膠體與界面化學(xué)211a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)班級姓名 學(xué)號題號一二三四合計(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) 20Pa2 .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平、P凹、P凸分別表示平面、凹面和凸面液體上的飽和蒸氣壓，則三者的 關(guān)系是(B )(A)

2、 P 平 P凹P凸(B)PtP 平 P凹(C) P凹P平凸(D)P凸P凹P平4 .用最大氣泡法測定溶液表面張力，對實(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6 .電動現(xiàn)象產(chǎn)生的基本原因是(D )(A)外電場或外壓力的作用(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

3、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單而靈敏的方法是(C )(A)乳光計(jì)測定粒子濃度(B)超顯微鏡測定粒子大小(C)觀察丁達(dá)爾效應(yīng)(D)測定(電勢8 .江、河水中含的泥沙懸浮物在出?？诟浇紩恋硐聛恚蛴卸喾N，其中與膠體化學(xué)有關(guān)的是(B )(A)乳化作用(C)溶膠互沉作用(B)電解質(zhì)聚沉作用(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 .溶膠的基本特性之一是(C )(A)熱力學(xué)上和動力學(xué)上皆屬于穩(wěn)定體系(B)熱力學(xué)上和動力學(xué)上皆屬不穩(wěn)定體系(C)熱力學(xué)上不穩(wěn)定而動力學(xué)上穩(wěn)定體系(D)熱力學(xué)上穩(wěn)

4、定而動力學(xué)上不穩(wěn)定體系。11. 一個玻璃毛細(xì)管分別插入 25c和75c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) 25C 水中高于75c 水中；(D) 75c 水中高于25C 水中。12 .在一個密閉的容器中，有大小不同的兩個水珠，長期放置后，會發(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13 .對于膠團(tuán)(AgBr) mnAg+ (n-x)NO-x+ xNQ,下列說法中不正確的是(B )(A)膠核是(AgBr) m(B)* n+x(C)膠粒是(AgBr) m-nAg

5、+ (n-x)NQ-x+(D)在電場中膠粒向負(fù)極移動14 .對于As2s (負(fù)溶膠)，聚沉能力最大的是(C )(A) K2SO (B) CaCl 2(C) AlCl 3(D) Na 3PO15 .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 .對于物理吸附和化學(xué)吸附的關(guān)系，以下描述正確的是(C )(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

6、 )(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 .下列系統(tǒng)中，屬于熱力學(xué)穩(wěn)定系統(tǒng)的是(D )(A)過飽和溶液(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 .溶膠有三個最基本的

7、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 ）。A . Y AB 丫 a+ 丫 B（B） Y B 丫 a+ 丫 AB（C）丫 a 丫 ab+ y b（D） Y AB Y a+ Y B24.表面活性劑在結(jié)構(gòu)上的特征是（D ）（A） 一定具有磺酸基或高級脂肪姓基（B）一定具有親水基（

8、C） 一定具有親油基（D）一定具有親水基和憎水基25.下列各性質(zhì)中不屬于溶膠動力學(xué)性質(zhì)的是（C ）A.布郎運(yùn)動 （B） 擴(kuò)散 （C） 電泳 （D） 沉降平衡二.填空與判斷（15分）1 .憎液固體，具表面不能為液體所潤濕，其相應(yīng)的接觸角 9 90 o。2 .促使溶膠穩(wěn)定的三個重要原因是分散質(zhì)粒子帶電 、溶劑化作用與布朗運(yùn)動。3 .列舉四種常見的亞穩(wěn)狀態(tài)過冷液體，過熱液體,過飽和蒸汽 與 過飽和溶液。4 .亞穩(wěn)態(tài)能較長時(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 .二電位是膠體

9、粒子所帶電量的真實(shí)值（錯）對/錯。7 .固體自身表面張力越低，則越難被液體所潤濕（對）對 /錯。8 .只有兩性物質(zhì)組成的溶膠才有等電點(diǎn)（錯）對 /錯。三、簡答題（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)問的作用力為化學(xué)鍵力（2分）。2 .簡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）、棒狀（1分）和層狀

10、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）。4 .根據(jù)DLVO!論，試解釋外加電解質(zhì)對帶電溶膠穩(wěn)定性的影響。（5分）答：根據(jù)DLVO!論，在月$團(tuán)之間,既存在著斥力勢能,又存在著吸力勢能，膠體 系統(tǒng)的相對穩(wěn)定或聚沉取決于斥力勢能和吸力勢能的相對大小 （1分）。加入電解質(zhì)后， 對溶膠體系內(nèi)膠體粒的引力勢能影響不大 （

11、2分），但會明顯降低粒子間的斥力勢能（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：電泳一在外加電場下，膠體溶液中的膠體粒子在分散介質(zhì)中定向移動的現(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?。?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。四.計(jì)算題（30分）1 .有一面積為iooxio3 m的水庫，今欲以十六酸的單分子膜鋪展在水面上，來阻

12、止水蒸發(fā)，問需要多少公斤十六酸（假設(shè)單分子凝聚膜的分子面積為仃=25 xio-20m2） O（7分）3解：所需分子數(shù)N=A = 100嗎 4父1023個（2分）二 25 10辛4 1023n = N / Na =23 =0.665mol （2 分）6.023 10m=nM =0.665M256.43=0.171Kg （3 分）（每列對一個公式，給1分）2 .計(jì)算半徑為50?; 5X104?； 5X106?小水滴在1atm外壓下的內(nèi)壓，已知水的表面 張力為 72.8 X 10-3N/R1 （7 分）,力2解：AP =P內(nèi)-P外=，因止匕，P內(nèi)r（每個2分，若最后答案出錯，則扣 1分）3 . 0C

13、時(shí)用木炭吸附氣體 CQ當(dāng)CO的平衡壓力分別為24.0 X 103Pa和41.2 X103Pa時(shí), 對應(yīng)的吸附量分別為5.567和8.668 m3/Kg,若該吸附符合Langmuir吸附等溫式，試P解：由Langmuir公式一 V計(jì)算固體表面的覆蓋率達(dá)90%時(shí)，CO勺平衡壓力為多少。（8分） =+（或者 V =Vm-bp-亦可）Vm bVm1 bP將已知帶入上式，得24。1035.567341.2 1038.66824 1031+VmbVm（2 分）_ 41.2 103一 Vm bVm則b=6.95 X10-6 （Vm可不計(jì)算出，不影響答案）（2分）當(dāng)覆蓋率為90%時(shí)，8 =上=90%時(shí)，得V=

14、0.9V（1分）VmP P 1（1分）則，一0.9Vm Vm bVm，P= 1293.88KPa （2 分）（每列對一個公式，給1分）4 . 19C時(shí)，丁酸水溶液的表面張力可表示為¥=篇°a ln（1 + bc）,式中尸°為純水的表面F與濃度c的關(guān)系；（2）已知張力，a和b為常數(shù)。（1）試求該溶液中丁酸的表面過剩a=13.1 N/m, b=19.62 L/mol ,計(jì)算 c=0.2000 mol/L 時(shí) r 為多少？（3）若丁酸濃度足 夠大，達(dá)到bc>>1時(shí)，r"為多少？設(shè)此時(shí)表面上丁酸形成單分子膜，計(jì)算液面上每個 丁酸分子所占的面積。（8分）解:5 -a ln（1 +bc）,=£ 盧）t= - £b（ -a '） = abc （2 分）RT dc RT 1 bc RT （1 bc）（2） a=13.1N/m , b=19.62L/mol, c=0