膠體與表面化學(xué)復(fù)習(xí)題2011函授

1、膠體與表面化學(xué)復(fù)習(xí)題一、選擇題1. 一個(gè)玻璃毛細(xì)管分別插入20 和70 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)無法確定 ；(C)20 水中高于70 水中 ；(D)70 水中高于20 水中 。2. 下列敘述不正確的是（ D ）。(A)比表面自由能的物理意義是，在定溫定壓下，可逆地增加單位表面積引起系統(tǒng)吉布斯自由能的增量 ；(B)表面張力的物理意義是，在相表面的切面上，垂直作用于表面上任意單位長(zhǎng)度功線的表面緊縮力 ；(C)比表面自由能與表面張力量綱相同，單位不同 ；(D)比表面自由能單位為Jm2，表面張力單位為 Nm1時(shí)，兩者數(shù)值不同 。3. 已知20 時(shí)

2、水空氣的界面張力為7.27 102Nm1，當(dāng)在20 和100kPa下可逆地增加水的表面積4cm2，則系統(tǒng)的G為（ A ）。(A)2.91 105 J ；(B)2.91 101 J ；(C)2.91 105 J ；(D)2.91 101 J 。4. 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)大水珠，小水珠均變小 。5. 一根毛細(xì)管插入水中，液面上升的高度為h，當(dāng)在水中加入少量的NaCl，這時(shí)毛細(xì)管中液面的高度為（ B ）。(A)等于h ；(B)大于h ；(C)小于h

3、 ；(D)無法確定 。6. 關(guān)于溶液表面吸附的說法中正確的是（ C ）。(A)溶液表面發(fā)生吸附后表面自由能增加 ； (B)溶液的表面張力一定小于溶劑的表面張力 ；(C)定溫下，表面張力不隨濃度變化時(shí)，濃度增大，吸附量不變 ；(D)飽和溶液的表面不會(huì)發(fā)生吸附現(xiàn)象 。7. 對(duì)處于平衡狀態(tài)的液體，下列敘述不正確的是（ C ）。(A)凸液面內(nèi)部分子所受壓力大于外部壓力 ； (B)凹液面內(nèi)部分子所受壓力小于外部壓力 ；(C)水平液面內(nèi)部分子所受壓力大于外部壓力 ； (D)水平液面內(nèi)部分子所受壓力等于外部壓力 。8. 某溶液表面張力與溶質(zhì)濃度c的關(guān)系式：0 = A + Blnc，式中0 為純?nèi)軇┑谋砻鎻埩?/p>

4、，A、B為常數(shù). 則表面超量為（ B ）。(A) = c/RT(/c)T ； (B) = B/RT ；(C) = B/RT ；(D) = Bc/RT 。9. 膠束的出現(xiàn)標(biāo)志著表面活性劑的（ A ）。(A)降低表面張力的作用下降 ；(B)溶解已達(dá)到飽和 ；(C)分子間作用超過它與溶劑的作用 ；(D)分子遠(yuǎn)未排滿溶液表面 。10. 水對(duì)玻璃潤(rùn)濕，汞對(duì)玻璃不潤(rùn)濕，將一玻璃毛細(xì)管分別插入水和汞中，下列敘述不正確的是（ D ）。(A)管內(nèi)水面為凹球面 ；(B)管內(nèi)汞面為凸球面 ；(C)管內(nèi)水面高于水平面 ；(D)管內(nèi)汞面與汞平面一致 。11. 對(duì)于增溶作用，下列敘述不正確的是（ C ）。(A)增溶作用使

5、被溶物質(zhì)化學(xué)勢(shì)降低 ；(B)增溶系統(tǒng)是熱力學(xué)穩(wěn)定系統(tǒng)，而乳狀液或溶膠是熱力學(xué)不穩(wěn)定系統(tǒng) ；(C)增溶作用與真正的溶解作用一樣，均使溶劑依數(shù)性有很大變化 ；(D)增溶作用發(fā)生在有大量膠束形成的離子型表面活性劑溶液中 。12. 通常稱為表面活性劑的物質(zhì)是指將其加入液體中后( D )。 (A) 能降低液體的表面張力 (B) 能增大液體的表面張力 (C) 能顯著增大液體的表面張力 (D) 能顯著降低液體的表面張力13. 對(duì)于水平液面，其值為零的物理量是( C )。(A) 表面自由能 (B) 表面張力 (C) 附加壓力 (D) 比表面能14. 對(duì)于化學(xué)吸附，下面說法中不正確的是( D )(A) 吸附是單

