合肥工業(yè)大學(xué)-物理化學(xué)習(xí)題-第四章、多組分系統(tǒng)熱力學(xué)合并

00-7-1511某稀水溶液正常凝固點(diǎn)為－1.5℃,則該液正常沸點(diǎn)可能為______.A.373.6KB.271.5KC.371.5KD.378.2KA2假設(shè)令某狀態(tài)下的純水的化學(xué)勢為10000Jmol－1,溶入少量蔗糖后水的化學(xué)勢可能為______Jmol－1.A.10054B.10002C.9880D.180C3在溶劑中加入非揮發(fā)性溶質(zhì)后沸點(diǎn)升高,表明與未加溶質(zhì)時(shí)相比,該溶劑的化學(xué)勢_____.A.升高B.降低C.不變D.變化不確定B第四章多組分系統(tǒng)熱力學(xué)00-7-1524由于質(zhì)量事故,某藥廠生產(chǎn)的一批生理鹽水的濃度遠(yuǎn)高于藥典規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn),若將該鹽水注入人體血液中,將導(dǎo)致___.A.血紅細(xì)胞中部分水滲出細(xì)胞

B.血液中部分水將滲入血紅細(xì)胞

C.沒有什么影響A5兩杯由A和B形成的理想溶液,(甲)杯:1molA+9molB;(乙)杯:20molA+80molB.今將兩個(gè)杯子放在同一密閉容器中,你將發(fā)現(xiàn):____.A.甲杯中A增加,B減少B.甲杯中A增加,B增加

C.甲杯中A減少,B增加D.甲杯中無變化A6過飽和溶液中溶質(zhì)的化學(xué)勢與純?nèi)苜|(zhì)的化學(xué)勢比較,高低如何?______A.低B.高C.相等D.不可比較B00-7-1537混合理想氣體中組分B的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)與混合非理想氣體中組分B的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)相比較,其關(guān)系是_____.A.相同B.不同C.不一定相同D.無關(guān)A8鹽堿地中農(nóng)作物長勢不良,主要原因是_____.A.天氣太熱B.很少下雨C.

肥料不足

D.水分倒流

D9為馬拉松運(yùn)動(dòng)員準(zhǔn)備的飲料應(yīng)該是_____.A.白開水B.興奮劑C.含適量維生素的等滲飲料D.20%的葡萄糖水E.高脂肪,高蛋白,高能量飲料C00-7-1541025℃時(shí),0.01moll－1糖水的滲透壓為1,0.01moll－1食鹽水的滲透壓為2,則1與2的關(guān)系是_____.A.1>2B.1<2C.1=2D.不能確定B11在未平衡的多相系統(tǒng)中,組分B在各相中的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)都相等,則下述說法中正確的是____.A.B在各相中的化學(xué)勢相等

B.B在各相中的標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)勢相等

C.B在各相中的活度相等

D.B在氣相中的蒸氣壓都相等

E.都不一定E12恒壓下物質(zhì)的化學(xué)勢將隨其溫度的升高而____.A.升高B.降低C.不變D.難以確定其變化B00-7-15513集合公式Z=nBZB的成立須滿足什么條件?______.A.恒容恒熵

B.恒溫恒容

C.恒熵恒壓

D.恒溫恒壓E.不需要任何條件14當(dāng)各組分混合形成理想液體混合物時(shí),下列________正確.A.U=0B.H=0C.V=0D.S=0

E.A=0F.G=0ABC15恒溫恒壓下,在A與B組成的均相系統(tǒng)中,若A的偏摩爾體積隨濃度的改變而增加,則B的偏摩爾體積將____.A.增加B.減少C.不變

D.不一定BE本章完00-7-1561在恒溫和總體積不變的條件下,向理想氣體混合物中增加一種新組分,各氣體的分壓的變化是_________________;各氣體的化學(xué)勢的變化是___________________________.不變(pB=nBRT/V)3B物質(zhì)從相擴(kuò)散到相,

