第四章溶液的热力学性质习题

1第四章溶液的热力学性质一、选择题(共21小题，21分)1、(1分)下列各式中，化学位的定义式是()jjjjnnSTiinTPiinnSnViinnSPiinnUDnnACnnGBnnHA,,,,,,,,])([.])([.])([.])([.　　　　　　　　　　　　　　2、(1分)关于偏摩尔性质，下面说法中不正确的是()（A）纯物质无偏摩尔量。（B）T，P一定，偏摩尔性质就一定。（C）偏摩尔性质是强度性质。（D）强度性质无偏摩尔量。3、(1分)关于偏摩尔性质，下面说法中不正确的是()A纯物质无偏摩尔量。B．T，P一定，偏摩尔性质就一定。C．偏摩尔性质是强度性质。D.偏摩尔自由焓等于化学位。4、(1分)在一定的温度和压力下二组分体系汽液平衡的条件是（）。为混合物的逸度）　　；　　；　　　　；　　Ｌ２Ｖ１Ｖ２Ｌ１Ｌ２Ｌ１Ｖ２１２２fffDffffCffffBffffAVLVLVLV(.ˆˆˆˆ.ˆˆˆˆ.ˆˆˆˆ.115、(1分)等温等压下，在A和B组成的均相体系中，若A的偏摩尔体积随A浓度的减小而减小，则B的偏摩尔体积将随A浓度的减小而()A.增加B.减小C.不变D.不一定6、(1分)对无热溶液，下列各式能成立的是().A.SE=0，VE=0B.SE=0，AE=0C.GE=0，AE=0D.HE=0，GE=-TSE7、(1分)苯（1）和环己烷（2）在303K，0.1013Mpa下形成X1=0.9溶液。此条件下V1=89.96cm3/mol，V2=109.4cm3/mol，1V=89.99cm3/mol，2V=111.54cm3/mol，则过量体积VE=cm3/mol。A.0.24B.0C.-0.24D.0.558、(1分)下列偏摩尔自由焓表达式中，错误的为。iiA.G=μB.iiidG=Vdp-SdTjiiT,P,nC.GnG/nijiiT,nv,nD.GnG/ni9、(1分)下列偏摩尔性质与溶液性质关系式中，正确的是nmol溶液性质，nM=。iiA.nMiiB.xMiC.xMiiiD.nM10、(1分)在373.15K和2atm下水的化学位与水蒸气化学位的关系为（）(A)μ(水)＝μ(汽)(B)μ(汽)＞μ(水)(C)μ(水)＞μ(汽)(D)无法确定11、(1分)关于理想溶液，以下说法不正确的是()。A.理想溶液一定符合Lewis-Randall规则和Henry规则。B.符合Lewis-Randall规则或Henry规则的溶液一定是理想溶液。C.理想溶液中各组分的活度系数均为1。D.理想溶液所有的超额性质均为0。212、(1分)混合物中组分i的逸度的完整定义式是().A.0ˆˆln,lim[/()]1iiiipdGRTdffYPB.0ˆˆln,lim[/]1iiipdGRTdffPC.0ˆln,lim1iiipdGRTdffD.0ˆˆln,lim1iiipdGRTdff13、(1分)二元非理想极稀溶液,其溶质和溶剂分别遵守A.Henry定律和Lewis--Randll规则.B.Lewis--Randll规则和Henry定律.C.拉乌尔规则和Lewis--Randll规则.D.Lewis--Randll规则和拉乌尔规则.14、(1分)下列化学位μi和偏摩尔性质关系式正确的是（）A．μi=HiB.μi=ViC.μi=GiD.μi=Ai15、(1分)Wilson方程是工程设计中应用最广泛的方程。以下说法不正确的是()。A.引入了局部组成的概念以及温度对γi的影响，因此精度高。B.适用于极性以及缔合体系。C用二元体系的参数可以推算多元系。D.适用于液液部分互溶体系。16、(1分)对液相是理想溶液，汽相是理想气体体系，汽液平衡关系式可简化为（）。siiipxfyA　.．siiiipxPyB　.sisiiipxPyC　.siiipxPyD　.17、(1分)下列关于GE关系式正确的是（）。