、选择题1. 在相同的温度及压力下，把一定体积的水分散成许多小水滴经这一变化过程，以下性质保持不变的是(d)(a) 总表面能(b)比表面(c)液面下的附加压力(d)表面张力2. 直径为1x10-2m的球形肥皂泡所受的附加压力为(已知表面张力为0.025Nm-i)(d)(a)5Pa(b)10Pa(c)15Pa(d)20Pa思路：因为肥皂泡有内、外两个表面，内面的附加压力是负值，外面的附加压力是正值，故4P=，答案选dosR3. 已知水溶解某物质以后，其表面张力卩与溶质的活度a呈如下关系:=-Aln(1+Ba)0式中Y0为纯水的表面张力，A,r=Aa(a)2=RT，1+Ba)B为常数，则溶液表面过剩厂2为(C)b）r=ABa2=RTXx+Ba)ABa（C）2=RT（X+Ba）d）BaRT,1+Ba）思路：radaRTdaRT1+BaABa=RftiZBO），答案选Co4. 298K时，苯蒸汽在石墨上的吸附符合Langmuir吸附等温式，在苯蒸汽压力为40Pa时，覆盖率0=0.05，当0=0.5时，苯蒸汽的平衡压力为(b)(a)400Pa(b)760Pa(C)1000Pa(d)200Pa思路：Langmuir公式。=1+ap将已知条件的压强和覆盖率代入公式，计算得到a的值，然后根据新的覆盖度和a，计算出平衡压力。答案为bo(要求能够自己推导Langmuir公式)5. 在298K时，已知A液的表面张力是B液的一半，其密度是B液的两倍。如果A，B液分别用相同的毛细管产生大小相同的气泡时，A液的最大气泡压力差等于B液的(a)(a)0.5倍(b)1倍(C)2倍(d)4倍2思路：P=，代入该公式计算比值，答案选aosR6. 将一毛细管插入水中，毛细管中水面上升5cm,在3cm处将毛细管折断，这时毛细管上端(C)(a) 水从上端溢出(b)水面呈凸面(c)水面呈凹形弯月面(d)水面呈水平面思路：液体具有流动性，Yang-Laplace公式中的半径是可以变化的，不可能出现“井喷”的情况。7. 用同一滴管分别滴下lcm3的NaOH水溶液、水、乙醇水溶液，各自的滴数多少的次序为（c）（a）三者一样多（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：乙醇对水而言是表面活性剂，NaOH对水而言是非表面活性剂。8. 当水中加入表面活性剂后，将发生（a）（a）dda0正吸附（b）dda0负吸附（c）dda,0正吸附（d）dda,0负吸附ad思路：r-，表面活性剂在水面富集，可以减小表面张力，为正吸附。答案选a。2RTda9. 把细长不渗水的两张纸条平行地放在纯水面上，中间留少许举例，小心地在中间滴一滴肥皂水，则两纸条间距离将（a）（a）增大（b）缩小（c）不变（d）以上三种都有可能思路：肥皂是表面活性剂，中间的界面张力减小，因此在两侧的水的界面张力作用下，距离增大。答案选a。10. 水不能润湿荷叶表面，接触角大于90o，当水中加入皂素后，接触角将（b）（a）变大（b）变小（c）不变（d）无法判断思路：接触角为锐角，表明是可以润湿。答案选bo11. 多孔硅胶有强烈的吸水性能，硅胶吸水后其表面Gibbs自由能将（b）（a）升高（b）降低（c）不变（d）无法比较思路：自发过程，故吉布斯自由能减小。答案选bo12. 某气体A2在表面均匀的催化剂（K）表面发生解离反应，生成产物B+C，其反应机理为A（g）+2Kka2AKB+C+2K2kd已知第二步为决速步，当A2（g）压力较高时，反应表现的级数为（d）（a）一级（b）二级（c）0.5级（d）零级思路因为第二步是决速步，所以速率方程写为：r-*kAK12dtAK是中间吸附态，根据稳态近似法,daK=2kK12kAK12kAK1=0dtap，dk上K1k丄k-AKJ2aK2=P00k+kd求解AK的平衡浓度，0.5pkLakj2P,0mZak=丄k0、0.51P1+mIP丿代入上面的速率方程表达式0.5K01P1+mIP丿m上P&丿0.5当初始压强很大的时候，上式简化为r=kK1,反应速率为一恒定值，所以为0级反应。013. 恒温恒压下，将一液体分散成小颗粒液滴，该过程液体的熵值将（a）（a）增大（b）减小（c）不变（d）无法判定思路：表面积增大，是混乱度增加的过程，所以熵增。答案选a。14. 微小晶体与普通晶体相比较，性质不正确的是（d）（a）微小晶体的饱和蒸汽压大（b）微小晶体的溶解度大（c）微小晶体的熔点较低（d）微小晶体的溶解度较小思路：考察Kelvin公式。15. 气相中的大小相邻液泡相碰，两泡将发生的变化是（a）（a）大泡变大，小泡变小（b）大泡变小，小泡变大（c）大泡、小泡均不变（d）两泡将分离开思路：根据Yang-Laplace公式，气泡越小，所受的附加压力越大。小的变小，大的变大答案选a。16. 表面活性剂具有增溶作用，对增溶作用说法不正确的是（c）（a）增溶作用可以是被溶物的化学势大大降低；（b）增溶作用是一个可逆的平衡过程；（c）增溶作用也就是溶解作用；（d）增溶作用与乳化作用不同思路：增溶的原理是，被溶物被包裹在胶束内，该过程不是溶解过程，而是自发的包裹聚集。