相中B物質(zhì)的濃度是否比相中高?______.不一定不變(B=B+

RTln(pB/p

)2請注明下列化學(xué)勢各定義式的下標(biāo)00-7-1574在一定溫度下,A,B兩種氣體在某一溶劑中溶解的亨利常數(shù)為kA和kB,且kA>kB.當(dāng)A和B的氣相壓力相同時(shí),___在該溶劑中的溶解度較大.B5在某溫度時(shí),在純液體A中加入少量的與A不形成固態(tài)溶液的溶質(zhì)而形成理想稀溶液時(shí),則有

pA____pA*;A____A*;TA____TA*;6“理想液態(tài)混合物與理想氣體一樣,分子間無作用力,是一種假想的溶液模型”.這種說法是_______的,因?yàn)開___________________________________________________________________________________________________________________________________________________.<<<錯(cuò)誤理想氣體分子間無作用力,而理想液態(tài)混合物分子間有作用力,只是不論相同分子還是不同分子間的作用力均相等,即形成理想液態(tài)混合物后,分子所處的力場不變00-7-1589稀溶液凝固點(diǎn)下降公式要求_________________________;而沸點(diǎn)上升公式則要求_________________.7現(xiàn)有A,B兩種水溶液,A溶液滲透壓較B低.當(dāng)A和B之間隔一半透膜(只有水分子可通過),這時(shí)水的滲透方向是從____溶液到_____溶液.8在20℃時(shí),將1mol壓力為100kPa的氣態(tài)NH3溶解到大量的,物質(zhì)的量之比為n(NH3)/n(H2O)=1/21的溶液中,已知此溶液NH3的平衡蒸氣分壓為3.6kPa.在該溶解過程中NH3的化學(xué)勢從_________變化為_______=_____________________,由此可根據(jù)數(shù)據(jù)求得該溶解過程的Gm=______Jmol－1.A溶質(zhì)B不與溶劑A形成固熔體B(g,T)溶質(zhì)是非揮發(fā)性的BB(l,T)B(g,T)+RTln(pB/p)－810200-7-15910在25℃,p下,*H2O(l)_____H2O(溶液);

在100℃,2p下,*H2O(l)_____*H2O(g);

在－5℃,p下,*H2O(l)_____*H2O(s).110.5mol苯與0.8mol甲苯在300K,p下形成理想液態(tài)混合物,則012對于確定系統(tǒng)狀態(tài)下的B組分,當(dāng)選擇不同的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時(shí),標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)勢的大小

_____;該組分的活度大小________;而該狀態(tài)下B組分的化學(xué)勢______________________.不同><>0－300K也不同與標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的選擇無關(guān)00-7-151013在和兩相中都有A和B兩物質(zhì),當(dāng)兩相平衡時(shí),A()與B()___________.14在100g乙醇中加入0.01mol苯甲酸后沸點(diǎn)略有上升,若要加入丙酮(CH3COCH3)使同量乙醇的沸點(diǎn)升高同樣多,則需______克.151mol非電解質(zhì)B溶于46mol水中,在288K時(shí)測行水的蒸氣壓由純水時(shí)的0.0168p

降為0.0159p

,則該溶液中水的活度為______;活度系數(shù)為________.0.9460.58無必然關(guān)系0.967本章完00-8-1611溶液的體積質(zhì)量為偏摩爾量的集合公式取100g水溶液,其中含40g甲醇,60g水,則溶液的體積為:

V=n(甲)V(甲)+n(水)V(水)例含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為w(甲醇)=0.40的甲醇的水溶液,已知其中甲醇的偏摩爾體積V(甲)為39.0cm3·mol1,水的偏摩爾體積V(水)為17.5cm3·mol1,試求溶液的密度(甲醇與水的摩爾質(zhì)量分別為32.04g·mol1

與18.02g·mol1).00-8-1612偏摩爾量的集合公式=41.03×103dm3·mol1

因Vm=xAVA+xBVB

故VA=(Vm－VBxB)/xA

=16.3×103dm3·mol1

例乙醇水溶液的密度是0.8494kg·dm3,其中水(A)的摩爾分?jǐn)?shù)為0.4,乙醇(B)的偏摩爾體積是57.5×10－3dm3·mol－1.求水的偏摩爾體積(已知乙醇及水的摩爾質(zhì)量M

分別為46.07×10－3kg·mol－1及18.02×10－3kg·mol－1).00-8-1613吉布斯-杜亥姆方程由吉布斯-杜亥姆方程因xB＞0,xA＞0,dB＞0故dA

＜0例在一定溫度,壓力下,使物質(zhì)B的水溶液中B的化學(xué)勢B變化dB＞0,同時(shí)溶液中水的化學(xué)勢A變化dA,試確定dA是大于,等于或小于零,并簡述理由.00-8-1614化學(xué)勢大小順序在水的正常沸點(diǎn)時(shí)1=2；在溫度為373.15K及202650Pa下,4＞3.所以3＞1