6、分子層； (B) 吸附力來源于化學(xué)鍵力；(C) 吸附熱接近反應(yīng)熱； (D) 吸附速度較快，升高溫度則降低反應(yīng)速度。15. 對(duì)于指定的液體，恒溫條件下，有( A )。 (A) 液滴的半徑越小，它的蒸氣壓越大； (B) 液滴的半徑越小，它的蒸氣壓越??； (C) 液滴的半徑與蒸氣壓無關(guān)； (D) 蒸氣壓與液滴的半徑成正比 16. 過量的KI與AgNO3混合制溶膠，其結(jié)構(gòu)為(AgI)mnI(nx)K+xxK+，則膠粒是指 (C )。(A) (AgI)m (B) (AgI)mnI (C) (AgI)mnI(nx)K+ x (D) (AgI)mnI(nx)K+xxK+17. 在裝有部分液體的毛細(xì)管中，如圖

7、，當(dāng)在右端加熱時(shí)，液體移動(dòng)的方向是( B )。 (A) 左移 (B) 右移 (C) 不動(dòng)； (D) 不一定18. 今有一球形肥皂泡，半徑為r，肥皂水溶液的表面張力為s，則肥皂泡內(nèi)附加壓力是：（ C ）。(A) ； (B) ； (C) ；（D）。19. 化學(xué)吸附的吸附力是（ A）。(A) 化學(xué)鍵力； (B) 范德華力；(C) 庫侖力；（D）范德華力+庫侖力。20. 氣體在固體表面上吸附的吸附等溫線可分為( D )。(A) 兩類； (B) 三類； (C) 四類； (D) 五類。21. 溶膠的基本特性之一是( 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

8、 ；(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 。22. 大分子溶液和普通小分子非電解質(zhì)溶液的主要區(qū)分是大分子溶液的( C )(A)滲透壓大 ；(B)丁鐸爾效應(yīng)顯著 ；(C)不能透過半透膜 ；(D)對(duì)電解質(zhì)敏感 。23. 對(duì)由各種方法制備的溶膠進(jìn)行半透膜滲析或電滲析的目的是(C )。(A)除去雜質(zhì)，提高純度 ； (B)除去小膠粒，提高均勻性 ；(C)除去過多的電解質(zhì)離子，提高穩(wěn)定性；(D)除去過多的溶劑，提高濃度 。24. 有關(guān)超顯微鏡的下列說法中，不正確的是( C )。(A)可以觀察離子的布朗運(yùn)動(dòng) ；(B)可以配合電泳儀，測(cè)定粒子的電泳速度 ；(C)

9、可以直接看到粒子的形狀與大??；(D)觀察到的粒子僅是粒子對(duì)光散射閃爍的光點(diǎn) 。25. 以下說法中正確的是（ C ）。(A)溶膠在熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)上都是穩(wěn)定系統(tǒng) ； (B)溶膠與真溶液一樣是均相系統(tǒng) ；(C)能產(chǎn)生丁達(dá)爾效應(yīng)的分散系統(tǒng)是溶膠 ； (D)通過超顯微鏡能看到膠體粒子的形狀和大小 。26. 下列各性質(zhì)中不屬于溶膠動(dòng)力學(xué)性質(zhì)的是( C )。(A) 布郎運(yùn)動(dòng) (B) 擴(kuò)散 (C) 電泳 (D) 沉降平衡 27. Langmuir氣固吸附理論中，下列敘述中錯(cuò)誤的是( D )。(A) 吸附是單分子層吸附； (B) 吸附熱是常數(shù)； (C) 在一定條件下，吸、脫附之間可以達(dá)到平衡； (D) 吸、脫附

10、速率都與氣體的壓力成正比。28. 用NH4VO3 和濃鹽酸作用，可制得棕色V2O5溶膠，其膠團(tuán)結(jié)構(gòu)是（ D ）。(V2O5)mnVO3(nx)NH4+xxNH4+，下面各電解質(zhì)對(duì)此溶膠的聚沉能力次序是：(A)MgSO4 AlCl3 K3Fe(CN)6 ；(B)K3Fe(CN)6 MgSO4 AlCl3 ；(C)K3Fe(CN)6 AlCl3 MgSO4 ；(D)AlCl3 MgSO4 K3Fe(CN)6 。二、判斷題 1、溶膠是均相系統(tǒng)，在熱力學(xué)上是穩(wěn)定的。（ ）2、長(zhǎng)時(shí)間滲析，有利于溶膠的凈化與穩(wěn)定。（ ）3、有無丁達(dá)爾(Tyndall)效應(yīng)是溶膠和分子分散系統(tǒng)的主要區(qū)別之一。（ ）4、親液

