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

1某稀水溶液正常凝固點為－1.5℃,那么該液正常沸點可能為______.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10000J

mol－1,溶入少量蔗糖后水的化學(xué)勢可能為______J

mol－1.A.10054B.10002C.9880D.180C3在溶劑中參加非揮發(fā)性溶質(zhì)后沸點升高,說明與未加溶質(zhì)時相比,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)00-7-151整理課件4由于質(zhì)量事故,某藥廠生產(chǎn)的一批生理鹽水的濃度遠高于藥典標準的標準,假設(shè)將該鹽水注入人體血液中,將導(dǎo)致___.A.血紅細胞中局部水滲出細胞B.血液中局部水將滲入血紅細胞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,上下如何?______A.低B.高C.相等D.不可比較B00-7-152整理課件7混合理想氣體中組分B的標準態(tài)與混合非理想氣體中組分B的標準態(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.肥料缺乏D.水分倒流D9為馬拉松運發(fā)動準備的飲料應(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C00-7-153整理課件1025℃時,0.01moll－1糖水的滲透壓為1,0.01moll－1食鹽水的滲透壓為2,那么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)的量分數(shù)都相等,那么下述說法中正確的選項是____.A.B在各相中的化學(xué)勢相等B.B在各相中的標準化學(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B00-7-154整理課件13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,以下________正確.A.U=0B.H=0C.V=0D.S=0E.A=0F.G=0ABC15恒溫恒壓下,在A與B組成的均相系統(tǒng)中,假設(shè)A的偏摩爾體積隨濃度的改變而增加,那么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00-7-155整理課件1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00-7-156整理課件4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,___在該溶劑中的溶解度較大.B5在某溫度時,在純液體A中參加少量的與A不形成固態(tài)溶液的溶質(zhì)而形成理想稀溶液時,那么有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,因為____________________________________________________________________________________________________________________________________________________.<<<錯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,只是不管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00-7-157整理課件9稀溶液凝固點下降公式要求_________________________;而沸點上升公式那么要求_________________.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),這時水的滲透方向是從____溶液到_____溶液.8在20℃時,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,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B

B(l,T)

B

(g,T)+RTln(pB/p

)－810200-7-158整理課件10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,中選擇不同的標準態(tài)時,標準化學(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也不同與標準態(tài)的選擇無關(guān)00-7-159整理課件13在

和

兩相中都有A和B兩物質(zhì),當(dāng)兩相平衡時,

A(

)與

B(

)___________.14在100g乙醇中參加0.01mol苯甲酸后沸點略有上升,假設(shè)要參加丙酮(CH3COCH3)使同量乙醇的沸點升高同樣多,那么需______克.151mol非電解質(zhì)B溶于46mol水中,在288K時測行水的蒸氣壓由純水時的0.0168p降為0.0159p,那么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00-7-1510整理課件溶液的體積質(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,那么溶液的體積為:V=n(甲)V(甲)+n(水)V(水)例含質(zhì)量分數(shù)為w(甲醇)=0.40的甲醇的水溶液,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).00-8-1611整理課件偏摩爾量的集合公式=41.03×10

3dm3·mol

1

因Vm=xAVA+xBVB

故VA=(Vm－VBxB)/xA

=16.3×10

3dm3·mol1

例乙醇水溶液的密度是0.8494kg·dm3,其中水(A)的摩爾分數(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(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).00-8-1612整理課件吉布斯-杜亥姆方程由吉布斯-杜亥姆方程因xB＞0,xA＞0,d

B＞0故d

A

＜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d

B＞0,同時溶液中水的化學(xué)勢

A變化d

A,試確定d

A是大于,等于或小于零,并簡述理由.00-8-1613整理課件化學(xué)勢大小順序在水的正常沸點時

1=

2；在溫度為373.15K及202650Pa下,

4＞

3.所以

3＞

1

4＞

2故

4＞

3＞

2=

1.例試比較和論證以下四種狀態(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4.00-8-1614整理課件拉烏爾定律(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℃時兩液相呈平衡.一相中含質(zhì)量分數(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,37.55℃時,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)00-8-1615整理課件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溶于苯中到達氣液平衡.液相中每100g苯含有1.87gHCl,氣相中苯的摩爾分數(shù)為0.095.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.試計算20℃時HCl在苯中溶解的亨利系數(shù).00-8-1616整理課件亨利系數(shù)例0℃,101325Pa時,氧氣在水中的溶解度為4.490×10

2dm3

kg

1,試求0℃時,氧氣在水中的亨利系數(shù)kx,O2和kb,O2.0℃,101325Pa時,氧氣的摩爾體積為22.4dm3·mol

1

00-8-1617整理課件亨利定律例在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,并枯燥之,求此枯燥氣體在101.325kPa,18℃下的體積及其組成.設(shè)空氣為理想氣體混合物,其組成體積百分數(shù)為O221%,N279%.(1)計算亨利常數(shù):(2)202.65kPa空氣中O2和N2的分壓:00-8-1618整理課件(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:00-8-1619整理課件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.00-8-1620整理課件理想液態(tài)混合物例35℃時,純丙酮的蒸氣壓力為43.063kPa.今測得氯仿的摩爾分數(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實驗結(jié)果顯然與此不符,所以該混合物不是理想液態(tài)混合物.

