界面现象习题课

本章小结※界面现象BET公式由Brunauer-Emmett-Teller三人提出的多分子层吸附公式简称BET公式。他们接受了Langmuir理论中关于固体表面是均匀的观点，但他们认为吸附是多分子层的。当然第一层吸附与第二层吸附不同，因为相互作用的对象不同，因而吸附热也不同，第二层及以后各层的吸附热接近于凝聚热，起作用的是范氏引力。在这个基础上他们导出了BET吸附二常数公式。BET公式]/)1(1)[(ssmppcppcpVV式中两个常数为c和Vm，c是与吸附热有关的常数，Vm为铺满单分子层所需气体的体积。p和V分别为实际吸附时的压力和体积，ps是实验温度下吸附质的饱和蒸气压。为了使用方便，将二常数公式改写为：smms11)(ppcVccVppVpBET公式用实验数据对作图，得一条直线。从直线的斜率和截距可计算两个常数值c和Vm，从Vm可以计算吸附剂的比表面：)(sppVpspp13mmmoldm4.22LVASAm是吸附质分子的截面积，Vm要换算到标准状态(STP)。为了使实验测定准确和方便，二常数公式的比压一般控制在0.05~0.35之间。比压太低，建立不起多分子层物理吸附；比压过高，容易发生毛细凝聚，使结果偏高。BET公式在比压很小时，PsP，则Ps-PPs,另外，C与第一层吸附热E1与吸附质的凝聚热Evap之差有关，即lnC(E1–Evap)1。则(C–1)C。mm1ppVVaVmmss11()ppcVcVcpVpp根据BET公式：得简化式：smms11ppVpVcVp即可简化为：smmpppVVcV与兰缪尔公式对比得：scapBET公式如果吸附层不是无限的，而是有一定的限制，例如在吸附剂孔道内，至多只能吸附n层，则BET公式修正为三常数公式：1ss1sssm)1(1)1(1)(nnnppcppcppnppnppcpVV若n=1,为单分子层吸附,上式可以简化为Langmuir公式。若n=∞，(p/ps)∞→0，上式可转化为二常数公式。三常数公式一般适用于比压在0.35~0.60之间的吸附。1.下列叙述不正确的是A比表面自由能的物理意义是，在定温定压下，可逆地增加单位表面积引起系统吉布斯自由能的增量.B表面张力的物理意义是，在相表面上，垂直作用于表面上任意单位长度线的表面紧缩力.C比表面自由能与表面张力量纲相同，单位也相同.D比表面自由能单位为J·m-2,表面张力单位为N·m-1时，两者数值不同.[单项选择题](d)[单项选择题]2.在液面上，某一小面积S周围表面对S有表面张力，下列叙述不正确的是A表面张力与液面垂直.B表面张力与S的周边垂直.C表面张力沿周边与表面相切.D表面张力的合力在凸液面指向液体内部（曲面球心），在凹液面指向液体外部.(A)[单项选择题]3.同一体系，比表面自由能和表面张力都用σ表示，它们:(D)A物理意义相同，数值相同.B量纲和单位完全相同.C物理意义相同，单位不同.D前者是标量，后者是矢量.[单项选择题]4.一个玻璃毛细管分别插入25ºC和75ºC的水中，则毛细管中的水在两个不同温度水中上升的高度:(C)A相同.B无法确定.C25ºC水中高于75ºC水中.D75ºC水中高于25ºC水中.2coshgR5.纯水的表面张力是指恒温恒压时水与哪类相接触的界面张力:[单项选择题]A饱和水蒸汽B饱和了水蒸气的空气C空气D含有水蒸气的空气(B)[单项选择题]6.已知20ºC时水～空气的界面张力为7.27×10-2N·m-1，当在20ºC下可逆地增加水的表面积4cm2,则系统的ΔG为:(A)A.2.91×10-5JB.2.91×10-1JC.－2.91×10-5JD.－2.91×10-1J[单项选择题]7.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.(C)[单项选择题]8.当液面的表面积增大时，那么不正确的是ABCD(D)0pQ9.弯曲液面下的附加压力与表面张力的联系与区别在于:(C)[单项选择题]A产生的原因与方向相同，而大小不同.B作用点相同，而方向和大小不同.C产生的原因相同，而方向不同.D作用点相同，而产生的原因不同.10.