第四章 多组分系统热力学及其在溶液中的应用自测题及答案
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第4章 多组分系统热力学思考题:1. 理想液态混合物和理想气体的微观模型有何不同?2. 理想稀溶液要“稀”到什么程度才算理想稀溶液?3. 在相同的温度和压力下,相同质量摩尔浓理想液态混合物和理想气体的微观模型有何不同?度的葡萄糖和食盐水溶液的渗透压是否相同?4. 在一完全密闭的透明恒温箱中放有两个体积相同的杯子。
往A ,B 杯中分别倒入1/3体积的纯水和蔗糖水溶液,并置于该恒温箱中。
假设恒温箱很小,有少量水蒸发即可达到饱和。
那么经足够长时间后,两杯中会发生什么现象?解释原因。
选择题:1. 下述各量中,哪些是偏摩尔量?( ) A. C n P T B n H ,,⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛∂∂ B. C n V T B n U ,,⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛∂∂ C. C n V T p A ,,⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛∂∂ D. C n V p T G ,,⎟⎠⎞⎜⎝⎛∂∂ E. C n p T B n V ,,⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛∂∂ F. Cn p S B n H ,,⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛∂∂ 下述各量中,哪些不是化学势?( )A. *,B m G B. C n S V B n U ,,⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛∂∂ C. C n p T B n H ,,⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛∂∂ D. Cn p T B n G ,,⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛∂∂ E. B μ F. Cn V T B n A ,,⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛∂∂ 2. 单一组分过冷液体的化学势比其固体的化学势( )A. 高B. 低C. 相等D. 不可比较3. 重结晶制盐的过程中,析出的NaCl 固体的化学势比母液中NaCl 的化学势( )A. 高B. 低C. 相等D. 不可比较4.在溶剂中加入非挥发性溶质后沸点升高,说明该溶剂的化学势比未加溶质前的化学势()A. 高B. 低C. 相等D. 不可比较5.恒温恒压下,在A、B组成的均相体系中,若A的偏摩尔体积随浓度的改变而增加时,B的偏摩尔体积将()A. 增加B. 减少C. 不变D. 不一定6.0℃,2PΘ时,水的化学势比冰的化学势()A. 高B. 低C. 相等D. 不可比较7.混合理想气体中组分i的标准态与混合非理想气体中组分i的标准态相比较,其关系为()A. 相同B. 不同C. 不一定相同D. 无关系8.下列哪种方法对消灭蚂蟥更有利?()A. 用手拍B. 用刀切成几段C. 扔到岸边暴晒D. 扔到岸边向其身体撒盐9.恒温下,B溶于A中组成溶液。
第四章 多组分体系统热力学一. 选择题1. 当某溶质溶于某溶剂形成一定的溶液时,若采用不同的浓标,则下列描述溶质的各说法中正确的是( )A. 浓度数据相同B. 活度数据相同C. 活度因子相同D. 化学势相同2. 恒温时在A 和B 的二元液系中,若增加A 组分使其分压p A 上升,则B 组分在气相中的分压p B 将( )A. 上升B. 不变C. 下降D. 不确定3. 沸点升高,说明在溶剂中加入非挥发性溶质后,该溶剂的化学势与加入前比较将( )A. 升高B. 不变C. 降低D. 无法确定4. 在α,β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. B. C. D.5. 在298.15K 时0.01m ol.dm -3葡萄糖水溶液的渗透压π1,0.01m ol.dm -3 硫酸钾水溶液的渗透压π2 ,下列各项正确的是( )A. B. C. D. 不能确定6. 组分B 从a 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到浓度高的相C. 