多组分系统热力学练习题及答案

第三章多组分系统热力学一、选择题1.1molA与nmolB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(A)0.140dm3·mol-1；(B)0.072dm3·mol-1；(C)0.028dm3·mol-1；(D)0.010dm3·mol-1。2.对于亨利定律，下列表述中不正确的是：C(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*Bpkx，只有理想溶液有*Bpkx。3、在293K时，从一组成为NH3·19/2H2O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：(C)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(C)（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：C(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(C)(A)μ12=μ2(B)10μ1=μ2(C)μ1=μ2(D)2μ1=μ27.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(cAcB)，放置足够长的时间后：A(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(C)(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(A)μ1μ2；(B)μ1μ2；(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)A.μA=μBB.μA＞μBC.μA＜μBD.两者不能比较11.下列哪个是化学势(D)(A)jn,p,TinU/(B)jn,p,TinH/(C)jn,p,TinA/(D)jn,p,TinG/12.下列各式哪个不是化学势(B)(A)jn,p,TinG/(B)jn,p,TinA/(C)jn,V,SinU/(D)jn,p,SinH/13.jn,p,TinG/(C)(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(C)(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为液相组成，y为气相组成，若p*Ap*B(*表示纯态)，则：D(A)xAxB；(B)xAyA；(C)无法确定；(D)xAyA。16.挥发性溶质溶于溶剂形成的稀溶液，溶液的沸点会：D(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=μø(T)+RTln(γp/pø)=μø(T)+RTln(f/pø)，则(C)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k1BBBnXX的适用条件是(D)(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？(D)(A)pB=kxxB(B)pB=kmmB(C)pB=kccB(D)pB=knnB20.拉乌尔定律适用于(C)(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=53.86kPa。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？答案一1.A2.C3.C4.C5.C6.C7.A8.C9.A10.A11.D12.B13.C14.C15.D16.D17.C18.D19.D20.C二。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、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=67.1p（辛烷）=47.10×0.726=34.1气相组成X（己烷）=67.1/101.3=0.662X（辛烷）=34.1/101.3=0.3382.解：(1)以纯溴为标准态，用拉乌尔定律：87.100599.00112.00112.040.28319.022*22xappa，(2)以假想态为标准态，用亨利定律：p2=Kxa2988.000599.000592.000592.086.53319.02222xaKpax，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=0.59pA=pA*xA=4.70×104×0.41Pa=1.927×104PapB=pB*xB=8.33×104×0.59Pa=4.915×104Pap=pA+pB=6.842×104PayA=pA/p=1.927×104/(6.842×104)=0.282，yB=0.7184.解：（1）)/ln(),(),(G33mABABppRTgNHgNH1·)64.10/597.3ln(293314.8molJ1·2642molJ（2）),(/ln),(),(G3*3*3mgNHppRTgNHgNHBB1·)325.101/597.3ln(293314.8molJ1·8312molJ1.苯和甲苯在恒温恒压条件下混合形成理想液体混合物，其△mixS…(A)(A)0(B)0(C)=0(D)02.纯水的凝固点为Tf*，沸点为Tb*，食盐稀溶液的凝固点为Tf，沸点为Tb则……………………………………………………………………………（A）(A)Tf*Tf，Tb*Tb(B)Tf*Tf，Tb*Tb(C)Tf*Tf，Tb*Tb(D)Tf*Tf，Tb*Tb3.下列各式哪一个是对化学势的正确表示：…………………………………(B)(A)Cn,p,TBBnU(B)Cn,p,TBBnG(C)Cn,V,SBBnA(D)Cn,V,SBBnH4.在讨论稀溶液的蒸气压降低规律时，溶质必须是…………………(C)(A)挥发性物质(B)电解质(C)非挥发性物质(D)气体物质5.在、两相中都含有A和B两种物质，当达到相平衡时…(B)(A)()()BA(B)()()AA(C)()()BA(D)()()BA6.对于含0.5mol乙醇和0.5mol水的溶液体积为V，已知水的偏摩尔体积为V水，则乙醇的偏摩尔体积V乙醇为2V-V水。7.乙醇和甲醇组成理想混合物，在293K时纯乙醇的饱和蒸气压为5933Pa，纯甲醇的饱和蒸气压为11826Pa。已知甲醇和乙醇的相对分子质量为32和46。(1)计算甲醇和乙醇各100g所组成的混合物中，乙醇的物质的量分数x乙；(2)求混合物的总蒸气压p总与两物质的分压p甲、p乙(Pa)；(3)求甲醇在气相中的物质的量分数y甲。8.80℃时纯苯的蒸气压为100kPa，纯甲苯的蒸气压为38.7kPa。两液体可形成理想液态混合物。若有苯－甲苯的气－液平衡混合物，80℃时气相中苯的摩尔分数y（苯）=0.300，求液相的组成。答案：1.A2.A3.B4.C5.B6.2V-V水7.解：(1)nA=100/32=3.125mol,n乙=100/46=2.17molx乙=n乙/(n甲+n乙)=2.17/(3.125+2.17)=0.41(2)理想液态混合物，使用拉乌尔定律：P甲=p甲*×x甲＝11826×（1－0.41）=6977Pa;p乙=p乙*×x乙＝5933×0.41=2433Pa…p总＝p甲＋p乙＝6977Pa＋