第三章多組分系統(tǒng)熱力學

1、第三章多組分系統(tǒng)熱力學;選擇題1. 在和101325Pa下水的化學勢與水蒸氣化學位的關系為(A)卩(水)=卩(汽)(B)卩(水)卩(汽)(D)無法確定答案：A。兩相平衡，化學勢相等。2. 下列哪種現(xiàn)象不屬于稀溶液的依數(shù)性(A) 凝固點降低(B)沸點升高(C)滲透壓(D)蒸氣壓升高答案：D。稀溶液的依數(shù)性之一為蒸氣壓下降。3. 98K時，A、B兩種氣體在水中的亨利常數(shù)分別為k1和k2，且k1k2,則當P1=P2時，A、B在水中的溶解量C1和C2的關系為(A)C1C2(B)C1VC2(C)C1=C2(D)不能確定答案：B4. 將非揮發(fā)性溶質溶于溶劑中形成稀溶液時，將引起(A)沸點升高(B)熔點升高

2、(C)蒸氣壓升高(D)都不對答案:A。稀溶液的依數(shù)性包括沸點升高、凝固點下降、蒸氣壓下降和滲透壓。5. 涉及純物質標準狀態(tài)的下列說法中不正確的是(A)純理想氣體的標準狀態(tài)就是標準壓力P(100KPa)下的狀態(tài)(B)純液體物質的標準狀態(tài)就是標準壓力P(100KPa)下的純液體(C) 純固體物質的標準狀態(tài)就是標準壓力P(100KPa)下的純固體(D) 不同的物質在相同溫度下都處于標準狀態(tài)時，它們的同一熱力學函數(shù)值都應相同答案：D6. 稀溶液的依數(shù)性包括蒸汽壓下降、沸點升高、凝固點降低和滲透壓,下面的陳述都與它們有關,其中正確的是(A)只有溶質不揮發(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

3、質的濃度成正比(C)所有依數(shù)性都與溶劑的性質無關(D)所有依數(shù)性都與溶質的性質有關答案：B7. 關于亨利系數(shù),下面的說法中正確的是(A)其值與溫度、濃度和壓力有關(B)其值只與溫度、溶質性質和濃度標度有關(C)其值與溶劑性質、溫度和濃度大小有關(D)其值與溫度、溶劑和溶質的性質及濃度標度等因素都有關答案：D8. 定義偏摩爾量時規(guī)定的條件是(A)等溫等壓(B)等熵等壓(C)等溫,溶液濃度不變(D)等溫等壓,溶液濃度不變答案：D9. 關于偏摩爾量,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)的容量性質才有偏摩爾量(C)同一系統(tǒng)的各個偏摩爾量之間彼此無關(D)沒有熱力學過程就沒有偏摩

4、爾量答案：B10. 關于偏摩爾量,下面的敘述中不正確的是(A)偏摩爾量是狀態(tài)函數(shù),其值與物質的數(shù)量無關(B)系統(tǒng)的強度性質無偏摩爾量(C)純物質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)或零答案：D11. 影響沸點升高常數(shù)和凝固點降低常數(shù)值的主要因素是(A)溶劑本性(B)溫度和壓力(C溶質本性(D)溫度和溶劑本性答案：A。由沸點升高常數(shù)K=R(T*)2M/AH可以看出。bbAvapm,A12. 涉及稀溶液依數(shù)性的下列表述中不正確的是(A)在通常實驗條件下依數(shù)性中凝固點降低是最靈敏的一個性質(B)用熱力學方法推導依數(shù)性公式時都要應用拉烏爾定律(C)凝固點公式只適用于固相是純?nèi)軇┑南到y(tǒng)

5、(D)依數(shù)性都可以用來測定溶質的相對分子量答案：A13. 在等質量的水、苯、氯仿和四氯化碳中分別溶入100g非揮發(fā)性物質已知它們的沸點升高常數(shù)依次是,，溶液沸點升高最多的是(A)氯仿(B)苯(C)水(D)四氯化碳答案：Do由沸點升高公式AT=Kb可以看出。bbB14. 涉及溶液性質的下列說法中正確的是(A)理想溶液中各組分的蒸氣一定是理想氣體(B)溶質服從亨利定律的溶液一定是極稀溶液(C)溶劑服從拉烏爾定律，其蒸氣不一定是理想氣體(D)溶劑中只有加入不揮發(fā)溶質其蒸氣壓才下降答案：C15. 兩液體的飽和蒸汽壓分別為p*A，p*B，它們混合形成理想溶液，液相組成為X,氣相組成為y,若p*Ap*B，

