多組分溶液熱力學(xué)復(fù)習(xí)題

1、體系的分 類簡單體系: 純物質(zhì)單相封閉體系; 純物質(zhì)多相平衡封閉系統(tǒng); 組成不變的單相封閉系統(tǒng)多組分體 系多相多組分體系單相多組分體系氣相多組分體系：理想氣體多組分體系；實(shí)際氣體多組分體系固相多組分體系液相多組分體系液態(tài)混合物：理想液態(tài)混合物；實(shí)際液態(tài)混合物溶液：理想稀溶液；實(shí)際溶液依數(shù)性的定義？產(chǎn)生依數(shù)性的根本原因？參見“概述”稀溶液的依數(shù)性滲透壓：沸點(diǎn)升高：Tb=Kb bB ()冰點(diǎn)降低：Tf =Kf bB ()依數(shù)性的計(jì)算公式利用依數(shù)性計(jì)算非理想溶液中溶劑活度的計(jì)算公式(僅適用于不揮發(fā)性溶質(zhì))Raoult定律和Herry定律Raoult定律： (或)適用于理想液態(tài)混合物中任一組分和稀溶液

2、的溶劑Herry定律： (或，) 適用于稀溶液的溶質(zhì)多組分體系熱力學(xué)偏摩爾量偏摩爾量之間的函數(shù)關(guān)系偏摩爾量的測定和計(jì)算為什么要引進(jìn)偏摩爾量？ 偏摩爾量的定義和物理意義：偏摩爾量的集合公式：各組分偏摩爾量的變化相互依賴關(guān)系：G-D方程 化學(xué)勢m化學(xué)勢定義與偏摩爾量定義的差異多組分體系熱力學(xué)基本方程及其應(yīng)用條件化學(xué)勢的定義()及物理意義判據(jù)化學(xué)勢判據(jù)及其應(yīng)用應(yīng)用：相平衡 ；化學(xué)平衡 ；分配定律(恒溫、恒壓(或容)、) (平衡) (自發(fā))化學(xué)勢的表達(dá)式氣體實(shí)際氣體：逸度和逸度因子的定義及計(jì)算理想氣體：溶液理想稀溶液溶劑：或溶質(zhì)實(shí)際溶液溶劑：溶質(zhì)純固體：液態(tài)混合物實(shí)際液態(tài)混合物化學(xué)勢：活度和活度因子定

3、義及其物理意義理想液態(tài)混合物化學(xué)勢： 熱力學(xué)特征 ，標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的定義液體液態(tài)混合物：液態(tài)混合物中任一組分的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)為T，py條件下的純物質(zhì)溶液溶劑：稀溶液中溶劑的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)為T，py條件下的純物質(zhì)溶質(zhì)：視溶質(zhì)濃度的表示方法不同而異，請參見“主要考點(diǎn)”部分氣體：任何氣體，其標(biāo)準(zhǔn)態(tài)均為T，py條件下具有理想氣體行為的純氣體多組分溶液熱力學(xué)一、選擇題1. A,B,C 三種物質(zhì)組成的溶液，物質(zhì) C 的偏摩爾量為 (a) (b) (c) (d)(答案) b (什么叫偏摩爾量(P165-166)？偏摩爾量具有哪些性質(zhì)和特點(diǎn)。16題)討論：就象只有容量性質(zhì)才有摩爾量一樣，只有容量性質(zhì)才有偏摩爾量。 偏摩爾量定義式的物

4、理意義為：在恒溫，恒壓并保持除B以外其他物質(zhì)量不變條件下，往一無限大的體系中加入1molB物質(zhì)所引起的熱力學(xué)量Z的變化值叫做熱力學(xué)量Z在該混合體系中的偏摩爾量。 根據(jù)定義，只有在恒溫，恒壓下組分對Z的偏微分才叫偏摩爾量，任何偏摩爾量都是T，p和組成的函數(shù)。 偏摩爾量為強(qiáng)度性質(zhì) 純物質(zhì)的偏摩爾量就是它的摩爾量。 偏摩爾量可以大于零，等于零，小于零。2. 關(guān)于偏摩爾量, 下面的說法中正確的是（a） 偏摩爾量的絕對值都可求算（b） 系統(tǒng)的容量性質(zhì)才有偏摩爾量（c） 同一系統(tǒng)的各個(gè)偏摩爾量之間彼此無關(guān)（d） 沒有熱力學(xué)過程就沒有偏摩爾量(答案) b3. 關(guān)于偏摩爾量, 下面的敘述中不正確的是（a） 偏