4＞2故4＞3＞2=1.例

試比較和論證下列四種狀態(tài)純水的化學(xué)勢大小順序:

(1)373.15K,101325Pa液態(tài)水的化學(xué)勢1;

(2)373.15K,101325Pa水蒸氣的化學(xué)勢2;

(3)373.15K,202650Pa液態(tài)水的化學(xué)勢3;

(4)373.15K,202650Pa水蒸氣的化學(xué)勢4.00-8-1615拉烏爾定律

(2)p=pA+pB=（6.306+18.56）kPa=24.86kPa例水(A)和乙酸乙酯(B)不完全混溶,在37.55℃時(shí)兩液相呈平衡.一相中含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為w(B)=0.0675的酯,另一相中含w(A)=0.0379的水,假定拉烏爾定律對每相中的溶劑都能適用,已知37.55℃時(shí),純乙酸乙酯的蒸氣壓力是22.13kPa,純水的蒸氣壓力是6.399kPa,試計(jì)算:

(1)氣相中酯和水蒸氣的分壓;

(2)總的蒸氣壓力(忽略作為溶質(zhì)時(shí)的A和B的氣相壓力).

(乙酸乙酯和水的摩爾質(zhì)量分別為88.10gmol1和18.02gmol1)00-8-1616拉烏爾定律和亨利定律溶劑苯服從拉烏爾定律,并結(jié)合分壓定律,有例20℃下HCl溶于苯中達(dá)到氣液平衡.液相中每100g苯含有1.87gHCl,氣相中苯的摩爾分?jǐn)?shù)為0.095.已知苯與HCl的摩爾質(zhì)量分別為78.11gmol1與36.46gmol1.20℃苯飽和蒸氣壓為10.01kPa.試計(jì)算20℃時(shí)HCl在苯中溶解的亨利系數(shù).00-8-1617亨利系數(shù)例0℃,101325Pa時(shí),氧氣在水中的溶解度為4.490×102dm3kg1,試求0℃時(shí),氧氣在水中的亨利系數(shù)kx,O2和kb,O2.0℃,101325Pa時(shí),氧氣的摩爾體積為22.4dm3·mol1

00-8-1618亨利定律例

在18℃下,1dm3的水中能溶解101.325kPa的O20.045g,101.325kPa的N20.02g.現(xiàn)將1dm3被202.65kPa空氣所飽和了的水溶液加熱至沸騰,趕出所溶解的O2和N2,并干燥之,求此干燥氣體在101.325kPa,18℃下的體積及其組成.設(shè)空氣為理想氣體混合物,其組成體積百分?jǐn)?shù)為O221%,N279%.(1)計(jì)算亨利常數(shù):(2)202.65kPa空氣中O2和N2的分壓:00-8-1619(3)干燥氣體在101.325kPa,18℃下的體積及組成:1dm3水中溶解O2和N2的量:00-8-1620理想混合物的特性例25℃下,由各為0.5mol的A和B混合形成理想混合物,試求混合過程的V,H,S及G.在一定溫度下,理想混合物中任一組分的偏摩爾體積和偏摩爾焓等于該組分純液體的摩爾體積和摩爾焓.00-8-1621理想液態(tài)混合物例35℃時(shí),純丙酮的蒸氣壓力為43.063kPa.今測得氯仿的摩爾分?jǐn)?shù)為0.3的氯仿-丙酮溶液上方,丙酮的蒸氣分壓力為26.77kPa,問此混合物是否為理想液態(tài)混合物?為什么?

由拉烏爾定律可知,理想混合物中丙酮的蒸氣分壓力為:p(丙酮)=p*(丙酮)x(丙酮)=43.063×0.7kPa=30.14kPa實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯然與此不符,所以該混合物不是理想液態(tài)混合物.

00-8-1622理想液態(tài)混合物,組成例60℃時(shí)甲醇和乙醇的飽和蒸氣壓分別是83.4kPa和47.0kPa.二者可形成理想液態(tài)混合物.若混合物的組成為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)各50%,求60℃時(shí)此混合物的平衡蒸氣組成.以摩爾分?jǐn)?shù)表示.此混合物平衡蒸氣組成00-8-1623理想液態(tài)混合物,組成例80℃時(shí)純苯的蒸氣壓為100kPa,純甲苯的蒸氣壓為38.7kPa.兩液體可形成理想液態(tài)混合物.若有苯-甲苯的氣-液平衡混合物,80℃時(shí)氣相中苯的摩爾分?jǐn)?shù)y苯=0.300,求液相的組成.苯與甲苯可形成理想混合物,故有00-8-1624理想液態(tài)混合物,組成氣相組成各組分均符合拉烏爾定律,故