6、貝y：(a%xa(嘰yB(c)xay(dNby答案：A16. 已知373K時液體A的飽和蒸氣壓為，液體B的飽和蒸氣壓為。設A和B形成理想溶液,當溶液中A的物質的量分數(shù)為時，在氣相中A的物質的量分數(shù)為：(A)1(B)1/2(C)2/3(D)13答案：C17. 298K時，HCI(g,Mr=溶解在甲苯中的亨利常數(shù)為245kPakgmol-1,當HCI(g)在甲苯溶液中的濃度達2%時，HCl(g)的平衡壓力為：(A)138kPa(B)(C)(D)49kPa18. 真實氣體的標準態(tài)是：(A)f=p的真實氣體(B)p=p的真實氣體(C)f=p的理想氣體(D)p=p的理想氣體答案：D19. 下述說法哪一個

7、正確某物質在臨界點的性質(A)與外界溫度有關(B)與外界壓力有關(C)與外界物質有關(D)是該物質本身的特性答案：D20. 今有298K，p的N2狀態(tài)I和323K，p的N2狀態(tài)II各一瓶，問哪瓶的化學勢大(A)”(I)(II)”(I)0故溫度升高Gibbs函數(shù)下降。21. 在298K、p下，兩瓶含萘的苯溶液，第一瓶為2dm3(溶有萘)，第二瓶為1dm3(溶有萘)，若以血和均分別表示兩瓶中萘的化學勢，則(A)叮10均(B)廣2均(0血=1/2均(D)i=卩2答案：D?；瘜W熱僅與濃度有關，而與物質量的多少無關。22. 298K，p下，苯和甲苯形成理想液體混合物，第一份溶液體積為2dm3，苯的物質的

8、量為，苯的化學勢為嗎，第二份溶液的體積為1dm3,苯的物質的量為，化學勢為均，則(A)血沖2(B)血卩2(C)1=卩2(D)不確定答案：B。由卩=卩+RTInx知濃度高者化學勢大。BBB23. 有下述兩種說法：(1) 自然界中，風總是從化學勢高的地域吹向化學勢低的地域(2)自然界中，水總是從化學勢高的地方流向化學勢低的地方上述說法中，正確的是：(A)(1)(B)(2)(C)(1)和(2)(D)都不對答案：A24. 2molA物質和3molB物質在等溫等壓下混和形成液體混合物，該系統(tǒng)中A和B的偏摩爾體積分別為10-5m3mol-1,105m3mol-1,則混合物的總體積為：(A)10-5m3(B

9、)10-5m3(C)10-4m3(D)10-5m3答案：CoV=nAVA+nBVB25主要決定于溶解在溶液中粒子的數(shù)目，而不決定于這些粒子的性質的特性叫(A)一般特性(B)依數(shù)性特征(C)各向同性特征(D)等電子特性答案：B26. 兩只各裝有1kg水的燒杯，一只溶有蔗糖，另一只溶有，按同樣速度降溫冷卻，貝y：(A)溶有蔗糖的杯子先結冰(B)兩杯同時結冰(C)溶有NaCl的杯子先結冰(D)視外壓而定答案：A。因為NaCl完全解離，相當于溶質的濃度增大，故凝固點降低更多。27. 沸點升高，說明在溶劑中加入非揮發(fā)性溶質后，該溶劑的化學勢比純劑的化學勢：(A)升高(C)相等(B)降低(D)不確定答案：

10、Bo28. 液體B比液體A易于揮發(fā)，在一定溫度下向純A液體中加入少量純B液體形成稀溶液,下列幾種說法中正確的是：(A) 該溶液的飽和蒸氣壓必高于同溫度下純液體A的飽和蒸氣壓。(B) 該液體的沸點必低于相同壓力下純液體A的沸點。(C) 該液體的凝固點必低于相同壓力下純液體A的凝固點(溶液凝固時析出純固態(tài)A)o(D) 該溶液的滲透壓為負值。答案：C29. 在288K時H20(l)的飽和蒸氣壓為1702Pa,的不揮發(fā)性溶質B溶于也0時，蒸氣壓下降42Pa，溶液中H2O的活度系數(shù)Yx應該為：(A)(B)(C)(D)答案：D。根據(jù)拉烏爾定律計算。即p=p*yxAAAA問答題30. 下列說法是否正確，為什