5、摩爾量是狀態(tài)函數(shù), 其值與物質(zhì)的數(shù)量無關(guān)（b） 系統(tǒng)的強(qiáng)度性質(zhì)無偏摩爾量（c） 純物質(zhì)的偏摩爾量等于它的摩爾量（d） 偏摩爾量的數(shù)值只能為整數(shù) (答案) d4 .沒有偏摩爾量的的狀態(tài)性質(zhì)是（a）G （b）p（c）V （d）H (答案) b5. 關(guān)于偏摩爾量，下面的敘述中不正確的是 (a) 偏摩爾量的數(shù)值可以是正數(shù)、負(fù)數(shù)和零 (b) 溶液中每一種廣度性質(zhì)都有偏摩爾量，而且都不等于其摩爾量 (c) 除偏摩爾吉布斯自由能外，其他偏摩爾量都不等于化學(xué)勢 (d) 溶液中各組分的偏摩爾量之間符合吉布斯杜亥姆關(guān)系式 (答案) b6. 下列各式中哪個(gè)是化學(xué)勢？ (a) (b) (c) (d) (答案) d (

6、什么叫化學(xué)勢？化學(xué)勢具有哪些性質(zhì)和特點(diǎn)。615題) 化學(xué)勢可以用不同的狀態(tài)函數(shù)進(jìn)行定義，但相應(yīng)的下標(biāo)不同。只有 既符合化學(xué)勢的定義，又符合偏摩爾量的定義。又因?yàn)榇蠖鄶?shù)過程是在恒溫恒壓下進(jìn)行的，所以該定義式應(yīng)用最廣泛。僅就 定義式而言，根據(jù) 的關(guān)系可知，純物質(zhì)的化學(xué)勢就等于其摩爾吉布斯自由能函數(shù)，即 ，且為強(qiáng)度性質(zhì)，其絕對值不知道。7. 下列四個(gè)偏微商中哪個(gè)既是偏摩爾量，又是化學(xué)勢？ （a） （b） （c） （d） (答案) d8. 298 K, p$下，苯和甲苯形成理想液體混合物，第一份溶液體積為2 dm3，苯的摩爾分?jǐn)?shù)為0.25，苯的化學(xué)勢為m1，第二份溶液的體積為1 dm3,苯的摩爾分?jǐn)?shù)為

7、0.5，化學(xué)勢為2,則 (a) 1>2 (b) 1<2 (c) 1=2 (d) 不確定 (答案) b化學(xué)勢的表達(dá)式IG: IL: 9. 在373.15K和101325Pa下水的化學(xué)勢與水蒸氣化學(xué)勢的關(guān)系為（a） (水)(汽) （b） (水)(汽)（c） (水)(汽) （d） 無法確定 (答案) a 什么叫相平衡。 兩相平衡，化學(xué)勢相等，10. 273 K，2×101.3 kPa 時(shí)，水的化學(xué)勢比冰的化學(xué)勢 (a) 高 (b) 低 (c) 相等 (d) 不可比較 (答案) b , 增壓能可使冰變?yōu)樗?1. 飽和溶液中溶質(zhì)的化學(xué)勢與純?nèi)苜|(zhì)的化學(xué)勢的關(guān)系式為 （a） （b）

8、（c） （d）不能確定 (答案) a（兩相平衡，化學(xué)勢相等，）12. 不飽和溶液中溶質(zhì)的化學(xué)勢m與純?nèi)苜|(zhì)的化學(xué)勢m*的關(guān)系式為： （a） （b） （c） （d）不能確定 (答案) c13. 單一組分的過冷液體的化學(xué)勢比其固體的化學(xué)勢： （a） 高 （b） 低 （c） 相等 （d） 不可比較 (答案) a14. 在a，b兩相中均含有A和B兩種物質(zhì),當(dāng)達(dá)到平衡時(shí),下列哪種情況是正確的? (a) = (b) = (c) = (d) = (答案) b15. 下列四種狀態(tài)純水的化學(xué)勢最大的是(a) 273.15 K,101325 Pa, H2O(l)的化學(xué)勢1(b) 273.15 K,101325 Pa

