1、00-7-151 1 液體在玻璃毛細(xì)管中是上升還是下降液體在玻璃毛細(xì)管中是上升還是下降, 取決于該液體的什么取決于該液體的什么性質(zhì)性質(zhì)? _ A. 粘度粘度 B. 界面張力界面張力 C. 密度密度B 2 純組分系統(tǒng)的表面純組分系統(tǒng)的表面Gibbs函數(shù)值函數(shù)值 _. A. 大于零大于零 B. 小于零小于零 C. 等于零等于零 D. 不一定不一定A 3 表面張力與下述哪些因素?zé)o關(guān)表面張力與下述哪些因素?zé)o關(guān)? _ A. 物質(zhì)本身性質(zhì)物質(zhì)本身性質(zhì) B. 物質(zhì)總表面積物質(zhì)總表面積 C. 溫度溫度 D. 壓力壓力 E. 與此物質(zhì)相接觸的其它物質(zhì)與此物質(zhì)相接觸的其它物質(zhì)B第十章、界面現(xiàn)象00-7-152lg

2、ls 90 s sl 4 潤濕角潤濕角 sl l B. sl s + l C. sl s + l cos D. s slD 5 純液體實(shí)際凝固溫度比正常凝固點(diǎn)低純液體實(shí)際凝固溫度比正常凝固點(diǎn)低, 其原因是其原因是 _. A. 新生微晶的化學(xué)勢高新生微晶的化學(xué)勢高 B. 新生微晶的蒸氣壓低新生微晶的蒸氣壓低 C. 冷卻速度不能無限慢冷卻速度不能無限慢 D. 相變熱散失速度恒較快相變熱散失速度恒較快A 6 為測定催化劑比表面為測定催化劑比表面, 常用低溫常用低溫N2吸附法吸附法, 此條件下此條件下N2在催在催化劑表面上是化劑表面上是_. A. 物理吸附物理吸附 B. 單分子層吸附單分子層吸附 C.

3、 發(fā)生毛細(xì)凝結(jié)發(fā)生毛細(xì)凝結(jié) D. 鋪滿單分子層的飽和吸附鋪滿單分子層的飽和吸附A00-7-153 9 如圖在毛細(xì)管中裝入潤濕性液體如圖在毛細(xì)管中裝入潤濕性液體, 當(dāng)在毛細(xì)管左端加熱時(shí)當(dāng)在毛細(xì)管左端加熱時(shí), 則管內(nèi)液體將則管內(nèi)液體將 _. A. 向左移動(dòng)向左移動(dòng) B. 向右移動(dòng)向右移動(dòng) C. 不發(fā)生移動(dòng)不發(fā)生移動(dòng) D. 來回移動(dòng)來回移動(dòng)加熱加熱 7 表面活性物質(zhì)最重要的一個(gè)特征是表面活性物質(zhì)最重要的一個(gè)特征是_ . A. 表面張力大表面張力大 B. 分子量很大分子量很大, 易被吸附易被吸附 C. 吉布斯吸附量為大的正值吉布斯吸附量為大的正值 D. 吉布斯吸附量為大的負(fù)值吉布斯吸附量為大的負(fù)值 C

4、 8 氣固相反應(yīng)氣固相反應(yīng) CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g)已達(dá)平衡已達(dá)平衡. 在其它在其它條件不變情況下條件不變情況下, 把把CaCO3(s)的顆粒變得極小的顆粒變得極小, 則平衡則平衡_. A. 向左移動(dòng)向左移動(dòng) B. 向右移動(dòng)向右移動(dòng) C. 不移動(dòng)不移動(dòng)BB , 2Trp00-7-154 10 天空中有大小不等的小水滴天空中有大小不等的小水滴, 在運(yùn)動(dòng)中在運(yùn)動(dòng)中, 這些水滴的變化趨這些水滴的變化趨勢是勢是_ . A. 大水滴分散成小水滴大水滴分散成小水滴, 半徑趨于相等半徑趨于相等 B. 大水滴變大大水滴變大, 小水滴縮小至消失小水滴縮小至消失 C. 大小水滴的變化沒

