膠體與界面化學(xué)2011A 答案

1、天津工業(yè)大學(xué)2011-2012學(xué)年 第一學(xué)期 應(yīng)化、化工膠體與界面化學(xué)課程期末試卷(A卷) 班級(jí)_姓名_ 學(xué)號(hào)_ 題號(hào) 一 二 三 四 合計(jì) 分?jǐn)?shù) 閱卷人 一、選擇題（25分） 1. 空氣中直徑0.01m的球形肥皂泡（表面張力為0.025N/m）所受附加壓力為( D ) (A) 2.5Pa (B) 5Pa (C) 10Pa (D) 20Pa 2. 液體在毛細(xì)管中上升的高度正比于（ C ）。 (A) 溫度 (B) 液體密度 (C) 附加壓力 (D) 管的半徑 3. 在相同溫度下，同一液體被分散成有不同曲率半徑的分散體系時(shí)，將具有不同飽和蒸氣壓，以P、P、P分別表示平面、凹面和凸面液體上的飽凸凹平

2、和蒸氣壓，則三者的關(guān)系是（ B ） (A) PPP (B) PPP 凹平凸凹凸平(C) PPP (D) PPP 平凹凸平凹凸 4. 用最大氣泡法測(cè)定溶液表面張力，對(duì)實(shí)際操作的規(guī)定哪條不正確？（ D ） (A) 毛細(xì)管必須嚴(yán)格清洗保證干凈 (B) 毛細(xì)管口必須平整 (C) 毛細(xì)管應(yīng)垂直放置并剛好與液面相切 (D) 毛細(xì)管垂直深深插入液體內(nèi)部，每次浸入濃度盡是保持不變 5. 表面活性劑是針對(duì)某種特定的液體或溶液而言的，表面活性劑的實(shí)質(zhì)性作用是（ C ） （A）乳化作用 （B）增溶作用 （C）降低表面張力 （D）增加表面張力 9 / - 1 - 6. 電動(dòng)現(xiàn)象產(chǎn)生的基本原因是（ D ） （A）外電場(chǎng)

3、或外壓力的作用 （B）電解質(zhì)離子的作用 （C）分散相粒子或多孔固體的比表面能高 （D）固體粒子或多孔固體表面與液相界面間存在擴(kuò)散雙電層結(jié)構(gòu) 7. 區(qū)別溶膠與真溶液和懸浮液最簡(jiǎn)單而靈敏的方法是（ C ） （A）乳光計(jì)測(cè)定粒子濃度 （B）超顯微鏡測(cè)定粒子大小 （C）觀察丁達(dá)爾效應(yīng) （D）測(cè)定電勢(shì) 8. 江、河水中含的泥沙懸浮物在出?？诟浇紩?huì)沉淀下來(lái)，原因有多種，其中與膠體化學(xué)有關(guān)的是（ B ） （A）乳化作用 （B）電解質(zhì)聚沉作用 （C）溶膠互沉作用 （D）破乳作用 9. 霧屬于分散體系，其分散介質(zhì)是（ A ） （A）氣體； （B）液體； （C）固體； （D）氣體或固體。 10. 溶膠的基本特性

4、之一是 ( C ) (A) 熱力學(xué)上和動(dòng)力學(xué)上皆屬于穩(wěn)定體系 (B) 熱力學(xué)上和動(dòng)力學(xué)上皆屬不穩(wěn)定體系 (C) 熱力學(xué)上不穩(wěn)定而動(dòng)力學(xué)上穩(wěn)定體系 (D) 熱力學(xué)上穩(wěn)定而動(dòng)力學(xué)上不穩(wěn)定體系。 11. 一個(gè)玻璃毛細(xì)管分別插入25 和75 的水中，則毛細(xì)管中的水在兩不同溫度水中上升的高度 ( C ) (A) 相同 ； (B) 無(wú)法確定 ； (C) 25 水中高于75 水中 ； (D) 75 水中高于25 水中 。 12. 在一個(gè)密閉的容器中，有大小不同的兩個(gè)水珠，長(zhǎng)期放置后，會(huì)發(fā)生( A ) (A) 大水珠變大，小水珠變小 (B) 大水珠變大，小水珠變大 (C) 大水珠變小，小水珠變大 (D) 大水

5、珠，小水珠均變小 9 / - 2 - +-x+-,下列說(shuō)法中不正確的是xNOnAgx(n-)NO13. 對(duì)于膠團(tuán)(AgBr)33m （ B ） (A) 膠核是(AgBr) (B) mnx m+-x+ (D) )NO在電場(chǎng)中膠粒向負(fù)極移(C) 膠粒是(AgBr)nAg(n-x3m動(dòng) 14. 對(duì)于AsS（負(fù)溶膠），聚沉能力最大的是( C ) 32 (A) KSO (B) CaCl (C) AlCl (D) NaPO4 24323 15. 物質(zhì)間發(fā)生物理吸附時(shí)的作用力是( D ) (A) 共價(jià)鍵 (B) 離子鍵 (C) 氫鍵 (D) 范德華力 16對(duì)于物理吸附和化學(xué)吸附的關(guān)系，以下描述正確的是( C

