表面化学第1阶段测试题

江南大学现代远程教育第一阶段测试卷考试科目:《表面化学》第1章到第2章（总分100分）时间：90分钟学习中心（教学点）批次：层次：专业：学号：身份证号：姓名：得分：一、单项选择题（本题共10小题，每小题2分，共20分）1、溶液表面发生正吸附后，溶液表面张力将会（）。A、增加；B、减小；C、不变；D、增大或减小。2、已知20℃时水～空气的界面张力为7.27×10-2N/m，当在20℃和100KPa下可逆地增加水的表面积4cm2，则系统的ΔG为（）。A、2.91×10－5J；B、2.91×10－1J；C、-2.91×10－5J；D、-2.91×10－1J。3、对于水平液面，其值为零的物理量是()。A、表面自由能B、表面张力C、附加压力D、比表面能4、溶液中溶剂记为1、溶质记为2，则吸附量Γ2(1)的含义为（）A、单位面积表面相与含有相等总分子数的溶液相比较，溶质的过剩量B、单位面积表面相与含有等量溶质的溶液相比较，溶剂的过剩量C、单位面积表面相与含有等量溶剂的溶液相比较，溶质的过剩量5、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。6、已知20℃时水-空气的界面张力为7.27×10-2N/m，当在20℃和100KPa下可逆地增加水的表面积4cm2，则该过程所涉及的W为（）。A、2.91×10－5J；B、2.91×10－1J；C、-2.91×10－5J；D、-2.91×10－1J。7、下列关于吸附的描述正确的是（）A、按照吸附热力学模型，物质在表面的吸附总是正值B、按照Gibbs模型，对于一个二组分（1和2）体系，在Gibbs吸附面上的吸附量都为0C、对于一个二组分（1和2）体系，在Gibbs吸附面上的溶剂1的吸附量为0D、Gibbs吸附模型和Guggenheim模型相比的主要差别是吸附量的绝对值有差别8、如果存在0Q，0,,inAVTγT，所以0,,inAVTγ，其原因是（）A、温度升高，液体内部分子运动加剧，分子能量减弱，表面张力降低B、温度升高，液体内部分子运动加剧，分子间吸引力减小，表面张力降低C、温度升高，液体内部分子运动加剧，分子能量增加，表面张力降低D、温度升高，液体内部分子运动加剧，界面消失，表面张力降低9、恒温条件下，体系可逆地增加1m2时，其吸收的热量可用如下（）式表示。A、TdSQB、inAPTγTQ,,C、inVPTγTQ,,D、inAPTγTQ,,10、影响表面张力的因素很多，下列说法正确的是（）A、表面张力是所有体系的特征参数，均可以用实验方法准确测定B、有机液体的分子量越大，表面张力越小C、对于液体而言，零度时表面张力最小D、不同种液体，温度相同时表面张力不同二、填空题（本题共10个空格，每空1分，共10分）1、按照分散相粒子的大小，分散体系分为、、。2、球滴的半径越小，饱和蒸气压越，溶液中的气泡半径越小，气泡内液体的饱和蒸气压越。3、一般地，温度上升至距临界温度6oC时，纯液体的表面张力。4、球滴的半径越，饱和蒸气压越大，溶液中的气泡半径越，气泡内液体的饱和蒸气压越小。温度时，纯液体的表面张力减小。5、已知293.15K时水的表面张力为7.275×10-2N/m，该温度下当水的表面积增大4×10-4m2时，体系的ΔG为。三、判断题(正确的在括号内填T错误的填F，本题共5小题，每题2分，共10分)1、任何液面都存在表面张力。2、表面张力是系统的热力学性质，其本质是由于界面上质点受力不均而产生的。3、比表面自由能单位为J·m2，表面张力单位为N/m时，两者数值不同。4、从热力学角度上看，γ的物理意义是在等温等压下，增加单位表面积时吉布斯函数的增量。5、对由各种方法制备的溶胶进行半透膜渗析或电渗析的目的是除去杂质，提高纯度。四、简答题(本题共5小题，每小题6分，共30分)1、解释渗析和超过滤。