11、么(1) 系統(tǒng)所有廣延性質都有偏摩爾量。(2) 理想液態(tài)混合物各組分分子間沒有作用力。(3) 由純組分混合成理想液態(tài)混合物時沒有熱效應，故混合熵等于零。(4) 任何一個偏摩爾量均是溫度、壓力和組成的函數(shù)。(5) 亨利系數(shù)與溫度、壓力以及溶劑和溶質的性質有關。答：(1)不正確。例如，熱容為廣延性質并沒有偏摩爾量。(2) 不正確。理想液態(tài)混合物各組分分子間不是沒有作用力，而是作用力大小相等。(3) 不正確。雖理想液態(tài)混合物混合時沒有熱效應，但混合后混亂度增加，故熵增加。(4) 正確。(5) 不正確。亨利系數(shù)與溫度以及溶劑和溶質的性質有關，但與壓力無關。31. 由A和B組成的溶液沸騰時必然要A和B的

12、分壓分別等于。此種說法對嗎答：不對。A和B組成的溶液沸騰時應該是A和B的分壓之和，即溶液的總壓等于。32是否一切純物質的凝固點都隨外壓的增大而下降dTTAV_答：由Clapeyron方程=可知，凝固過程的AH總是負值，但AV因物質而異,dpAH若凝固過程體積減小，則AV=V(固)一V(液)0。這時純物質的凝固點都隨外壓的增大而下降，例如水就是如此。33是否任何溶質的加入都能使溶液的沸點升高答：加入的溶質必須是非揮發(fā)性的溶質才使溶液的沸點升高。假如別入的溶質使溶液的蒸氣壓高于溶劑，就會使溶液的蒸氣壓在較低的溫度達到大氣的壓力，即101325Pa而使沸點下降。34. 參與反應的物質的活度的標準態(tài)不

13、同是否會影響反應的AGo值，平衡常數(shù)Ko值答：若活度所選的標準態(tài)不同，卩0值就不同，故K0會隨標準態(tài)的不同而不同。B35. “p趨近于零時，真實氣體趨近于理想氣體”此種說法對嗎“xB趨近于零時，真實溶液趨近于理想溶液”。此種說法對嗎答：理想氣體的基本假設是分子間沒有作用力，分子沒有體積。任何真實氣體當壓力趨近于零時，分子間的距離就很大，因此分子間的相互作用將減弱到可以忽略不計。在壓力趨近于零時，分子本身所占的體積與與氣體的體積相比亦可以忽略不計。因此當p趨近于零時，真實氣體趨近于理想氣體的說法是正確的。理想溶液的分子假定是組成溶液的分子A和分子B的體積相同，各分子間的相互作用力亦相同。故理想溶

14、液各組成在全部濃度范圍內(nèi)均符合拉烏爾定律。當xB趨近于零時，xA則趨近于1。此時，組分B符合亨利定律，而組分A符合拉烏爾定律。因此，xB趨近于零時，真實溶液趨近于理想溶液的說法是不妥的。溶液是否是理想溶液主要取決于溶液中各組分的性質是否相似而不是溶液的高低。;是非題36. ()理想溶液與理想氣體一樣，為了處理問題簡單而假想的模型：分子間沒有作用力，分子本身體積為零。37. ()兩種液體相溶，且沒有吸放熱現(xiàn)象，則此混合液必為理想溶液。38. ()二組分理想溶液在性質上與單組分體系很相似，沸點都是確定不變的溫度。39. ()若溶質服從亨利定律，則溶劑必須服從拉烏爾定律，反之亦然。40. ()溶質分

15、子在溶劑中和氣相中的形態(tài)應當相同，如果溶質發(fā)生電離、締合或溶劑化則不能應用亨利定律。41. ()溫度越高，壓力越低(濃度越小)亨利定律越不準確。42. ()可以利用滲透原理，用半透膜，向海水施壓從而達到使海水淡化的目的。43. ()水中溶解少量乙醇后，沸點一定上升。44. ()給農(nóng)作物施加過量的肥料會因為存在滲透壓而造成農(nóng)作物失水而枯萎。45. ()家里煮餃子的時候在水里加少量的鹽是想使水的沸點升高，使餃子盡快熟，從而避免沸騰時間長，餃子皮不完整。46. ()由于凝固點和沸點測定方便，所以經(jīng)常利用測定稀溶液凝固點或沸點的方法確定某些物質(溶質)的摩爾質量。47. ()在一定溫度下，互不相溶兩液

16、體混合物的蒸氣總壓一定大于任一純組分的蒸氣壓。48. ()互不相溶兩液體混合物的沸點低于任一純組分的沸點。49. ()向熱的油里滴水，會立刻沸騰并濺起來是因為油和水互不相溶，混合后沸點大降低的緣故。50. ()所有難溶于水的有機物都必須通過水蒸氣蒸餾的方法進行蒸餾。51. ()如果條件允許，在同樣多的萃取劑條件下，使用少量多次的萃取可使萃取更有效。52. ()依據(jù)相律，在一定溫度下，純液體的蒸氣壓應有定值。；填空題53. 在20C、標準壓力下各為的水一乙醇混合物，水和乙醇的偏摩爾體積分別為和cm3mol-1，貝卩該混合物的體積為_X+Xcm3mol-i=cm3mol-i_。(2分)54. 化學