9、, H2O(g)的化學(xué)勢2(c) 273.15 K,202650 Pa, H2O(l)的化學(xué)勢3(d) 273.15 K,202650 Pa, H2O(g)的化學(xué)勢4 (答案) d16. 氣體熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)為（a）25、100kPa狀態(tài)（b）273.15K，101325Pa，理想氣體狀態(tài)（c）100kPa，純理想氣體狀態(tài)（d）25，100kPa純理想氣體狀態(tài) (答案) c(標(biāo)準(zhǔn)態(tài)定義？氣體、理想液態(tài)混合物各組份及理想稀溶液中溶質(zhì)和溶劑的標(biāo)準(zhǔn)怎么定義的？1617題) 任何氣體的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)都相同，其定義為在溫度、壓力為P=101325 Pa且具有理想氣體形為的那個(gè)狀態(tài)純固體物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)就是標(biāo)準(zhǔn)壓力py

10、(100KPa)下的純固體純液體物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)就是標(biāo)準(zhǔn)壓力py(100KPa)下的純液體在理想混合物中，任一組分的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)都是py下的純物質(zhì)。溶液中，溶劑和溶質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的定義不同。溶劑的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)為py下的純物質(zhì)與理想混合 物中任一組分的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)一樣。而溶質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)定義則根據(jù)濃度的表示方法不同而異。17. 涉及純物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的下列說法中不正確的是（a） 純理想氣體的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)就是標(biāo)準(zhǔn)壓力py(100KPa)下的狀態(tài)（b） 純液體物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)就是標(biāo)準(zhǔn)壓力py(100KPa)下的純液體（c） 純固體物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)就是標(biāo)準(zhǔn)壓力py(100KPa)下的純固體（d） 不同的物質(zhì)在相同溫度下都處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)，它們的

11、同一熱力學(xué)函數(shù)值都應(yīng)相同 (答案) d18. 關(guān)于理想液體混合物，下面的表述中不正確的是 (a) 理想液體混合物一定是無熱溶液，但無熱溶液不一定是理想溶液 (b) 理想液體混合物可以是電解質(zhì)溶液，也可是非電解質(zhì)溶液 (c) 理想液體混合物中任一組分在所有濃度時(shí)都遵守拉烏爾定律 (d) 理想液體混合物是指所有分子之間的引力和分子體積都相仿的多組分體系 (答案) b （什么叫理想液態(tài)混合物，其熱力學(xué)特性？1822） 任意組分，在任意濃度下均遵守Raoults law 的溶液稱為理想混合物 mixV, mixHm,mixS和mixG是理想混合物形成過程中四個(gè)重要 的熱力學(xué)性質(zhì)的變化值。 mixV0，

12、mixHm0，說理想液態(tài)混合物在行成過程中沒有體積的變化（mixV0），并且無熱效應(yīng)（mixHm0）。 mixGmRTxBlnxB<0 說明理想液態(tài)混合物的混合過程是自發(fā)過程。 mixSmRTxBlnxB，mixGmRTxBlnxB具有與理想氣體等溫等壓混合過程完全相同的形式。19. 假設(shè)A，B兩組分混合可以形成理想液體混合物，則下列敘述中不正確的是 (a) A，B 分子之間的作用力很微弱 (b) A，B 都遵守拉烏爾定律 (c) 液體混合物的蒸氣壓介于 A，B 的蒸氣壓之間 (d) 可以用重復(fù)蒸餾的方法使 A，B 完全分離 (答案) a20. 對于理想液體混合物 (a) mixH =

13、0 mixS = 0 (b) mixH = 0 mixG = 0 (c) mixV = 0 mixH = 0 (d) mixV = 0 mixS = 0 (答案) c21. 二組分理想液態(tài)混合物的蒸氣壓(a) 一定大于任一純組分的蒸氣壓 (b) 一定小于任一純組分的蒸氣壓(c) 一定介于兩種純組分的蒸氣壓之間 (d) 以上三種情況均有可能 (答案) c設(shè) ，22. 在一定壓力下，A和B形成的理想溶液的沸點(diǎn)（a） 一定大于純A的沸點(diǎn)（b） 一定大于純B的沸點(diǎn)（c） 一定在A和B的沸點(diǎn)之間（d） 一定小于純A的沸點(diǎn)也小于純B的沸點(diǎn) (答案) c23. 關(guān)于亨利系數(shù)，下列說法中正確的是 (a)其值與

