第十章界面现象练习题及答案

(1)θ>90°; (2)θ=90°;(3)θ<90°;(4)θ=180°。

29、弗伦德利希吸附等温公式适用于( )

(1)低压; (2)中压;(3)高压;(4)任何压力。

30、在干净、粗细均匀的U型玻璃毛细管中注入纯水,两侧液柱的高度相同,然后用微量注射器从右侧注入少量正丁醇水溶液,两侧液柱的高度将( )

(1)相同;(2)左侧高于右侧;(3)左侧低于右侧;(4)无法确定。 31、在潮湿的空气中放置3根粗细不等的毛细管,其半径大小顺序为r1>r2>r3,则毛细管内水蒸气易于凝结的顺序是( )

(1)1,2,3; (2)2,3,1; (3)3,2,1; (4)无法确定。

32、多孔固体表面易于吸附水蒸气,而不易吸附氧气、氮气,其主要原因是( )

(1)水蒸气相对分子量比氧气、氮气小; (2)水蒸气分子极性比氧气、氮气大; (3)水蒸气的凝聚温度比氧气、氮气高; (4)水蒸气在空气中含量比氧气、氮气少。

33、水在某毛细管内上升的高度为h,若将此管垂直的向水深处插下,露在水面以上的高度为h/2,则( )

(1)水会不断冒出;

(2)水不流出,管内液面凸起;

(3)水不流出,管内凹液面的曲率半径增大为原先的2倍; (4)水不流出,管内凹液面的曲率半径减小为原先的一半。

34、下列叙述不正确的是( )

(1)农药中加入润湿剂可使γl/g和γl/s 减少,药液在植物表面易于铺展; (2)防水布上涂表面活性剂使γg/s减少,水珠在其上不易铺展; (3)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;

(4)起泡剂的主要作用是增大液体表面张力。

35、下列对于物理吸附的描述,不正确的是( )

(1)吸附力基于范德华力,吸附一般没有选择性; (2)吸附层可以是单分子层或多分子层; (3)吸附速率较快,吸附热较小;

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(4)吸附较稳定,不易解吸。

三、填空题

1、通常液体的表面张力是指某液体与其 相接触,或者 与 相接触时的界面张力。

2、临界状态下,由于 ,所以液体的表面张力为 。

3、一个球形液滴在定温下与其蒸汽成平衡时,液相压力P1 气相压力P2(选填>,=,<号)。若液体表面张力为?,球形液滴半径为r,则P1-P2= 。

4、表面活性剂按亲水基团的种类不同,可分为:?????????????、?????????????????、????????????????、????????????????????。 5、定温下溶液的表面张力随浓度增大而减小,则单位表面吸附量 为 0。(选填>,=,<号)

6、铺展系数S与?l,?s,?ls的关系是,S= ,若液体在固体表面上发生铺展,则S 0。

7、物理吸附的吸附力是 ,吸附分子层是 。 8、气体被固体吸附过程其熵变,△S= 0。焓变△H= 0。

9、由于新相难以形成而出现的四种常见的亚稳态是 ; ; ; 。 10、微小颗粒物质的化学势比大块物质的化学势要??????????。 11、泡沫是以???????????为分散相的分散系统。

12、乳状液的类型可分为??????????????和???????????????。

13、过饱和蒸气的存在可用???????????公式解释,毛细管凝结现象可用???????????????公式解释。(选填拉普拉斯、开尔文、朗缪尔) 14、朗缪尔等温吸附理论的基本假设为:

(1)????????????????????; (2)?????????????????????; (3)??????????????????????;(4)?????????????????????。 15、表面张力的作用方向是与界面??????????,与边界???????????。 16、朗缪尔吸附等温式的形式为?????????????????。该式的适用条件是

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?????????????。

17、由于表面效应的存在,所以新相????????????生成。

18、表面张力随温度升高而??????????????。(选填增大、不变、减小),当液体到临界温度时,表面张力等于???????????。

19、通常以接触角θ值的大小来衡量液体对固体表面的润湿程度,若θ小于90°,称为_______________ 。

20、过热液体的存在可用????? ?????公式解释。

四、计算题

1、已知293 K时,乙醚/水,汞/乙醚,汞/水的界面张力分别为10.7 ×10 -3 N·m -1,379 ×10 -3 N·m -1,375 ×10 -3 N·m -1。用滴管在乙醚与汞的界面上滴一滴水,试求其接触角? 。