平衡时两相浓度相等D. 总是从高化学势移向底化学势7. 在363,15K ,101.325kP a 时水和水蒸气构成两相平衡,两相化学势的关系为( )A. B. C. D. 不能确定8. 在298.15K,A 和B 两种气体在某种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,二者的浓度关系是( )A. B. C. D. 不能确定9. 对非理想液体中的溶质,当选假想的,符合亨利定律的,的状态为标准态时,下列结果正确的是( )时,时,时,时,,10. A和B形成理想溶液,已知373K时纯A的蒸气压为133.3kP a,纯 B的蒸气压为166.66kP a,与此二元溶液成平衡的气相中的摩尔分数为2/3时,溶液中A的摩尔分数为( )A.1B.2/3C. 1/2D.1/411.在298.15K,101325P a时某溶液中溶剂A的蒸气压为p A,化学势为u A,凝固点为T A,上述三者与纯溶剂的相比,有( )12.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1D. 活度与标准态的选择无关13.下列关于亨利系数讨论中,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. 其值与溶剂的性质均有关D. 其值与溶质的活度有关14..对A,B二组分理想液态混合物系统中,下列说法不正确的是()A. A,B 在全部组成范围内均服从拉乌尔定律B. 该系统的沸点-组成图,液相线为直线C. 任一组分的化学势表示为D. 对任一组分均有15.在讨论稀溶液的蒸气压下降的规律时,溶质必须是()A. 挥发性溶质B.气体物质C.非挥发性溶质D. 电解质16.溶剂服从拉乌尔定律同时溶质服从亨利定律的二元溶液()A.理想稀溶液B.理想溶液C.实际溶液D.共轭溶液17..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 B C18.下列关于稀溶液依数性的讨论中,不正确的是( )A. 在依数性中最灵敏的性质是渗透压B. 在依数性公式的推导中,都应用了拉乌尔定律C. 依数性都可以用来测知溶剂的不纯性D. 在依数性公式的热力学推倒中没有任何近似假定,是十分严格的19.对于二元溶液,其组分的平衡分压与组成的关系为杜亥姆- 马居尔公式:,其适用的条件为( )A. 温度和总压恒定B. 温度恒定,气相为理想气体C. 恒温D. 温度和总压恒定,并且气相为理想气体20.在298.15K时,纯丙酮的蒸气压为43kP a,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26.77k P a,则此溶液( )A.为理想溶液B.对丙酮为正偏差C.对丙酮为负偏差D.以上都不对21. 1 mol A与n mol B组成的溶液,体积为0.65dm3,当x B = 0.8时,A的偏摩尔体积V A = 0.090dm3·mol-1,那么B的偏摩尔V B 为:(A) 0.140 dm3·mol-1;(B) 0.072 dm3·mol-1;(C) 0.028 dm3·mol-1;(D) 0.010 dm3·mol-1。
第四章多组分系统热力学练习1 题及答案.第四章多组分系统热力学练习1题及答案.第四章多组分系统热力学练习题及答案1.20 C下HCl溶于苯中达平衡,气相中HCl的分压为101.325 kPa时,溶液中HCl的摩尔分数为0.0425。
已知20 ?C时苯的饱和蒸气压为10.0 kPa,若20?C 时HCl和苯蒸气总压为101.325 kPa,求100 g笨中溶解多少克HCl。
解:设HCl在苯中的溶解符合Henry定律2.60 ?C时甲醇的饱和蒸气压是84.4 kPa,乙醇的饱和蒸气压是47.0 kPa。
二者可形成理想液态混合物。
若混合物的组成为二者的质量分数各50 %,求60 ?C 时此混合物的平衡蒸气组成,以摩尔分数表示。
解:质量分数与摩尔分数的关系为求得甲醇的摩尔分数为根据Raoult定律3.80 ?C是纯苯的蒸气压为100 kPa,纯甲苯的蒸气压为38.7 kPa。
两液体可形成理想液态混合物。
若有苯-甲苯的气-液平衡混合物,80 ?C时气相中苯的摩尔分数,求液相的组成。
解:根据Raoult定律t时纯AB,两液体能形成理想液态混合物。
已知在温度的饱和蒸气压A4.。
