当前位置：文档之家 › 多相多组分系统热力学典型例题

多相多组分系统热力学典型例题

  • 格式：doc
  • 大小：161.00 KB
  • 文档页数：17

一、 选择题1、 下列偏微分中，能称为偏摩尔量的是：( A )（A ）,,()B T P nc C B V n ≠⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭ (B) ,,()B S P nc C B H n ≠⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭ (C) ,,()B P V nc C B G n ≠⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭ (D) ,,()B T H ncC B S n ≠⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭ 2、某溶液由2mol A 和1.5mol B 混合而成，总体积为0.42 dm 3。

该溶液中已知A 的偏摩尔体积V A =0.03 dm 3•mol -1 ，则组分B 的偏摩尔体积V B 为 ( C )(A )0.20 dm 3•mol -1 (B) 0.30 dm 3•mol -1( C) 0.24 dm 3•mol -1 (D) 0.28 dm 3•mol -13、在一定温度和压力下，设纯的A(1)的化学势为μ*，其标准态化学势为μθ。

若在A 中加入另一液相B(1)，形成理想的液态混合物，这时A(1)的化学势为μA ，标准态化学势为μA θ，则两种化学势之间的关系为 ( B )(A ) μ*=μA , μθ=μA θ (B) μ*>μA , μθ=μA θ( C) μ*=μA , μθ>μA θ (D) μ*>μA , μθ<μA θ4*、在298K 时，设液体A 和B 能形成理想的液态混合物，它们的蒸气形成理想的气体混合物。

已知纯A 和纯B 的饱和蒸气压分别为50A p kPa *=，60B p kPa *=，若液相中0.4A x =，则平衡的气相中B 的摩尔分数B y 的值为 ( A )(A ) y B =0.64 (B) y B =0.25( C) y B =0.50 (D) y B =0. 405、设373K ，100kPa 时，2()H O g 的化学势为1μ；373K ，50kPa 时，2()H O g 的化学势为2μ。

如果两者有如下4个关系式(1 ) μ1θ=μ2θ (2) μ2-μ1 =RTln2( 3) μ2-μ1 =-RTln2 (4) μ2=μ1- RTln0.5这些关系中正确的是 (B)(A) (1), (2) (B) (1), (3)(C ) (3), (4) (D) (2), (4)6、在298K 时，已知①2()H g 和②2()O g 在水中的Henry 系数分别为9,17.1210x k Pa =⨯，9,2 4.410x k Pa =⨯。

在相同的温度和压力下，两者在水中的饱和溶解的量用摩尔分数表示分别为1x 和2x ，两者的关系为 ( B )(A) 1x >2x (B) 1x <2x(C ) 1x =2x (D) 无法比较7、合成了一个新化合物B(s)的质量为1.5g ，溶于1.0kg 纯水中形成非电解质溶液，测得出现冰的温度比纯水凝固点下降了0.015K ，已知水的凝固点降低常数11.86f k K mol kg -=⋅⋅，则该新化合物的摩尔质量BM 约为 ( C )(A)100 g •mol -1 (B)150 g •mol -1(C ) 186 g •mol -1 (D) 200 g •mol -18、等温、等压下，1mol 苯和1mol 甲苯形成了液态混合物，现在要将两组分完全分离为纯组分，至少要做的非体积功的数值为( C )(A) RTln0.5 (B) 2RTln0.5(C )-2RTln0.5 (D) -RTln0.59、在等温、等压的条件下，有一个A 和B 组成的均相系统。

若A 的偏摩尔体积随浓度的改变而增加，则B 的偏摩尔体积随浓度将( B )（A ）增加 （B ）减小 （C ）不变（D ）不确定10*、在等温条件下，有一个B 溶于A 形成的溶液。

若纯B 的摩尔体积大于溶液中B 的偏摩尔体积，则增加压力B 在A 中溶解度将(A )（A）增加（B）减小（C）不变（D）不确定增加压力，纯B的化学势变化更大，纯B会继续向溶液转移。

11、在一定的温度和大气压力下，纯溶剂A 的饱和蒸气压、化学势和凝固点分别为P A*、μ*和T f*。

加入少量非挥发性溶质后形成理想的稀溶液，A的蒸气压、化学势和凝固点分别为P A、μA和T f，两者的关系为( D) (A) P A*>P A, μ*<μA , T f*< T f(B) P A*>P A, μ*<μA , T f*< T f(C ) P A*>P A, μ*<μA , T f*> T f(D) P A*>P A, μ*>μA , T f*> T f12、在298K时，从大量的等物质量的对二甲苯（A）与邻二甲苯（B）的理想液态混合物中，分离出1mol对二甲苯（A）所需做的最小功等于( A )(A) -RTln0.5 (B) RTln0.5(C )-2RT (D) 2RT13、在一定的温度和压力下，反应H2(g) + 1/2O2(g)=H2O(l) 达到平衡的条件是( C )(A ) μ( H2,g )=μ(O2,g)=μ (H2O,l)(B) μ( H2,g )+μ(O2,g)=μ (H2O,l)( C) μ( H2,g )+0.5μ(O2,g)=μ (H2O,l)(D) μ( H2,g )=0.5μ(O2,g)=μ (H2O,l)/////14、在某反应条件下，反应SO2(g) +1/2O2(g)=SO3(g) 的标准平衡常数Kθ1=0.54。