14、溫度、濃度和壓力有關(guān) (b)其值與溫度、溶質(zhì)性質(zhì)和濃度有關(guān) (c)其值與溫度、溶劑性質(zhì)和濃度有關(guān) (d)其值與溫度、溶質(zhì)和溶劑性質(zhì)及濃度的標(biāo)度有關(guān) (答案) d pB=KBxB 關(guān)于Henrys law Henrys law 適用于稀溶液中揮發(fā)性或氣體的溶質(zhì)，所以Henrys Law可表述為：在一定溫度和平衡狀態(tài)下，氣體在B溶液中的溶解度（用物質(zhì)量分?jǐn)?shù)xB表示）與該氣體的平衡分壓pB成正比。若為揮發(fā)性的溶質(zhì)，則可表述為：在一定溫度和平衡狀態(tài)下，稀溶液中揮發(fā)性溶質(zhì)在氣相中的平衡分壓與其在溶液中的摩爾分?jǐn)?shù)（或質(zhì)量摩爾濃度、物質(zhì)的量濃度）成正比。當(dāng)溶質(zhì)用不同的表示方法時(shí)，Henrys law有如下形

15、式， ， ， Henrys law中的比例系數(shù)其物理意義不同于Raoults law中的 ，它不是純B的飽和蒸氣壓，僅是一個(gè)由實(shí)驗(yàn)確定的比例常數(shù)而已，在數(shù)值上等于x®0時(shí)B分壓對xB作圖的正切值。 對于混合氣體，在總壓不大時(shí)，Henrys law可分別適用于每一種氣體。 溶質(zhì)在氣相和在溶液中的分子狀態(tài)必須相同。 如HCl，在氣相為HCl分子，在溶相為H+和Cl-，則Henrys law不適用。 溶液濃度愈稀，對Henrys law符合得愈好。對氣體溶質(zhì)，T或 p，降低了溶解度，能更好地符合Henrys law。24. 稀溶液中揮發(fā)性溶質(zhì)在氣相中分壓力與液相組成的關(guān)系符合（a）拉烏爾定

16、律 （b）亨利定律（c）氣相方程 （d）液相方程 (答案) b25. 稀溶液的依數(shù)性包括蒸汽壓下降、沸點(diǎn)升高、凝固點(diǎn)降低和滲透壓,下面的陳述都與它們有關(guān)，其中正確的是（a） 只有溶質(zhì)不揮發(fā)的稀溶液才有這些依數(shù)性（b） 所有依數(shù)性都與溶液中溶質(zhì)的濃度成正比（c） 所有依數(shù)性都與溶劑的性質(zhì)無關(guān)（d） 所有依數(shù)性都與溶質(zhì)的性質(zhì)有關(guān) (答案) b稀溶液的依數(shù)性：（蒸汽壓下降、沸點(diǎn)升高、凝固點(diǎn)降低和滲透壓）與溶質(zhì)的性質(zhì)無關(guān)，只與溶質(zhì)的數(shù)量有關(guān)的性質(zhì)稱為稀溶液的依數(shù)性。蒸汽壓下降：沸點(diǎn)升高： 凝固點(diǎn)降低：滲透壓： 26. 下列哪種現(xiàn)象不屬于稀溶液的依數(shù)性（a） 凝固點(diǎn)降低 （b）沸點(diǎn)升高（c） 滲透壓 （

17、d）蒸氣壓升高 (答案) d27. 影響沸點(diǎn)升高常數(shù)和凝固點(diǎn)降低常數(shù)值的主要因素是（a）溶劑本性 （b）溫度和壓力（c）溶質(zhì)本性 （d）溫度和溶劑本性 (答案) a沸點(diǎn)升高常數(shù)：凝固點(diǎn)降低常數(shù)：28. 海水不能直接飲用的主要原因是 (a) 不衛(wèi)生 (b) 有苦味 (c) 含致癌物 (d) 含鹽量高 (答案) d , 飲用高鹽海水后將發(fā)生反滲透，使體內(nèi)缺水。鹽鹵破壞體內(nèi)膠體營養(yǎng)成分。 29. 揮發(fā)性溶質(zhì)溶于溶劑形成的稀溶液，溶液的沸點(diǎn)會(a)  降低     (b) 升高 (c) 不變     (d) 可能

