第四章、多组分系统热力学

第四章，多组分系统热力学 一、 选择题

1. 在 298K 时，A 和 B 两种气体单独在某一溶剂中溶解，遵守亨利定律，亨利常数分别为 kA和 KB ，且知 KA >KB ，则当 A 和 B 压力（平衡时的）相同时，

在一定量的该溶剂中所溶解的关系为 ( ) B (A) A 的量大于 B 的量 (B) A 的量小于 B 的量 (C) A 的量等于 B 的量 (D) A 的量与 B 的量无法比较 2. 在 400K 时，液体 A 的蒸气压为 4×104 Pa，液体 B 的蒸气压为 6×104Pa，两者组成理想液体混合物，平衡时，溶液中 A 的物质的量分数为 0.6，则气相

中 B 的物质的量分数为： ( ) B (A) 0.60 (B) 0.50 (C) 0.40 (D) 0.31 3. 已知挥发性纯溶质 A 液体的蒸气压为 67 Pa，纯溶剂 B 的蒸气压为 26665 Pa，该溶质在此溶剂的饱和溶液的物质的量分数为 0.02，则此饱和溶液（假设

为理想液体混合物）的蒸气压为：( ) C (A) 600 Pa (B) 26198 Pa (C) 26133 Pa (D) 599 Pa 4. 已知 373.2K 时，液体 A 的饱和蒸气压为 133.32 kPa，另一液体 B 可与 A 构成理想液体混合物。当 A 在溶液中的物质的量分数为 0.5 时，A 在气相中的

物质量分数为 2/3 时，则在 373.2K时，液体 B 的饱和蒸气压应为： ( ) A (A) 66.66 kPa (B) 88.88 kPa (C) 133.32 kPa (D) 266.64 kPa 5. 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 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： ( ) D (A) 1 (B) 1/2 (C) 1/3 (D) 2/3 6. 关于亨利系数,下列说法中正确的是： ( ) D (A) 其值与温度、浓度和压力有关 (B) 其值与温度、溶剂性质和浓度有关 (C) 其值与温度、溶质性质和浓度有关

(D) 其值与温度、溶质和溶剂性质及浓度的标度有关

7. 已知 373K 时，液体 A 的饱和蒸气压为 5×104 Pa，液体 B 的饱和蒸气压为 105 Pa，A 和 B构成理想液体混合物，当 A 在溶液中的物质的量分数为 0.5

时，气相中 B 的物质的量分数为：( ) A (A) 1/1.5 (B) 1/2 (C) 1/2.5 (D) 1/3 8.2molA物质和3molB物质在等温、等压下，混合形成理想液态混合物，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：（ ） C

(A)9.67×10-5m3 (B)9.85×10-5m3 (C)1.003×10-4m3 (D)8.95×10-5m3

9.298K，标准压力下，苯和甲苯形成理想液态混合物。第一份混合物体积为2dm3，苯的摩尔分数为0.25，苯的化学势为μ1,第二份混合物的体积为1 dm3，苯的摩尔分数为0.5，化学势为μ2，则：（ ）

B

(A)μ1>μ

2

(B)μ1<μ

2

(C) μ1=μ2 (D) 不确定

10.已知在 373K 时,液体 A 的饱和蒸气压为66662Pa，液体B的饱和蒸气压为1.01325×105 Pa，设A和B构成理想液体混合物，则当A在溶液中的物质的量分数为 0.5 时，气相中A的物质的量分数应为： ( ) C (A) 0.200 (B) 0.300 (C) 0.397 (D) 0.603

11. 在 298K 时，向甲苯的物质的量分数为 0.6 的大量的苯－甲苯理想溶液中，

加入 1 mol纯苯，这一过程苯的 △G、△H、△S 为： ( ) C

△G/J △H/J △S/J·K-1

(A) 0 0 0 (B) -1266 0 4.274 (C) -2270 0 7.618 (D) -542.6 0 1.821

12. 273.15K,101.3kPa 下,1dm 水中能溶解 49mol 氧或 23.5mol 氮。在标准情况下,1dm 水中能溶解多少空气? ( ) B (A)25.5mol (B)28.6mol (C)96mol (D)72.5mol 13.下述说法哪一个正确? 某物质在临界点的性质： ( ) D (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) 是该物质本身特性

