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多组分系统热力学补充练习题

第3章多组分系统热力学

(一)、填空题

1.偏摩尔量是指多组分系统中的任一量X(如、、等)在温度和压力及除了组分B以外其它各组分的物质的量均不变的条件下,由于某一组分B的物质的量的极微小变化而引起系统量X随组分B的物质的量的变化率。

2.理想液态混合物是指在一定温度下,液态混合物中的任意组分在全部的组成范围内都遵守定律的混合物,可以认为此溶液中各种分子的是相同的。

3.物质标准态的规定如下,固态:固体纯物质在的状态;液态:纯液体在的状态;气态:-在任一温度T,标准压力p°下的状态。在这些状态下物质所具有的化学势为各自的标准化学势。

4.A、B两液体形成理想液态混合物,已知在温度T时纯A和B的饱和蒸气压分别为p A*=40kPa和p B*=120 kPa,若该混合物在温度T及压力100 kPa时开始沸腾,则此时的液相和气相组成为x B= , y B= 。

5.在室温下,一定量的苯和甲苯混合,这一过程所对应△H的大约为。

6.在某温度下,纯液体A的饱和蒸气压是纯液体B的13倍,A和B形成理想液态混合物,若平衡时的气相中A和B的摩尔分数相等,则液相中A和B的摩尔分数比为。7.0.5molNaOH固体在288.2K时溶于4.559mol水中形成溶液的蒸气压为1363.9Pa,而此时纯水的蒸气压为1704.9Pa。则溶液中水的活度为,溶液中溶剂的化学势和纯水的化学势相差。

8.含有某非挥发性溶质的水的稀溶液,在271K时凝固,水的K f为1.86K·kg·mol-1、K b 为0.52 K·kg·mol-1,该溶液的正常沸点为,298.15K时的渗透压为。

9. 353.15K时,苯和甲苯的蒸气压分别为100 kPa和38.7kPa,二者形成混合物,其平衡气相的组成为y(苯)为0.30,则液相的组成x(苯)为。

10. 298.15K时,水(A)和丙酮(B)组成溶液,实验测得x B=0.1791,p=21.30kPa,y B=0.8782,已知p B*=30.61kPa,k x,B=185kPa,将该溶液视为液态混合物,则丙酮(B)的活度系数γB为,将该溶液视为稀溶液,则丙酮(B)的活度系数γx,B为。

11. 下列各种状态H2O的化学势,(1)298.15K,100 kPa ,0.05 mol·dm-3乙醇的水溶液,μ1;(2)298.15K,100 kPa ,0.01 mol·dm-3乙醇的水溶液,μ2;(3)298.15K,100 kPa ,

纯水,μ3;按由高到低的顺序排列为。

填空题参考答案

1.广延量,G、H、U ,广延量

2.拉乌尔,作用力

3.在任一温度T、标准压力pо(100kPa),在任一温度T、标准压力pо(100kPa),理想气体

4.0.75 , 0.9

5.0

6.1:13

7.0.8 , -534.7J·mol-1

8. 373.75K,2.86×106Pa

9.0.142

10. 3.412, 0.565

11.μ3>μ2>μ1

(二)选择题

1. 在α,β两相中均含有A和B两种物质,达到相平衡时,下列各式正确的是:

A.μAα=μBβ B.μBα=μBβ

C.μAα=μBα D. μBα=μAβ

2.在298.15K时0.01mol·dm-3葡萄糖水溶液的渗透压π1, 0.01mol dm-3硫酸钾水溶液的渗透压π2,下列各项正确的是:

A.π1>π2B。π1<π2

C.π1=π2D。不能确定

3.组分B从α相扩散入β相中,则以下说法正确的有:

A.总是从浓度高的相扩散入浓度低的相

B.总是从浓度低的相扩散入浓度高的相

C.平衡时两相浓度相等

D.总是从高化学势移向低化学势

4.在298.15K 时,A 和B 两种气体在某溶剂中的亨利系数分别为k A 和k B , 并有

k A >k B ,当A 和B 具有相同的分压力时,二者的浓度关系为:

A . c A =c

B B 。 c A > c B

C 。 c A < c B

D 。 不能确定

5. A 和B 形成理想溶液,已知373K 时纯A 的蒸气压为133.32kPa ,纯B 的蒸气压为

66.66kPa ,与此二元溶液成平衡的气相中的A 摩尔分数为2/3时,溶液中A 的摩尔分

数为:

A . 1

B 。 2/3

C 。 1/2

D 。1/4

6. 在298.15K, 101325Pa 时某溶液中溶剂A 的蒸气压为p A ,化学势为T A *,凝固点为T A ,

上述三者与纯溶剂的p A *,μA *,T A *相比,有

A . p A *< p A , μA *<μA , T A *< T A

B 。 p A *> p A , μA *<μA , T A *< T A

C . p A *> p A , μA *<μA , T A *> T A

D 。 p A *> p A , μA *>μA , T A *> T A

7. 下列活度与标准态的关系表述正确的是 ( )

A. 活度等于1的状态必为标准态

B. 活度等于1的状态与标准态的化学势相等

C. 标准态的活度并不一定等于1

D. 活度与标准态的选择无关

8. 下列关于亨利系数的讨论中,不正确的是 ( )

A. 其值因溶液组成表示方法不同而异

B. 其值与温度有关

C. 其值与溶质溶剂的性质均有关

D. 其值与溶质的活度有关

9. 溶剂服从拉乌尔定律同时溶质服从亨利定律的二元溶液是 ( )

A 理想稀溶液

B 理想溶液

C 实际溶液

D 共轭溶液

10. 由水(1)和甲醇(2)组成的二元溶液,下列各式不是甲醇在此溶液中化学势的是 ( )

A 1,,2

n p S n H ???? ???? B 1,,2n p T n G ???? ???? C 1,,2

n V T n A ???? ???? D 1,,2n p T n U ???? ???? 11.在298.15K 时,纯丙酮的蒸气压为43 kPa ,在氯仿的摩尔分数为0.30的丙酮-氯仿

二元溶液上丙酮的蒸气压为26.77kPa ,则此溶液

A 为理想溶液

B 对丙酮为正偏差

C 对

D 丙酮为负偏差 D 以上都不对

选择题参考答案

1. B ;

2. B ;

3. D ; 4. C ;

5. C ;

6. D ;

7. B;

8. .D ;

9. A ; 10. D ; 11. C ;

(三)讨论习题

1. 1mol 理想气体在298.15K 时,由100 kPa 变化到200 kPa ,求化学势的变化值。

解:纯理想气体的化学势为μ=μ*+RT ln p/p о

则 △μ=μ2-μ1=RT ln p 2/p о

- RT ln p 1/p о = RT ln200/100 = 1718.2J

2. 298K 时,物质的量为n 的NaCl 溶于1000g 水中,形成溶液的体积V 与物质的量n 之间

的关系为:

V /cm 3=1001.38+16.625n /mol+1.7738(n /mol)3/2 +0.1194(n /mol)2

试计算b=1mol/kg NaCl 溶液中H 2O 和NaCl 的偏摩尔体积。

解:由V /cm 3=1001.38+16.625n /mol+1.7738(n /mol)3/2 +0.1194(n /mol)2

NaCl 的偏摩尔体积:

V NaCl = V 2 = 1

,,2n p T n V ???? ????=16.625+3/2?1.7738 n 1/2 + 2?0.1194n 当n =1时,V NaCl = 19.5278cm 3

由 V =n 1V 1+ n 2V 2 , 而n 1=1000/18=55.55mol

对b 2=1mol/kg 的NaCl 溶液,其总体积为

V =1001.38+16.625 +1.7738 +0.1194=1019.89cm 3

所以 V 1 = (V — n 2V 2)/ n 1 = 18.0084cm 3