11、溶膠的丁達(dá)爾(Tyndall)效應(yīng)比憎液膠體強(qiáng)。（ ）5、在外加直流電場(chǎng)中，碘化銀正溶膠向負(fù)電極移動(dòng)，而其擴(kuò)散層向正電極移動(dòng)。（ ）6、新生成的Fe(OH)3沉淀中加入少量稀FeCl3溶液，會(huì)溶解，再加入一定量的硫酸鹽溶液則又會(huì)沉淀。（ ）7、丁達(dá)爾效應(yīng)是溶膠粒子對(duì)入射光的折射作用引起的。（ ）8、膠束溶液是高度分散的均相的熱力學(xué)穩(wěn)定系統(tǒng)。（ ）9、膠體粒子的擴(kuò)散過程和布朗運(yùn)動(dòng)本質(zhì)上都是粒子的熱運(yùn)動(dòng)而發(fā)生的宏觀上的定向遷移現(xiàn)象。（ ）10、在溶膠中加入電解質(zhì)對(duì)電泳沒有影響。（ ）11、由于大分子溶液是真溶液，是均相的熱力學(xué)穩(wěn)定系統(tǒng)，所以無丁達(dá)爾效應(yīng)。（）12、當(dāng)表面活性物質(zhì)加入溶劑中后，所產(chǎn)生

12、的結(jié)果是d/dc 90）。4. 相同溫度下，同一液體，隨表面曲率半徑不同具有不同的飽和蒸氣壓，若以P平、P凹、P凸分別代表平面、凹面和凸面液體上的飽和蒸氣壓，則三者的關(guān)系為 P凹P平P凸。5. 加入表面活性劑，使液體的表面張力 降低 ，表面層表面活性劑的濃度一定 大于 它在體相中的濃度。6. 已知293.15K時(shí)水的表面張力為7.275102N m1，該溫度下當(dāng)水的表面積增大4104m2時(shí)，體系的G為 2.91 105 。7.潤(rùn)濕液體在毛細(xì)管中上升的高度與毛細(xì)管內(nèi)徑成 反比 關(guān)系，與液體的表面張力成 正比 關(guān)系。7. 溫度上升時(shí)，純液體的表面張力 減小 。8. 使溶膠聚沉所需電解質(zhì) 最低濃度

13、，稱為電解質(zhì)對(duì)溶膠的聚沉值。9. 表面活性劑在結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)是同時(shí)具有 親水 基和 親油 基。10. 液面是彎曲時(shí)，表面張力的方向與液面 相切 。四、簡(jiǎn)答題1在滴管內(nèi)的液體為什么必須給橡膠帽加壓時(shí)液體才能滴出，并呈球形？答：因在滴管下端的液面呈凹形，即液面的附加力是向上的，液體不易從滴管滴出。若要使液滴從管端滴下，必須在橡膠帽加以壓力，使這壓力大于附加壓力，此壓力通過液柱而傳至管下端液面而超過凹形表面的附加壓力，使凹形表面變成凸形表面，最終使液滴滴下。剛滴下的一瞬間，液滴不成球形，上端呈尖形，這時(shí)液面各部位的曲率半徑都不一樣，不同部位的曲面上所產(chǎn)生附加壓力也不同，這種不平衡的壓力迫使液滴自動(dòng)調(diào)整

14、成球形，使液滴具有最小的表面積以降低能量。2自然界中為什么氣泡、小液滴都呈球形？答：液膜和液體表面都具有表面自由能，表面自由能越低，系統(tǒng)越穩(wěn)定，所以為了降低表面自由能，液體表面都有自動(dòng)收縮的趨勢(shì)。而球形是相同體積的物體具有表面積最小的一種形式，所以氣泡和小液滴都呈球形。3人工降雨的原理是什么？答：高空中如果沒有灰塵，水蒸汽可以達(dá)到相當(dāng)高的過飽和程度而不致凝結(jié)成水。因?yàn)榇藭r(shí)高空中的水蒸汽壓力雖然對(duì)平液面的水來說已是過飽和的了，但對(duì)將要形成的小水滴來說尚未飽和，因此，小水滴難形成。若在空氣中撒入凝結(jié)中心，使凝聚水滴的初始曲率半徑加大，其相應(yīng)的飽和蒸汽壓可變小，因此蒸汽會(huì)迅速凝結(jié)成水。4在進(jìn)行蒸餾實(shí)