保持反应条件不变，反应2SO2(g) +O2(g)=2SO3(g) 的标准平衡常数Kθ2应该等于( D )(A) 0.54 (B) 1.08(C )0.735 (D) 0.291615、在298K、100kPa时，反应1/2N2(g) +3/2H2(g)=NH3(g) 的标准摩尔Gibbs自由能的变化值Δr Gθm=-16.5kJ•mol-1。

在该反应条件下，将1mol N2(g)、3mol H2(g)与2mol NH3(g) 混合，则反应将（B ）（A）自发向左进行了（B）自发向右进行（C）达到平衡状态（D）无法判断，因无值16、设某反应的Δr G m 与温度的关系式可表示为Δr G m /(J •mol -1)=-4500+11T/K若要阻止该反应发生，温度应控制在（ A ）(A) 高于409K (B) 低于409K(C ) 低于136K (D) 在136K 至 409K 之间17、已知下列反应的平衡常数（ D ）（1）H 2(g) +S(s) = H 2S(g) K θ1(2) S(s) +O 2(g) =SO 2(g) K θ2则反应H 2(g) + SO 2(g) = H 2S(g) +O 2(g)的标准平衡常数为(A) K θ1+ K θ2 (B) K θ1- K θ2(C ) K θ1• K θ2 (D) K θ1/ K θ218*、390K 与510K 的温度区间内，甲醇脱氧反应的平衡常数与温度的关系为（ B ）10593.8ln 6.470K K T θ-=+ 则甲醇脱氧反应在该温度区间内的标准摩尔反应焓变Δr H θm 等于(A) -88.077 kJ •mol -1 (B) 88.077 kJ •mol -1(C ) 44.038 kJ •mol -1 (D) 38.247 kJ •mol-119、已知反应2NO(g) +O2(g)=2NO2(g) 是放热反应，当达到平衡后，分别对系统（1）增加压力，（2）减少NO2(g) 分压，（3）增加O2分压，（4）升高温度，（5）加入催化剂，以上哪些措施有利于产物的生成？（A ）(A) (1), (2),(3) (B) (2), (3),(4)(C ) (3), (4),(5) (D) (1), (2),(5)///20、在温度T时，反应A(g)+2B(g) ƒ2C(g)达到达到平衡，标准平衡常数Kθ=1。

现在在一个温度为T的真空容器中引入这3种气体，使它们的分压都等于100kPa，这时反应将（ C ）（A）自发向左进行了（B）自发向右进行（C）达到平衡状态（D）无法判断21、Ag2O(s)的分解反应及其标准平衡常数可用如下两个方程表示（ D ）(1) Ag 2O(s) → 2Ag (s) +1/2O 2(g) K θ1(2) 2Ag 2O(s) → 4Ag (s) +O 2(g) K θ2设气相为理想气体，而且已知反应是吸热的，试问下列结论正确的是(A) K θ 1= K θ 2 (B) K θ 1= (K θ 2)2(C ) O 2(g)平衡压力与方程的写法无关(D) K θ 1随温度降低而减小。

22、（1）处于标准态的CO 2(g) 和O 2(g)，其标准摩尔燃烧焓值为零；(对)（2）因为Δr G θm =-RTlnK θ，而K θ是由平衡时的组成表示的，所以Δr G θm 表示平衡时产物的Gibbs 自由能与反应物的Gibbs 自由能之差；（不对，Δr G θm 是标准态时的数值）（3）水在25℃, P θ下蒸发，计算熵变的公式为r m r m r m H G S T θθθ∆-∆∆=；(对)（4）在恒温、恒压下，可逆电池反应，计算熵变的公式为r m r m H S T θθ∆∆=。

