1、、選擇題. 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這一變化過程，以下性質 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）表面力.直徑為1x10-2m的球形肥皂泡所受的附加壓力為（已知表面力為0.025N-m-i） （d（a）5 Pa（b）10 Pa（c）15 Pa（d）20 Pa思路：因為肥皂泡有、外兩個表面，面的附加壓力是負值，外面的附加壓力是正值，故4yp ;，答案選d。s R.已知水溶解某物質以后，其表面力?與溶質的活度a呈如下關系：y y 0 - A ln（1 + Ba ）式中Y0為純水的表面力，a，B為常數，則溶液表面過剩r2為（cAaABa

2、（a） J RT （1 + Ba）（b） J RT（1 + Ba）ABaBa(C) 2 rt(1 + Ba)(d) J RT (1 + Ba)思路：r2 =a dyRrdkia (_A B )_ ABaRT1 + Ba ) RT (1 + Ba )，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。=0.05,當0=0.5時，苯蒸汽的平衡壓力為（b）（a）400 Pa （b）760 Pa （c）1000 Pa （d）200 Paap思路：Langmuir公式。= 1 + ap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

3、根據新的覆蓋度和a,計算出 平衡壓力。答案為b。（要求能夠自己推導Langmuir公式）.在298K時，已知A液的表面力是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2y思路：p 二白，代入該公式計算比值，答案選a。 s R.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

4、的，不可能出現，井噴”的情況。.用同一滴管分別滴下1cm3的NaOH水溶液、水、乙醇水溶液，各自的滴數多少的次序為（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，將發生（a（a）dda 0正吸附（b）d!/da 0正吸附（d）dla 0負吸附思路： = 一二一，表面活性劑在水面富集，可以減小表面力，為正吸附。答案選a。2 RT da.把細長不滲水的兩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，中間的界面力減小，因此在兩側的水的界面力作用下，距離增大。 答案選a。.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。.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：自發過程，故吉布斯自由能減小。答案選b。.某氣體A2在表面均勻的催化劑（K）表面發生解離反應，生成產物B+C，其反應機理 為A （g ）+ 2K ka 2AK

6、 B + C + 2K2kd已知第二步為決速步，當A,（g）壓力較高時，反應表現的級數為（d 2（a）一級（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：r = 1 dAKl = k AK22 dtAK 是中間吸附態，根據穩態近似法，厘=2 kJP- K 2dt2k AK1 2k AK1 = 0dk 上KK -AKJ2=上0= m2 K -AKk + kp 0求解AK的平衡濃度，m2K ak(上一0( n、0.51 + m2I P J代入上面的速率方程表達式，得f m上K r = k AK2 = k5J0f p、0.51 + mI P J當初始壓強很大的時候，上式簡

7、化為r = k K R,反應速率為一恒定值，所以為0級反應。 0.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。.微小晶體與普通晶體相比較，性質不正確的是（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。.氣相中的大小相鄰液泡相碰，兩泡將發生的變化是（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Yang-Laplace公式，氣泡越小，所受

8、的附加壓力越大。小的變小，大的變大。 答案選a。.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，該過程不是溶解過程，而是自發的包裹聚集。. Langmuir吸附等溫式滿足的條件下，下列不恰當的是（c）（a）固體表面是均勻的 （b）吸附質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。.對于物理吸附的描述中，不正確的是（d（a）吸附力來源于Va

9、n 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。.已知H2的解離能為436kkmol-1,用氣態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）-150kJmol-1（b）586kJmol-1（c）150kJmol-1（d）-143kJmol-1思路：吸熱取正號，放熱取負號。.稱為催化劑毒物的主要行為是（d（b）增加逆反應的速率（d）占據催化劑的活性中心（a）和反應物之一發生化學反應（c）使產物變得

10、不活潑 思路：毒化的機理是催化劑表面的活性中心被毒物占領。二、填空題. 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 的數目為1.25x1011個，此過程系統AG=0.1143Jo已知20oC時，水的表面力Y=7.275x10-2N-m-1。4-4c思路：V = r R3 V = r R3131232V1 = nV2，計算得，n=1.25x1011。dG 二 一SdT + VdP + y dA，在恒溫、恒壓條件下，AG = yAA =yx（n4rR2 一4rR2）,計算得0.1143J。. 20oC, 101.325kPa的標準大氣壓力