17. Langmuir吸附等温式满足的条件下，下列不恰当的是（c）（a）固体表面是均匀的（b）吸附质分子之间相互作用可以忽略不计（c）吸附是多分子层的（d）吸附热不随吸附量改变思路：Langmuir吸附是单分子层吸附。18. 对于物理吸附的描述中，不正确的是（d）（a）吸附力来源于VanDerWaals力，其吸附一般不具有选择性（b）吸附层可以是单分子层或多分子层（c）吸附热较小（d）吸附速率较小思路：物理吸附，吸附的快，脱附也容易。19. 已知H2的解离能为436kJm0I-1,用气态H原子在清洁的W表面上进行化学吸附时放热293kJmol-1。若用1molH2在W表面上全部进行解离吸附，估计其吸附热约为（c）（a）-150kJmol-1（b）586kJmol-1（c）150kJmol-1（d）-143kJmol-1思路：吸热取正号，放热取负号。20. 称为催化剂毒物的主要行为是（d）（b）增加逆反应的速率（d）占据催化剂的活性中心（a）和反应物之一发生化学反应（c）使产物变得不活泼思路：毒化的机理是催化剂表面的活性中心被毒物占领。二、填空题1.20oC，101.325kPa下，把一半径R1=5mm的水珠分散成R2=10-3mm的小水滴，则小水滴的数目为1.25x1011个，此过程系统AG=0.1143J。已知20oC时，水的表面张力Y=7.275xlO-2Nm-1。44思路：V=-R3V=-R3131232V=nV，计算得，n=1.25x1011o12dG=-SdTVdP,dA，在恒温、恒压条件下，AG=,AA=,x（n4兀R24兀R2），SS21计算得0.1143J。2.20oC，101.325kPa的标准大气压力下，在液体水中距液面0.01m处形成半径为1mm的小气泡时，气泡内气体的压力为p=1.0157x105Pa。思路：因为凹液面的附加压力是负值，所以当形成这个气泡时，为了抵消这个负的附加压力，其内部压强应该是0.07275p=p-p+pgh=101325Pa-Pa103x10x0.01Pa=1.0157x105Pa0s-0.0013. 同种液体，在一定温度下形成液滴、气泡和平面液体，对应的饱和蒸汽压分别是p滴，p泡和P平，若将二者按大小顺序排列应为p滴。平。泡。思路：考察Yang-Laplace公式。4.液态汞的表面张力Y=04636+8.32x10-3T/K-3.13x10-7（T/K）2Nm-1，在400K时，汞的=0.5137Jm-2。,U,A丿ST,V思路：dU=TdS一pdV+ydA，sl，TT,V丿As,Vs将上述两个等式联立，有,U，A丿T,V0丿As,V参看教材316页）5.T=298K时，水-空气表面张力尸7.17x10-2Nm-1,二一1.5710-4N-m-i-K-i。而丿P,As在T,，e时，可逆地增加2x10-4m2表面，对系统所做的功W=1.434x10J熵变S=3.14x10-8j。思路：W二YAA二7.1710-2210-4N-m二1.43410-5Js因为,S、,As所以AS二丿T,p,nB乔丿As,p,nBA二1.5710-4N-m-1-K-1210-4m2二3.1410-8Js水的表面张力尸0.0728Nm-1,密度=0.9965x103kgm-3。在该温度下，一个球6.300K时，形水滴的饱和蒸汽压是相同温度平面水饱和蒸汽压的2倍,这个小水滴的半径是1.52x10-9m。cftP2yM思路：Kelvin公式：RTInr=PRP0R0.9965103kg-m-32x0.0728N-m-11810-3kg-mol-1RTln2=解得R二1.5210-9m7. 从吸附的角度考虑，催化剂的活性取决于吸附强度，一个良好的催化剂应是中等吸附强度。8. 一般来说，物理吸附的吸附量随温度增高而降低，化学吸附的吸附量随温度增高而先增力口，后降低。三、计算题1. 在一封闭容器底部钻一个小孔，将容器浸入水中至深度0.40m处，恰可使水不浸入孔中。已知298K时水的表面张力为7.2xl0-2Nm-i,密度为1.0xl03kgm-3,求孔的半径。解：容器浸入水中，小孔的地方必然形成凸面液滴。平衡时，其表面的附加压力应等于外面液体的压强，即Pgh,P,-sR计算得，R=3.6xl0-5m。2. 室温时，将半径为1x10-4m的毛细管插入水与苯的两层液体之间，水在毛细管内上升的高度为0.04m，玻璃-水-苯的接触角为40o，已知水和苯的密度分别为1x103kgm3和8x102kgm-3,求水与苯间的界面张力。2cos0解：根据公式：一水-苯，PghR计算得，=5.12x10-2N-m-1水-苯3. 已知水在293K时的表面张力为0.072Nm-1，摩尔质量为0.018kgm0I-1，密度为1x103kgm-3,273K时水的饱和蒸汽压为610.5Pa，在273293K温度区间内的水的摩尔汽化热为40.67kJm0I-1,求在293K时，半径为10-9m水滴的饱和蒸汽压。解：用Kelvin公式计算液滴的饱和蒸汽压，但是题目中没有告诉298K时，液体平面对应的饱和蒸汽压。题目中给出了摩尔汽化热，所以可以用克-克方程来计算293K对应的液体平面上的饱和蒸汽压。lnp273KvapR1293K丿解得，p，2.074x103Pa293Kp2M再代入Kelvin公式：RTln-=