的饱和蒸气压B,纯t下,于气缸中将组成为的A, B(1)在温度混合气体恒温缓慢压缩,求凝结出第一滴微小液滴时系统的总压及该液滴的组成(以摩尔分数表示)为多少?t下开始沸腾,,温度两液体混合,并使此混合物在100 kPa2)若将A, B(求该液态混合物的组成及沸腾时饱和蒸气的组成(摩尔分数)。
解:1. 由于形成理想液态混合物,每个组分均符合Raoult定律; 2. 凝结出第t一滴微小液滴时气相组成不变。
因此在温度t 100 kPa,温度下开始沸腾,要求混合物在5. 已知101.325kPa下,纯苯(A)的正常沸点和摩尔蒸发焓分别为353.3K和?1,纯甲苯(B)的正常沸点和摩尔30762J·mol蒸发焓分别为383.7K和?1。
第四章 多组分系统热力学及其在溶液中的应用1.在298K 时,有0.10kg 质量分数为0.0947的硫酸H 2SO 4水溶液,试分别用(1)质量摩尔浓度B m ;(2)物质的量浓度和B c (3)摩尔分数B x 来表示硫酸的含量。
已知在该条件下,硫酸溶液的密度为331.060310kg m -⨯⋅ ,纯水的浓度为3997.1kg m -⋅ 。
解:质量摩尔浓度:()2410.19.47%/1009.47%0.1981.067mol H SO B n m W kg -⨯==-⨯=⋅水物质量浓度:()24331009.47%0.10.19.47%/98997.11.02310mol H SO B n c V m --⨯⨯===⨯g 水 摩尔分数:242420.0189H SO B H SO H On x n n ==+2、在K 298和大气压力下,含甲醇()B 的摩尔分数B x 为0.458的水溶液密度为30.8946kg dm -⋅,甲醇的偏摩尔体积313()39.80V CH OH cm mol -=⋅,试求该水溶液中水的摩尔体积2()V H O 。
解:3322CH OH CH OH H O H O V n V n V =+3322CH OH CH OHH O H OV n V V n -=以1mol 甲醇水溶液为基准,则330.45832(10.458)180.027290.894610m V dm ρ⨯+-⨯===⨯ ∴23310.027290.45839.801016.7210.458H OV cm mol ---⨯⨯==⋅-3.在298K 和大气压下,某酒窖中存在酒10.0m3,其中含乙醇的质量分数为0.96。
今欲加水调制含乙醇的质量分数为0.56的酒,试计算(1)应加入水的体积;(2)加水后,能得到含乙醇的质量分数为0.56的酒的体积已知该条件下,纯水的密度为3997.1kg m -⋅,水和乙醇的偏摩尔体积为()25C H OH ω()()6312/10V H O m mol --⋅()()63125/10V C H OH m mol --⋅0.96 14.61 58.0 0.5617.1156.58解:设加入水的物质的量为O H n 2',根据题意,未加水时,2520.9610.96::9.3914618C H OH H O n n -== 2525221C H OHC H OH H O H O V n V n V =⋅+⋅ 即 661001.581061.1410522--⨯⨯+⨯⨯=OH H C O H n n解出:25167882C H OH n mol =217877H O n mol = 加入水后,25220.5610.56:():0.4984618C H OH H O H O n n n -'+== 20.5610.56167882:(17877):0.4984618H O n -'+==2'317887H On mol = 加入水的物质的体积为23331788718105.727()999.1H O V m -⨯⨯'== 2525222252'26'6()56.5810(17877)17.1110C H OH C H OH H O H OH OC H OH H OV n V n n V n n --=++=⨯⨯++⨯⨯329.4984495 5.76753115.266V m =+=4.在K 298和kPa 100下,甲醇)(B 的摩尔分数B x 为30.0的水溶液中,水)(A 和甲醇)(B 的偏摩尔体积分别为:132765.17)(-⋅=mol cm O H V ,133632.38)(-⋅=mol cm OH CH V 。
第四章 溶液—多组分体系热力学在溶液中应用思考题:1.水溶液的蒸气压一定小于同温度下纯水的饱和蒸气压,是否正确。
2.系统达到平衡时,偏摩尔量为一个确定的值吗?3.判断对错:如果将少量挥发性液体加入溶剂中形成稀溶液,则溶液的沸点一定高于相同压力下纯溶剂剂的沸点。
溶液的凝固点也一定低于相同压力下纯溶剂的凝固点。