6、 ) (A) 即使改變條件，物理吸附和化學(xué)吸附也不能相互轉(zhuǎn)化 (B) Langmuir吸附等溫式只適用于物理吸附 (C) 在適當(dāng)溫度下，任何氣體都可在任何固體表面上發(fā)生物理吸附 (D) 升高溫度對(duì)物理吸附和化學(xué)吸附都有利 17.物理吸附和化學(xué)吸附的共同特點(diǎn)是( D ) (A) 有選擇性 (B) 熱效應(yīng)大 (C) 單分子吸附 (D) 都能達(dá)到吸附平衡 18.以下的說(shuō)法中符合Langmuir吸附理論基本假定的是( A ) (A) 固體表面是均勻的，各處的吸附能力相同 (B) 吸附分子層可以是單分子層或多分子層 (C) 被吸附分子間有作用，互相影響 (D) 吸附熱與吸附的位置和覆蓋度有關(guān) 19. 下

7、列系統(tǒng)中，屬于熱力學(xué)穩(wěn)定系統(tǒng)的是( D ) (A) 過(guò)飽和溶液 (B) 乳狀液 (C) 溶膠 (D) 高分子溶液 20. 關(guān)于乳狀液，以下說(shuō)法中不正確的是( B ) (A) 乳狀液是粗分散體系 (B) 乳狀液是熱力學(xué)及動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定體系 (C) 加入表面活性劑后比較穩(wěn)定 (D) 高度分散的油水系統(tǒng)是乳狀液 21. 溶膠有三個(gè)最基本的特性，下列哪點(diǎn)不在其中？( B ) (A) 高度分散性 (B) 熱力學(xué)穩(wěn)定性 (C) 多相性 (D) 熱力學(xué)不穩(wěn)定性 9 / - 3 - 22. 膠體分散系、真溶液和粗分散系中，分散相粒子大小的順序是( D ) (A) 膠體分散系真溶液粗分散系 (B) 粗分散系真溶液膠

8、體分散系 (C) 膠體分散系粗分散系真溶液 (D) 粗分散系膠體分散系真溶液 23. 液體A在不互溶液體B上鋪展的條件是（ B ）。 + (B) + A AB AABBAB (C) (D) + 90o。 2. 促使溶膠穩(wěn)定的三個(gè)重要原因是分散質(zhì)粒子 帶電 、 溶劑化作用 與 布朗運(yùn)動(dòng)_。 3. 列舉四種常見(jiàn)的亞穩(wěn)狀態(tài) 過(guò)冷液體 ，過(guò)熱液體，過(guò)飽和蒸汽 與_過(guò) 飽和溶液。 4. 亞穩(wěn)態(tài)能較長(zhǎng)時(shí)間存在的原因皆在于 新相難以形成 ，防止其發(fā)生的 方法是 加入新相種子 。 5. 在一定溫度下，液滴越小，其飽和蒸汽壓就越 大 ， 而液體中氣泡越 小，泡內(nèi)的液體飽和蒸汽壓則越 小 。 6. ?電位是膠體粒

9、子所帶電量的真實(shí)值（錯(cuò)）對(duì)/錯(cuò)。 7. 固體自身表面張力越低，則越難被液體所潤(rùn)濕（對(duì)）對(duì)/錯(cuò)。 8. 只有兩性物質(zhì)組成的溶膠才有等電點(diǎn)（錯(cuò)）對(duì)/錯(cuò)。 9 / - 4 - 三、簡(jiǎn)答題（30分） 1. 物理吸附與化學(xué)吸附的最本質(zhì)區(qū)別是什么？（5分） 答：物理吸附與化學(xué)吸附的最本質(zhì)區(qū)別是吸附質(zhì)與吸附劑之間的吸附作用力不同。物理吸附是吸附劑表面的分子與吸附質(zhì)分子間作用力為范德華力（3分），化學(xué)吸附則是吸附劑表面的分子與吸附質(zhì)間的作用力為化學(xué)鍵力（2分）。 2. 簡(jiǎn)述表面活性劑在水中可形成幾種膠束，膠束的形態(tài)與表面活性劑的濃度之間有何關(guān)系。（5分） 答：表面活性劑在水中可以形成三種類型的膠束：球形(1分