5、有規(guī)律大小水滴的變化沒有規(guī)律 D. 不會(huì)有什么變化不會(huì)有什么變化 11 摩爾濃度相同的下列各物質(zhì)的稀水溶液中摩爾濃度相同的下列各物質(zhì)的稀水溶液中, 含含_的溶液的溶液表面張力最大表面張力最大, 而而_是其中較好的表面活性劑是其中較好的表面活性劑. A. 硫酸硫酸 B. 硬脂酸硬脂酸 C.甲酸甲酸 D. 苯甲酸苯甲酸A 12 適宜于作油水型適宜于作油水型(O/W)乳化劑的乳化劑的HLB值的范圍是值的范圍是_ ; 適適宜作水油型宜作水油型(W/O)乳化劑的乳化劑的HLB值的范圍是值的范圍是_ . A. 26 B. 810 C. 612 D. 1218DABB00-7-155 14 固體表面上對某種

6、氣體發(fā)生單分子層吸附固體表面上對某種氣體發(fā)生單分子層吸附, 吸附量將隨氣吸附量將隨氣體壓力增大而體壓力增大而 _ . A. 成比例增加成比例增加 B. 成倍增加成倍增加 C. 逐漸趨于飽和逐漸趨于飽和 D. 恒定不變恒定不變C 15 BET公式區(qū)別于朗格繆爾公式的主要之處是公式區(qū)別于朗格繆爾公式的主要之處是 _ . A. 吸附為單分子層吸附為單分子層 B. 吸附為多分子層吸附為多分子層 C. 吸附為動(dòng)態(tài)平衡吸附為動(dòng)態(tài)平衡 D. 吸附劑表面均勻吸附劑表面均勻B 13 微小晶體與普通晶體相比較微小晶體與普通晶體相比較, 下列結(jié)論中下列結(jié)論中_ 是錯(cuò)誤的是錯(cuò)誤的. A. 微小晶體的蒸氣壓較大微小晶體

7、的蒸氣壓較大 B. 微小晶體的熔點(diǎn)較低微小晶體的熔點(diǎn)較低 C. 微小晶體的溶解度較大微小晶體的溶解度較大 D. 微小晶體的溶解度較小微小晶體的溶解度較小D00-7-156 1 比表面比表面Gibbs函數(shù)的定義式為函數(shù)的定義式為 _. 2 引起各種過飽和現(xiàn)象引起各種過飽和現(xiàn)象(例如蒸氣的過飽和例如蒸氣的過飽和, 液體的過冷或過液體的過冷或過熱熱, 溶液的過飽和等溶液的過飽和等)的原因是的原因是 _ . 3 將一根毛細(xì)管插入液體中將一根毛細(xì)管插入液體中, 從毛細(xì)管上端吹氣從毛細(xì)管上端吹氣, 由下端緩慢由下端緩慢逸出逸出, 對氣體施加的最大壓力為對氣體施加的最大壓力為 _ .生成的新相是高度分散的生

8、成的新相是高度分散的, 表表面積大面積大, 表面表面Gibbs函數(shù)大函數(shù)大NpTG, A rghpp 2(0max 大氣壓）大氣壓）00-7-157 4 已知某溶質(zhì)溶于水后已知某溶質(zhì)溶于水后, 溶液表面張力溶液表面張力 與濃度與濃度c的關(guān)系為的關(guān)系為 = 0aln(1 + bc), 其中其中 0為純水表面張力為純水表面張力, a,b為常數(shù)為常數(shù), 則此溶則此溶液中溶質(zhì)的表面超量液中溶質(zhì)的表面超量 與濃度與濃度c的關(guān)系為的關(guān)系為 _ . 5 在有機(jī)物溶液的分餾或蒸餾實(shí)驗(yàn)中在有機(jī)物溶液的分餾或蒸餾實(shí)驗(yàn)中, 常要往液體里加一些沸常要往液體里加一些沸石石, 其目的是其目的是: _. 6 有兩塊玻璃板和