4.298K 时0.01mol ·kg -1的蔗糖水溶液的渗透压与0.01mol ·kg -1的食盐水的渗透压是否相同。
5.在一定的温度和同一溶剂中.某气体的亨利系数越大,则此气体在该溶剂中的溶解度越大,对吗?选择题:1.关于活度的几种说法中,不正确的是( )。
(A )标准态的活度等于1 (B )活度等于1的状态必为标准态(C )活度与标准态的选择有关 (D )活度等于1的状态与标准态的化学势相等2.下列各量称做偏摩尔量的是(A )i j n ,V ,S i )n U (≠∂∂ (B ) i j n ,V ,T i )n p (≠∂∂ (C ) i j n ,p ,T i )n H (≠∂∂ (D )i j n ,V ,S i)n S (≠∂∂3.1μ,2μ分别为298K 、p 的O 2和 H 2,则:(A) 1μ= 2μ,01μ =02μ (B) 因为01μ≠02μ,1μ与2μ大小无法比较 (C) 1μ>2μ,01μ =02μ (D) 1μ<2μ,01μ <02μ4.由A 及B 二种液体组成理想溶液,A 、B 的饱和蒸气压分别为p *A 、p *B ,x 为液相组成,y 为气相组成,若p *A > p *B ( * 表示纯态),则:(A) x A > x B (B) x A > y A(C) 无法确定 (D) x A < y A5.下列各量称做化学势的是(A) i j n ,V ,S i )n (≠∂μ∂ (B) i j n ,V ,T i )n p (≠∂∂ (C) i j n ,p ,T i )n (≠∂μ∂ (D) i j n ,V ,S i)n U (≠∂∂6.恒温时在A 和B 的二元液系中,若增加A 组分使其分压p A 上升,则B 组分在气相中的分压p B 将:(A) 上升 (B )不变 (C )下降 (D )不能确定7.液体A 与B 混合形成非理想混合物,当A 与B 分子之间作用力大于同种分子之间作用力时,该混合物对拉乌尔定律而言:(A) 产生正偏差 (B) 产生负偏差(C) 不产生偏差 (D) 无法确定8.当某溶质溶于某溶剂形成浓度一定的溶液时,若采用不同的浓标则下列各说法正确的是(A)浓度数据相同(B)活度数据相间(C)活度因子相同(D)化学势相同9.等温等压下,1mol C6H6与1mol C6H5CH3形成了理想溶液,现要将两种组分完全分离成纯组分,则最少需要非体积功的数值是:(A) RTln0.5 (B) 2RTln0.5 (C) -2RTln0.5 (D) -RTln0.510.沸点升高.说明在溶剂中加人非挥发性溶质后,该溶剂的化学势加入前比较将((A) 上升(B)不变(C)下降(D)不能确定计算题:某水溶液含有不挥发性溶质,在- 1.5℃凝固,已知水的K b=0.52K·mol-1·kg,K f=1.86K·mol-1·kg,水在25℃的p0=3.167kPa ,试计算:(1)该溶液的正常沸点;(2)在298K时该溶液的蒸气压和渗透压。
第四章多组分系统热力学选择题1. 在和101325Pa•下水的化学势与水蒸气化学位的关系为(A) μ(水)=μ(汽) (B) μ(水)<μ(汽)(C) μ(水)>μ(汽) (D) 无法确定答案:A。
两相平衡,化学势相等。
2.下列哪种现象不属于稀溶液的依数性(A) 凝固点降低(B)沸点升高(C) 渗透压(D)蒸气压升高^答案:D。
稀溶液的依数性之一为蒸气压下降。
3.98K时,A、B两种气体在水中的亨利常数分别为k1和k2,且k1>k2,则当P1=P2时,A、B在水中的溶解量C1 和C2 的关系为(A) C1>C2 (B) C1<C2 (C) C1=C2 (D) 不能确定答案:B4.将非挥发性溶质溶于溶剂中形成稀溶液时,将引起(A) 沸点升高(B) 熔点升高(C) 蒸气压升高(D) 都不对答案:A。
稀溶液的依数性包括沸点升高、凝固点下降、蒸气压下降和渗透压。
5. 涉及纯物质标准状态的下列说法中不正确的是(A) 纯理想气体的标准状态就是标准压力P(100KPa)下的状态(B) 纯液体物质的标准状态就是标准压力P(100KPa)下的纯液体—(C) 纯固体物质的标准状态就是标准压力P(100KPa)下的纯固体(D) 不同的物质在相同温度下都处于标准状态时,它们的同一热力学函数值都应相同答案:D6. 稀溶液的依数性包括蒸汽压下降、沸点升高、凝固点降低和渗透压,下面的陈述都与它们有关,其中正确的是(A) 只有溶质不挥发的稀溶液才有这些依数性(B) 所有依数性都与溶液中溶质的浓度成正比(C) 所有依数性都与溶剂的性质无关(D) 所有依数性都与溶质的性质有关答案:B7. 关于亨利系数, 下面的说法中正确的是!