11、下，在液體水中距液面0.01m處形成半徑為1mm的小氣泡時，氣泡氣體的壓力為p =1.0157x105Pa。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， 其部壓強應該是p = p 一 p +p gh = 101325Pa 一 0.07275 Pa +103 x10 x 0.01 Pa = 1.0157 x105 Pa0 s一0.001.同種液體，在一定溫度下形成液滴、氣泡和平面液體，對應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為p-p。思路：考察Yang-Laplace公式。在400K時，汞的.液 態汞的表面力 Y=0.4636+8.3

12、2x10-3T/K-3.13x10-7（T/K）2Nm-i,=0.5137Jm-2。思路：dU = TdS - pdV +y dAsT ,V將上述兩個等式聯立，有=y- T（參看教材316頁）5. T=298K 時，水-空氣表面力尸7.17x10-2N-m-1，|=-1.57 x 10-4 N m-1 K-1。在3 T ）p，A,T，pe時，可逆地增加2x10-4m2表面，對系統所做的功 W=1.434x104 熵變AS =3.14x10-81。 思路：W =yAA = 7.17 x10-2 x 2 x 10-4N m = 1.434 x 10-5 J因為舟A,p, nB所以“$ = -舟As

13、，p, nBx A = 1.57 x 10-4 N m-1 K-1 x 2 x10-4 m 2 = 3.14 x 10-8 Js300K時，水的表面力 尸0.0728N-m-1，密度片0.9965x103kgm-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1.52x10-9m。p2y M思路：Kelvin 公式：RT In -r = - p 0 R P2 x 0.0728N . m-1 x18 x 10-3 kg . mol-1RT ln2 =R ,0.9965 x103 kg m-3解得 R = 1.52 x 10 -9 m從吸附的角度考慮，

14、催化劑的活性取決于吸附強度，一個良好的催化劑應是中等吸附強 度。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時水的表面力為7.2x10-2Nm-i，密度為1.0 x103kgm-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等于外面 液體的壓強，即-z2yp gh = p =- s R計算得，R=3.6x10-5m。.室溫時，將半徑為1x10-4m的毛細管插入水與苯的兩層液體之間，水在毛細管上升的高

15、 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1x103kgm-3和8x102kgm-3, 求水與苯間的界面力。2ycos0解：根據公式：-苯一=Ap ghR計算得，y 水 苯=5.12x10-2N- m-1.已知水在293K時的表面力為0.072Nm-1,摩爾質量為0.018kg-mol-1,密度為1x103kg-m-3， 273K時水的飽和蒸汽壓為610.5Pa，在273293K溫度區間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

16、應的 飽和蒸汽壓。題目中給出了摩爾汽化熱，所以可以用克-克方程來計算293K對應的液體平 面上的飽和蒸汽壓。 TOC o 1-5 h z ,p A H （ 11 Aln 293K = vapm-p273KR 1273K 293K）解得，p293K = 2.074 x103 Pap2y M再代入 Kelvin 公式：RT ln=;p0Rp解得，293K下，半徑為1nm的液滴表面的飽和蒸汽壓為pr= 6011 Pa. 291K時，各種飽和脂肪酸水溶液的表面力Y與其活度a的關系式可表示為y/y = 1 - b lg（a/A + 1）y 0是純水的表面力，該溫度下為0.07286N-m-1,常數A因酸

17、不同而異，b=0.411,試求:該脂肪酸的Gibbs吸附等溫式；當aA時，在表面的緊密層中，每個脂肪酸分子的截面積。a dy解：（1）Gibbs吸附等溫式公式： = -rRT da先把表面力的公式進行變換，得y =y -y bIn (a A +1)ln10dyy b 11y b 1=-0= -0daln10 a A +1 Aln10 a + Aaby因此，表面超量為二區丁.0 3 a）（2）當 aA 時，=0=5.38 義 10-6mol - m-2RT ln10因此，單個脂肪酸分子的截面積為，p，即3.09x10-19m2。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0.0938mvkg-1。 已知CHC13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a。（2）當CHC13的分壓為6.67kPa時的平衡吸附量。解：ap（1）Langmuir吸附等溫式。= 1 + ap將已知條件代入公式，計算得a = 5.448 x 10-4（2）根據上述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