表面化学

一. 填空 1.

下，把一半径

的水珠分散成

的小水珠，则小水滴，

则小水滴的数目为 _个。此过程系统

_J。（已知20℃时，

2. 同中液体，在一定温度下形成液滴，气泡和平面液体，对应的饱和蒸气压分别为

，和

，若将三者按大小顺序排列应为 。

3. 将一玻璃毛细管垂直插入某液体中，若该液体对毛细管不润湿，则管内液面呈 形，产生的附加压力的方向指向 ，管内液面 管外平液面。

凸形; 液体; 低于

4. 在溶剂中加入某溶质B，能使该溶液的表面张力增大，则该溶质的表面浓度 体相浓度，发生 ，该溶质为表面 物质。

低于; 负吸附; 惰性

5. 液体的液滴愈小，饱和蒸气压愈 ;液体中的气泡愈小，气泡内的液体饱和蒸气压愈 。

愈大; 愈小

6. 兰格缪尔单分子层吸附理论的基本假设是 。

①固体表面是均匀的②吸附是单分子层的；③相邻吸附质分子间无作用力；④吸附与解吸达动态平衡

7.由于界面效应引起的亚稳定状态有 ; ; ; 。

过冷液体； 过热液体 ； 过饱和蒸气； 过饱和溶液

8. 某气体在固体吸附剂上的吸附服从兰格缪尔吸附规律，若在一定温度下已知该气体的吸附速率常数

9. 亚稳态能较长时间存在的原因在于 ,防止其发生的方法是 。 新相难于生成； 加入新种子

10. 物理吸附和化学吸附的本质区别是 。

吸附剂与吸附质之间作用力不同 二.选择题

1. 下列各式中，不属于纯液体表面张力定义式的是（ ）

，脱附速率常数

，则吸附系数b应是 。

A. B. C. D.

2. 下面关于 的物理意义中不正确的是（ ）

A. σ是沿着与表面相切的方向，垂直作用于表面上单位长度线段上的紧缩力。 B. σ是恒温，恒压下可以可逆的增加单元表面积所需的非体积功。

C. σ是在一定的温度，压力下，单位表面积中的分子所具有Gibbs函数值。 D. σ是恒温，恒压下增加单位表面所引起的系统Gibbs函数值。 3. 溶液的表面吸附量 只能（ ）

A.为定值 B.为负值 C.为零 D.不能确定

4. 在吸附过程中，以下热力学量的变化正确的是（ ） A. C.

B. D.

5. 某溶液中溶质 B的浓度为 A. C.

B. D.

（表面）

（体相），证明（ ）

6. 对兰格缪尔（ Langmuir）吸附等温式 下列说法正确的是（ ）

A.只适用于单分子层吸附 B.p是吸附达到饱和时气相的压力

C.b是吸附系数，它的大小表示了吸附速度的快慢 D.对于一定的吸附系统，当温度升高时，b值下降

7. 溶液的表面层对溶质发生吸附，当表面浓度 <本体浓度，则（ ） A.称为正吸附，与纯溶剂相比，溶液的表面张力σ降低。 B.称为无吸附，与纯溶剂相比，溶液的表面张力σ不变。 C.称为负吸附，与纯溶剂相比，溶液的表面张力σ升高。 D.称为负吸附，与纯溶剂相比，溶液的表面张力σ降低

8.气体在固体上的吸附服从兰格缪尔等方程时，饱和吸附量虽温度上升而（ ） A.减小 B.增大 C.不变 D.不一定

9.等温等压下，将一定质量的水由一个大球分散为许多小水滴时，以下的物理量中保持不变的有（ ）

A.表面吉布斯函数 B.表面张力 C.也面上的附加压力 D.饱和蒸气压 10.水在玻璃毛细管中上升的高度反比于（ ） A.空气的压力 B.毛细管半径

C.液体的表面张力 D.液体的粘度

11.微小晶体与普通晶体相比，以下说法中不正确的是（ ） A.微小晶体的蒸气压力大 B.微小晶体的熔点较低 C.微小晶体的溶解度大 D.微小晶体的溶解度小

12.对于一理想的水液面，下列诸量中为零的是（ ）

A.表面张力 B.表面能 C.附加压力 D.表面分子间作用力 13.下面关于表面活性剂的讨论，不正确的是（ ） A.表面活性剂是能显著的降低水的表面张力的物质

B.表面活性剂都是由亲水的极性基与增水的非极性基组成

C.表面活性剂的浓度超过某一特定值后，将在溶液内部形成胶团 D.在水中加入表面活性剂时，吸附量 14.对弯液面所产生的附加压力（ ） A.一定等于零 B.一定不等于零 C.一定大于零 D.一定小于零

15.憎液固体，其表面不能为液体所润湿，其相应的接触θ是（ ） A.