(A) 其值与温度、浓度和压力有关(B) 其值只与温度、溶质性质和浓度标度有关(C) 其值与溶剂性质、温度和浓度大小有关(D) 其值与温度、溶剂和溶质的性质及浓度标度等因素都有关答案:D8. 定义偏摩尔量时规定的条件是(A) 等温等压 (B) 等熵等压(C) 等温, 溶液浓度不变 (D) 等温等压, 溶液浓度不变答案:D9. 关于偏摩尔量, 下面的说法中正确的是~(A) 偏摩尔量的绝对值都可求算(B) 系统的容量性质才有偏摩尔量(C) 同一系统的各个偏摩尔量之间彼此无关(D) 没有热力学过程就没有偏摩尔量答案:B10. 关于偏摩尔量, 下面的叙述中不正确的是(A) 偏摩尔量是状态函数, 其值与物质的数量无关(B) 系统的强度性质无偏摩尔量(C) 纯物质的偏摩尔量等于它的摩尔量(D) 偏摩尔量的数值只能为整数或零-答案:D11. 影响沸点升高常数和凝固点降低常数值的主要因素是(A) 溶剂本性 (B) 温度和压力 (C )溶质本性(D) 温度和溶剂本性答案:A 。
第四章 多组分系统热力学及其在溶液中的应用1.在298K 时,有0.10kg 质量分数为0.0947的硫酸H 2SO 4水溶液,试分别用(1)质量摩尔浓度B m ;(2)物质的量浓度和B c (3)摩尔分数B x 来表示硫酸的含量。
已知在该条件下,硫酸溶液的密度为331.060310kg m -⨯⋅ ,纯水的浓度为3997.1kg m -⋅ 。
解:质量摩尔浓度:()2410.19.47%/1009.47%0.1981.067mol H SO B n m W kg -⨯==-⨯=⋅水物质量浓度:()24331009.47%0.10.19.47%/98997.11.02310mol H SO B n c V m --⨯⨯===⨯g 水 摩尔分数:242420.0189H SO B H SO H On x n n ==+2、在K 298和大气压力下,含甲醇()B 的摩尔分数B x 为0.458的水溶液密度为30.8946kg dm -⋅,甲醇的偏摩尔体积313()39.80V CH OH cm mol -=⋅,试求该水溶液中水的摩尔体积2()V H O 。
解:3322CH OH CH OH H O H O V n V n V =+3322CH OH CH OHH O H OV n V V n -=以1mol 甲醇水溶液为基准,则330.45832(10.458)180.027290.894610m V dm ρ⨯+-⨯===⨯ ∴23310.027290.45839.801016.7210.458H OV cm mol ---⨯⨯==⋅-3.在298K 和大气压下,某酒窖中存在酒10.0m3,其中含乙醇的质量分数为0.96。
今欲加水调制含乙醇的质量分数为0.56的酒,试计算(1)应加入水的体积;(2)加水后,能得到含乙醇的质量分数为0.56的酒的体积已知该条件下,纯水的密度为3997.1kg m -⋅,水和乙醇的偏摩尔体积为()25C H OH ω()()6312/10V H O m mol --⋅ ()()63125/10V C H OH m mol --⋅0.96 14.61 58.0 0.5617.11 56.58解:设加入水的物质的量为O H n 2',根据题意,未加水时,2520.9610.96::9.3914618C H OH H O n n -== 2525221C H O H C H O H H O H OV n V n V =⋅+⋅ 即 661001.581061.1410522--⨯⨯+⨯⨯=O H H C O H n n 解出:25167882C H OH n mol =217877H O n mol = 加入水后,25220.5610.56:():0.4984618C H O HH O H On n n -'+== 20.5610.56167882:(17877):0.4984618H O n -'+== 2'317887H O n mol = 加入水的物质的体积为23331788718105.727()999.1H O V m -⨯⨯'== 2525222252'26'6()56.5810(17877)17.1110C H OH C H OH H O H OH OC H OH H OV n V n n V n n--=++=⨯⨯++⨯⨯329.4984495 5.76753115.266V m =+=4.在K 298和kPa 100下,甲醇)(B 的摩尔分数B x 为30.0的水溶液中,水)(A 和甲醇)(B 的偏摩尔体积分别为:132765.17)(-⋅=mol cm O H V ,133632.38)(-⋅=mol cm OH CH V 。
