多组分系统热力学

第三章 多组分系统热力学

一、选择题

1. 1 mol A与n mol B组成的溶液，体积为0.65dm3，当xB = 0.8时，A的偏摩尔体积VA = 0.090dm3·mol-1，那么B的偏摩尔VB 为：

(A) 0.140 dm3·mol-1 ； (C) 0.028 dm3·mol-1 ；

(B) 0.072 dm3·mol-1 ； (D) 0.010 dm3·mol-1 。

2. 对于亨利定律，下列表述中不正确的是：

(A) 仅适用于溶质在气相和溶液相分子状态相同的非电解质稀溶液 ； (B) 其表达式中的浓度可用xB，cB，mB ；

(C) 其表达式中的压力p是指溶液面上的混合气体总压 ；

**(D) 对于非理想溶液 kx?pB ，只有理想溶液有 kx?pB 。

3、在293K时，从一组成为NH3·19/2 H2O的大量溶液中取出1molNH3往另一组

成为NH3·21H2O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) 4. 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) 5. 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) CO 。

6. 298.2K，1×105Pa，有两瓶四氯化碳溶液，第一瓶为1dm3(含有0.2mol的碘)，第二瓶为2dm3(含0.4mol的碘)，若以μ1和μ2分别表示两瓶中碘的化学势，则( )

(A) μ12=μ2 (B) 10μ1=μ2 (C) μ1=μ2 (D) 2μ1=μ2

7. 在恒温密封容器中有A、B两杯稀盐水溶液，盐的浓度分别为cA和cB(cA > cB)，

放置足够长的时间后：

(A) A杯盐的浓度降低，B杯盐的浓度增加 ； (B) A杯液体量减少，B杯液体量增加 ； (C) A杯盐的浓度增加，B杯盐的浓度降低 ； (D) A、B两杯中盐的浓度会同时增大 。 8. 化学势不具有的基本性质是( )

(A) 是体系的状态函数 (B) 是体系的强度性质 (C) 与温度、压力无关 (D) 其绝对值不能确定

9. 在298.2K、101325Pa压力下，二瓶体积均为1dm3的萘溶于苯的溶液，第一瓶中含萘1mol；第二瓶中含萘0.5mol。若以μ1及μ2分别表示二瓶萘的化学势，则：

(A) μ1 > μ2 ； (B) μ1 < μ2 ； (C) μ1 = μ2 ； (D) 不能确定。

10、已知水的两种状态A(373K，101.3kPa，g)，B(373K，101.3kPa，l)，则μA与μB的关系为：( )

A.μA=μB B.μA＞μB C.μA＜μB D.两者不能比较 11. 下列哪个是化学势( )

(A)??U/?ni?T,p,nj (B)??H/?ni?T,p,nj (C)??A/?ni?T,p,nj (D)??G/?ni?T,p,nj 12. 下列各式哪个不是化学势( )

(A)??G/?ni?T,p,nj (B)??A/?ni?T,p,nj (C)??U/?ni?S,V,nj 13. ??G/?ni?T,p,nj( )

(A)只能称为偏摩尔量 (B)只能称为化学势

(C)既可称为化学势也可称为偏摩尔量 (D)首先是B物质的摩尔吉氏自由能 14. 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 15. 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

(D)??H/?ni?S,p,nj

为液相组成，y为气相组成，若p*A > p*B( * 表示纯态)，则：

(A) xA > xB ；

(B) xA > yA ；

(C) 无法确定 ；

(D) xA < yA 。

16. 挥发性溶质溶于溶剂形成的稀溶液，溶液的沸点会：

(A) 降低 ；

(B) 升高 ；

(C) 不变 ；(D) 可能升高或降低 。

17、实际气体化学位是μ=μ?(T)+RTln(γp/p ?)=μ?(T)+RTln(f/p ?)，则( )

A.f是气体的真实压力 B.p是实际气体校正后的压力

C.f是实际气体校正后的压力，称实际气体的有效压力，即逸度 D.逸度系数γ的数值仅取决于气体的特性，而与温度和压力无关

18. 偏摩尔量集合公式X??XBnB的适用条件是( )

B?1k(A)等温、等容各物质的量不变

(B)等压、等熵各物质的浓度发生微小改变 (C)等温、等容各物质的比例为定值 (D)等温、等压各物质浓度不变

19. 对于稀溶液中的溶质，下列各式何者不正确？( )

(A) pB=kxxB (B) pB=kmmB (C) pB=kccB (D) pB=knnB 20. 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

二、判断题：

1．溶液的化学势等于溶液中各组分化学势之和。 2．系统达到平衡时，偏摩尔量为一个确定的值。 3．对于纯组分，化学势等于其吉布斯函数。

4．在同一稀溶液中组分B的浓度可用xB、mB、cB表示，因而标准态的选择是不相同的，所以相应的化学势也不同。

5．水溶液的蒸气压一定小于同温度下纯水的饱和蒸气压。

6．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。

7．纯物质的熔点一定随压力升高而增加，蒸气压一定随温度的增加而增加， 沸点一定随压力的升高而升高。

8．理想稀溶液中溶剂分子与溶质分子之间只有非常小的作用力，以至可以忽略不计。

9．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也越大。

10．物质B在α相和β相之间进行宏观转移的方向总是从浓度高的相迁至浓度低的相。

三、计算题

1. 在373K时，己烷和辛烷能形成理想混合物，己烷的蒸气压为245.0kPa，辛烷为47.10kPa。若某组成的该液态混合物，在标准压力下，于373K时沸腾，问： （1）液相的组成为多少？ （2）平衡气相的组成又是怎样？

