【考研类试卷】考研物理化学（界面现象）历年真题试卷汇编1及答案解析.doc

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1、考研物理化学（界面现象）历年真题试卷汇编 1 及答案解析(总分：74.00，做题时间：90 分钟)一、填空题(总题数：6，分数：12.00)1.填空题请完成下列各题，在各题的空处填入恰当的答案。（分数：2.00）_2.根据吉布斯吸附等温式，若 0，则 ddc_0；若 0，则 ddc_0。(2013 年四川大学)（分数：2.00）_3.弯曲液面和水平液面上饱和蒸气压的关系是 p 凸 _p 平 ；p 凹 _p 平。(2013 年四川大学)（分数：2.00）_4.稀溶液中溶质在溶液表面层中吸附量的计算公式为_。(2011 年陕西师范大学)（分数：2.00）_5.多孔硅胶有强烈的吸水性，吸水后，其表面

2、吉布斯自由能将_。(2010 年陕西师范大学)（分数：2.00）_6.当在水中加入表面活性剂形成溶液后，表面活性剂溶质在溶液表面层的浓度相比于溶液本体_，这种表面层与溶液本体之间的溶质浓度差别被称为_。(2017 年南京航空航天大学)（分数：2.00）_二、单项选择题(总题数：16，分数：32.00)7.单项选择题下列各题的备选答案中，只有一个是符合题意的。（分数：2.00）_8.298 K 时，蒸汽苯在石墨上的吸附符合兰缪尔吸附等温式，在 40 Pa 时，覆盖度 =005，当时=05 时，苯气体的平衡压力( )(2015 年西北大学；2010 年陕西师范大学)（分数：2.00）A.400 P

3、aB.760 PaC.1 000 PaD.20 Pa9.有两根相同的玻璃毛细管，分别插在 A 和 B 两个不同的液体中，设它们的接触角相同。已知 A =2 B ， A =2 B ，两根毛细管内液面上升的高度分别为 h A ，h B ，两者的关系为( )(2015 年西北大学)（分数：2.00）A.h A =2h BB.h A = C.h A =h BD.h A =4h B10.水中加入表面活性剂后，将会发生( )(2011 年陕西师范大学)（分数：2.00）A.ddc0，正吸附B.ddc0，负吸附C.ddc0，正吸附D.ddc0，负吸附11.直径为 001 的球形肥皂泡所受的附加压力为( )(

4、已知表面张力为 0025)(2011 年陕西师范大学)（分数：2.00）A.5 PaB.10 PaC.15 PaD.20 Pa12.接触角可确定固体某种性质，若亲液固体表面能被液体润湿，其相应的接触角( )(2015 年宁波大学)（分数：2.00）A.0=0B.90C.90D. 为任意角13.一个玻璃毛细管分别插入 25和 75的水中，则毛细管中的水在两不同温度的水中上升的高度( )(2015 年宁波大学；2015 你那中国科学技术大学)（分数：2.00）A.相同B.无法确定C.25水中高于 75水中D.25水中低于 75水中14.相同温度下，液体水、金属银和液体苯三种物质中表面张力最小的是(

5、 )(2013 年浙江工业大学)（分数：2.00）A.液体水B.金属银C.液体苯D.无法确定15.处于临界状态下时，液体的表面张力( )(2014 年浙江工业大学)（分数：2.00）A.大于零B.小于零C.等于零D.无法确定16.用 BET 法测定固体物质的比表面时，要求吸附剂之间的吸附为( )(2014 年浙江工业大学)（分数：2.00）A.物理吸附B.化学吸附C.低压下的吸附D.高压下的吸附17.将少量硫酸滴入水中，所产生的结果是( )(2014 年北京大学) （分数：2.00）A.B.C.D.18.一玻璃罩内封住半径大小不同的水滴，罩内充满水蒸气，过一会儿会观察到( )(2014 年北京

6、大学)（分数：2.00）A.大水滴变小，小水滴变大B.大水滴变大，小水滴变小C.无变化D.大小水滴皆蒸发消失19.如图 10 一 1 所示，一个简易的测量毛细管内径是否均匀的方法。在洁净的毛细管内放少量的纯水，将毛细管水平放置，发现水一直向右方移动，说明( )(2014 年北京大学) （分数：2.00）A.内径不均匀，向右逐渐变粗B.内径不均匀，向右逐渐变细C.内径均匀，水移动是正常的D.不能说明问题20.水在疏松土壤的毛细管中的饱和蒸气压为 p，平面状态水的饱和蒸气压为 p 0 ，根据疏松土壤比板结土壤防干旱的事实，可以断定( )(2015 年中国科学技术大学)（分数：2.00）A.pp 0

