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

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一、单项选择题（本题共10小题，每小题2分，共20分）

1、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（ ）。 A、除去杂质，提高纯度 B、除去小胶粒，提高均匀性

C、除去过多的电解质离子，提高稳定性 2、影响表面张力的因素很多，但它与（ ）。

A、温度无关 B、外压力无关 C、 组成无关 D、 实际表面大小无关 3、在一个密闭的容器中，有大小不同的两个水珠，长期放置后，会发生（ ）。 A、大水珠变大，小水珠变小 ； C、大水珠变小，小水珠变大 ； B为常数. 则表面吸附量为（ ）。

A、Γ = c/RT(?γ/?c)T B、Γ = B/RT C、Γ = -B/RT D、Γ= Bc/RT 。 5、液体表面最基本的特性是（ ）。

A、倾向于收缩 B、倾向于铺展 C、形成单分子吸附层 6、下列说法中正确的是（ ）。

A、溶液表面发生吸附后表面自由能增加 ； 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 。

7、二组分溶液中，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

B、大水珠变大，小水珠变大 ； D、大水珠，小水珠均变小 。

4、某溶液表面张力γ与溶质浓度c的关系式：γ0 -γ = A+Blnc，式中γ0 为纯溶剂的表面张力，A、

8、关于压强对表面张力的影响可以用γ??件是 （ ）

A、只要温度恒定即可 B、温度和组成不变 C、压强不变

??F???γ?描述，该关系成立的条?P????A?P??T,p,?ni??T,A,?niD、推导上述关系式时，有关偏微分时对应热力学条件固定即可 9、下列说法中正确的是（ ） A、按照Gibbs模型，Γi?niγA，其中niγ为Gibbs吸附量

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0 C、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0 D、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 10、事实证明，Gibbs吸附模型和Guggenheim模型最终结果是一致的，原因是（ ） A、Gibbs模型，吸附面没有厚度，而Guggenheim模型中吸附面是有厚度的 B、Gibbs模型中表面相位置固定，所以体系的容量性质数值不变 C、Guggenheim模型中表面相有厚度，所以体系容量性质数值不变

D、Gibbs吸附模型和Guggenheim模型最终都可以推导到表面张力不随表面相位置变化

二、填空题（本题共5小题，每空1分，共10分）

1、根据物质的聚集状态，界面通常分为五类：1 、2 、3 、4 、5 。 2、表面体系的相率表达式是 。

3、按 区分，可以把分散体系分成分子分散体系、胶体分散体系和粗分散体系三类。 4、一个纯液滴悬于其蒸气中，此时其自由度f为 ；若是变成纯液体与其蒸气共存，此时自由度f为 。

5、液面是弯曲时，表面张力的方向与液面 。

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、亲液胶体和憎液胶体的本质区别是前者是热力学稳定体系，后者是热力学不稳定体系。 2、弯曲液面的表面张力方向指向曲率中心。

3、对于指定的液体，恒温条件下，蒸汽压与液滴的半径呈正比。 4、温度上升时，纯液体的表面张力增大。

5、十六烷醇在水面上成膜，此时水面上的气体是纯氮气，该体系的自由度为3。

四、简答题(本题共4小题，每小题5分，共20分)

1、制备胶体体系的典型方法有哪些？ 2、自然界中为什么气泡、小液滴都呈球形？ 3、人工降雨的原理是什么？

4、根据物质的聚集状态，界面通常分为哪五类？

五、计算题（本题共4小题，每小题10分，共40分）

1、某立方体物质1 kg，总面积为0.54 m2，表面自由能为0.9 J。当将其粉碎为边长为10-8 m2的立方体时，其表面能为多少？

2、 在25℃时测定了脂肪酸纳的0.02 mol/L NaCl水溶液的表面张力，发现在55 mN/m以下的表面张力γ与浓度c的对数间有直线关系，即γ=α-βlgc。已知β=29.6 mN/m，求在饱和吸附时每个脂肪分子所占面积。

3、19℃时，丁酸水溶液的表面张力可表示为 γ=γ0-aln(1+bc)，式中为纯水的表面张力，a和b皆为常数，试求：

（1）溶液中丁酸的表面过剩量Γ和溶液浓度c间的关系

（2）若已知A、= 1.31×10-2 N/m，B、= 19.62 L/mol，试计算当c = 0.200 mol/L时Γ为若干? （3）当丁酸的浓度足够大，达到bc>>1时，表面过剩量为若干?

