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第 四 章 溶 液1.浓度均为0.01mol·kg -1的蔗糖、葡萄糖、HAc 、NaCl 、BaCl 2其水溶液的凝固点哪一个最高，哪一个最低？解：NaCl 、BaCl 2是强电解质，HAc 是弱电解质，蔗糖、葡萄糖是非电解质。
同浓度的化合物，其质点数大小依次为： BaCl 2﹥NaCl ﹥HAc ﹥蔗糖 = 葡萄糖故凝固点最高是蔗糖和葡萄糖，最低是BaCl 2 水溶液。
2.溶解3.24g 硫于40g 苯中，苯的沸点升高0.18K ，已知苯的K b =2.53，问硫在此溶液中的分子是由几个硫原子组成的？解：设〝硫分子〞的摩尔质量为M （g·mol -1）据ΔT b =K b ·m m=b b K T ∆=53.281.0=0.32(mol·kg -1)又∵m=M 24.3×401000 ∴M=253(g·mol -1) ∵硫原子量是32， ∴硫分子是由八个硫原子组成。
3.为了防止水在仪器内结冰，可以加入甘油以降低其凝固点，如需冰点降至271K ，则在100g 水中应加入甘油多少克？（甘油分子式为C 3H 8O 3）解：甘油的摩尔质量为92（g·mol -1）据ΔT f =K f ·m m=86.1271273-=1.075(mol·kg -1) ∴应加入甘油为1.075×92×100／1000=9.9克4.相同质量的葡萄糖和甘油分别溶于100g 水中，比较所得溶液的凝固点、沸点和渗透压。
解：二者均为非电解质，葡萄糖（C 6H 12O 6）摩尔质量大于甘油（C 3H 8O 3）的摩尔质量。
故相同质量的葡萄糖和甘油分别溶于100g 水中，得到的葡萄糖溶液的质量摩尔浓度小于甘油溶液。
按依数性原则，凝固点：葡萄糖溶液﹥甘油溶液；沸点：葡萄糖溶液﹤甘油溶液；渗透压：葡萄糖溶液﹤甘油溶液。
5.四氢呋喃（C 4H 8O ）曾被建议用作防冻剂，应往水中加多少克四氢呋喃才能使它的凝固点下降值与加1克乙二醇（C 2H 6O 2）作用相当？解： 四氢呋喃和乙二醇均为非电解质，故两者物质的量相等时，二者水溶液的ΔT f 相同。
4.1 引言溶液（solution）广义地说，两种或两种以上物质彼此以分子或离子状态均匀混合所形成的体系称为溶液。
溶液以物态可分为气态溶液、固态溶液和液态溶液。
根据溶液中溶质的导电性又可分为电解质溶液和非电解质溶液。
本章主要讨论液态的非电解质溶液。
溶剂（solvent）和溶质（solute）如果组成溶液的物质有不同的状态，通常将液态物质称为溶剂，气态或固态物质称为溶质。
如果都是液态，则把含量多的一种称为溶剂，含量少的称为溶质。
混合物（mixture）多组分均匀体系中，溶剂和溶质不加区分，各组分均可选用相同的标准态，使用相同的经验定律，这种体系称为混合物，也可分为气态混合物、液态混合物和固态混合物。
4.2 溶液组成的表示法(mole fraction)1.物质的量分数xB溶质B的物质的量与溶液中总的物质的量之比称为溶质B的物质的量分数，又称为摩尔分数，单位为1。
（molality）2.质量摩尔浓度mB溶质B的物质的量与溶剂A的质量之比称为溶质B的质量摩尔浓度，单位是mol.kg-1。
这个表示方法的优点是可以用准确的称重法来配制溶液，不受温度影响，电化学中用的很多。
（molarity）3.物质的量浓度cB溶质B的物质的量与溶液体积V的比值称为溶质B的物质的量浓度，或称为溶质B的浓度，单位是mol.m-3，但常用单位是mol.dm-3。
（mass fraction）4.质量分数wB溶质B的质量与溶液总质量之比称为溶质B的质量分数，单位为1。
4.3 偏摩尔量与化学势单组分体系的摩尔热力学函数值体系的状态函数中V，U，H，S，A，G 等是广度性质，与物质的量有关。
设由物质B组成的单组分体系的物质的量为n B，则各摩尔热力学函数值的定义式分别为：摩尔体积（molar volume）摩尔热力学能（molar thermodynamic energy）摩尔焓（molar enthalpy）摩尔熵（molar entropy）摩尔Helmholz自由能（molar Helmholz free energy）摩尔Gibbs 自由能（molar Gibbs free energy）这些摩尔热力学函数值都是强度性质。
第四章溶液一、单选题1.二元溶液，B组分的Henry系数等于同温度纯B的蒸汽压。
按Raoult定律定义活度系数（）(A)γA > γB(B)γA= γB= 1 (C)γB> γA(D)γA≠γB≠ 12.两液体的饱和蒸汽压分别为p*A，p*B，它们混合形成理想溶液，液相组成为x，气相组成为y，若p*A > p*B ，则：（）(A)y A > x A(B) y A > y B(C)x A > y A(D) y B > y A3.关于亨利系数，下列说法中正确的是：( )(A)其值与温度、浓度和压力有关(B)其值与温度、溶质性质和浓度有关(C)其值与温度、溶剂性质和浓度有关(D)其值与温度、溶质和溶剂性质及浓度的标度有关4.已知373K时液体A的饱和蒸气压为133.24kPa，液体B的饱和蒸气压为66.62kPa。