7、B.p=p 0C.pp 0D.不确定21.兰缪尔吸附等温式满足的条件下，下列不恰当的是( )(2015 年中国科学技术大学)（分数：2.00）A.固体表面是均匀的B.吸附质分子之间相互作用可忽略不计C.吸附是多分子层的D.吸附热不随吸附量改变22.一定温度下，某液体 A 与固体 B 的接触角大于 110，则 B 可以被 A 润湿的方式有( )（分数：2.00）A.沾湿B.沾湿，浸湿C.浸湿，铺展D.沾湿、浸湿、铺展三、计算题(总题数：8，分数：30.00)水的表面张力与温度的关系为 (mN.m 1 )=7564014t，今将 10 kg 纯水在 303 K，101 325 Pa的等温等压条件下

8、，可逆分散成半径为 10 8 m 的球形雾滴，试计算（分数：6.00）(1).环境所消耗的非体积功；（分数：2.00）_(2).小雾滴的饱和蒸汽压；（分数：2.00）_(3).该雾滴所受的附加压力。(已知 303 K，101 325 Pa 时，水的密度为 995 kg.m 3 )(2011 年陕两师范大学)（分数：2.00）_水蒸气迅速冷却到 29315 K，蒸气发生过饱和现象。当液滴蒸气压 p r 与正常饱和蒸气压 p 0 之比大约为 4 时，液滴便能生成。已知 29315 K 时，水的表面张力为 727510 3 N.m 1 ，密度为 9982 kg.m 3 。试计算（分数：6.00）(1

9、).在此过饱和情况形成液滴的半径；（分数：2.00）_(2).一个液滴中有多少个水分子?（分数：2.00）_(3).液滴表面与液滴内部分子数之比及滴液表面分子数。已知水分子的半径为 r=120A。(2011 年陕西师范大学)（分数：2.00）_291K 时，各种饱和脂肪酸水溶液的表面张力 （分数：4.00）(1).各种饱和脂肪酸水溶液的吉布斯吸附等温式；（分数：2.00）_(2).表面紧密排列时每个酸分子所占的面积。(2010 年陕西师范大学)（分数：2.00）_23.将半径分别为 0610 3 m 和 0410 3 m 的两支毛细管同时插入某液体中，测得两管中的液面差为 100 cm。已知液

10、体的密度为 900 kg.m 3 ，并假设接触角为 0，求液体的表面张力。(2010 年电子科技大学)（分数：2.00）_24.如果水中仅含有半径为 10010 3 mm 的空气泡，试求这样的水开始沸腾的温度为多少度?已知100以上水的表面张力为 0058 9 N.m 1 ，汽化热为 407 kJ.mol 1 。(2011 年电子科技大学)（分数：2.00）_25.钢包(盛钢水的桶)底部有一透气砖，透过透气砖可以向钢包内吹入惰性气体氩气，以赶走包内的氧气，净化钢水。为了在不吹氩气时钢水不从透气砖中漏出来，求透气砖气孔的最大半径为多少?(已知钢水深 2 m，密度 =7 000 kg.m 3 ，表

11、面张力 =1 30010 3 N.m 1 ，重力常数 g=98 m.s 2 ，钢水与孔壁的接触角 =150)(2014 年电子科技大学)（分数：2.00）_用活性炭吸附 CHCl 3 时，0时最大吸附量(盖满一层)为 988 dm 3 .kg 1 。已知该温度下 CHCl 3 的分压为 13410 3 Pa 时的平衡吸附量为 825 dm 3 .kg 1 ，试计算：（分数：4.00）(1).兰缪尔吸附定温式中的常数 a；（分数：2.00）_(2).0，CHCl 3 分压为 66710 3 Pa 下吸附平衡时每千克吸附剂吸附气体的体积。(2014 年电子科技大学)（分数：2.00）_一个半径为

12、2 cm 的小玻璃杯，里面盛有水银，将一小滴水滴在水银表面，已知： 汞空气 =0483 N.m 1 ， 水空气 =0072 8 N.m 1 ， 汞水 =0375 N.m 1 。（分数：4.00）(1).试问水能否在水银表面铺展?（分数：2.00）_(2).假定水能在水银表面铺展，求铺展过程 Gibbs 函数的改变。(2014 年北京大学)（分数：2.00）_考研物理化学（界面现象）历年真题试卷汇编 1 答案解析(总分：74.00，做题时间：90 分钟)一、填空题(总题数：6，分数：12.00)1.填空题请完成下列各题，在各题的空处填入恰当的答案。（分数：2.00）_解析：2.根据吉布斯吸附等温