9、兩塊石臘板當(dāng)中均夾有水有兩塊玻璃板和兩塊石臘板當(dāng)中均夾有水, 欲將兩種板分開欲將兩種板分開, _板會(huì)更費(fèi)勁板會(huì)更費(fèi)勁, 這是因?yàn)檫@是因?yàn)?_ .使微小氣泡易于生成使微小氣泡易于生成, 降低液體過熱程度降低液體過熱程度. )1(bcRTabc 玻璃玻璃 水能潤濕玻璃水能潤濕玻璃, 分開玻璃板時(shí)分開玻璃板時(shí)新產(chǎn)生大面積的水新產(chǎn)生大面積的水-空氣界面空氣界面, 因?yàn)樗谋缺砻嬉驗(yàn)樗谋缺砻鍳ibbs函數(shù)較大函數(shù)較大,所以外界須提供較大的功所以外界須提供較大的功; 而分開石臘板時(shí)水因不能潤濕石臘而分開石臘板時(shí)水因不能潤濕石臘而自動(dòng)縮成球滴而自動(dòng)縮成球滴, 新產(chǎn)生的水的表面小新產(chǎn)生的水的表面小 00-7

10、-158 7 圖示一帶活塞的玻璃管兩端分別圖示一帶活塞的玻璃管兩端分別有一大一小的肥皂泡有一大一小的肥皂泡. 現(xiàn)將活塞打開現(xiàn)將活塞打開, 若肥皂泡不會(huì)馬上破裂若肥皂泡不會(huì)馬上破裂, 將會(huì)出現(xiàn)將會(huì)出現(xiàn) _的現(xiàn)象的現(xiàn)象, 這是因?yàn)檫@是因?yàn)?_ . 9 實(shí)踐表明實(shí)踐表明, 水磨米粉比干磨米粉細(xì)得多或省勁得多水磨米粉比干磨米粉細(xì)得多或省勁得多, 這是因這是因?yàn)闉?_ _. 8 上題中的變化將進(jìn)行到上題中的變化將進(jìn)行到 _ .大泡變大, 小泡變小濕磨產(chǎn)生的新表面是濕磨產(chǎn)生的新表面是粉粉|水水界面界面, 干磨形成的是干磨形成的是粉粉|空氣空氣界面界面, 前者的界面前者的界面Gibbs函數(shù)比后者小很多函數(shù)比

11、后者小很多, 故在外界做等量功的情故在外界做等量功的情況下況下, 濕磨能獲得更多的濕磨能獲得更多的粉粉|水水界面界面, 即得到的米粉細(xì)得多即得到的米粉細(xì)得多; 而而要獲得相同粒度的米粉要獲得相同粒度的米粉, 濕磨需要的功小得多濕磨需要的功小得多, 即省勁得多即省勁得多.兩泡的曲率半徑相等為止兩泡的曲率半徑相等為止, 此時(shí)此時(shí)小泡縮至玻璃管口處小泡縮至玻璃管口處, 其曲面不足半個(gè)球面但不至于消失其曲面不足半個(gè)球面但不至于消失小泡曲率半徑較小, 泡內(nèi)氣體受到較大的附加壓力而向大泡遷移00-7-159 12 有人設(shè)計(jì)如圖所示的有人設(shè)計(jì)如圖所示的“永動(dòng)機(jī)永動(dòng)機(jī)”, 不斷不斷上升的液體在未達(dá)最高點(diǎn)之前就

12、折回并滴下上升的液體在未達(dá)最高點(diǎn)之前就折回并滴下, 推動(dòng)小渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)推動(dòng)小渦輪轉(zhuǎn)動(dòng). 這種這種“永動(dòng)機(jī)永動(dòng)機(jī)”不可能造不可能造成的原因是成的原因是 _. 11 已知已知20時(shí)時(shí), 水水|空氣界面張力為空氣界面張力為7.28 102 N m1, 當(dāng)在當(dāng)在20 和常壓下可逆地增大水的表面積和常壓下可逆地增大水的表面積4cm2, 需做功需做功_J.2.91 105 10 在某鹽的過飽和溶液中在某鹽的過飽和溶液中, 不慎落入一小塵埃不慎落入一小塵埃, 結(jié)果使溶液很結(jié)果使溶液很快析出結(jié)晶鹽快析出結(jié)晶鹽. 可以推斷界面張力可以推斷界面張力 塵塵|鹽鹽_ 塵塵| 液液, 理由是理由是_.在相變開始的瞬間在相變