15、驗(yàn)時(shí)要在蒸餾燒瓶中加些碎磁片或沸石以防止暴沸，道理何在？答：若無碎磁片或沸石，液體內(nèi)部不易形成新相(氣相)，因形成新相的剎那，該新氣泡相的凹形表面的曲率很小，則根據(jù)開爾文公式，該微小氣泡便自發(fā)消失，因此體系便不能在正常情況下沸騰，便會(huì)升高溫度形成局部過熱的亞穩(wěn)定狀態(tài)導(dǎo)至暴沸。如果在液體內(nèi)加上沸石，則在沸石表面的尖端有較大的凸端，此處pr(氣泡內(nèi)壓強(qiáng))p*(液體飽和蒸氣壓)，因而容易沸騰，并且沸石內(nèi)部吸附的空氣，也因受熱而脫附，成為形成氣泡氣核，又因沸石與瓶底緊密相接，而成為局部過熱處，兩者相接處的液膜在瞬間過熱，prp*，便成為微泡，使沸石跳動(dòng)，結(jié)果便成為一新氣泡上升。5用三通活塞，在玻璃管的

16、兩端吹兩個(gè)大小不等的肥皂泡，當(dāng)將兩個(gè)肥皂泡相通時(shí)，兩個(gè)泡的大小有何變化?答：小泡變小，大泡變大，直到兩邊曲率半徑相等時(shí)。這是因?yàn)榉试砼菔乔?，表面上有附加壓力，這個(gè)壓力指向曲面圓心。根據(jù)拉普拉斯公式，曲率半徑越小，附加壓力越大。小泡受的附加壓力比大泡大，則內(nèi)部的平衡壓力也比大泡大。當(dāng)活塞打開后，小泡中部分空氣向大泡轉(zhuǎn)移，所以小泡變小，大泡變大，直到兩邊曲率半徑相等。6如果在一杯含有極微小蔗糖晶粒的蔗糖飽和溶液中，投入一塊較大的蔗糖晶體，在恒溫密閉的條件下，放置一段時(shí)間，這時(shí)該溶液有何變化？答：任何物質(zhì)的飽和溶液，當(dāng)其中存在著大小不同的被溶解物質(zhì)晶態(tài)物質(zhì)時(shí)，實(shí)際上這些大小不同的同種晶態(tài)物質(zhì)的溶解

17、度是不同的，晶粒越小越微，其溶解度越大。因此，將這飽和溶液長(zhǎng)期放置后，微晶、小晶體便逐漸消失，而大塊晶體卻逐漸增大。7為什么水在玻璃管中呈凹形夜面，而水銀則呈凸形？答：因水與玻璃的接觸小于90，水的表面的附加壓力為負(fù)值，這樣就使水在玻璃管中呈凹面。而水銀與玻璃的接觸為大于90，水銀表面的附加力為正值，因而水銀在玻璃管內(nèi)呈凸形液面。8為什么噴灑農(nóng)藥時(shí)要在農(nóng)藥中加表面活性劑？答：植物有自身保護(hù)功能，在葉子表面有蠟質(zhì)物而不被雨水潤(rùn)濕，可防止莖葉折斷。若農(nóng)藥是普通水溶液，噴在植物上不能潤(rùn)濕葉子，即接觸角大于90，成水滴淌下，達(dá)不到殺蟲效果；加表面活性劑后，使農(nóng)藥表面張力下降，接觸角小于90，能潤(rùn)濕葉子

18、，提高殺蟲效果。所以有的農(nóng)藥在制備時(shí)就加了表面活性劑，制成乳劑，可很好地潤(rùn)濕植物的莖葉。五、證明題把半徑為r的毛細(xì)管插在某液體中，設(shè)該液體與玻璃間的接觸角為，毛細(xì)管中液體所成凹面的曲率半徑為R，液面上升到h高度后達(dá)到平衡，試證明液體的表面張力可近似地表示為：=ghR/cos式中g(shù)為重力加速度，為液體的密度。 解：如下圖所示，當(dāng)上升的液柱所產(chǎn)生的靜壓力gh與附近壓力p相等時(shí)，此時(shí)有p=gh；由圖中可見，接觸角與毛細(xì)管半徑r及彎曲液面的曲率半徑R之間的關(guān)系為引入接觸角后，彎曲液面的半徑R與毛細(xì)管之間的關(guān)系：。故：彎曲液面內(nèi)外壓差 所以 六、主觀題1. 把過量的H2S氣體通入亞砷酸H3AsO3溶液中