xA=1－xB=0.220

yA=1－yB=0.100

例在p=101.3kPa,85℃時(shí),由甲苯(A)及苯(B)組成的二組分液態(tài)混合物即達(dá)到沸騰.該液態(tài)混合物可視為理想液態(tài)混合物.試計(jì)算該理想液態(tài)混合物在101.3kPa及85℃沸騰時(shí)的液相組成及氣相組成.已知85℃時(shí)純甲苯和純苯的飽和蒸氣壓分別為46.00kPa和116.9kPa.00-8-1625理想液態(tài)混合物(1)剛開始凝結(jié)時(shí)氣相組成仍為yA=0.400,yB=0.600,pB=pyB聯(lián)立式(1)和式(2),解得xB=0.333;p=67583.8Pa.(2)由式(2),101325Pa=40530Pa＋(121590Pa－40530Pa)xB

解得xB=0.750例液體A和B可形成理想液態(tài)混合物.把組成為yA=0.400的蒸氣混合物放入一帶有活塞的氣缸中進(jìn)行恒溫恒壓壓縮(溫度為t),已知溫度t時(shí)pA*,pB*分別為40530Pa和121590Pa.

(1)計(jì)算剛開始出現(xiàn)液相時(shí)的蒸氣總壓;

(2)求A和B的液態(tài)混合物在101325Pa下沸騰時(shí)液相的組成.00-8-1626理想液態(tài)混合物,用到K-K方程,組成由特魯頓規(guī)則,得vapHm(C6H6,l)=88.00Jmol1K1Tb*(C6H6,l)=88.00Jmol1·K1×(273.15＋80.10)K=31.10kJmol1

解得p*B(358.15K)=117.1kPa又已知p*A(358.15K)=46.00kPa沸騰時(shí)蒸氣總壓與外壓相等,即p=p*A+(p*B－p*A)xB101.3kPa=46.00kPa＋(117.1－46.00)kPaxB解得xB=0.7778;xA=1－xB=1－0.7778=0.2222

例在85℃,101.3kPa,甲苯(A)及苯(B)組成的液態(tài)混合物達(dá)到沸騰.該液態(tài)混合物可視為理想液態(tài)混合物.試計(jì)算該液態(tài)混合物的液相組成.已知苯的正常沸點(diǎn)為80.10℃,甲苯在85.00℃時(shí)的蒸氣壓為46.00kPa.00-8-1627理想液態(tài)混合物,用到K-K方程,組成在373.1K苯和甲苯的的飽和蒸氣壓為例已知101.325kPa下,純苯(A)的正常沸點(diǎn)和蒸發(fā)焓分別為353.3K和30762Jmol1,純甲苯(B)的正常沸點(diǎn)和蒸發(fā)焓分別為383.7K和31999Jmol1.苯和甲苯形成理想液態(tài)混合物,若有該種液態(tài)混合物在101.325kPa,373.1K沸騰,計(jì)算其組成.00-8-1628理想稀溶液對理想稀溶液,有p=pA*xA+kx,BxB先由上式計(jì)算97.11℃時(shí)乙醇溶在水中的亨利系數(shù),即101.3kPa=91.3kPa(1－0.0300)+kx(乙醇)×0.0300解得kx(乙醇)=425kPa,于是求得當(dāng)x(乙醇)=0.0200時(shí)p(乙醇)=kx(乙醇)x(乙醇)=425kPa×0.0200=8.5kPa

p(水)=p*(水)x(水)=91.30kPa×(1－0.0200)=89.5kPa例某乙醇的水溶液,含乙醇的摩爾分?jǐn)?shù)為x(乙醇)=0.0300.在97.11℃時(shí)該溶液的蒸氣總壓力等于101.3kPa,已知在該溫度時(shí)純水的蒸氣壓為91.30kPa.若該溶液可視為理想稀溶液,試計(jì)算該溫度下,在摩爾分?jǐn)?shù)為x(乙醇)=0.200的乙醇水溶液上面乙醇和水的蒸氣分壓力.00-8-1629理想稀溶液平衡時(shí),在兩相中同一組分的蒸氣壓相等:例25℃下,一定量的純液體A和純液體B相混合,平衡時(shí)分為兩層(和)測得和液相的組成(以組分B的摩爾分?jǐn)?shù)表示)分別為0.98和0.01.假定兩溶液均可近似按理想稀溶液處理,求組分A與B在和溶液中亨利系數(shù)之比值.(已知在該溫度下純液體A的飽和蒸氣壓是純液體B飽和蒸氣壓的1.50倍.)00-8-1630證明稀溶液定律例