13、開始的瞬間, 主要是界面主要是界面Gibbs函數(shù)的減小而不是相變函數(shù)的減小而不是相變本身引起的本身引起的Gibbs函數(shù)的減小起作用函數(shù)的減小起作用, 亦即新形成的塵亦即新形成的塵|鹽界面鹽界面和鹽和鹽|液界面的總界面張力應(yīng)小于同步消失的塵液界面的總界面張力應(yīng)小于同步消失的塵|液界面張力液界面張力.毛細(xì)上升的動(dòng)力在于凹液面下的附毛細(xì)上升的動(dòng)力在于凹液面下的附加壓力加壓力, 而在液滴脫離管口的過程中而在液滴脫離管口的過程中, 凹液面凹液面曲率半徑增大曲率半徑增大, 附加壓力隨之減小附加壓力隨之減小, 當(dāng)減小到當(dāng)減小到與靜壓差相等時(shí)就達(dá)平衡與靜壓差相等時(shí)就達(dá)平衡本章完本章完計(jì)算表面功例 20 時(shí)汞的

14、表面張力 = 4.8510-1 Nm-1, 若在此溫度及101.325 kPa 時(shí), 將半徑 r1 = 1 mm的汞滴分散成半徑為 r2 =105 mm 的微小液滴時(shí), 請計(jì)算環(huán)境所做的最小功. 因?yàn)門, p 恒定, 所以為常數(shù), 環(huán)境所做的最小功為可逆過程表面功W, 設(shè) A1, A2分別為汞滴分散前后的總面積, N為分散后的汞的滴數(shù), 則: )d1221AAAWAA- - ( 2114rA 231223231222/443/43/44rrrrrrNA J609. 0m)101 (10)101 (14. 34mJ1085. 4)/(42238332121231 - - - - - - - -

15、- -rrrW 毛細(xì)高度例 20時(shí), 汞的表面張力為 48310-3 Nm-1, 密度為13.5510 3 kgm-3. 把內(nèi)直徑為 10-3 m的玻璃管垂直插入汞中, 管內(nèi)汞液面會(huì)降低多少? 已知汞與玻璃的接觸角為 180, 重力加速度 g = 9.81 m s2. m0145.0sm81.9mkg1055.13m105)1(mN104832cos2233413- - - - - - - - - -grh ghr cos2管內(nèi)汞面會(huì)降低管內(nèi)汞面會(huì)降低 0.0145 m.最大泡壓法測表面張力，附加壓力例 泡壓法測定丁醇水溶液的表面張力. 20實(shí)測最大泡壓力為 0.4217kPa, 20時(shí)測的水

16、的最大泡壓力為0.5472 kPa, 已知20時(shí)水的表面張力為72.75103 Nm1, 請計(jì)算丁醇溶液的表面張力. p(最大最大)壓入空氣壓入空氣設(shè)p1, p2, 1, 2 分別為丁醇溶液及水的最大泡壓力與表面張力. 根據(jù)拉普拉斯公式可知: rp112 rp222 實(shí)驗(yàn)使用同一根毛細(xì)管實(shí)驗(yàn)使用同一根毛細(xì)管, r為定值為定值, 故故 221122pp 112121mN1 .56kPa5472. 0kPa4217. 0mN75.72- - - pp 開爾文方程例 25 半徑為1 m的水滴與蒸氣達(dá)到平衡, 試求水滴的內(nèi)外壓力差及水滴的飽和蒸氣壓. 已知25時(shí)水的表面張力為71.97103 Nm1,

17、 密度為0.9971gcm-3, 蒸氣壓為 3.168 kPa, 摩爾質(zhì)量為18.02 gmol 1. kPa1439m101mN1097.7122613 - - - -rp 2733111313r10049. 1m10cmkg109971. 0K298molKJ314. 8molkg1002.18mN1097.7122ln- - - - - - - - - - - rRTMpp kPa201. 3 01. 1rr ppp分散度對分解壓力的影響, 開爾文公式例例 已知已知CaCO3在在773.15K時(shí)的密度為時(shí)的密度為3900kg m- -3, 表面張力為表面張力為 1210 103 N m-