19、，制備得到硫化砷溶液。(1) 寫出該膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)式，注明緊密層和擴(kuò)散層； (2) 用該膠粒制成電滲儀，通直流電后，水向哪一方向流動(dòng)？(3) 下列哪一種電解質(zhì)對(duì)硫化砷溶液聚沉能力最強(qiáng)？NaClCaCl2NaSO4MgSO4答：(1) 2H3AsO3 + 3H2S = As2O3(溶膠) + 6H2O膠團(tuán)結(jié)構(gòu)式： (As2O3)mnHS(nx)H+x x H+ 緊密層擴(kuò)散層 (2) 水向陰極流動(dòng)。(3) CaCl2 對(duì)其聚沉能力最強(qiáng)。2. 寫出由FeCl3水解得到Fe(OH)3膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)。物質(zhì)量濃度相同的NaCl、MgCl2、MgSO4、Na2SO4各溶液對(duì)Fe(OH)3溶膠聚沉能力強(qiáng)弱的次序如何？

20、答：氫氧化鐵固體微粒表面易吸附溶液中的FeO離子而帶正電，Cl則為反粒子，則膠團(tuán)結(jié)構(gòu)為Fe（OH）FeO（nx）ClxCl對(duì)溶膠起聚沉作用的主要是與膠粒帶的電荷符號(hào)相反的離子，該離子的價(jià)數(shù)越高沉聚能力越強(qiáng)。對(duì)于同電性離子，通常價(jià)數(shù)越高沉聚能力越弱，由此可以判斷沉聚能力的強(qiáng)弱大致為：NaSOMgSOMgClNaCl七、 計(jì)算題：（一）在298K可逆地使純水增加1.0m2吸熱0.04J。求該過程的S、U、G、H和W 。已知該溫度水的表面張力為0.07J/m2。解：（二）水蒸氣驟冷會(huì)發(fā)生過飽和現(xiàn)象，在夏天的烏云中，用飛機(jī)撒干冰微粒，使氣溫驟冷到293K，此時(shí)水氣的過飽和度（pr/p0）達(dá)4。已知此溫

21、度水的表面張力為0.07288N/m；密度為997Kg/m3，試計(jì)算（1）在此時(shí)形成的液滴半徑。（2）每滴水中所含的分子數(shù)。解：（三）在293K苯、水、空氣和汞之間界面如下表所示：界面苯水苯氣水氣汞氣汞水汞苯J103/(NM1)3528.972.7483375357(1)計(jì)算苯在水面的鋪展系數(shù)（2）水在水銀面的鋪展系數(shù)（3）苯在汞面的鋪展系數(shù)。解： 此地(1)S水；l苯；(2)S汞；l水；(3)S汞；l苯。(1)S=(72.728.935)103=8.8103N/M0能鋪展；(2) S=(48372.7375)103=35.3103N/M0能鋪展；(3) S=(48328.9357)103=9

22、7.1103N/M0能鋪展；（四）已知水晶密度為2.6克/厘米3；20蒸餾水粘度為1.01103PaS；試求直徑為10m的水晶粒子在蒸餾水中下降50cm所需時(shí)間。解： （五）在293 K時(shí)，把半徑為1103m的水滴分散成半徑為1106m的小水滴，比表面增加多少倍?表面吉布斯自由能增加多少?環(huán)境至少需做功多少?已知293 K時(shí)(H2O)72.75 mNm1。 解： N=(4/3)/(4/3)= / 小顆粒的面積為： N4=4/r2 大顆粒的面積為： 4面積增加倍速為：(4/r2)/4=r1/r2=103 Gs=4(/r2) =4(1103)3/106(1103)272.8103=9.15104J

23、（六）在298 K時(shí)，1,2-二硝基苯(NB)在水中所形成的飽和溶液的濃度為5.9103molL1，計(jì)算直徑為1108m的NB微球在水中的溶解度。已知298 K時(shí)NB水的表面張力為25.7 mNm1，NB的密度為1. 566 kgm3。解：根據(jù)開爾文公式 ：lnC/Co=2M/RT1/r 將數(shù)值代入，得：lnC/Co=225.7103168/（1.5668.214298）=0.2226 C=7.37103 moldm3（七）373 K時(shí)，水的表面張力為58.9 mNm1，密度為958.4 kgm3，在373 K時(shí)直徑為1107m的氣泡內(nèi)的水蒸氣壓為多少?在101.325 kPa外壓下，能否從373 K的水中蒸發(fā)出直徑為1107m的氣泡?