上述说法正确的是（不对） （ C ）(A) (1),(2) (B) (2),(3)(C ) (1),(3) (D) (3),(4)23、在定温下，在一抽空容器中放入过量的A(s)，发生的分解反应为A(s)=B(s)+3D(g)，达平衡时，测得D(g)的分压P D=1.20kPa，则反应的平衡常数Kθ等于（D）(A) Kθ=1.20kPa (B) Kθ=(1.20kPa)2(C ) Kθ=1.20kPa/100kPa (D) Kθ=(1.20kPa/100kPa)324、在定温下，有一理想气体反应为A(g)+B(g) ƒ2C(g)，在如下的几个压力和摩尔分数的组成中，哪个可以用Δr Gθm来判断变化的方向和限度？（B）(A) P总=100kPa, χ A=χ B=χ C= 1/3(B) P总=300kPa, χ A=χ B=χ C= 1/3(C ) P总=400kPa, χ A=χ B=1/4, χ C= 1/2(D) 任意压力和组成都可以25、将NH2CO2NH4(s)放入真空容器中分解，达如下分解平衡NH2CO2NH4(s) ƒ2NH3(g)+CO2(g)则系统的组分数C等于（ A ）(A) 1 (B) 2(C )3 (D) 426*、FeCl3(s)与H2O(l)可以生成FeCl3•2H2O(s)、FeCl3•5H2O(s)、FeCl3•6H2O(s)和FeCl3•7H2O(s)四种固体水合物，则该平衡系统的组分数C和能够平衡共存的最大相数P 为（ C ）(A) C=3, P=3 (B) C=3, P=4(C ) C=2, P=3 (D) C=3, P=5f =C-P+2,C=2, 凝聚相受压力影响小，f*=C-P+1, f*=0,P=327*、298K时，蔗糖稀水溶液与纯水达到渗透平衡，系统的组分数、相数和自由度数分别为（ B ）(A) C=2, P=2, f*=1 (B) C=2, P=2, f*=2(C ) C=2, P=1, f*=2 (D) C=2, P=1, f*=3膜两边的压力不等，f=c-P+3, 温度一定，有浓度不同的两液相，所以，f*=2-P+2=2-2+2=2 28、在大气压下，I2(s)在H2O(l)和CCl4(l)两个完全不互溶的液相系统中达分配平衡。

合集下载

多组分系统热力学自测题答案

多组分系统热力学自测题答案


4、在 50.00gCCl4 中溶入 0.5126g 的萘（M=0.1282kg.mol-1），测得沸点升高 0.402K。若在
同量 CCl4 中溶入 0.6216g 未知物，测得沸点升高 0.647K，求该未知物的摩尔质量。
解：
Tb
KbbB
Kb
mB / M B mA
所以Kb
TbM BmA mB
0.402 0.1282 50 0.5126
依据克 - 克方程：ln
p2 p1
Δ
g l
H
m
R
1 T2
1 T1
求得100C时pA 175.288kPa，pB 76.166kPa
对理想液态混合物各组分符合拉乌尔定律：P=pA+pB=pA*xA+pB*xB=pA*xA+pB*（1-xA）
求出气液平衡时液相组成 xA=0.254，xB=0.746 气相组成 yA=pA/p=pA*xA/p=0.439，yB=1-yA=0.561
由已知条件求得混合物总组成 xA=0.371，xB=0.629
依据杠杆规则：nl/ng=(0.629-0.561)/(0.746-0.629) 求得 nl=1.270mol，ng=2.186mol
2、解：依据稀溶液的依数性：⊿Tf =kf bB 求得血浆浓度 bB=0.301mol/kg 血浆渗透压： cBRT bBRT 0.301998.28.314310 774.38kPa
第四章 多组分系统热力学
ห้องสมุดไป่ตู้
一、填空题
1、10.03×10-5 m3 4、= 7、0.045，0.955 10、0.180，0.252 13、170kPa
2、3.95×10-5 m3，1.71×10-5 m3 5、减小 8、35.02kPa 11、373.75K， 2.865×103kPa 14、拉乌尔
物理化学第二章作业及答案

物理化学第二章作业及答案

第二章多相多组分系统热力学2007-4-24§2.1 均相多组分系统热力学 练习1 水溶液(1代表溶剂水，２代表溶质)的体积V 是质量摩尔浓度b 2的函数，若 V = A +B b 2+C (b 2)2(1)试列式表示V 1和V 2与b 的关系；答： b2: 1kg 溶剂中含溶质的物质的量， b 2=n 2, 112222,,,,2T P n T P n V V V B cb n b ⎛⎫⎛⎫∂∂===+ ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭ ∵ V=n 1V 1+n 2V 2( 偏摩尔量的集合公式)∴ V 1=(1/n 1)(V-n 2V 2)= (1/n 1)( V-b 2V 2)= (1/n 1)(A+Bb 2+c(b 2)2-Bb 2-2cb 2)= (1/n 1)[A-c(b 2)2] (2)说明A ,B , A/n 1 的物理意义；由V = A +B b 2+C (b 2)2 ， V=A;A: b 2→0, 纯溶剂的体积，即1kg 溶剂的体积B; V 2=B+2cb 2, b 2→0, 无限稀释溶液中溶质的偏摩尔体积A/n 1：V 1= (1/n 1)[A-c(b 2)2]，∵b 2→0，V = A +B b 2+C (b 2)2, 纯溶剂的体积为A, ∴A/n 1 为溶剂的摩尔体积。