（4）设此时表面上丁酸成单分子层吸附，试计算在液面上每个丁酸分子所占的截面积。 4、在298 K时，1,2-二硝基苯(NB)在水中所形成的饱和溶液的浓度为5.9×10-3 mol/L，计算直径为1×10-8 m的NB微球在水中的溶解度。已知298 K时NB/水的表面张力为25.7 mN·m1，NB

－

的密度为1. 566 kg·m3。

－

附：参考答案：

一、选择题：（本题共5小题，每小题2分，共10分）

1、C 2、 D 3、 A、 4、 B 5、A 6、C 7、 C 8、 D 9、 C 10、D

二、填空题（本题共5小题，每空1分，共10分）

1、固-气(S-g)、固-液(S-L)、固-固(S1-S2)、液-液(L1-L2)、液-气(L-g) 2、f=K-(g-S)+1 3、分散相粒子的大小 4、 2 1 5、相切

三、判断题（本题共5小题，每小题2分，共10分。）

1、T 2、F 3、F 4、F 5、T

四、简答题：(本题共5小题，每小题6分，共30分)

1、答：制备胶体体系的典型方法有两类，分散法和凝聚法。分散法包括机械分散法、电弧法和超声波法；凝聚法包括物理凝聚法和化学凝聚法。

2、答：液膜和液体表面都具有表面自由能，表面自由能越低，系统越稳定，所以为了降低表面自由能，液体表面都有自动收缩的趋势。而球形是相同体积的物体具有表面积最小的一种形式，所以气泡和小液滴都呈球形。

3、答：高空中如果没有灰尘，水蒸汽可以达到相当高的过饱和程度而不致凝结成水。因为此时高空中的水蒸汽压力虽然对平液面的水来说已是过饱和的了，但对将要形成的小水滴来说尚未饱和，因此，小水滴难形成。若在空气中撒入凝结中心，使凝聚水滴的初始曲率半径加大，其相应的饱和蒸汽压可变小，因此蒸汽会迅速凝结成水。

4、答：固-气(S-g)、固-液(S-L)、固-固(S1-S2)、液-液(L1-L2)、液-气(L-g)

五、计算题：（本题共1小题，共20分。）

1、解：γ=Gγ/A=0.9/0.54 N·m-1

A=0.54 m2=6L2 L=0.3 m

N= 0.33/(10-8 )3=2.7×1022 A'=N×6×(10-8)2 m2 Gγ=γA'=0.9/0.54 N·m-1×N×6×(10-8)2 m2=2.7×105 N·m

2、解： 离子型表面活性剂在过量的含共同反离子的中性无机盐水溶液中，表活性离子在气液界面吸附的Gibbs公式表述为

Γ?-题设

cdγ

2.303RTdcγ=α-βlgc

即在γ<55 mN/m时表面活性剂离子已达到饱和吸附

dγ?-βdlgc

dγ?-β?-29.6 mN/m dlgc因而，饱和吸附量为

Γ?-cdγ29.6??5.28?10-10(mol/cm2) 72.303RTdc2.303?8.31?10?293每个分子占据面积σ=1/Γ?Na，所以

1014???0.315(nm2/分子) ?10235.28?10?6.02?103、解：

(1)

dγab=-

dc1?bcdγΓRT=-dcc

由Gibbs公式

即 Γ=1abc? RT(1+bc)113.1?10-3×19.62×0.2000(2) Γ=?=4.298×10-6 mol/m2

8.314×(273.15+19)1+19.62×0.2000(3) 当bc>>1时，1+bc≈bc

abca13.1?10-3 Γ∞====5.393×10-6 mol/m2

RTbcRT8.314×(273.15+19)1 ， Am=N?am Γ∞(4)Am=am=11==3.079×10-19 m2 -623Γ∞N5.393×10×6.023×104、解：根据开尔文公式

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