2. 25℃时，溴(2) 在CCl4(1) 中的浓度为x2 = 0.00599 时，测得溴的蒸气压p2 = 0.319kPa，巳知同温下纯溴的蒸气压为28.40kPa，求：

（1）以纯溴为标准态，溶液中溴的活度与活度系数是多少；

（2）以无限稀CCl4溶液中x2→1符合亨利定律的状态为标准态，求溶液中溴的活度与活度系数，巳知亨利常数为Kx = 53.86 kPa 。

3. 60℃时乙醇A.和甲醇B.的蒸气压分别为4.70×104Pa和8.33×104Pa。今有质量

百分数位为50%的乙醇和甲醇的混合物(看成理想溶液)，求该温度时液面上方蒸气的组成。

4. 293K时，NH3与H2O按1：8.5组成的溶液A上方的蒸气压为10.64kPa，而

按1：21组成的溶液B上方的蒸气压为3.597kPa。

（1）293K时，从大量的溶液A中转移1molNH3到大量的溶液B中的ΔGm为多少？

（2）293K时，若将101.325kPa的1molNH3溶解于大量的溶液B中，求ΔGm为多少？

第四章 多组分系统热力学答案

一、选择题

1. A 2.C 3.C 4.C 5.C 6.C 7.A 8.C 9.A 10.A

11.D 12.B 13.C 14.C 15.B 16.D 17.C 18.D 19.D 20.C 二、判断题答案：

1． 错，对溶液整体没有化学势的概念。 2． 错，不同相中的偏摩量一般不相同。

3． 错，纯组分物质的化学势应等于摩尔吉布斯函数。

4． 错，化学势与标准态、浓标的选择无关。 5． 错，当溶质不挥发时才一定成立。

6． 错，因加人挥发性溶质，沸点不一定升高。凝固点是否降低要看溶质是否析出。

7． 第一个结论错，如水的熔点随压力增大而降低。后两个结论都正确。 8． 错，两种分子之间的作用力和同种分子之间的作用力都较大，不可忽略。 9．错，当压力一定时，溶解度与亨利系数成反比。 10．错，相变的方向是以化学势的大小而不是以浓度的大小来判断。达平衡时，两相的浓度一般不相等。

三、计算题

1. 解：己烷在液相的物质的量为X，则正常沸腾时有 245.0X+ 47.10（1–X）=101.3

解之，X=0.274，故X（己烷）=0.274； X（辛烷）=0.726 蒸气压p（己烷）=245.0×0.274=67.1 p（辛烷）=47.10×0.726=34.1 气相组成X（己烷）=67.1/101.3=0.662 X（辛烷）=34.1/101.3=0.338

2. 解： (1) 以纯溴为标准态，用拉乌尔定律：

a2?p2p*?a0.3190.0112?0.0112，??2??1.8728.40x20.00599

(2) 以假想态为标准态，用亨利定律： p2 = Kx a2

a2?p20.319a0.00592??0.00592，??2??0.988Kx53.86x20.00599

3. 解：

xA=nA/n=(WA/MA)/n, xB=nB/n=(WB/MB)/n

∴xA/xB= MB/MA=32/46=0.696 ∵xA+xB=1

∴xA=0.41，xB=0.59

pA=pA*xA=4.70×104×0.41Pa=1.927×104Pa pB=pB*xB=8.33×104×0.59Pa=4.915×104Pa p=pA+pB=6.842×104Pa

yA=pA/p=1.927×104/(6.842×104)=0.282，yB=0.718 4. 解：

（1）?Gm??B(NH3,g)??A(NH3,g)?RTln(pB/pA)

??8.314?293ln(3.597/10.64)?J·mol?1

??2642J·mol?1

（2）?Gm??B(NH3,g)??*(NH3,g)?RTlnpB/p*(NH3,g)

??8.314?293ln(3.597/101.325)?J·mol?1

????8312J·mol?1

∴xA/xB= MB/MA=32/46=0.696 ∵xA+xB=1

∴xA=0.41，xB=0.59

pA=pA*xA=4.70×104×0.41Pa=1.927×104Pa pB=pB*xB=8.33×104×0.59Pa=4.915×104Pa p=pA+pB=6.842×104Pa

yA=pA/p=1.927×104/(6.842×104)=0.282，yB=0.718 4. 解：

（1）?Gm??B(NH3,g)??A(NH3,g)?RTln(pB/pA)

??8.314?293ln(3.597/10.64)?J·mol?1

??2642J·mol?1

（2）?Gm??B(NH3,g)??*(NH3,g)?RTlnpB/p*(NH3,g)

??8.314?293ln(3.597/101.325)?J·mol?1

????8312J·mol?1

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/cpa8.html