2、界面和表面的定义是什么？3、试从力学和能量角度解释溶液表面张力γ的含义。4、用三通活塞，在玻璃管的两端吹两个大小不等的肥皂泡，当将两个肥皂泡相通时，两个泡的大小有何变化?五、计算题（本题共4小题，每小题10分，共40分）1、在298K可逆地使纯水增加1.0m2吸热0.04J。求该过程的HGUSΔΔΔΔ、、、和W。已知该温度水的表面张力为0.07J/m2。2、在298K时，把半径为1×10-4m的水滴分散成半径为1×10-7m的小水滴，比表面增加多少倍?表面吉布斯自由能增加多少?环境至少需做功多少?已知298K时水的表面张力为72.75mN/m。3、如图所示，当打开阀门使两气泡内气体连通时，试从理论上推论两气泡中的气体流向。（设两泡皆为球形）4、水蒸气骤冷会发生过饱和现象，在夏天的乌云中，用飞机撒干冰微粒，使气温骤冷到293K，此时水气的过饱和度（Pr/P0）达4。已知此温度水的表面张力为0.07288N/m；密度为997Kg/m3，试计算(1)在此时形成的液滴半径。(2)每滴水中所含的分子数。附：参考答案：一、单项选择题（本题共10小题，每小题2分，共20分）1、D2、A3、C4、C5、C6、C7、C8、B9、B10、D二、填空题（本题共10个空格，每空1分，共10分）1、分子分散体系、胶体分散体系、粗分散体系2、小小3、为零4、大小上升5、2.91×10－5N·m三、判断题(正确的在括号内填T错误的填F，本题共5小题，每题2分，共10分)1、T2、T3、F4、T5、F四、简答题(本题共5小题，每小题6分，共30分)1、答：渗析：利用半透膜除去溶胶中可溶性小分子和离子等的方法。超过滤：利用孔径细小的多孔超过滤膜使胶粒与介质分离的方法。2、答：界面：界面是相与相之间的交界所形成的物理区域。表面：把凝聚态物质相对于其纯气相的界面称为表面。3、答：力学角度：处于表面的粒子受力不均匀，在某一方向上有合力产生，这是导致表面张力产生的力学观点；能量角度：处于表面的粒子能量较高，因此在表面的粒子具有过剩自由能，从而导致比表面过剩自由能的产生，这是能量方面的观点。4、答：小泡变小，大泡变大，直到两边曲率半径相等时。这是因为肥皂泡是曲面，表面上有附加压力，这个压力指向曲面圆心。根据拉普拉斯公式，曲率半径越小，附加压力越大。小泡受的附加压力比大泡大，则内部的平衡压力也比大泡大。当活塞打开后，小泡中部分空气向大泡转移，所以小泡变小，大泡变大，直到两边曲率半径相等。五、计算题（本题共4小题，每小题10分，共40分）1、解：J0.00013422980.04ΔRTQSJ0.071.00.07ΔAγWJ0.110.070.04ΔWQUJ0.07=Δ=ΔAγGJ0.110.040.07ΔΔΔSTGH2、解:设分成小水滴的个数为N，大水滴半径r1，小水滴半径为r232313231/=/3)/3)/(4π(4πrrrr=N小水滴的表面积为:2r/rrN31224π=)(4π大水滴的表面积为:214πr面积增加倍数为:3212123110=/=)(4π/)/(4πrrrrrmmN10×9.07=m10×9.99×4π×mN/m72.75=)4π-/(4π=Δ=Δ=3-26-21231·rrrγAγGWγ所以，比表面增加999倍，表面吉布斯自由能增加9.07×10-3mN·m，环境至少需做功9.07×10-3mN·m。3、解：设大小泡的半径和内压力分别为r，P小；R，P大。气泡外为大气压，根据Y-L方程，可写出04PPr小04PPR大两气泡连通时114PPrR小大rR，则11rR所以，0PP小大，即PP小大。因此，连通后气体由小泡流向大泡，故小泡收缩，大泡长大。4、解：3010220.072881810ln8.3142939977.7910mrpγMpRTrrr3332323344(7.7910)997336.023106.0231066()1810rNM个