14. 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： ( ) D (A) 相等 (B) 不一定相等 (C) 与物质的量有关 (D) 不可比较

15. 在恒温抽空的玻璃罩中，封入两杯液面相同的糖水（A杯）和纯水(B杯)。经历若干时间后，两杯液面的高度将是：（ ）A A. A杯高于B杯 B. A杯等于B杯 C. A杯低于B杯 D. 视温度而定 二、判断题

1.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 必遵从亨定律 （×） 2.温度越高、压力越低,亨利定律越正确 （×）

3.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 (√）

4.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 (×)

5. 溶液的化学势等于溶液中各组分的化学势之和 (×) 6. 对于纯组分、则化学势等于其摩尔吉布斯函数 (√) 7. 理想溶液各组分在其全部浓度范围内服从 Henry 定律 (√) 8. 理想溶液各组分在其全部浓度范围内服从 Raoult定律 (×) 9. 假设 A、B 两组分混合可以形成理想液体混合物，A、B 分子之间的作用力很微弱 (×)

10. 对于非电解质溶液, 在有限浓度范围内,真实溶液的某些热力学性质与理想溶液相近似 (√) 三、填空题

1.选择“＞”、“＜”、“=” 苯和甲苯在恒温恒压条件下,混合形成理想液体混合物，其△mix H 0 ，△mix S 0。 (= ) (>)

2.已知在 373K 时,液体 A 的饱和蒸气压为 66662Pa，液体B的饱和蒸气压为1.01325 10 Pa，设A和B构成理想液体混合物，则当A在溶液中的物质的量分

数为0.5时,气相中A的物质的量分数应为 。 (0.397)

3.在400K，液体A的蒸气压为4×104 N·m-2 ，液体B的蒸气压为6×104 N·m-2，两者组成理想液体混合物。当气─液平衡时，在溶液中 A 的摩尔分数为 0.6，则在气相中 B 的摩尔分数应为：

(0.50)

4.在 50℃时液体A的饱和蒸气压是液体B饱和蒸气压的3倍，A、B 两液体形成理想溶液.气液平衡时,在液相中 A的物质的量分数为0.5，则在气相中B的物质的量分数为 。

(0.25)

5. 2molA物质和3molB物质在等温等压下混合形成理想液体混合物,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 。

(1.003×10-4 m3)

6. 冰的熔点随压力 （降低）而升高；正交硫的熔点随压力的 而降低。 （降低）

7. 1000 g 水中加入0.01mol的食盐，其沸点升高0.01K，则373K左右时,水的蒸气压随温度的变化率dp/dT为 。

(3647.7 Pa·K-1)

8.已知水在正常冰点时的摩尔熔化热△fusH⊙=6025J·mol-1 ,某水溶液的凝固点为258.15K,该溶液的浓度xB为 。

(0.1429)

9.含有非挥发性溶质B的水溶液,在101325Pa下,270.15K开始析出冰,已知水的Kf=1.86K·kg·mol-1 ,Kb =0.52K·kg·mol-1,该溶液的正常沸点是 。

(373.99K)

10.已知H2O(l)在正常沸点时的气化热为40.67kJ·mol-1 ,某非挥发性物质B溶于

H2 O(l)后,其沸点升高10K,该物质B在溶液中的摩尔分数为 。 (0.290)

四、计算题

1. 有溶剂A与溶质B形成一定组成的溶液。此溶液中B的浓度为cB，质量摩尔浓度为bB，此溶液的密度为

。以MA，MB分别代表溶剂和溶质的摩尔质量，

若溶液的组成用B的摩尔分数xB表示时，试导出xB与cB，xB与bB之间的关系。

解：根据各组成表示的定义

2. D-果糖

溶液在20℃时的密度

数；（2）浓度；（3）质量摩尔浓度。 解：质量分数的定义为

溶于水（A）中形成的某溶液，质量分数

，此

。求：此溶液中D-果糖的（1）摩尔分

3. 在25℃，1 kg水（A）中溶有醋酸（B），当醋酸的质量摩尔浓度bB介于

和

之间时，溶液的总体积

求：（1） 把水（A）和醋酸（B）的偏摩尔体积分别表示成bB的函数关系。

（2） 解：根据定义

时水和醋酸的偏摩尔体积。

当

时

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