多组分系统热力学

多组分系统热力学一、判断题：1克拉佩龙方程适用于纯物质的任何两相平衡。（）2克—克方程比克拉佩龙方程的精确度高。()3一定温度下的乙醇水溶液，可应用克—克方程式计算其饱和蒸气压。（）4将克—克方程的微分式用于纯物质的液气两相平衡，因为vapHm0，所以随着温度的升高，液体的饱和蒸气压总是升高的。（）5二组分理想液态混合物的总蒸气压大于任一纯组分的蒸气压。（）6理想混合气体中任意组分B的逸度就等于其分压力pB。（）7因为溶入了溶质，故溶液的凝固点一定低于纯溶剂的凝固点。（）8溶剂中溶入挥发性溶质，肯定会引起溶液的蒸气压升高。（）9理想稀溶液中的溶剂遵从亨利定律，溶质遵从拉乌尔定律（）10理想液态混合物与其蒸气成气、液两相平衡时，气相总压力p与液相组成xB呈线性关系。（）11如同理想气体一样，理想液态混合物中分子间没有相互作用力。（）12一定温度下，微溶气体在水中的溶解度与其平衡气相分压成正比。（）13化学势是一广度量。（）14只有广度性质才有偏摩尔量。（）15稀溶液的沸点总是高于纯溶剂的沸点。（）16单组分系统的熔点随压力的变化可用克劳休斯-克拉佩龙方程解释。（）17．公式dG=－SdT+Vdp只适用于可逆过程。（）18．某一体系达平衡时，熵最大，自由能最小。（）19．封闭体系中，由状态1经定温、定压过程变化到状态2，非体积功W/＜0，且有W/＞G和G＜0，则此变化过程一定能发生。（）20．根据热力学第二定律，能得出，从而得到。（）21．只有可逆过程的G才可以直接计算。（）22．凡是自由能降低的过程一定都是自发过程。（）23．只做体积功的封闭体系，的值一定大于零。（）24．偏摩尔量就是化学势。（）25．在一个多组分溶液中，只有溶质才有偏摩尔量。（）26．两组分混合成溶液时，没有热效应产生，此时形成的溶液为理想溶液。（）27．拉乌尔定律和亨利定律既适合于理想溶液，也适合于稀溶液。（）28．偏摩尔量因为与浓度有关，因此它不是一个强度性质。（）29．化学势判据就是Gibbs自由能判据。（）30．自由能G是一状态函数，从始态I到终态II，不管经历何途径，G总是一定的。（）31．定温、定压及W/=0时,化学反应达平衡,反应物的化学势之和等于产物的化学势之和。（）二、填空题：1、由克拉佩龙方程导出克-克方程的积分式时所作的三个近似处理分别是(i)；(ii)；(iii)。2、贮罐中贮有20℃,40kPa的正丁烷,并且罐内温度、压力长期不变。已知正丁烷的标准沸点是272.7K,根据，可以推测出,贮罐内的正丁烷的聚集态是态。3、氧气和乙炔气溶于水中的亨利系数分别是7.20×107Pa·kg·mol－１和133×108Pa·kg·mol－１,由亨利定律系数可知,在相同条件下,在水中的溶解度大于在水中的溶解度。4、28.15℃时，摩尔分数x(丙酮)=0.287的氯仿丙酮混合物的蒸气压为29400Pa，饱和蒸气中氯仿的摩尔分数y（氯仿）=0.181。已知纯氯仿在该温度下的蒸气压为29.57kPa。以同温度下纯氯仿为标准态，氯仿在该真实液态混合物中的活度因子为；活度为。5、在温度T时某纯液体A的蒸气压为11.73kPa，当非挥发性组分B溶于A中，形成xA=0.800的液态混合物时，液态混合物中A的蒸气压为5.33kPa，以纯液体A为标准态，则组分A的活度为，活度因子为。6、某理想稀溶液的温度为T，压力为pΘ，溶剂A的摩尔分数为xA，则组分A的化学势表达式为：A=_____________________________________。7、50℃时，液体A的饱和蒸气压是液体B的饱和蒸气压的3倍，A和B构成理想液态混合物。气液平衡时，液相中A的摩尔分数为0.5，则在气相中B的摩尔分数为。8、写出理想液态混合物任意组分B的化学势表达式：。