18、 -1, 分解壓力分解壓力101.325Pa. 若將若將CaCO3研磨成半徑為研磨成半徑為30nm的粉末的粉末, 求其在求其在773.15K時(shí)的分解壓力時(shí)的分解壓力. 一定溫度下的分解壓力是指分解產(chǎn)物一定溫度下的分解壓力是指分解產(chǎn)物CO2的平衡壓力的平衡壓力. 此此分解壓力與反應(yīng)物的分散度即顆粒半徑之間的關(guān)系可用開爾文分解壓力與反應(yīng)物的分散度即顆粒半徑之間的關(guān)系可用開爾文公式表示公式表示, 即即139.8PaPa380. 1325.101Pa380. 132206. 0103390015.773314. 81009.10021. 122ln83 - - -pprRTMpprr 朗繆爾吸附等溫式

19、例例 已知在已知在273.15K時(shí)時(shí), 用活性碳吸附用活性碳吸附CHCl3, 其飽和吸附量為其飽和吸附量為93.8 dm3 kg- -1, 若若CHCl3的分壓為的分壓為13.375kPa, 其平衡吸附量為其平衡吸附量為82.5 dm3 kg- -1. 求求: (1)朗繆爾吸附等溫式中的朗繆爾吸附等溫式中的 b 值值;(2) CHCl3的分壓為的分壓為6.6672kPa時(shí)時(shí), 平衡吸附量為若干平衡吸附量為若干?(1) Va = Vam bp / (1 + bp) Vam = 93.8 dm3 kg1; p =13.375kPa, Va = 82.5 dm3 kg- -1得得 b = 82.5/

20、13.375 (93.882.5) kPa- -1 0.5459 kPa- -1 (2) 當(dāng)當(dāng)p = 6.6672kPa時(shí)時(shí), Va = Vam bp / (1+bp) = 93.8 0.5459 6.6672/(1+0.5459 6.6672) dm3 kg- -1 = 73.58dm3 kg1 朗繆爾吸附等溫式例 在某溫度下, 銅粉對氫氣的吸附為單分子層吸附, 其具體形式為 Va /cm3(STP)g-1 = 1.36p / (0.5Pa + p), 式中Va 是氫在銅粉上的吸附量, p 是氫氣的壓力(Pa). 求在該溫度下, 表面上吸滿單分子層時(shí)的吸附量及1 g 銅粉的表面積. ( H2

21、分子的截面積 Am = 1.318 10-19 m2 )將 Va /cm3g-1 = 1.36p / (0.5Pa + p) 變?yōu)?Pa/21Pa/2gcm36. 113appV - -13amamagcm36. 1 ,1- - VbpbpVV得得比比較較與與式式 12219123133136sgm82. 4m101.318mol106.023molm1022.4gm101.36- - - - - - - - A朗繆爾吸附等溫式例例 在在291.15K的恒溫條件下的恒溫條件下, 用骨炭從醋酸的水溶液中吸附醋酸用骨炭從醋酸的水溶液中吸附醋酸, 在不同的平衡濃度下在不同的平衡濃度下, 每千克骨炭吸

22、附醋酸的物質(zhì)的量如下每千克骨炭吸附醋酸的物質(zhì)的量如下:103c/(mol dm- -3) 2.02 2.46 3.05 4.10 5.81 12.8 100 200 500 na /(mol kg- -1) 0.202 0.244 0.299 0.394 0.541 1.05 3.38 4.03 4.57將上述數(shù)據(jù)關(guān)系用朗繆爾等溫式表示將上述數(shù)據(jù)關(guān)系用朗繆爾等溫式表示, 并求出式中常數(shù)并求出式中常數(shù)nam 及及 b. cbnnnamama111 成成朗繆爾吸附等溫式可寫朗繆爾吸附等溫式可寫以以 1/ na 對對 1/c 作圖作圖, 應(yīng)得一條直線應(yīng)得一條直線, 由直線的截距和斜率可由直線的截距和斜率可求得求得 nam 和和 b.c-1/(mol-1dm3) 495.0 406.5 327.9 243.9 172.1 78.13 10.0 5.0 2.0 na-1/(mol-1kg) 4.950 4.098 3.344 2.538 1.848 0.952 0.296 0.248 0.2193.05.04.02.01.00 100 200 300 400 500c1/(mol1dm3)na -1/(mol-1 kg)由圖可得由圖可得:截距截距 = nam - -1/(mol- -1 kg