设A和B形成理想溶液，当溶液中A的物质的量分数为0.5时，在气相中A的物质的分数为：( )(A) 1 (B) 1/2 (C) 2/3 (D) 1/35.298K时，HCl(g,Mr=36.5)溶解在甲苯中的亨利常数为245kPa·kg·mol-1,当HCl(g)在甲苯溶液中的浓度达2%时，HCl(g)的平衡压力为： ( )(A) 138kPa (B) 11.99kPa (C) 4.9kPa (D) 49kPa6.(1) 溶液的化学势等于溶液中各组分的化学势之和(2) 对于纯组分，则化学势等于其Gibbs自由能(3) 理想溶液各组分在其全部浓度范围内服从Henry定律(4) 理想溶液各组分在其全部浓度范围内服从Raoult定律上述说法中正确的是： ( )(A) (1) (2) (B) (2) (3) (C) (2) (4) (D) (3) (4)7.真实气体的标准态是： ( )(A)f = p∅的真实气体(B)p = p∅的真实气体(C)f = p∅的理想气体(D) p = p∅的理想气体8.下述说法哪一个正确？某物质在临界点的性质( )(A)与外界温度有关(B)与外界压力有关(C)与外界物质有关(D)是该物质本身的特性9.今有298K，p∅的N2[状态I]和323K，p∅的N2[状态II]各一瓶，问哪瓶N2的化学势大？ ( )(A)μ(I)>μ(II) (B)μ(I)<μ(II) (C)μ(I)=μ(II) (D)不可比较10. 在298K、p∅下，两瓶含萘的苯溶液，第一瓶为2dm3(溶有0.5mol萘)，第二瓶为1dm3(溶有0.25mol萘)，若以μ1和μ 2 分别表示两瓶中萘的化学势，则( )(A)μ 1 = 10μ2(B)μ 1 = 2μ 2 (C)μ 1 = 1/2μ2(D)μ 1 = μ211. 298K，p∅下，苯和甲苯形成理想液体混合物，第一份溶液体积为2dm3，苯的物质的量为0.25，苯的化学势为μ1，第二份溶液的体积为1dm3，苯的物质的量为0.5，化学势为μ2,则 ( )(A)μ 1 > μ 2 (B)μ 1 < μ2(C)μ 1 = μ 2 (D)不确定12.有下述两种说法：( )(1) 自然界中，风总是从化学势高的地域吹向化学势低的地域(2) 自然界中，水总是从化学势高的地方流向化学势低的地方上述说法中，正确的是： ( )(A) (1) (B) (2) (C) (1) 和 (2) (D)都不对13. 2mol A物质和3mol B物质在等温等压下混和形成液体混合物，该系统中A 和B的偏摩尔体积分别为1.79⨯10-5m3·mol-1, 2.15⨯10-5m3·mol-1, 则混合物的总体积为： ( )(A) 9.67⨯10-5m3(B) 9.85⨯10-5m3 (C) 1.003⨯10-4m3 (D) 8.95⨯10-5m314.主要决定于溶解在溶液中粒子的数目，而不决定于这些粒子的性质的特性叫( )(A)一般特性(B)依数性特征(C)各向同性特征(D)等电子特性15.已知水在正常冰点时的摩尔熔化热∆fus Hm∅=6025J·mol-1，某水溶液的凝固点为258.15K, 该溶液的浓度x B为： ( )(A) 0.8571 (B) 0.1429 (C) 0.9353 (D) 0.064716.已知H2O(l)在正常沸点时的气化热为40.67kJ·mol-1，某挥发性物质B溶于H2O(l)后，其沸点升高10K，则该物质B在溶液中的物质的量分数为： ( )(A) 0.290 (B) 0.351 (C) 0.530 (D) 0.46717.18.两只各装有1kg水的烧杯，一只溶有0.01mol蔗糖，另一只溶有0.01molNaCl，按同样速度降温冷却，则： ( )(A)溶有蔗糖的杯子先结冰(B)两杯同时结冰(C)溶有NaCl的杯子先结冰(D)视外压而定19.沸点升高，说明在溶剂中加入非挥发性溶质后，该溶剂的化学势比纯剂的化学势：( )(A)升高(B)降低(C)相等(D)不确定20.二、多选题1.关于亨利定律，下面的表述中正确的是： ( )(A)若溶液中溶剂在某浓度区间遵从拉乌尔定律，则在该浓度区间组分B必遵从亨利定律。
(B)温度越高、压力越低，亨利定律越正确。
(C)因为亨利定律是稀溶液定律，所以任何溶质在稀溶液范围内都遵守亨利定律。