試用吉布斯-杜亥姆方程證明在稀溶液中若溶質(zhì)服從亨利定律,則溶劑必然服從拉烏爾定律.對二組分溶液,有G-D方程:代入G-D方程可得:若溶質(zhì)B服從pB=kx,B

xB,則有l(wèi)npB=lnkx,B+lnxB可見溶劑便服從拉烏爾定律.00-8-1631分配定律例

(1)25℃時(shí)將0.568g碘溶于50cm3CCl4中,所形成的溶液與500cm3水一起搖動(dòng),平衡后測得水層中含有0.233mmol的碘.計(jì)算碘在兩溶劑中的分配系數(shù)K(=cI

2(H2O)/cI

2(CCl4)).設(shè)碘在兩種溶劑中均以I2分子形式存在.(2)若25℃碘在水中的溶解度為1.33moldm－3,求碘在CCl4中的溶解度.00-8-1632分配定律例

20℃某有機(jī)酸在水和乙醚中的分配系數(shù)為0.4.今有該有機(jī)酸5g溶于100cm3水中形成的溶液,(1)若用40cm3乙醚一次萃取(所用乙醚事先已被水飽和,故萃取時(shí)不會(huì)有水溶于乙醚),求水中還剩下多少有機(jī)酸?(2)將40cm3乙醚分為兩份,每次用20cm3乙醚萃取,連續(xù)萃取兩次,問水中還剩下多少有機(jī)酸?(2)每次用20cm3乙醚連續(xù)兩次萃取,可推得00-8-1633組成換算以A代表水,B代表乙醇.摩爾質(zhì)量MA=18.01510－3

kgmol－1;MB=46.06910－3

kgmol－1.例23g乙醇于500g水中形成溶液,其密度為992kgm－3.計(jì)算:(1)乙醇的摩爾分?jǐn)?shù);(2)乙醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù);(3)乙醇的濃度;(4)乙醇的質(zhì)量摩爾濃度.00-8-1634冰點(diǎn)下降例

已知樟腦(C10H15O)的凝固降低常數(shù)Kf=40Kmol－1kg,(1)某一溶質(zhì)相對摩爾質(zhì)量為210,溶于樟腦形成質(zhì)量百分?jǐn)?shù)5%的溶液,求凝固點(diǎn)降低多少?(2)另一溶質(zhì)相對摩爾質(zhì)量為9000,溶于樟腦形成質(zhì)量百分?jǐn)?shù)5%的溶液,求凝固點(diǎn)降低多少?00-8-1635凝固點(diǎn)降低已知苯甲酸C6H5COOH的摩爾質(zhì)量為0.122kgmol－1,故苯甲酸在苯中的分子式為(C6H5COOH)2.例在25.00g苯中溶入0.245g苯甲酸,測得凝固點(diǎn)降低0.2048K.試求苯甲酸在苯中的分子式.00-8-1636沸點(diǎn)上升例

10g葡萄糖(C6H12O6)溶于400g乙醇中,溶液的沸點(diǎn)較純乙醇的上升0.1428℃,另外有2g有機(jī)物質(zhì)溶于100g乙醇中,此溶液的沸點(diǎn)則上升0.1250℃,求此有機(jī)物的相對摩爾質(zhì)量.對題給葡萄糖(B)的乙醇(A)溶液對題給有機(jī)物(C)的乙醇(A)溶液00-8-1637沸點(diǎn)上升例

在100g苯中加入13.76g聯(lián)苯(C6H5C6H5),所形成溶液的沸點(diǎn)為82.4℃.已知純苯的沸點(diǎn)為80.1℃.求(1)沸點(diǎn)升高常數(shù);(2)苯的摩爾蒸發(fā)焓.以A代表苯,B代表聯(lián)苯.00-8-1638沸點(diǎn)升高例將1.55g磷及1.27g碘溶于100gCS2中,計(jì)算沸點(diǎn)升高多少?已知磷及碘在CS2中分別以P4,I2形式存在,二者的Mr分別為123.88及254.0,CS2的Kb=2.40Kkgmol－1.00-8-1639滲透壓則cB=998.2kgm3×0.301molkg1=301molm3

=301.0molm3×8.314JK1mol1×310.2K=776kPa