13、式，若 0，则 ddc_0；若 0，则 ddc_0。(2013 年四川大学)（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：，)解析：解析：根据吉布斯吸附等温式3.弯曲液面和水平液面上饱和蒸气压的关系是 p 凸 _p 平 ；p 凹 _p 平。(2013 年四川大学)（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：，)解析：解析：根据拉普拉斯方程 4.稀溶液中溶质在溶液表面层中吸附量的计算公式为_。(2011 年陕西师范大学)（分数：2.00）_正确答案：(正确答案： )解析：5.多孔硅胶有强烈的吸水性，吸水后，其表面吉布斯自由能将_。(2010 年陕西师范大学)（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：下

14、降)解析：6.当在水中加入表面活性剂形成溶液后，表面活性剂溶质在溶液表面层的浓度相比于溶液本体_，这种表面层与溶液本体之间的溶质浓度差别被称为_。(2017 年南京航空航天大学)（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：高，表面过剩)解析：二、单项选择题(总题数：16，分数：32.00)7.单项选择题下列各题的备选答案中，只有一个是符合题意的。（分数：2.00）_解析：8.298 K 时，蒸汽苯在石墨上的吸附符合兰缪尔吸附等温式，在 40 Pa 时，覆盖度 =005，当时=05 时，苯气体的平衡压力( )(2015 年西北大学；2010 年陕西师范大学)（分数：2.00）A.400 PaB.7

15、60 Pa C.1 000 PaD.20 Pa解析：解析：根据朗缪尔吸附等温式： 在 40 Pa 时，覆盖度 =005，代入数据，可得9.有两根相同的玻璃毛细管，分别插在 A 和 B 两个不同的液体中，设它们的接触角相同。已知 A =2 B ， A =2 B ，两根毛细管内液面上升的高度分别为 h A ，h B ，两者的关系为( )(2015 年西北大学)（分数：2.00）A.h A =2h BB.h A = C.h A =h B D.h A =4h B解析：解析：因为 所以10.水中加入表面活性剂后，将会发生( )(2011 年陕西师范大学)（分数：2.00）A.ddc0，正吸附 B.ddc

16、0，负吸附C.ddc0，正吸附D.ddc0，负吸附解析：解析：表面活性剂加入水后，会使溶液的表面张力明显降低，表面张力随表面活性物质的浓度增加而降低，故 吉布斯吸附等温式为11.直径为 001 的球形肥皂泡所受的附加压力为( )(已知表面张力为 0025)(2011 年陕西师范大学)（分数：2.00）A.5 PaB.10 PaC.15 PaD.20 Pa 解析：解析：根据拉普拉斯方程，可得12.接触角可确定固体某种性质，若亲液固体表面能被液体润湿，其相应的接触角( )(2015 年宁波大学)（分数：2.00）A.0=0B.90C.90 D. 为任意角解析：解析：一般以 =90为分界线，90为能

17、润湿，90为不能润湿，=0或不存在为完全润湿，=180为完全不能润湿。13.一个玻璃毛细管分别插入 25和 75的水中，则毛细管中的水在两不同温度的水中上升的高度( )(2015 年宁波大学；2015 你那中国科学技术大学)（分数：2.00）A.相同B.无法确定C.25水中高于 75水中 D.25水中低于 75水中解析：解析：高度计算公式为14.相同温度下，液体水、金属银和液体苯三种物质中表面张力最小的是( )(2013 年浙江工业大学)（分数：2.00）A.液体水B.金属银C.液体苯 D.无法确定解析：解析：界面张力与物质的本性有关，不同液体表面张力之间的差异主要是由液体分子之间的作用力不同

18、而造成的。一般说来，极性液体(如水)的表面张力大，非极性液体的表面张力较小；熔融的盐以及熔融的金属分子间分别以离子键和金属键相互作用，表面张力也很高；汞是液态金属，表面张力很高；固体分子间的相互作用远大于液体，所以固态物质一般要比液态物质具有更高的表面张力。15.处于临界状态下时，液体的表面张力( )(2014 年浙江工业大学)（分数：2.00）A.大于零B.小于零C.等于零 D.无法确定解析：解析：当温度趋于临界温度时，饱和液体与饱和蒸汽的性质趋于一致，相界面趋于消失，此时液体的表面张力趋于零。16.用 BET 法测定固体物质的比表面时，要求吸附剂之间的吸附为( )(2014 年浙江工业大学