9、0℃，101.325kPa压力下，O2(g)在水中的溶解度为4.49×10-2dm3/kg，则0℃时O2(g)在水中的亨利系数为kx(O2)=Pa。10、在一定的温度和压力下某物质液气两相达到平衡，则两相的化学势B（l）与B（g）；若维持压力一定，升高温度，则B（l）与B（g）都随之；但B（l）比B（g），这是因为。11、某均相系统由组分A和B组成，则其偏摩尔体积的吉布斯-杜安方程是。12、克-克方程的适用条件为。13、偏摩尔熵的定义式为。14、甲醇-乙醇、乙醇-水、水-盐酸三组混合物或溶液中，可看成理想液态混合物的是。15、对于理想稀溶液，在一定温度下溶质B的质量摩尔浓度为bB，则B的化学势表达式为。16、在300K和平衡状态下，某组成为xB=0.72混合物上方B的蒸气压是纯B的饱和蒸气压的60%，那么：(i)B的活度是；(ii)B的活度因子是；(iii)同温度下从此溶液中取出1mol的纯B（组成可视为不变）则系统G的变化是。17、一般而言，溶剂的凝固点降低系数kf与。18、某非挥发性溶质的溶液通过半透膜与纯溶剂达渗透平衡，则此时溶液的蒸气压一定纯溶剂的蒸气压。19、均相多组分系统中，组分B的偏摩尔体积定义VB为。20、理想气体混合物中任意组分B的化学势表达式为。21．在绝热定容的容器中，两种同温度的理想气体混合，G，S，H。22．理想溶液混合时，mixV,mixS,mixG,mixH。23．在孤立体系中（体积不变），发生剧烈化学反应，使系统的温度及压力明显升高，则该系统的S____、U____、H____、F____。24．比较水的化学势的大小（此处p=101.325kPa）：（填、或=）①μ(l,100℃,p)____μ(g,100℃,p)②μ(l,100℃,p)____μ(l,100℃,2p)③μ(g,100℃,p)____μ(g,100℃,2p)④μ(l,100℃,2p)____μ(g,100℃,2p)⑤μ(l,101℃,p)____μ(g,101℃,p)25．非理想溶液溶质的化学势表示式____，其标准态为____。26．利用G≤0判断自发过程的条件是__________________。27．在一定的温度及压力下，某物质液汽两相达平衡，则两相的化学势μB(l)与μB(g)______；若维持压力不变，升高温度，则μB(l)和μB(g)都______；但μB(l)比μB(g)______。28．理想溶液中任意组分B的化学势：μB=_______________。29．298K、101.325kPa，有两瓶萘的苯溶液，第一瓶为2升，溶有0.5mol萘，第二瓶为1升，溶有0.25mol萘，若以μ1和μ2表示两瓶中萘的化学势，则它们的关系为__________。三、选择题：1.将克拉佩龙方程用于H2Ｏ的液固两相平衡，因为Vm（H2Ｏ，1）＜Vm(H2Ｏ，s），所以随着压力的增大,则H2Ｏ（1）的凝固点将：()(A)上升(B)下降(C)不变2.克-克方程式可用于（)(A)固-气及液-气两相平衡(B)固-液两相平衡(C)固-固两相平衡3.液体在其T,p满足克-克方程的条件下进行汽化的过程,以下各量中不变的是：()(A)摩尔热力学能(B)摩尔体积(C)摩尔吉布斯函数(D)摩尔熵4.特鲁顿(Trouton)规则(适用于不缔合液体)。(A)21J·mol－１·K－１(B)88J·K－１(C)109J·mol－１·K－１5、在a、b两相中都含有A和B两种物质，当达到相平衡时，下列三种情况正确的是：（）6、100℃，101325Pa的液态H2O(l)的化学势ml，100℃，101325Pa的气态H2O(g)的化学势mg，二者的关系为（）(A)mlmg(B)mlmg(C)ml=mg7、由A及B双组分构成的a和b两相系统，则在一定T、p下，物质A由a相自发向b相转移的条件为（）bmvapΔTHβBαAβAαAαBαA)C()B()A(βBαAβBαAβAαA)C