00-8-1621整理課件理想液態(tài)混合物,組成例60℃時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.假設(shè)混合物的組成為質(zhì)量百分數(shù)各50%,求60℃時此混合物的平衡蒸氣組成.以摩爾分數(shù)表示.此混合物平衡蒸氣組成00-8-1622整理課件理想液態(tài)混合物,組成例80℃時純苯的蒸氣壓為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.假設(shè)有苯-甲苯的氣-液平衡混合物,80℃時氣相中苯的摩爾分數(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00-8-1623整理課件理想液態(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,由甲苯(A)及苯(B)組成的二組分液態(tài)混合物即到達沸騰.該液態(tài)混合物可視為理想液態(tài)混合物.試計算該理想液態(tài)混合物在101.3kPa及85℃沸騰時的液相組成及氣相組成.85℃時純甲苯和純苯的飽和蒸氣壓分別為46.00kPa和116.9kPa.00-8-1624整理課件理想液態(tài)混合物(1)剛開始凝結(jié)時氣相組成仍為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行恒溫恒壓壓縮(溫度為t),溫度t時pA*,pB*分別為40530Pa和121590Pa.

(1)計算剛開始出現(xiàn)液相時的蒸氣總壓;

(2)求A和B的液態(tài)混合物在101325Pa下沸騰時液相的組成.00-8-1625整理課件理想液態(tài)混合物,用到K-K方程,組成由特魯頓規(guī)那么,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p*A(358.15K)=46.00kPa沸騰時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)混合物到達沸騰.該液態(tài)混合物可視為理想液態(tài)混合物.試計算該液態(tài)混合物的液相組成.苯的正常沸點為80.10℃,甲苯在85.00℃時的蒸氣壓為46.00kPa.00-8-1626整理課件理想液態(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101.325kPa下,純苯(A)的正常沸點和蒸發(fā)焓分別為353.3K和30762Jmol1,純甲苯(B)的正常沸點和蒸發(fā)焓分別為383.7K和31999Jmol1.苯和甲苯形成理想液態(tài)混合物,假設(shè)有該種液態(tài)混合物在101.325kPa,373.1K沸騰,計算其組成.00-8-1627整理課件理想稀溶液對理想稀溶液,有p=pA*xA+kx,BxB先由上式計算97.11℃時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,含乙醇的摩爾分數(shù)為x(乙醇)=0.0300.在97.11℃時該溶液的蒸氣總壓力等于101.3kPa,在該溫度時純水的蒸氣壓為91.30kPa.假設(shè)該溶液可視為理想稀溶液,試計算該溫度下,在摩爾分數(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.00-8-1628整理課件理想稀溶液平衡時,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,平衡時分為兩層(和)測得和液相的組成(以組分B的摩爾分數(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.(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.)00-8-1629整理課件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假設(shè)溶質(zhì)服從亨利定律,那么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:假設(shè)溶質(zhì)B服從pB=kx,BxB,那么有l(wèi)npB=lnkx,B+lnxB可見溶劑便服從拉烏爾定律.00-8-1630整理課件分配定律例(1)25℃時將0.568g碘溶于50cm3CCl4中,所形成的溶液與500cm3水一起搖動,平衡后測得水層中含有0.233mmol的碘.計算碘在兩溶劑中的分配系數(shù)K(=cI2(H2O)/cI2(CCl4)).設(shè)碘在兩種溶劑中均以I2分子形式存在.(2)假設(shè)25℃碘在水中的溶解度為1.33moldm－3,求碘在CCl4中的溶解度.00-8-1631整理課件分配定律例20℃某有機酸在水和乙醚中的分配系數(shù)為0.4.今有該有機酸5g溶于100cm3水中形成的溶液,(1)假設(shè)用40cm3乙醚一次萃取(所用乙醚事先已被水飽和,故萃取時不會有水溶于乙醚),求水中還剩下多少有機酸?(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酸?(2)每次用20cm3乙醚連續(xù)兩次萃取,可推得00-8-1632整理課件組成換算以A代表水,B代表乙醇.摩爾質(zhì)量MA=18.015

10－3

kg

mol－1;MB=46.069

10－3

kg

mol－1.例23g乙醇于500g水中形成溶液,其密度為992kg

m－3.計算:(1)乙醇的摩爾分數(shù);(2)乙醇的質(zhì)量分數(shù);(3)乙醇的濃度;(4)乙醇的質(zhì)量摩爾濃度.00-8-1633整理課件冰點下降例樟腦(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)量百分數(shù)5%的溶液,求凝固點降低多少?(2)另一溶質(zhì)相對摩爾質(zhì)量為9000,溶于樟腦形成質(zhì)量百分數(shù)5%的溶液,求凝固點降低多少?00-8-1634整理課件凝固點降低苯甲酸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,測得凝固點降低0.2048K.試求苯甲酸在苯中的分子式.00-8-1635整理課件沸點上升例10g葡萄糖(C6H12O6)溶于400g乙醇中,溶液的沸點較純乙醇的上升0.1428℃,另外有2g有機物質(zhì)溶于100g乙醇中,此溶液的沸點那么上升0.1250℃,求此有機物的相對摩爾質(zhì)量.對題給葡萄糖(B)的乙醇(A)溶液對題給有機物(C)的乙醇(A)溶液00-8-1636整理課件沸點上升例在100g苯中參加13.76g聯(lián)苯(C6H5C6H5),所形成溶液的沸點為82.4℃.純苯的沸點為80.1℃.求(1)沸點升高常數(shù);(2)苯的摩爾蒸發(fā)焓.以A代表苯,B代表聯(lián)苯.00-8-1637整理課件沸點升高例將1.55g磷及1.27g碘溶于100gCS2中,計算沸點升高多少?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－1.00-8-1638整理課件滲透壓那么cB=998.2kgm3×0.301molkg1=301molm3=301.0molm3×8.314JK1mol1×310.2K=776kPa∏=