19、)（分数：2.00）A.物理吸附 B.化学吸附C.低压下的吸附D.高压下的吸附解析：解析：BET 法适用于低温物理吸附。17.将少量硫酸滴入水中，所产生的结果是( )(2014 年北京大学) （分数：2.00）A.B.C.D. 解析：解析：硫酸是非表面活性物质，加入水中以后可使溶液的表面张力明显升高，表面张力随非表面活性物质浓度的增加而增加，故 因为吉布斯吸附等温式为18.一玻璃罩内封住半径大小不同的水滴，罩内充满水蒸气，过一会儿会观察到( )(2014 年北京大学)（分数：2.00）A.大水滴变小，小水滴变大B.大水滴变大，小水滴变小 C.无变化D.大小水滴皆蒸发消失解析：解析：小水滴表面所

20、受的附加压力大，表面上的蒸气压高，所以小水滴不断蒸发而缩小；水蒸气在大水滴上不断凝聚而变大。19.如图 10 一 1 所示，一个简易的测量毛细管内径是否均匀的方法。在洁净的毛细管内放少量的纯水，将毛细管水平放置，发现水一直向右方移动，说明( )(2014 年北京大学) （分数：2.00）A.内径不均匀，向右逐渐变粗B.内径不均匀，向右逐渐变细 C.内径均匀，水移动是正常的D.不能说明问题解析：解析：水在毛细管内润湿呈凹液面，附加压力指向凹液面球心，由于20.水在疏松土壤的毛细管中的饱和蒸气压为 p，平面状态水的饱和蒸气压为 p 0 ，根据疏松土壤比板结土壤防干旱的事实，可以断定( )(2015

21、 年中国科学技术大学)（分数：2.00）A.pp 0 B.p=p 0C.pp 0D.不确定解析：解析：板结土壤中，有上下连通的毛细管，地下水经连通的毛细管不断通到地表而被蒸发；疏松地层中，毛细管被切断，保持土壤中的水分不被蒸发，而处于地表的毛细管还可以凝聚空气中的水分，形成向下的液柱，故 pp 0 。21.兰缪尔吸附等温式满足的条件下，下列不恰当的是( )(2015 年中国科学技术大学)（分数：2.00）A.固体表面是均匀的B.吸附质分子之间相互作用可忽略不计C.吸附是多分子层的 D.吸附热不随吸附量改变解析：解析：兰缪尔在导出他的吸附等温式时，引进了假定。假定固体表面为单分子层吸附，并假定固

22、体表面是均匀的，则均匀的固体表面上的吸附热应该是一个常数，不随表面覆盖率的大小而发生改变；被吸附在固体表面上的分子间无相互作用力。22.一定温度下，某液体 A 与固体 B 的接触角大于 110，则 B 可以被 A 润湿的方式有( )（分数：2.00）A.沾湿 B.沾湿，浸湿C.浸湿，铺展D.沾湿、浸湿、铺展解析：解析：若液体在固体上的接触角 90180，发生沾湿；90，发生浸湿；0，则可以铺展。三、计算题(总题数：8，分数：30.00)水的表面张力与温度的关系为 (mN.m 1 )=7564014t，今将 10 kg 纯水在 303 K，101 325 Pa的等温等压条件下，可逆分散成半径为

23、10 8 m 的球形雾滴，试计算（分数：6.00）(1).环境所消耗的非体积功；（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：由液态水变为球形雾滴时，由于总体积不变，故 )解析：(2).小雾滴的饱和蒸汽压；（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：开尔文公式为 RTln(p r p)=2M(p r ) 代入数据，得 8314303ln(p r 101325)=2714410 3 1810 3 (9951010 8 ) 由此可求出 p r =112 273 Pa)解析：(3).该雾滴所受的附加压力。(已知 303 K，101 325 Pa 时，水的密度为 995 kg.m 3 )(2011 年陕两师

24、范大学)（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：小雾滴的附加压力 p=2r=2714410 3 (1010 8 )=14310 7 Pa)解析：水蒸气迅速冷却到 29315 K，蒸气发生过饱和现象。当液滴蒸气压 p r 与正常饱和蒸气压 p 0 之比大约为 4 时，液滴便能生成。已知 29315 K 时，水的表面张力为 727510 3 N.m 1 ，密度为 9982 kg.m 3 。试计算（分数：6.00）(1).在此过饱和情况形成液滴的半径；（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：根据开尔文公式 则小液滴半径 )解析：(2).一个液滴中有多少个水分子?（分数：2.00）_正确答案：(正