在一个密闭容器中，有大小不同的两个水珠，长期放置后会发生[单项选择题]A大水珠变大，小水珠变小.B大水珠变大，小水珠变大.C大水珠变小，小水珠变大.D大水珠、小水珠均变小.(A)11.[单项选择题]ABCD水中分散有r=10-4cm的空气泡.E空气中分散有r=10-6cm的尘埃.[单项选择题]12.微小固体颗粒在水中的溶解度应：A与颗粒大小成正比.B颗粒大小无关.C随表面张力增大而增大.D与固体密度成正比.(C)13.下列摩尔浓度相同的各物质的稀水溶液中，哪一种溶液的表面发生负吸附：[单项选择题]A硫酸B乙酸C硬脂酸D苯甲酸(A)14.[单项选择题](B)ABCD(B)[单项选择题]15.用同一支滴管分别滴取纯水与下列水的稀溶液，都是取得1cm3，哪一种液体所需液体滴数最少：A纯水BNaOH水溶液C正丁醇水溶液D苯磺酸钠水溶液16.涉及溶液表面吸附的说法中正确的是：[单项选择题]A溶液表面发生吸附后表面自由能增大.B溶液的表面张力一定小于溶剂的表面张力.C定温下，表面张力不随浓度变化时，浓度增大，吸附量不变.D饱和溶液的表面不会发生吸附现象.(C)(A)[单项选择题]17.随着溶质浓度增大，水溶液表面张力降低是因为:A溶质分子与水分子的亲和力小于水分子间的亲和力.B溶质分子与水分子亲和力大于水分子间的亲和力.C溶质分子间的亲和力小于水分子间的亲和力.D溶质分子间的亲和力大于水分子间的亲和力.[单项选择题]18.(D)A＞0.5B＜0.5C＞1.25D＜1.2519.胶束的出现标志着表面活性剂的:[单项选择题](A)A降低溶液表面张力的作用下降.B溶解已达到饱和.C分子间作用超过它与溶剂的作用.D分子远未排满溶液表面.20.在空间轨道站中，漂浮着一个足够大的水滴，当用一内壁干净，外壁油污的毛细管接触水滴时:[单项选择题](D)A水不进入毛细管.B水进入毛细管并达到一定高度.C水进入直到毛细管另一端.D水部分进入并从另一端出来，形成两端有水球.注意:无重力、无外压力[单项选择题](D)21.矿石浮选法的原理是根据表面活性剂的：A乳化作用B增溶作用C去污作用D湿润作用[单项选择题](C)22.有机液体与水形成W/O型还是O/W型乳状液与乳化剂的HLB值有关，一般是：AHLB值大，易形成W/O型.BHLB值小，易形成O/W型.CHLB值大，易形成O/W型.DHLB值小，不易形成W/O型.[单项选择题](D)23.下列叙述不正确的是：A农药中加入润湿剂可使(l-g)与(l-s)减小，药液在植物表面易于铺展.B防水布上涂表面活性剂使(s-g)减小.C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.D起泡剂的主要作用是增大溶液表面张力.[单项选择题](C)24.对于增溶作用，下列叙述不正确的是：A增溶作用使被溶物质化学势降低.B增溶系统是热力学稳定系统，而乳状液或溶胶是热力学不稳定系统.C增溶作用与真正的溶解作用一样，均是溶剂依数性有很大变化.D增溶作用发生在有大量胶束形成的离子型表面活性剂溶液中.[单项选择题](C)25.多孔固体表面吸附水蒸气，而不易吸附氧气、氮气、主要原因：ABCD假设200C时氮气在某催化剂上的吸附作用服从朗缪尔（langmuir）吸附等温式。当平衡压力为100kPa和1000kPa时，每克催化剂吸附氮气的量分别为2.5cm3和4.2cm3(已经换算成标准状态)。已知氮气分子的截面积am=16.210-20m2.1.写出用一定压力下的吸附量与饱和吸附量表示的朗缪尔吸附等温式，并指出式中各个量的物理意义。2.试利用两点法求氮气的饱和吸附量V3.求该催化剂的比表面积as？am[计算题1]aaamam,(A)11VbPbPorVVVbPbPaVamVbP解（1）：-是一定压力下的吸附量；-是饱和吸附量；-是吸附平衡常数或吸附系数；-是吸附质的压力311322100kPa2.5cm1000kPa42cmaaPVPV，，.3a3m3a3m2.510010()1100104.2100010()1100010bbVbbcVb3-14.46cmgamV51.2510b解（2）：将已知条件：代入（A）式得：联立求解得：解（3）：a32320mm02-14.4610L6.0221016.21022.419.42mgsVaaV谢谢大家!