B.

C.

D. θ为任意角

16.若在固体表面上发生某气体的单分子层吸附，则随着气体压力的不断增大，吸附量（ ）

A.成正比例 B.成倍增加 C.恒定不变 D.逐渐趋向饱和

17.在相同温度下，同一液体被分散成有不同曲率半径的分散体系时，将具有不同饱和蒸气压，以 （ ） A. C.

>

>

B. D.

> >

> >

分别表示平面，凹面和凸面液体上的饱和蒸气压，则三者的关系是

18.Langmuir吸附理论最重要的基本假设为（ ） A.气体处于低压下 B.固体表面得不均匀性 C.吸附是多分子层的 D.吸附是但分子层的 19.两亲分子作为表面活化剂是因为（ ） A.在界面上定向排列降低了表面能 B.能形成胶束

C.在界面上产生负吸附 D.使溶液的表面张力增大

20.对于物理吸附的描述中，那一条是不正确的（ ）

A.吸附力来源于范德华力，其吸附一般不具有选择性 B.吸附层可以是单分子层或者双分子层 C.吸附速率较小 D.吸附热较小

1.B, 2.C, 3.D, 4.A, 5.B, 6.A,D 7.C, 8.A, 9.B, 10.B, 11.D, 12.C, 13.D, 14.B, 15.B, 16.D, 17.B, 18.D, 19.A, 20.C 三.问答题

1. 液体表面层中的分子受到的不对称力与液体的表面张力有何联系与区别？

液体表面层的分子与内部分子均受到分子之间力的作用，但受力的情况有所不同。在液体内部，分子的周围环境是对称的，分子间作用力彼此相互抵消。而表面层分子，由于物质在两相中的密度不同或两相的组成不同，使表面层分子受到一个指向液体内部的净作用力。这就是液体表面分子受到的不对称力。这个力力图将液体表面层分子拉向液体内部，使表面紧缩，这种收缩倾向在液面上处处在，因此将这种与表面相切并垂直作用于单位长度线段上的表面紧缩力称为表面张力，可见，表面层分子所受到的不对称力是分子间作用力，是短程的，微观的力，是表面层亿万分子受到不对称的分子间力作用后的宏观表现，其方向与液面相切。

2. 有人说，在弯液面上取一小截面 ABC，周界以外的表面对周界有表面张力的作用两者大小相等，方向相反，互相抵消了，怎么还会有附加压力呢 ?

表面张力是作用于液体表面上的， 处于静止状态的液面上任何一点都必须满足力平衡的条件，所以周界两侧的表面张力大小相等，方向相反，使液面处于力平衡状态，这是对液面上各点而言的，而附加压力是分析液面内外单位载面上所承受的压力问题，由于液面是弯曲的，周界以外的表面对小截面的表面张力的合力不等于零，对凸液面合力的方向，指向液体内部，对凹液面则指向气相，使液面两边的压力不相等，这就是附加压力的来源。 2. 什么叫毛细凝聚现象？

由 Kelvin公式 形，液面曲率半径蒸气压，且r愈小，

，则

可知，当毛细管中的液体能润湿毛细管壁时，管内液面呈凹

，即凹液面上方的平衡蒸气压力小于平液面上的饱和

，即凹液面上方的平衡蒸气压力

时，尽管对平面液体未

达饱和，但对毛细管中发生凝聚，形成液体。该过程称为毛细凝聚现象，多孔性固体的内孔中常存在这种现象。

4. 由润湿过程知，铺展系数 在固体表面上铺展时，有 何解释？

，则必须

或

，式中

为接触角，当某液体能

，这显然是不可能的，对此该作

铺展系数的定义是 与杨氏方程 结合，可得