25、确答案：半径为 r 的小液滴体积为 r 3 。 )解析：(3).液滴表面与液滴内部分子数之比及滴液表面分子数。已知水分子的半径为 r=120A。(2011 年陕西师范大学)（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：液滴表面分子数 )解析：291K 时，各种饱和脂肪酸水溶液的表面张力 （分数：4.00）(1).各种饱和脂肪酸水溶液的吉布斯吸附等温式；（分数：2.00）_正确答案：(正确答案： 将 0 =0072 86 及 6=0441 代入，得 )解析：(2).表面紧密排列时每个酸分子所占的面积。(2010 年陕西师范大学)（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：当达到饱和吸附时，由于 ca，

26、所以 )解析：23.将半径分别为 0610 3 m 和 0410 3 m 的两支毛细管同时插入某液体中，测得两管中的液面差为 100 cm。已知液体的密度为 900 kg.m 3 ，并假设接触角为 0，求液体的表面张力。(2010 年电子科技大学)（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：液体在两毛细管中上升的高度分别为 两式相减得 则有 )解析：24.如果水中仅含有半径为 10010 3 mm 的空气泡，试求这样的水开始沸腾的温度为多少度?已知100以上水的表面张力为 0058 9 N.m 1 ，汽化热为 407 kJ.mol 1 。(2011 年电子科技大学)（分数：2.00）_正确答案：

27、(正确答案：空气泡上的附加压力为 ，当水沸腾时，空气泡中的水蒸气压至少等于(P +p)，应用 ClapeyronClausius 方程可求出蒸汽压为(p +p)时的平衡温度 T 2 ，此即沸腾温度。 )解析：25.钢包(盛钢水的桶)底部有一透气砖，透过透气砖可以向钢包内吹入惰性气体氩气，以赶走包内的氧气，净化钢水。为了在不吹氩气时钢水不从透气砖中漏出来，求透气砖气孔的最大半径为多少?(已知钢水深 2 m，密度 =7 000 kg.m 3 ，表面张力 =1 30010 3 N.m 1 ，重力常数 g=98 m.s 2 ，钢水与孔壁的接触角 =150)(2014 年电子科技大学)（分数：2.00）

28、_正确答案：(正确答案：钢液不能润湿耐火砖，在毛细孔中形成凸面，且因在容器的底部，所以钢液在毛细孔中的形状如图 104 所示。 由于在凸面上的附加压力指向曲面圆心，是指向容器内部的，可使毛细孔中的液面略高于平面(虚线所示)，所以 YoungLaplace 公式中的密度差应等于 = 孔 一 钢液 一 钢液 故 )解析：用活性炭吸附 CHCl 3 时，0时最大吸附量(盖满一层)为 988 dm 3 .kg 1 。已知该温度下 CHCl 3 的分压为 13410 3 Pa 时的平衡吸附量为 825 dm 3 .kg 1 ，试计算：（分数：4.00）(1).兰缪尔吸附定温式中的常数 a；（分数：2.0

29、0）_正确答案：(正确答案：表面覆盖率 是指某压力下的平衡吸附量与饱和吸附量之比，即 Langmuir 吸附等温式 代入数值 )解析：(2).0，CHCl 3 分压为 66710 3 Pa 下吸附平衡时每千克吸附剂吸附气体的体积。(2014 年电子科技大学)（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：CHCl 3 分压为 66710 3 时 )解析：一个半径为 2 cm 的小玻璃杯，里面盛有水银，将一小滴水滴在水银表面，已知： 汞空气 =0483 N.m 1 ， 水空气 =0072 8 N.m 1 ， 汞水 =0375 N.m 1 。（分数：4.00）(1).试问水能否在水银表面铺展?（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：根据铺展系数的定义 S B/A = A B AB 若 S B/A =一G a 0，则能展开。当水在汞表面时 S H2O/Hg = Hg H2O 一 H2O/Hg Hg=(04830072 80375)N.m 1 =00032 N.m 1 0 所以水可以在汞表面展开。)解析：(2).假定水能在水银表面铺展，求铺展过程 Gibbs 函数的改变。(2014 年北京大学)（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：当水在汞表面铺展时 G=A.G a =4r 2 .(一 S H2O/Hg )=一 4(210 2 ) 2 0003 2 =一 40210 6 )解析：