2.设N2和O2皆为理想气体，它们的温度、压力相同，均为298K、p∅，则这两种气体的化学势应该： ( )(A)相等(B)不一定相等(C)与物质的量有关(D)不可比较3.对于理想溶液，下列偏微商不为零的是： ( )(A)[∂(∆mix G/T)/ ∂T]p(B)[∂(∆mixS/T)/ ∂T]p(C)[∂(∆mixG)/ ∂T]p4.当某溶质溶于某溶剂中形成浓度一定的溶液时，若采用不同的浓标，则下列说法中不正确的是： ( )(A)溶质的标准态化学势相同(B)溶质的活度相同(C)溶质的活度系数相同(D)溶质的化学势相同三、填空题1.二元溶液，x A增大，如果p A增加，那么 (∂p B/∂x A)T ___ 0。
2.在室温、p∅下，O2比N2在水中有较大的溶解度，设二者的分压相等，两者在水中的Henry系数分别为k(O2)和k(N2) ，则k(O2) ___ k(N2)。
3.二元溶液，p B对Raoult定律发生负偏差，B的Henry系数 k B(x)___ p B*。
（p B*为同温下纯B的蒸汽压）。
4.二元溶液，按Raoult 定律定义，B的γB< 1。
若按Henry 定律p B = kx B定义，B的标准化学势为μ B□，那么μ B□___ μ B*。
（μ B* 为同温下纯液体B的化学势）。
5.苯-甲苯可看作理想溶液，按Henry定律定义的标准化学势μ苯□ (T,p) ___ μ* (T,p)。
后者是按Raoult 定律定义的标准化学势。
苯6.二元稀溶液，溶剂A的蒸汽压对Raoult定律产生正偏差，则溶液凝固点的降低∣∆T f'∣ ___ ∣∆T f∣。
∆T f是按溶剂服从Raoult 定律的计算值。
7.二元溶液中任一组分的偏摩尔体积均大于该纯组分的摩尔体积，那么溶液的摩尔过量体积V m E ___ 0。
8.已知A、B两组分可构成理想液体混合物，且该混合物在p∅下沸点为373.15K。
若A、B两组分在373.15K时的饱和蒸气压为106658Pa和79993Pa，则该理想液体混合物的组成为：x A = ______________________，平衡气相的组成为：y B =。
_____________________________9.在313K时，液体A的饱和蒸气压是液体B的饱和蒸气压的21倍，A和B形成理想液体混合物，当气相中A和B的物质的量相等时，液相中A和B的物质的量分别为x A = ______________，x B = ________________________。
10.在溶质为挥发性的理想溶液中，温度T时，平衡气相和液相中，溶剂A的组成为y A=0.89、x A=0.85，纯A的蒸气压为50kPa，则溶质B的亨利系数为(kPa)。
___________________________________11.A为非理想气体，α= (RT/p)-V m(re)。
现用图解积分方法在(α /RT) ~p图上获得温度380K时压力从0~ 10132.5kPa范围内的面积为0.211，则该气体的逸度系数γA =_____，在10132.5kPa压力时的逸度f A = ______________(kPa)。
由20p∅、300K进行等温膨胀，终态压力为p∅。
已知终态的逸度与12. 1mol H2始态的逸度之比f2/f1 = 0.05058, 则终态与始态的化学势之差值为。
__________________________13.所谓正偏差溶液是指在不同分子间的引力弱于同类分子间的引力时形成的，故分子逸出液面的倾向增加，此时p A_____p A*x A , ∆mix V_____0 , G E_____0。
(填> , = , < )14. 298K时，纯水的蒸气压为3.43Pa，某溶液中水的物质的量x1= 0.98 , 与溶液呈平衡的气相中水的分压为3.07kPa。
p∅的纯水为标准态，则该溶液中水的活度系数γH2O____1, (填> , = , < )15.由两种液体所形成的溶液，每组分的蒸气压对拉乌尔定律产生不大的正偏差，如果浓度用物质的量表示，当选取纯液体为参考态时，则组分的活度_____1。
16.A、B二组分形成下列各体系时，物质B的亨利常数K X, B与其饱和蒸气压p B*相比，应该是：(填 > , = ,< )(1) 当A、B形成理想液态混合物时，k x,B____ p B*(2) 当A、B形成一般正偏差体系时，k x,B____ p B*(3) 当A、B形成一般负偏差体系时，k x,B____ p B*四、是非题1.二元溶液x A(∂μA/∂x A)T,p = x B(∂μB/∂x B)T,p 。
2.溶质在全部浓度范围内服从Henry定律的二元溶液必为理想溶液。
3.二元溶液，活度系数γA > 1，必有γB> 1。
4.多组分溶液，溶剂服从Raoult定律，各溶质必服从Henry定律。
5.非理想气体μ = μ ∅(T) + RT ln f 。
f =1的状态即为标准态。
6.定温定压下，任一组分B在全部浓度范围内，其化学势μB为ln x B的线性函数的溶液即为理想溶液。
7.定温定压下，溶质加入稀溶液中，则不产生体积效应和热效应。