2、200 ℃时测定O2 在某催化剂上的吸附作用,当平衡压力为 0.1 MPa及1 MPa 时,1 g催化剂吸附O2的量分别为2.5 cm 3及 4.2 cm 3 (STP) 设吸附作用服从朗缪尔公式,计算当O2 的吸附量为饱和吸附量的一半时,平衡压力为多少。 3、一个半径为r=2 cm的小玻璃杯,里面盛有水银,将一小滴水滴在水银表面上,试问水能否在水银表面铺展?假定水能在水银表面铺展,求铺展过程Gibbs函数改变。已知,γ汞—空=0.483 N·m,γ水—空=0.0728 N·m, γ汞—水=0.375 N·m

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-1

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-1

-1

4、水在 293 K 时的表面张力为 7.27×10N·m,密度为 998 kg·m,计算水在 293 K,半径为 1×10m 及 1×10m 的毛细管中上升的高度 (g =9.81 m·s), 假定接触角θ = 0°。

5、 水的表面张力与温度的关系为:γ/ 10 -3 N·m -1 = 75.64-0.14(t / ℃)今将10 kg 纯水在303 K及101 325 Pa条件下等温等压可逆分散成半径r= 1?10-8 m的球形雾滴,计算

(1)环境所消耗的非体积功; (2)小雾滴的饱和蒸气压; (3)该雾滴所受的附加压力。

(已知303 K,101 325 Pa 时,水的密度为 995 kg·m-3 ,不考虑分散度对水的表面张力的影响。H2O的摩尔质量为18.0 g·mol-1。)

6、已知在?33.6℃时,CO(g)在活性炭上的吸附符合朗缪尔直线方程。经测定知

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-3

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,该(p/V)~p直线的斜率为23.78 kg·m-3,截距为131 kPa·kg·m-3,试求朗缪尔方程中的常数Vm及b。

7、泡压法测定丁醇水溶液的表面张力。20℃实测最大泡压力为0.4217 kPa,若用同一个毛细管,20℃时测的水的最大泡压力为0.5472 kPa,已知20℃时水的表面张力为 72.75 mN·m-1,请计算丁醇溶液的表面张力。

8、283K时,可逆地使纯水表面积增加1.0,吸热0.04J。已知283K时纯水的表面张力为0.074N. m-1,求该过程的W,△U,△H,△S,△G。

9、在298K时,乙醇水溶液的表面张力服从γ/mN·m-1= 72-5×10-4c+2×10-7c2, 试计算c =500 mol .m-3 时的表面过剩。

10、已知27℃时水的饱和蒸气压为3.529 kPa,已知水在298K时的表面张力为0.0718N. m-1,密度为997㎏. m-3。试求:

(1)该温度下,水在半径为5×10m的某毛细管中上升的高度是2.8×10m,求接触角为多少?

(2)当毛细管半径为2×10m时,求27℃下水蒸气能在该毛细管内凝聚所具有的最低蒸气压是多少?

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第十章界面现象练习题答案

1、√ 2、× 3、√ 4、× 5、√ 6、× 7、× 8、× 9、√ 10、√ 11、√ 12、× 13、√ 14、√ 15、√ 16、× 17、√ 18、√ 19、√ 20、× 21、× 22、× 2 3、× 24、√ 25、×

一、判断题答案:

二、选择题答案:

1、(1),(3) 2、(3) 3、(3) 4、(1) 5、(3) 6、(3) 7、(2) 8、(3) 9、(1) 10、(1) 11、(2) 12、(3) 13、(2) 1 4、(2) 15、(1)

9

16、(1) 17、(3) 18、(2) 19、(3) 20、(4) 21、(1) 22、(3) 23、(3) 24(2) 25、(4) 26、(4) 27、(4) 28、(3) 29、(2) 30、(2) 31、(3) 32、(3) 33、(3) 34、(4) 35、(4)

三、填空题答案:

1 、饱和蒸汽,空气 2 、 界面消失,趋于零 3 、 >, 2?/ r,

4、阴离子活性剂 阳离子活性剂 两性活性剂 非离子活性剂 5 、 >

6、 -(?l??s??ls) > 7、范德华力,单或多分子 8 、 <, <

9、过饱和蒸汽, 过饱和溶液,过热液体,过冷液体. 10、大 11、气体

12、O/W W/O 13、开尔文、开尔文

14、(1)吸附为单分子层 (2)固体表面是均匀的 (3)吸附于表面上的分子无相互作用力 (4)吸附平衡是动态平衡 15、平行,垂直 16、Γ?Γ? 17、难以 18、降低,零 19、润湿

20、拉普拉斯解:

bp 或 ?=1?bp 单分子层吸附 或 化学吸附

四、计算题答案

1、解:将乙醚当气体看待,将汞当固体看待,故有

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