18、升高或降低 (答案) d30. 將非揮發(fā)性溶質(zhì)溶于溶劑中形成稀溶液時(shí)，將引起 （a） 沸點(diǎn)升高 （b） 熔點(diǎn)升高 （c） 蒸氣壓升高 （d） 都不對 (答案) a31. 兩只各裝有1 kg水的燒杯,一只溶有0.01 mol蔗糖,另一只溶有0.01 mol NaCl，按同樣速度降溫冷卻，則 (a) 溶有蔗糖的杯子先結(jié)冰 (b) 兩杯同時(shí)結(jié)冰 (c) 溶有NaCl的杯子先結(jié)冰 (d) 視外壓而定 (答案) a , NaCl在水中解離后,粒子數(shù)增加一倍,冰點(diǎn)下降更多。32. 少量NaCl放入水中形成稀溶液后將引起溶液(a) 凝固點(diǎn)升高 (b) 沸點(diǎn)降低(c) 蒸汽壓降低 (d) 三個(gè)都不對 (答案)

19、 c二、計(jì)算題1. 0時(shí)，101325Pa的氧氣在水中的溶解度為344.90cm3，同溫下，101325Pa的氮?dú)庠谒械娜芙舛葹?3.50cm3，求0時(shí)與常壓空氣呈平衡的水中所溶解的氧氣和氮?dú)獾哪柋取＝猓?k(O2)=101325/344.9；k(N2)=101325/23.5c(O2)=0.21×101325/k(O2)=72.43 cm3；c(N2)=0.78×101325/k(N2)=18.33 cm3顯然二者之比為3.952. 20時(shí)乙醚的蒸氣壓為59.00kPa，今有100.0g乙醚中溶入某揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)10.0g，蒸汽壓下降到56.80kPa，試求該有機(jī)物的

20、摩爾質(zhì)量。解： ；解得M2=53.6195.3g×mol-13. 25時(shí)水的蒸氣壓為3.17kPa，若一甘油水溶液中甘油的質(zhì)量分?jǐn)?shù)w=0.0100，問溶液的蒸氣壓為多少？（甘油即丙三醇，摩爾質(zhì)量為93.1g/mol，是不揮發(fā)性溶質(zhì)）。解：=0.998；p=3.17×0.998=3.16kPa4. 60時(shí)，液體 A 和 B 的飽和蒸氣壓分別為 0.395p$和 0.789p$，在該溫度時(shí) A 和 B 可形成穩(wěn)定化合物 AB，其飽和蒸氣壓為 0.132p$，并假設(shè)任何給定的混合物具有理想液體混合物性質(zhì)。如今在 60時(shí)，將 1 mol A 和 4 mol B 混合為液體體系，求算

21、此體系的蒸氣壓和蒸氣組成。 解：將 1 mol A 和 4 mol B 混合可形成 1 mol AB 和 3 mol Bp =p*AB xAB+ p*BxB= (0.132p$)/4 + (0.789p$)×3/4= 0.625p$ 2 yB=pB/p=( 0.789p$)(3/4)/ 0.625p$= 0.947 2 yAB = 1 - yB= 0.053 15. 液體A和B可形成液態(tài)理想混合物。今有1 mol A和2 mol B組成液態(tài)理想混合物。在50 °C與此混合物呈平衡的蒸氣總壓為33 330.6 Pa，若再加1 mol A到該混合物中，則與此混合物在50 °C呈平衡的飽和蒸氣壓為39 996.7 Pa。試計(jì)算50°C時(shí), 純A、純B的飽和蒸氣壓p，p為多少？解： 3 (1) (2)聯(lián)立(1)，(2)式得 2 6. 在293.15 K時(shí)，乙醚的蒸氣壓為58.95 kPa，今在0.10 kg乙醚中溶入某非揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì) 0.01 kg，乙醚的蒸氣壓降低到56.79 kPa，試求該有機(jī)物的摩爾