(3)溶液浓度增大时V 1和V 2将如何变化?由V 1，V 2 的表达式可知， b 2 增大，V 2 也增加，V 1降低。

2哪个偏微商既是化学势又是偏摩尔量?哪些偏微商称为化学势但不是偏摩尔量? 答： 偏摩尔量定义为,,c B B T P n Z Z n ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭所以,,c B B T P n G G n ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭ ,,c B B T P n H H n ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭ ,,cBB T P n F F n ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭ ,,cB B T P n U U n ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭ 化学势定义为：,,c B B T P n G n μ⎛⎫∂=⎪∂⎝⎭= ,,c B T V n F n ⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭= ,,c B S V n U n ⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭= ,,cB S P n H n ⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭ 可见，偏摩尔Gibbs 自由能既是偏摩尔量又是化学势。

第2章多组分多相系统热力学

第2章多组分多相系统热力学


注意：
1.只有广度性质才有偏摩尔量；
2.等温、等压；
3.偏摩尔量是强度性质,是针对某一组分而言，都 是T,p和组成的函数； V * V 4.纯物质的偏摩尔量就是它的摩尔量。 m,B nB
组分B的偏摩尔量有
偏摩尔体积： 偏摩尔焓：
V VB n B T , p ,nCB
体系的Gibbs自由能随 nB的变化率称为化学势。
化学势在判断相变化和化学变化的方向和 限度方面有重要作用。
（2）化学势的影响因素
A.化学势与温度的关系
B G ( ) p ,nC [ ( )T , p ,nCB ] p ,nC T T nB
G [ ( ) p ,nC ]T , p ,n CB nB T
X X dp dX dT p T ,nB ,nC ,nD... T p ,nB , nC , nD...
X n B X dnB n T , p ,nC , nD... C dnC ... T , p ,nB , nD...
V ( )T , p ,nCB VB nB
通常情况下，V B > 0，所以 p ↑， μ ↑ 。
（3）多组分多相系统
dG SdT Vdp B dnB
B
dG( ) S ( )dT V ( )dp B ( )dnB ( )
B
dG( ) S ( )dT V ( )dp B ( )dnB ( )
在等温、等压时，
dX X B dnB

X
B
0
dX

nB
0
X B dnB
多组分系统热力学试题

多组分系统热力学试题

第三章 多组分系统热力学一、内容提要核心内容：两个模型—理想液态混合物，理想稀溶液 主要内容：组分的蒸气压 → 组分的化学势 → 系统的性质。

1．理想系统组分的蒸气压 拉乌尔定律： p A =*A p x A适用于理想液态混合物中的任一组分或理想稀溶液中的溶剂。

亨利定律：p B =k x,B x B =k c,B C B =k b,B b B 适用于理想稀溶液中的挥发性溶质。

2．组分的偏摩尔量与化学势 （1）组分的偏摩尔量其中X 为系统的广度量。

X 可以是V 、 U 、 H 、 S 、 A 或G 。

n C 表示除了组分B 以外其余各组分C 、D ……的物质的量均不改变。

组分B 的某一偏摩尔量X B 的物理意义是，在一定温度压力下，一定组成的系统中单位物质的量的B 的X 值或单位物质的量的B 对系统X 的贡献。

这也就相当于在该温度、压力和组成下，于足够大量的系统中加入单位物质的量的B 时（这时系统的组成可视为不变）所引起系统X 的增量。

（2）系统总的广度量（集合公式） 一定T 、p 下：∑=BB B X n X即在一定温度、压力下，系统的任一广度量等于组成该系统的各组分在该组成下的偏摩尔量与其物质的量的乘积之和。

（3）吉布斯—杜亥姆方程cn p T B BnX X ,,⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=一定T 、p 下：00==∑∑B B BBB B dX x dX n 或这个方程表明，在温度、压力恒定下，系统的组成发生变化时，各组分偏摩尔量变化的相互依赖关系。

（4）偏摩尔量之间的函数关系对于单组分均相系统或组成不变的均相系统存在的各热力学函数之间的函数关系式，将这些函数关系式中的广度量代以相应的偏摩尔量，函数关系式依然成立：H B =U B +pV B A B =U B －TS BG B = H B －TS B =U B +pV B －TS B = A B +pV BB n,T B V p G B=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ B n,p B S T G B-=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ 以上最后两个式子中的下角标n B 表示系统的各组分均不改变。