A.GE=RT∑XilnXiB.GE=RT∑XilnaiC.GE=RT∑XilnγiD.GE=R∑XilnXi18、(1分)对二元溶液T或P一定时，下列各式中，Gibbs--Duhem方程正确的形式是（）。A．X1dlnγ1+X2dlnγ2=0B.X1dlnγ1-X2dlnγ2=0C．X1dlnγ1/dX1-X2dlnγ2/dX1=0D.X1dlnγ1/dX1+X2dlnγ2/dX2=0二、填空题(共11小题，27分)1、(1分)理想溶液的过量性质ME等于。2、(3分)由于邻二甲苯与对二甲苯、间二甲苯的结构、性质相近，因此它们混合时会形成_____________溶液，它们的ΔH=_____________，ΔV=___________。3、(4分)逸度和活度的标准态有两类，1）以定则为标准态，2）以定则为标准态。如计算雪碧中CO2这种溶解度很小的溶质逸度时应采用定则为标准态；如计算乙醇-水中乙醇的逸度时应采用定则为标准态。4、(4分)理想溶液的ΔH=______；ΔV=_____；ΔS=；ΔG=________________。6、(1分)二元混合物容积表达式为V=X1V1+X2V2+αX1X2，如选同温同压下符合Lewis-Randll规则的标准态就有△V=。7、(1分)当T,P一定时，非理想溶液混合性质变化△G=。8、(2分)等温等压下二元溶液组分的活度系数与组成之间关系，按Gibbs-Duhem方程X1dlnγ1+________=______。10、(1分)溶液中组分i的活度系数的定义是γi=________________________。11、(1分)Wilson方程是在溶液模型和概念基础上建立的关于活度系数与组分组成ix的关系式。3三、判断题(共3小题，3分)1、(1分)由于邻二甲苯与对二甲苯、间二甲苯的结构、性质相近，因此它们混合时会形成理想溶液。()2、(1分)理想溶液各组分的活度系数和活度为1。()3、(1分)逸度也是一种热力学性质,溶液中组分i的分逸度与溶液逸度的关系ˆlnlnniiifxf四、名词解释(共4小题，14分)1、(3分)偏摩尔性质2、(4分)过量性质（超额性质）3、(4分)理想溶液4、(3分)活度五、简答题(共3小题，16分)1、(6分)在表格空格处填入合理的性质和关系iMMiiMxM㏑f㏑Φ㏑γi2、(5分)简述活度的定义和物理意义。（5分）3、(5分)偏摩尔性质定义及物理意义六、计算题(共8小题，109分)1、(15分)25℃，0.1MPa下，组分1和2形成二元溶液，其溶液的摩尔焓为H=600－180X1－20X13(J/mol).式中X1为组分1的摩尔分数,标准态按Lewis-Randall定则计算，求；　；　　；　，　；　　２；　　EHHHHHHHH)5()4()3(,)(,)1(212121（15分）2、(14分)（14分）25℃，0.1MPa下组分1和2形成溶液，其体积可由下式表示：V=80－24X1－20X12(cm3/mol).式中X1为组分1的摩尔分数,V为溶液的摩尔体积.求，(1)12V,V（6分）(2)12V,V（2分）（3）V1,V2（2分）（4）ΔV（2分）；（5）VE.（2分）标准态按Lewis-Randall定则3、(12分)（12分）.等温条件下，二元溶液组分活度系数与组成关系（1）㏑γ1=aX2，lnγ2=bX1,(2)γ1=aX1,γ2=bX2设a,b为温度的函数，γi以与体系同温同压条件下的纯态为标准态,问上述两组方程是否成立？