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

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pA上升，则B组分在气相中的分压pB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?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?（l）和?（s）之间的关系为（ ）。

(a)?（l）>?（s） (b) ?（l）=?（s） (c)?（l）

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?Tb,凝固点降低值为?Tf,则（ ）。

(a)?Tf >?Tb (b)?Tf =?Tb (c)?Tf

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)TA升高，TB升高 (b) TA升高，TB降低 (c) TA降低，TB升高 (d) TA降低，TB降低

11．在温度T时，纯液体A的饱和蒸气压为p*A，化学势为?*A，并且已知在101325Pa压力下的凝固点为Tf*,A，当A中溶入少量与A不形

成固态溶液的溶质而成为稀溶液时，上述三物理量分别为pA，?A，Tf，它们之间的大小关系为（ ）。 (a)p*A< pA，?* pA，?* Tf A*(d)p*A> pA，?*>?，> Tf TAf,AA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yA=0.89，在液相中xA=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pB，Henry常数为kB，溶质B的

活度可以有以下两种选择（1）limaB?xBxB?1；（2）lima??xBB。设溶液

xB?0上方的蒸气为理想气体，则在该温度时两种活度的比值aB/a’B= ，两种活度因子的比值?B/?’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pA ?mixG 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kA>kB，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K或“小”）。

?cM/cMAB?mixV pAxA，

* 0, ，则K 于1（填“大”

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ΔmixH __ 0 , ΔmixS 0。

10．溶液中溶质的化学势若表示成 μB=μB△(T, p) + RTln aB，其中aB=γc,BcB/cBθ,其标准态是_____________________________ 。 三、计算题

1．在一个1dm3的干燥玻璃瓶中，充满298.15K，101325Pa的H2S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，H2S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，

?fusHm(苯）=9.363kJ?mol

? -1

。试求：

（1）蒽中萘的摩尔分数。

?（2）蒽的?fusHm。

3．在 288 K，101.325kPa 某酒窖中，存有含乙醇 96% （质量分数）

的酒 1×104dm3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．(2．(

?S?nB?A?nB

)T,V,nc??(??B?T)V,n

)T,V,nc??T(?S?nB)U,V,nc

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．kB/pB*, kB/pB*； 7．>,>,>； 8．小；

9．ΔmixH = 0 ΔmixS > 0

10．标准态：p=p?, cB/cBθ= 1，且又服从亨利定律的那个假想状态。 即p=p?, cB/cBθ= 1，?c,B=1的状态。 三、

1．1.54×10-4kg /（0.1kg水）

?2．（1）x=0.16,（2）?fusHm=7923J·mol-1，

3．（1）5.751 m3，（2）15.270 m3

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