17、勢B就是B物質的偏摩爾_吉布斯函數(shù)。(1分)55. 人體血漿可視為稀溶液，密度為103kgm-3,凝固點為C,37C時人體血漿的滲透壓n=kPa。(已知水的Kf=kgmol-i)56. 100C時xKCl=的水溶液上方蒸氣壓，以純水為標準態(tài)，該溶液中水的活度a水=，活度系數(shù)丫水=。=*aa=,a=y*xy=57. 已知稀溶液中溶質的摩爾分數(shù)為，純?nèi)軇┑娘柡驼羝麎簽?，則該溶液中溶劑的蒸汽壓為kPa。58化學勢的定義式為=GB(或者;計算題59.(10分)kPa下,苯與甲苯組成的理想液態(tài)混合物在85C時沸騰.計算此混合物的組成和與之平衡的氣相組成已知85C下，純苯和純甲苯的蒸氣壓分別為kPa和kP

18、a.解：A-苯,B-甲苯p=px+px=px+p(1-x)=p+(p-p)xx=(p-p)/(p-p)=x=1-x=p=px=X=kPap=p-p=kPay=p/p=y=1-y=60.(12分)設兩理想液體混合物和；時混合物中含ImolA和3molB,蒸氣壓為；混合物中含2molA和2molB,蒸氣壓為；求純A和純B的飽和蒸氣壓PA*和PB*。解：P*x+P*x=PAABB總13.p*_+p*_=78.8Ia4b46分I.11P*+P*=82.7A2B2J聯(lián)立求解分得P*=90.7kPaA-r*6P*=74.7kPaB61. 香煙中主要含有尼古丁(Nicotine)，是致癌物質。經(jīng)元素分析得知

19、其中含%的H,72%的C和%的N?，F(xiàn)將克尼古丁溶于克的水中，所得溶液在101325Pa下的凝固點為一C,求出該物質的摩爾質量mb并確定其分子式(已知水的摩爾質量凝固點降低常數(shù)為Kkgmol-i)o(10分)解：假設尼古丁的摩爾質量為MB，根據(jù)凝固點下降公式廠彳二耳bB則有0.62K=1.86K-kg-mo卜1x6x丫警“b0.012kgMB=150gmol-i可算出各原子數(shù)C：Mr(B)w(C)/Ar(C)=150X12=N：Mr(B)w(N)/Ar(N)=150X14=H：Mr(B)w(H)/Ar(H)=150X1=所以分子式為(C9N2H14)62. 1kg純水中，溶解不揮發(fā)性溶質B,B在

20、水中不電離，假設此溶液具有稀溶液的性質。已知B的摩爾質量為mol-1,水的Kb=mol-1kg,vapHm(H2O)=kJmol-1為常數(shù)，該溶液的密度近似為1kgdm-3。試求：(1) 此溶液的沸點升高值。(2)此溶液在25C時的滲透壓。純水和此溶液25C時的飽和蒸氣壓。已知純水100C的飽和蒸氣壓為101325Pa(10分)解：(1)bB=gmol-1)/1kg=kg-1Tb=KbbB=mol-1kgXkg-1=(2) cBbBkg-1X1kgdm-3=dm-3=CaRT=X1000molm-3XK-1mol-1X=B(3) 已知丁=時水飽和蒸氣壓p=101325Pa，利用克一克方程求=時

21、的飽和蒸氣壓P：ln(p/p)=-vapHm(H20)/R(1/一1/T)ln(p/101325Pa)=(40670Jmol-1/K-1mol-1)X(1/-1/p=3747PaxA=nA/(nA+nB)=(1000/18)mol/(1000/18)+111)mol=此溶液的飽和蒸氣壓=pA=pxA=3747PaX=3745Pa63.(10分)20C下，將不揮發(fā)性溶質A溶于水中，形成x=的水溶液(可看作理想混合物).已測得此溶液的蒸氣壓為kPa:(1) 計算20C下水的蒸氣壓；估算kPa下，該溶液的沸點；估算20100C之間，水的摩爾氣化焓.已知水的沸點升高常數(shù)K=.kg.解:(1)p(H2O)=p*(H2O)x(H2O)=p*(H2O)(1-x)p*(H2O)=p(H2O)/(1-x)=kPa(2) b=X1000/X18)=r=b=X=KbbTb=T*b+Tb=+=K(3) vapHm=RTT/(T-T川n(p/p)=X293X373/(373-29