第四章 多组分系统热力学及其在溶液中的应用自测题和答案Ⅰ. 选择题1. 恒温时,在A -B 双液系中,若增加A 组分使其分压p A 上升,则B 组分在气相中的分压p A 将( b )。
(a )上升 (b )下降 (c )不变 (d )不确定 2. 一直 373 K 时液体A 的饱和蒸汽压为105 Pa ,液体B 的饱和蒸汽压为 0.5×105Pa 。
设A 和B 构成理想溶液,则当A 在溶液中的摩尔分数为0.5时,在气相中A 的摩尔分数为( c )。
(a )1 (b )12 (c )23 (d )133. 273.15 K ,101 325 Pa 下,1 dm 3 水中能溶解49 mol 氧或23.5 mol 氮,在标准情况下,1 dm 3 水中能溶解的空气的量为( b )(a )25.5 mol (b )28.6 mol (c )96 mol (d )72.5 mol4. 一封闭钟罩中放一杯纯水A 和一杯糖水B,静置足够长时间后发现( b )。
(a )A 杯水减少,B 杯水满后不再变化 (b )A 杯水减少至空杯,B 杯水满后溢出 (c )B 杯水减少,A 杯水满后不再变化 (d )B 杯水减少至空杯,A 杯水满后溢出5. 保持压力不变,在稀溶液中溶剂的化学势μ随温度降低而( c )。
(a )降低 (b )不变 (c )增大 (d )不确定 6. 温度为273 K ,压力为1×106 Pa 下液态水和固态水的化学势(l)μ和(s)μ之间的关系为( c )。
(a )(l)(s)μμ> (b )(l)=(s)μμ (c )(l)(s)μμ< (d ) 无确定关系7. 在等温、等压下,溶剂A 和溶质B 形成一定浓度的稀溶液,采用不同浓度表示的话,则( d )。
(a )溶液中A 和B 的活度不变(b )溶液中A 和B 的标准化学势不变 (c )溶液中A 和B 的活度因子不变 (d )溶液中A 和B 的化学势值不变 8. 有一稀溶液质量摩尔浓度为m ,沸点升高为b T ∆,凝固点降低值为f T ∆,则( a )。
第四章 多组分系统热力学及其在溶液中的作用一、选择题1、对于偏摩尔量,指出下列说法错误者( )(1)偏摩尔量必须有恒温恒压条件;(2)偏摩尔量不随各组分浓度的变化而变化;(3)偏摩尔量不随温度T 和压力p 的变化而变化;(4)偏摩尔量不但随温度T 、压力p 的变化而变化,而且也随各组分浓度变化而变化。
(A) (2) (4) (B) (3) (4) (C) (2) (3) (D) (1) (4)2、1 mol A 与n mol B 组成的溶液,体积为0.65dm 3,当x B = 0.8时,A 的偏摩尔体积 V A = 0.090dm 3·mol -1,那么B 的偏摩尔V B 为:( )(A) 0.140 dm 3·mol -1 (B) 0.072 dm 3·mol -1(C) 0.028 dm 3·mol -1 (D) 0.010 dm 3·mol -13、在恒温恒压下形成理想液体混合物的混合吉布斯自由能Δmix G ≠ 0,恒温下Δmix G 对温度T 进行微商,则: ( )(A) (∂Δmix G/∂T)T < 0 (B) (∂Δmix G/∂T)T > 0(C) (∂Δmix G/∂T)T = 0 (D) (∂Δmix G/∂T)T ≠ 04、在恒定温度与压力p 下,理想气体A 与B 混合后,说法中正确的是( )(1)A 气体的标准态化学势不变;(2)B 气体的化学势不变 ;(3)当A 气体的分压为p A 时,其化学势的改变量为ΔμA =RTln(p A /p ø);(4)当B 气体的分压为p B 时,其化学势的改变量为ΔμB =-RTln(p B /p*)。
(A) (B) (1) (2) (B) (1) (3) (C) (2) (4) (D) (3) (4)5、下列各式中哪个是化学势( )(A) ()j n ,V ,T i n U/∂∂ (B)()j n ,V ,T i n H/∂∂(C) ()j n ,V ,T i n A/∂∂ (D) ()j n ,V ,T i n G/∂∂6、在293K 时,从一组成为NH 3·19/2 H 2O 的大量溶液中取出1molNH 3往另一组成为NH 3·21H 2O 的溶液中转移,此过程的Δμ的表达式为: ( )(A)Δμ=RTln(2/19) (B)Δμ=RTln(1/22)(C)Δμ=RTln(21/44) (D)Δμ=RTln(44/21)7、已知水的两种状态A(373K ,101.3kPa ,g),B(373K ,101.3kPa ,l),则与的关系为: ( )(A)μA=μB(B)μA>μB(C)(D)μA<μB(D)两者不能比较8、过饱和溶液中溶剂的化学势比纯溶剂的化学势()(A)高(B)低(C)(D)相等(D)0.569、关于亨利定律,下面的表述中不正确的是:( )(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(D)温度一定时,在一定体积的溶液中溶解的气体体积与该气体的分压力无关10、下列气体溶于水溶剂中,哪个气体不能用亨利定律:()(A)N2 (B)O2 (C)NO2 (D)CO11、溶剂服从拉乌尔定律及溶质服从亨利定律的二元溶液是( )(A)理想混合物(B)实际溶液(C)理想稀溶液(D)胶体溶液12、当不挥发的溶质溶于溶剂形成溶液后,溶液的蒸气压( )(A)升高(B)不变(C)降低(D)升高、降低不一定13、在一定温度下,若等物质的量的A、B两液体形成理想液体混合物,且纯A的饱和蒸气压p A*大于纯B的饱和蒸气压p B*,则( )(A)y A<x A(B)y A>x A(C)y A=x A(D)无法确定y A、x A的大小14、拉乌尔定律适用于( )(A)非理想溶液中的溶剂(B)稀溶液中的溶质;(C)稀溶液中的溶剂(D)稀溶液中的溶剂及溶质15、在恒温抽空的玻璃罩中封入两杯液面相同的糖水(A) 和纯水(B)。
第四章多组分系统热力学及其在溶液中的应用
一、选择题
1.恒温时,在A-B双液系中,若增加A组分使其分压p A上升,则B 组分在气相中的分压p B将()。
(a)上升(b)下降(c)不变(d)不确定
2.已知373K时液体A的饱和蒸气压为105Pa,液体B的饱和蒸气压为0.5⨯105Pa。
设A和B构成理想溶液,则当A在溶液中的摩尔分数为0.5时,在气相中A的摩尔分数为()。
(a)1 (b)1/2 (c)2/3 (d)1/3
3.273.15K,101325Pa下,1dm3水中能溶解49mol氧或23.5mol氮,在标准情况下,1dm3水中能溶解的空气的量为()。
(a)25.5mol (b)28.6mol (c)96mol (d)72.5mol
4.一封闭钟罩中放一杯纯水A和一杯糖水B,静置足够长时间后发现()。
(a)A杯水减少,B杯水满后不再变化
(b)A杯水减少至空杯,B杯水满后溢出
(c) B杯水减少,A杯水满后不再变化
(d) B杯水减少至空杯,A杯水满后溢出
5.保持压力不变,在稀溶液中溶剂的化学势μ随温度降低而()。
(a)降低(b)不变(c)增大(d)不确定
6.温度为273K,压力为1⨯106Pa下液态水和固态水的化学势μ(l)和μ(s)之间的关系为()。
(a)μ(l)>μ(s)(b)μ(l)=μ(s)
(c)μ(l)<μ(s)(d)无确定关系
7.在等温、等压下,溶剂A和溶质B形成一定浓度的稀溶液,采用不同浓度表示的话,则()。
(a)溶液中A和B的活度不变
(b)溶液中A和B的标准化学势不变
(c)溶液中A和B的活度因子不变
(d)溶液中A和B的化学势值不变
8.有一稀溶液质量摩尔浓度为m,沸点升高值为∆T b,凝固点降低值为∆T f,则()。
(a)∆T f >∆T b(b)∆T f =∆T b
(c)∆T f <∆T b(d)无确定关系
9.有四杯含不同溶质相同质量摩尔浓度(m=1mol⋅kg-1)的水溶液,分别测定其沸点,沸点升高最多的是()。
(a)Al2(SO4)3(b) MgSO4(c) K2SO4(d) C6H5SO3H 10.烧杯A中装有0.1kg,273K的水,烧杯B中装有0.1kg,273K的冰水混合物(其中0.05kg水和0.05kg冰),用滴管向两烧杯中分别滴入数滴浓H2SO4,则两烧杯中水的温度变化将是()。
(a)T A升高,T B升高(b) T A升高,T B降低
(c) T A降低,T B升高(d) T A降低,T B降低
11.在温度T时,纯液体A的饱和蒸气压为*
p,化学势为*Aμ,并且
A
已知在101325Pa压力下的凝固点为*
T,当A中溶入少量与A不形
f
,A
成固态溶液的溶质而成为稀溶液时,上述三物理量分别为p A,μA,T f,它们之间的大小关系为()。
(a)*
p< p A,*Aμ<μA,*,A f T< T f
A
(b)*
p> p A,*Aμ<μA,*,A f T< T f
A
(c)*
p< p A,*Aμ<μA,*,A f T> T f
A
(d)*
p> p A,*Aμ>μA,*,A f T> T f
A
二、填空题
1.摩尔分数为0.5的甲醇水溶液在298.15K和标准大气压力下,每摩尔溶液的体积为 2.83⨯10-5m3⋅mol-1,甲醇的偏摩尔体积为3.95⨯10-5m3⋅mol-1,把1mol甲醇加入上述大量溶液中,体积增加m3,加入1mol水后体积增加m3。
