，表面张力单位为 N·m-1时，两者数值不同。
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)前者是标量，后者是矢量。
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。
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 = Gc Gc ；(C)Ga
--8．已知20℃ 时水～空气的界面张力为7.27 × 102N·m1，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 × 10-5 J ；
(B)2.91 × 10-1 J ；
(C)-2.91 × 10-5 J ；
(D)-2.91 × 10-1 J。
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)ΔGS > 0 ；
(B)ΔHS > 0 ；
(C)ΔSS > 0 ；(D)Qr
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)不能运用的体系是：
-5(A)空气中分散有r = 10cm 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：σ00.14t，若水的表面改变时，总体积不变，试求10℃、p下，可逆地使水表面积增加5 cm2，必需做多少功？从外界吸收多少热？
3．乙醇的表面张力符合下列公式：σ(× 10-3N·m-1)= 720.14 × 10)× 10-3 = 74.24 × 10-3 N·m-1
W' = ΔG = σΔA = 74.24 × 10-3 × 5 × 10-4 = 3.71 × 10-5 J(环境做功为正)∵(∂σ/∂T)A,p =-0.14 × 10-3 N·m-1·K-1 ∴ Qr = TΔS = T[-ΔA(∂σ/∂T)A,p] = 283 × 5 × 10-4 × 0.14 × 10-3 = 1.981 × 10-5 J
-3．解：σ = 72-0.5c +0.2 c2，(∂σ/∂c)A,p =(-0.5 + 0.4 c)× 103(1)c = 0.3 M，-Γ1 =-c/RT·(∂σ/∂c)T,p = [-0.3/(8.314 × 298)] ·(-0.5 + 0.4 × 0.3)× 103
= 4.6012 × 10-8 mol/m2 c = 0.5 M，Γ2 = [-0.5/(8.314 × 298)] ·(-0.5 + 0.4 × 0.5)× 10-3 = 6.0543 × 10-8 mol/m2
(2)由类似的 Langmuir 公式： Γ = Γ∞·Kc/(1 + Kc)1/Γ = 1/Γ∞ + 1/Γ∝K·1/c
-8┌ 1/(4.6012 × 10)= 1/Γ∞ +1/Γ∞K·1/0.3 └ 1/(6.0543 × 10-8)= 1/Γ∞ +1/Γ∞K·1/0.5
-8解得，Γ∞ = 11.503 × 10 mol/m2(3)A∞ = 1/Γ∞NA = 1/(11.503 × 10-8 × 6.022 × 1023)= 1.4436 × 10-17m2
(乙醇分子截面积)