10、)、棒狀(1分)和層狀膠束(1分)。在一般情況下，隨著水中表面活性劑濃度的增高，球形膠束會(huì)首先形成，然后依次是棒狀膠束和層狀膠束(2分)。 3.活性碳從水溶液中吸附脂肪酸，吸附質(zhì)分別為甲酸、乙酸、丙酸、丁酸試 判斷吸附量順序和原因。（5分） 答：吸附量的順序：甲酸乙酸丙酸丁酸(3分) 原因：非極性的吸附劑在極性溶劑中總是容易吸附非極性組分(2分)。 9 / - 5 - 4. 根據(jù)DLVO理論，試解釋外加電解質(zhì)對(duì)帶電溶膠穩(wěn)定性的影響。（5分） 答：根據(jù)DLVO理論，在膠團(tuán)之間, 既存在著斥力勢(shì)能, 又存在著吸力勢(shì)能，膠體系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定或聚沉取決于斥力勢(shì)能和吸力勢(shì)能的相對(duì)大小(1分)。加入電解質(zhì)后

11、，對(duì)溶膠體系內(nèi)膠體粒的引力勢(shì)能影響不大(2分), 但會(huì)明顯降低粒子間的斥力勢(shì)能(2分)，從而降低帶電溶膠的穩(wěn)定性。 5. 什么是電泳現(xiàn)象，產(chǎn)生電泳的原因是什么。（5分） 答：電泳在外加電場(chǎng)下，膠體溶液中的膠體粒子在分散介質(zhì)中定向移動(dòng)的現(xiàn)象。（3分） 原因：由于膠體粒子在溶液中的帶有電荷(2分)， 6. 試解釋毛細(xì)凝結(jié)現(xiàn)象發(fā)生的原因。（5分） 答：根據(jù)Kelvin公式(2分)，凹面上的蒸汽壓比平面上小(1分)，所以在小于飽和蒸汽壓時(shí)，氣體凹面上已達(dá)飽和而發(fā)生凝聚，這就是毛細(xì)凝聚現(xiàn)象(2分)，即蒸汽變成液體在毛細(xì)管中凝聚，吸附量迅速增加。 9 / - 6 - 四計(jì)算題（30分） 1.3 2的水庫(kù)，

12、今欲以十六酸的單分子膜鋪展在水面上，m來(lái)阻止水 有一面積為10010-202?)。 蒸發(fā)，問(wèn)需要多少公斤十六酸(假設(shè)單分子凝聚膜的分子面積為m?25?10 (7分) 3A10100?)分(223 解：所需分子數(shù) 個(gè)?10N?4 20?10?2523104?)分(2 mol.665?n?N/N?0 A2310023?6.(3分) Kg1710.0.665?256.43?m?nM? 分）（每列對(duì)一個(gè)公式，給1 46 ?小水滴在1atm510；510外壓下的內(nèi)壓，已 ?；2. 計(jì)算半徑為50?-3N/m。（7分） 知水的表面張力為72.810?22(1分)PP?P?P-P? ，因此，解： 外外內(nèi)內(nèi)r

13、r-310?2?72.85777 Pa1010?2.922?10?2.912?10?0.0101323?1.01325P? 內(nèi)1-1050?10-310?72.825555 Pa10.304?1.01323?10?11.01325P?10?0.291210 內(nèi)24-105?10?10-310?2?72.8 5555Pa10016?1.002912?10?1.01323?10?1.01325?P?10?0 內(nèi)36-105?10?10（每個(gè)2分，若最后答案出錯(cuò)，則扣1分） 3Pa和41.2CO的平衡壓力分別為24.010，當(dāng)3. 0時(shí)用木炭吸附氣體CO33/Kg，若該吸附符合8.668 m和10P

14、a時(shí)，對(duì)應(yīng)的吸附量分別為5.567Langmuir吸附等溫式，試計(jì)算固體表面的覆蓋率達(dá)90時(shí)，CO的平衡壓力為多少。（8分） 9 / - 7 - PP1bp?V?V亦可）公式（或者 解：由Langmuir mVVbV1?bpmm33?11024?24?10? 5.567VbV?(2分)mm 將已知帶入上式，得?3341.2?1041.2?101? VbV8.668?mm(2分)-6 b=6.9510可不計(jì)算出，不影響答案）（V則mV?90?%(1分) 當(dāng)覆蓋率為90時(shí)，V=0.9V時(shí)，得m VmPP1?(1分) 則， 0.9VmVbVmm(2分) P1293.88KPa 分）（每列對(duì)一個(gè)公式，給1 4. 19時(shí)，丁酸水溶液的表面張力可表示為，式中為純00?)bc?1?aln(水的表面張力，a和b為常數(shù)。(1)試求該溶液中丁酸的表面過(guò)剩與濃度c的關(guān)系；(2)已知a=13.1 N/m，b=19.62 L/mol，計(jì)算c=0.2000 mol/L時(shí)為多為多少？設(shè)此時(shí)表面上丁酸形時(shí),(3)若丁酸濃度足夠大，達(dá)到bc1少？成單分子膜，計(jì)算液面上每個(gè)丁酸分子所占的面積。（8分） ?c1dcabc解: (1) ，（2分） 0?)aln(1?bc?()?b(?a)? TRTdcRT1?bcRT(1?bc) (2) a=13.1N/m，b=19.62L/mol, c=0