《物理化学》下册练习 第15章界面化学 基本概念 1.两相的界面为什么存在收缩张力 。表面张力的定 义是 2.表面张力随温度的升高而 。当液体的温度升高到临界温度时,表面张力等于 这是因为 3.在热力学上,通常用模型的方法将界面层处理为 相。吉布斯的处理方法是 。按照吉布斯模 型,两相平衡系统的体积= ,物质的量n= 亥氏函数 。界面过剩量n1 4.若有一个二元系,两相达到平衡。试用Gibs界面模型在下图中标出n2=?是正吸附还是负吸附? 相 5.试写出界面相的一个热力学基本方程,dG 根据这个基本方 程,可得表面张力的热力学表示式σ= 6.存在弯曲界面的多相系统的平衡条件为:热平衡 ;力平衡 相平衡 7.试写出 Laplace方程 。对于半径为r的球形液滴,上式可写成 。对于半径为r的液体中的气泡,上式可写成 8.如图所示,在一玻璃管两端分别有一个肥皂泡。今打开考克使它们接通, 其结果是大泡变大、小泡变小,还是大泡变小、小泡变大?二者最终能 否达到平衡状态? 9.将玻璃毛细管插入水中(如右图),经验告诉我们,毛细管中的液面升高 了,这是因为 10.试写出 Kelvin方程 。试指出微小液滴的饱和蒸汽压为什 么要比平面液体的大 11.试分析液体过热的原因,并指出为避免过热而采取的一些方法 12.试写出 Gibbs吸附等温式 何谓正吸附? ,哪些物质加入水中呈正吸附 何谓负吸附? 哪些物质加入水中呈负吸附
《物理化学》下册练习-5 第 15 章 界面化学 基本概念 1． 两相的界面为什么存在收缩张力______________________________________________。表面张力的定 义是______________________________ 。 2． 表面张力随温度的升高而_________ 。当液体的温度升高到临界温度时，表面张力等于__________ 。 这是因为__________________________________ 。 3． 在热力学上，通常用模型的方法将界面层处理为 ____________ 相。吉布斯的处理方法是 _________________________________________________________________________。按照吉布斯模 型，两相平衡系统的体积 V=_____________ ，物质的量 n =___________ ，亥氏函数 A=______________ 。界面过剩量ni ( ) σ = _____________________ 。 4． 若有一个二元系，两相达到平衡。试用 Gibbs 界面模型在下图中标出n2 ( ) σ = ？是正吸附还是负吸附？ 5． 试写出界面相的一个热力学基本方程， = ( ) d σ G _______________________________。根据这个基本方 程，可得表面张力的热力学表示式σ = _________________________。 6． 存在弯曲界面的多相系统的平衡条件为：热平衡_____________ ；力平衡____________ ；相平衡 ________________ 。 7． 试写出 Laplace 方程：___________________ 。对于半径为 r 的球形液滴，上式可写成 ______________ 。对于半径为 r 的液体中的气泡，上式可写成_________________ 。 8． 如图所示，在一玻璃管两端分别有一个肥皂泡。今打开考克使它们接通， 其结果是大泡变大、小泡变小，还是大泡变小、小泡变大？二者最终能 否达到平衡状态？ 9． 将玻璃毛细管插入水中（如右图），经验告诉我们，毛细管中的液面升高 了，这是因为 ___________________________________________ 。 10．试写出 Kelvin 方程____________________ 。试指出微小液滴的饱和蒸汽压为什 么要比平面液体的大 。 11．试分析液体过热的原因，并指出为避免过热而采取的一些方法 ______________________________________________________________________ ___________________________________________________________ 。 12．试写出 Gibbs 吸附等温式_______________________________________________ 。 何谓正吸附？_____________ ，哪些物质加入水中呈正吸附______________________ 。 何谓负吸附？_____________ ，哪些物质加入水中呈负吸附_____________________
《物理化学》下册练习-6 13.有一表面活性剂加入水中,在浓度很低时,表面 张力与浓度间服从公式c=二2,在浓度较高 b 时,服从公式C2=4e0)B试示意画出单位界 面吸附量/4随表面活性剂浓度c的变化曲线。式中a为纯水的表面张力,b、A和B为常数 14.如何判断一液滴在固体表面上是否铺展 铺展系数的表示式是 ,它的物理意义是 15.如何判断液体在固体表面是否润湿 试写出杨氏方程 。对于下列三种情况选填符号>、=、<,指出何者铺展、何者润湿? 历mm 77717777 0 cos 0 16.固体颗粒在液体中呈如下两种状态,试分别画出它们的接触角,并指出何者润湿,何者不润湿? 液体在毛细管中呈如下两种状态,试分别画出它们的接触角,并指出何者润湿,何者不润湿? 17.何谓临界胶束浓度? ,当表面活性物 质的浓度超过临界胶東浓度后,溶液内将生成不同形式的胶束,它们 是 18.试在下表所列指标中填写物理吸附与化学吸附的特征或区别 勿理吸附 化学吸附 吸附力 吸附分子层 吸附速度 吸附可逆性 19.多相催化反应的基本步骤是 20.气体A在某催化剂表面发生分解反应A(g)→2B(g)。若产物B在催化剂表面与A竞争吸附,则A和 B的兰缪尔等温方程分别为:,=