4、(15分)（15分）在298K和0.1MPa下二元系焓变已知molJHmolJHxxxxH/627/418)2(9.20212121x为摩尔分数以T，p下纯组分焓为基准求：（1）1H，2H（5分）（2）无限稀释偏摩尔值1H，2H（5分）（3）1H，2H（5分）4参考答案一、选择题(共21小题，21分)1、(1分)A2、(1分)B3、(1分)B4、(1分)A5、(1分)A6、(1分)D7、(1分)A8、(1分)D9、(1分)D10、(1分)B11、(1分)B12、(1分)A13、(1分)A14、(1分)C15、(1分)D16、(1分)D17、(1分)C18、(1分)A二、填空题(共11小题，27分)1、(1分)02、(3分)理想溶液，0，03、(4分)Lewis-Randall定则，Henry定则；Henry定则，Lewis-Randall定则；4、(4分)0，0,iixxRln,iixxRTln6、(1分)∆V=αX1X27、(1分)∆G=RT∑xiln（γixi）8、(2分)X2d㏑γ2,=010、(1分)ai/Xi11、(1分)无热，局部组成三、判断题(共3小题，3分)1、(1分)√2、(1分)×3、(1分)×四、名词解释(共4小题，14分)1、(3分)偏摩尔性质jiiTPninMMn,,()[]在T、P和其它组分量nj均不变情况下，向无限多的溶液中加入1mol的组分i所引起的一系列热力学性质的变化。2、(4分)超额性质的定义是ME=M-Mid，表示相同温度、压力和组成下，真实溶液与理想溶液性质的偏差。ΔME与ME意义相同。其中GE是一种重要的超额性质，它与活度系数相关。3、(4分)理想溶液有二种模型（标准态）：^fiid=Xifi（LR）和^fiid=Xiki（HL）有三个特点：同分子间作用力与不同分子间作用力相等，混合过程的焓变化，内能变化和体积变化为零，熵变大于零，自由焓变化小于零。54、(3分)无五、简答题(共3小题，16分)1、(6分)iMMiiMxM)/ˆln(iixffln)/ˆln(lniiixfxfiˆlnlniixˆlnln㏑γiRTGE/iiExRTGln/2、(5分)活度的定义是，0iiiˆfˆaf或iiiˆax活度的物理意义是，活度是相对逸度，对理想溶液活度就是浓度，对非理想溶液活度是校正浓度。3、(5分)偏摩尔性质：在给定的T，P和组成下，向含有组分i的无限多的溶液中加入1摩尔的组分i所引起一系列热力学性质的变化。六、计算题(共8小题，109分)2112312111213211212111222231111.(15)180601)(1)4206040600402)420/640/3)400/600/4)()()()(4206040400)iiiiiiidHxdxdHdHHHxHxxxdxdxHxHJmolHJmolHJmolHJmolHxHxHxHHxHHxHHxxx分321311311(60040600)20205)2020ExxxxHHxx2、(14分)1V=56-40X1+20X122V=80+20X121V=56cm3/mol2V=100cm3/molV1=36cm3/molV2=80cm3/molΔV=20X1X2VE=20X1X263、(12分)解：(1)Gibbs-Duhem方程x1(dlnγ1/∂x1)+x2(dlnγ2/∂x1)=0x1(dlnγ1/∂x1)=x1(-a),x2(dlnγ2/∂x1)=x2b-x1a+x2b=-ax1+(1-x1)b,仅有当x1=b/(a+b)时符合Gibbs-Duhem方程（2）x1(dlnγ1/∂x1)=x1{dln(ax1)/dx1}=x1(1/x1)=1x2(dlnγ2/∂x1)=-x2(1/x2)=-1,x1(dlnγ1/∂x1)+x2(dlnγ2/∂x1)=1-1=0符合Gibbs-Duhem方程4、(15分).解molJHHHmolJHHmolJHHHmolJHHxxxxdxHdxHHxxxxxdxHdxHHxxxxdxHdxxxxxxHxx/8.6688.41627/8.41lim/9.4389.20418/9.20li