()B()A(8、某物质溶于互不相溶的两液相a和b中，该物质在a相以A的形式存在，在b相以A2形式存在，则定温定压下，两相平衡时（）9、理想液态混合物的混合性质是（）mixV=0，mixH=0，mixS0，mixG0mixV0，mixH0，mixS0，mixG=0mixV0，mixH0，mixS=0，mixG=0mixV0，mixH0，mixS0，mixG010、稀溶液的凝固点Tf与纯溶剂Tf*的凝固点比较，TfTf*的条件是（）(A)溶质必须是挥发性的(B)析出的固相一定是固溶体(C)析出的固相是纯溶剂(D)析出的固相是纯溶质11、若使CO2在水中的溶解度为最大，应选择的条件是（）(A)高温高压(B)低温高压(C)低温低压(D)高温低压12、25℃时，CH4(g)在H2O(l)和C6H6(l)中的亨利系数分别为4.18×109Pa和57×106Pa，则在相同的平衡气相分压p(CH4)下，CH4在水中与在苯中的平衡组成（）(A)x(CH4，水)x(CH4，苯)，(B)x(CH4，水)x(CH4，苯)(C)x(CH4，水)=x(CH4，苯)13、在一定压力下，纯物质A的沸点、蒸气压和化学势分别为Tb*、pA*和mA*，加入少量不挥发性的溶质形成溶液之后分别变成Tb、pA和mA，因此有（）(A)Tb*Tb，pA*pA，,mA*mA(B)Tb*Tb，pA*pA，,mA*mA(C)Tb*Tb，pA*pA，,mA*mA(D)Tb*Tb，pA*pA，,mA*mA)A()A(2)C()(A2)A()B()(A)A()A(2α2βα2βαβ14、已知环己烷、醋酸、萘、樟脑的凝固点降低系数kf分别是20.2、9.3、6.9及39.7K·kg·mol-1。今有一未知物能在上述四种溶剂着溶解，欲测定该未知物的相对分子质量，最适宜的溶剂是（）(A)萘(B)樟脑(C)环己烷(D)醋酸15、在20℃和大气压力下，用凝固点降低法测物质的相对分子质量。若所选的纯溶剂是苯，其正常凝固点为5.5℃，为使冷却过程在比较接近于平衡状态的情况下进行，冷浴内的恒温介质比较合适的是（）(A)冰-水(B)冰-盐水(C)干冰-丙酮(D)液氨16、二组分理想液态混合物的蒸气总压（）(A)与溶液的组成无关(B)介于两纯组分的蒸气压之间(C)大于任一纯组分的蒸气压(D)小于任一纯组分的蒸气压17、A和B两组分在定温定压下混和形成理想液态混合物时，则有：（）。（A）mixH=0（B）mixS=0（C）mixA=0（D）mixG=018、指出关于亨利定律的下列几点说明中，错误的是（）(A)溶质在气相和在溶剂中的分子状态必须相同(B)溶质必须是非挥发性的(C)温度愈高或压力愈低，溶液愈稀，亨利定律愈准确(D)对于混合气体，在总压力不太大时，亨利定律能分别适用于每一种气体，与其他气体的分压无关19、40℃时，纯液体A的饱和蒸气压是纯液体B的两倍，组分A和B能构成理想液态混合物。若平衡气相中组分A和B的摩尔分数相等，则平衡液相中组分A和B的摩尔分数之比xA:xB=()(A)1:2(B)2:1(C)3:2(D)4:320、组分A和B形成理想液态混合物。已知在100℃时纯组分A的蒸气压为133.32kPa，纯组分B的蒸气压为66.66kPa，当A和B的两组分液态混合物中组分A的摩尔分数为0.5时，与液态混合物成平衡的蒸气中，组分A的摩尔分数是（）(A)1(B)3/4(C)2/3(D)1/221、在25℃时，0.01mol·dm-3糖水的渗透压力为Π1,0.01mol·dm–3食盐水的渗透压为Π2,则()。(A)Π1＞Π2(B)Π1＝Π2(C)Π1＜Π2(D)无法比较22、氯仿（1）和丙酮（2）形成非理想液态混合物，在T时，测得总蒸气压为29398Pa，蒸气中丙酮的摩尔分数y2=0.818，而该温度下纯氯仿的饱和蒸气压为29571Pa，则在液相中氯仿的活度a1为