《物理化学》下册练习-6 13．有一表面活性剂加入水中，在浓度很低时，表面 Γ 2 (1) 张力与浓度间服从公式 b c σ −σ = ∗ 2 ，在浓度较高 时，服从公式 c2 =Ae(σ∗－σ)/B 试示意画出单位界 c2 面吸附量 ( ) Γ 2 1 随表面活性剂浓度 2 c 的变化曲线。式中σ ∗ 为纯水的表面张力，b、A 和 B 为常数。 14．如何判断一液滴在固体表面上是否铺展_____________________ ，铺展系数的表示式是 ϕ = __________________________ ，它的物理意义是_____________________ 。 15．如何判断液体在固体表面是否润湿_________________________ ，试写出杨氏方程 __________________________ 。对于下列三种情况选填符号>、=、<，指出何者铺展、何者润湿？ ϕ ______ 0 ϕ ______ 0 ϕ ______ 0 cosθ ____ 0 cosθ ____ 0 16．固体颗粒在液体中呈如下两种状态，试分别画出它们的接触角，并指出何者润湿，何者不润湿？ 液体在毛细管中呈如下两种状态，试分别画出它们的接触角，并指出何者润湿，何者不润湿？ 17．何谓临界胶束浓度？ ，当表面活性物 质的浓度超过临界胶束浓度后，溶液内将生成不同形式的胶 束，它们 是 。 18．试在下表所列指标中填写物理吸附与化学吸附的特征或区别： 物理吸附 化学吸附 吸附力 吸附热 选择性 吸附分子层 吸附速度 吸附可逆性 19．多相催化反应的基本步骤是 。 20．气体 A 在某催化剂表面发生分解反应A (g) → 2B (g)。若产物 B 在催化剂表面与 A 竞争吸附，则 A 和 B 的兰缪尔等温方程分别为：θ A = ，θ B =
《物理化学》下册练习7 计算题 试指出下列哪些偏导数是表面张力? (1)/am (2)/om/ (3)/ca S,T, P,j A S/S,U,Mj 、按照 Gibbs界面模型,界面相的热力学基本方程dG{o=? 恒温下,在一带有活塞的汽缸里,半径为r的纯物质微小液滴与其蒸气达到气液平衡。试按照Gibs 界面模型,写出界面相的热力学基本方程dAo=? 三、下图表示四根毛细管插入某种液体后所引起的液面升高或降低,试指出何者是正确的? 在一个锥形容器中,放入一滴液体,若液面微微呈凸形,如下图所示。试画出接触角,并判断其是 润湿还是不润湿。(6<90°) 五、若将一表面积为As的固体在某液体中浸湿。试表示该过程的吉氏函数变化,并用杨氏方程证明,该 固体一定能被该液体所润湿。 六、已知水能润湿玻璃。今将三根半径不同的玻璃毛细管放在空气中,试简要描述,当空气的湿度逐渐增 大时,三根毛细管中所发生的变化 七、从热力学角度分析,吸附应是吸热的还是放热的?为什么?请用热力学关系式 △G=AH-TAS分析说明之。 八、有一表面活性剂浓度很稀的水溶液,在25℃时用快速移动的刀片刮取该溶液的表面,测得表面活性剂 的单位界面吸附量2=3×10mocm。已知25℃时纯水的表面张力为720×10Nm,试计 算该溶液的表面张力
《物理化学》下册练习-7 计算题 一、试指出下列哪些偏导数是表面张力？ (1) j , , ( ) s T p n A A ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ ∂ ∂ σ (2) j , , ( ) s S p n A H ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ ∂ ∂ σ (3) j , , ( ) s T p n A G ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ ∂ ∂ σ (4) j , , ( ) s T p n A H ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ ∂ ∂ σ (5) j , , ( ) s T p n A U ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ ∂ ∂ σ (6) j , , ( ) s S U n A A ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ ∂ ∂ σ 二、按照 Gibbs 界面模型，界面相的热力学基本方程 ( ) d σ G =？ 恒温下，在一带有活塞的汽缸里，半径为 r 的纯物质微小液滴与其蒸气达到气液平衡。试按照 Gibbs 界面模型，写出界面相的热力学基本方程 = ( ) d σ A ？ 三、下图表示四根毛细管插入某种液体后所引起的液面升高或降低，试指出何者是正确的？ 四、在一个锥形容器中，放入一滴液体，若液面微微呈凸形，如下图所示 。试画出接触角，并判断其是 润湿还是不润湿。（ o θ < 90 ） 五、若将一表面积为 AS的固体在某液体中浸湿。试表示该过程的吉氏函数变化，并用杨氏方程证明，该 固体一定能被该液体所润湿。 六、已知水能润湿玻璃。今将三根半径不同的玻璃毛细管放在空气中，试简要描述，当空气的湿度逐渐增 大时，三根毛细管中所发生的变化。 七、从热力学角度分析，吸附应是吸热的还是放热的？为什么？请用热力学关系式 ΔG=ΔH－TΔS 分析说明之。 八、有一表面活性剂浓度很稀的水溶液，在 25℃时用快速移动的刀片刮取该溶液的表面，测得表面活性剂 的单位界面吸附量Γ 2 （ ）1 = 3×10-10 molxcm -2。已知 25℃时纯水的表面张力为 72.0×10-3 Nxm -1 ，试计 算该溶液的表面张力