ch13表面物理化学练习题

一、选择题

1. 实验测得O2在金表面上的吸附热Q与吸附量无关，这种吸附满足以下哪种吸附规律？ （ ）

(A) Langmuir等温式 (B) Freundlich等温式 (C) TëMKuH等温式 (D) 以上三种皆可以

2. 下列说法中不正确的是： ( ) (A) 生成的新鲜液面都有表面张力 (B) 平面液体没有附加压力 (C) 弯曲液面的表面张力的方向指向曲率中心 (D) 弯曲液面的附加压力指向曲率中心

3. 用同一支滴管滴下水的滴数和滴相同体积苯的滴数哪个多? ( ) (A) 水的多 (B) 苯的多 (C) 一样多 (D) 随温度而改变

4. 气体 A 在催化剂 K 表面上反应的机理如下： A ＋ K

k-1k1A K

k2B ＋ K

A 的吸附可以达平衡, 催化剂表面是均匀的, 则反应的速率方程式为： ( )

(A) r＝ k pA (B) r＝ k pA2 (C) r＝(k2aApA)/(1+aApA) (D) r＝(k2aApA)/(1+aApA+aBpB)

7. 纯水的表面张力为 γ1，某溶质的表面张力为γ2 ，且 γ2> γ1，制成水溶液后，溶质的表

面浓度为 cs，本体浓度为 c，则： ( ) (A) cs> c (B) cs< c (C) cs= c (D) cs= 0

8. 5 g硅胶表面为N2分子单分子层覆盖时需N2645 cm3（标态），已知N2分子的截面积Ac=16.2×10-20 m2，硅胶的比表面积为多少(单位：m2·g-1)？ （ ）

(A) 280 (B) 562 (C) 810 (D) 2810

9. 微小晶体与普通晶体相比较，哪一种性质不正确？ ( ) (A) 微小晶体的饱和蒸气压大 (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

10. 将一根毛细管（半径为 R）插入水中，从毛细管上端吹入气体，使气体从下端溢出，

对气体施加最大压力 pmax 为： ( ) （p0为大气压）（设液体在毛细管内曲率半径为 r） (A) pmax = p0+ ρｇh (B) pmax = p0+ 2γ / r (C) pmax = p0+ ρｇh + 2γ / r (D) pmax = p0+ ρｇh + │2γ / r│

二、填空题

12. Br的复合反应 Br+Br→Br2*，Br2*+M→Br2+M，作为第三体的M，复杂分子较简单分子更有效 ，因为_________________________。

13. 在 298 K时，正丁醇水溶液表面张力对正丁醇浓度作图，其斜率为 -0.103 N·m-1·mol-1·kg，正丁醇在浓度为 0.1 mol·kg-1 时的表面超额 Γ 为： 。

14. 在恒温恒压下，将一液体分散成小颗粒液滴，该过程液体是吸热还是放热？_____________

15. 室温时，水在一根粗细均匀的玻璃毛细管中，将上升到高度 h，如将毛细管折断 至 h/2处，水将沿壁升至 _______ 处，此时管中水面的曲率半径将 _________ 。

16. 从吸附的角度考虑催化剂的活性取决于 _____________ ，一个良好的催化剂应是 ___________ 。

17. 一定体积的水，当聚成一个大水球或分散成许多水滴时，同温度下，两种状态相 比，以下性质保持不变的有： ( ) (A) 表面能 (B) 表面张力 (C) 比表面 (D) 液面下的附加压力

18. 凡能产生正吸附的物质，其表面超额为 ____ 值，溶液的表面张力随浓度的增加 而 ________ 。

三、计算题

19. 已知水的表面张力 γ = (75.64 - 0.00495 T/K)×10-3 N·m-1，试计算在 283 K ， p󰀅压力下，可逆地使一定量的水的表面积增加 10-4 m2（设体积不变）时，体系的ΔU ， ΔH ，ΔS ，ΔF ，ΔG ，Q和W。

20. 水在40℃下若以半径为r=1×10-3 m的小液滴存在，试计算其饱和蒸气压增加的百分率。已知液滴的附加压力ps=1.39×107 N·m-2，水在40℃的摩尔体积Vm=1.84×10-5 m3·mol-1。

21. 已知O2在金表面上吸附热与吸附量的关系如下，求微分吸附热和积分吸附热。

2.50 3.72 5.23 7.13 吸附量/mol 1.25

5.23 10.46 15.56 21.88 29.83 吸附热/kJ

22.将正丁醇蒸气在298.15 K时慢慢加压，当开始形成半径为1×10-9 m的微小液滴时，蒸气压力为多大？已知正丁醇的正常沸点为390 K，ΔvapHm=43.822 kJ·mol-1，298.15 K时正丁醇的密度ρ =806 kg·m-3，表面张力γ =0.0261 N·m-1。

23. 18℃ 时, 酪酸水溶液的表面张力 γ 与溶液浓度 c 的关系为 γ = γ0- 29.8×10-3 lg( 1 + 19.64 c ) N·m-1 求18 ℃时 , c = 0.01 mol·dm-3 溶液的表面超额。

四、问答题) 24.

由下表说明为什么从各种吸附实验中求得的吸附剂比表面值(m2·g-1)有差异? 应如何选择吸附体系才能测得准确结果? 吸附剂 ① N2的吸附 ②从苯溶液中吸附硬酯酸 ③ 从碘化钙水溶液中吸附碘

55 7.9 氧化铝 78.8

39.0 41 40.8 碳 黑

25. 已知27℃及100℃时，水的饱和蒸气压分别为3.565 kPa及101.325 kPa，密度分别为997 kg·cm-3及958 kg·m-3，表面张力分别为0.0718 N·m-1及0.0589 N·m-1，水的蒸发焓为ΔvapHm= 40.656 kJ·mol-1。

(1) 若27℃水在半径为r=5.0×10-4 m的毛细管内上升0.028 m，求水与毛细管壁的接触角。 (2) 27℃时水蒸气在r=2×10-9 m的毛细管内凝结的最低蒸气压为多少？ (3) 如以r=2×10-6 m的毛细管作为水的助沸物，则使水沸腾需过热多少度？（设水的沸点及水与毛细管壁的接触角与27℃时近似相等）欲提高助沸效果，毛细管半径应加大？还是减小？