2.由两种液体所形成的溶液中,组分的蒸气压对Raoult定律产生不大的正偏差,如果浓度用摩尔分数表示,且选取纯液体为标准态,组分的活度因子值必定于1。
如果以组分在极稀溶液中服从Henry 定律为参考态,则组分的活度因子必定于1(填“大”或“小”)。
3.溶质为挥发性的理想稀溶液,在温度为T的气、液平衡相中,溶剂A在气相中的组成为y A=0.89,在液相中x A=0.85,该温度时纯A 的蒸气压为50kPa。
则溶质B的Henry常数为。
4.在298K时,欲将NaCl(0.01mol⋅dm-3)→ NaCl(0.001mol⋅dm-3),过程需要有用功值为。
5.298K,有一仅能透过水的渗膜,将0.01 mol⋅dm-3和0.001 mol⋅dm-3的蔗糖溶液分开,欲使该系统达平衡,需在溶液上方施加压
力为 。
6.在温度T 时,溶质B 的蒸气压为*B p ,Henry 常数为k B ,溶质B 的
活度可以有以下两种选择(1)B B x x a B =→lim 1;(2)B B x x a B ='→lim 0。
设溶液
上方的蒸气为理想气体,则在该温度时两种活度的比值a B /a ’B = ,
两种活度因子的比值γB /γ’B = 。
7.所谓正偏差溶液是指AB 分子间的引力小于同类分子AA ,BB 间
的引力,则分子溢出液面的倾向增加,所以p A *A p x A ,
∆mix V 0, ∆mix G 0(填“>”,“<”或“=”)。
8.在等温等压下,某物质M 在溶剂A 和溶剂B 中分别溶解达平衡
时,其Henry 常数k A >k B ,当M 溶解在A 和B 的混合液中(A 和B
不互溶),达平衡后其分配系数B M A M c c K /=,则K 于1(填“大”
或“小”)。
9.选择“>”、“<”、“=”中的一个填入下列空格: 苯和甲苯在恒温恒压条件下,混合形成理想液态混合物,其Δmix H __ 0 ,
Δmix S 0。
10.溶液中溶质的化学势若表示成 μB =μB △(T , p ) + RT ln a B ,其中
a B =γc ,B c B /c B θ,其标准态是_____________________________ 。
三、计算题
1.在一个1dm 3的干燥玻璃瓶中,充满298.15K ,101325Pa 的H 2S
气体,然后压入0.1kg 水,充分振摇以达溶解平衡,再连接压力表,
从表上指示瓶内压力为91192.5Pa ,求298.15K ,101325Pa 时,H 2S
在水中的溶解度为多少?
2.有一被萘(摩尔质量为0.128kg ⋅mol -1)玷污的蒽(摩尔质量为
0.178kg ⋅mol -1)将被某项研究工作使用。
为了估算萘的含量,一学生
称取1.6g 蒽加热熔化后冷却,观察其开始析出固体时的温度为448K ,
比纯蒽熔点低40K 。
然后将1.6g 蒽溶解在100g 苯中,测定该苯溶液
的凝固点,比纯苯降低了0.50K 。
已知纯苯的凝固点为278.4K ,
苯)
(θ∆m fus H =9.363kJ ⋅mol -1。
试求: (1)蒽中萘的摩尔分数。
(2)蒽的θ∆m fus H 。
3.在 288 K ,101.325kPa 某酒窖中,存有含乙醇 96% (质量分数)
的酒 1×104dm 3今欲调制为含乙醇 56% 的酒,试计算:
(1) 应加水若干立方分米?
(2) 能得到含乙醇 56% 的酒若干立方分米? 已知:298 K ,101.325 kPa 时水的密度为 0.9991 kg·dm -3,水和乙醇
的偏摩尔体积为:
四、证明题
1.n V B n V T B T n S c ,,,)()(
∂∂-=∂∂μ 2.c c n V U B
n V T B n S T n A ,,,,)()(
∂∂-=∂∂
答案
一、
bcbbccdaabd
二、
1.3.95×10-5,1.71×10-5;
2.大,小;
3.35.0kPa;
4.-11410J;
5.0.01mol·dm-3,22298Pa;
6.k B/p B*, k B/p B*;
7.>,>,>;
8.小;
9.Δmi x H= 0 Δmi x S > 0
10.标准态:p=pθ, c B/c Bθ= 1,且又服从亨利定律的那个假想状态。
即p=pθ, c B/c Bθ= 1,γc,B=1的状态。
三、
1.1.54×10-4kg /(0.1kg水)
2.(1)x=0.16,(2)θ
∆
H=7923J·mol-1,
fus
m
3.(1)5.751 m3,(2)15.270 m3。