第四章 多组分系统热力学自测题

第四章 多组分系统热力学及其在溶液中的应用

一、选择题

1．已知373K时液体A的饱和蒸气压为105Pa,液体B的饱和蒸气压为0.5?105Pa。设A和B构成理想溶液，则当A在溶液中的摩尔分数为0.5时，在气相中A的摩尔分数为（ ）。 (a)1 (b)1/2 (c)2/3 (d)1/3

2．273.15K,101325Pa下，1dm3水中能溶解49mol氧或23.5mol氮，在标准情况下，1dm3水中能溶解的空气的量为（ ）。 (a)25.5mol (b)28.6mol (c)96mol (d)72.5mol

3．一封闭钟罩中放一杯纯水A和一杯糖水B，静置足够长时间后发现（ ）。

(a)A杯水减少，B杯水满后不再变化 (b)A杯水减少至空杯，B杯水满后溢出 (c) B杯水减少，A杯水满后不再变化 (d) B杯水减少至空杯，A杯水满后溢出

4．在某温度下，当B溶解于A中形成溶液时，若纯B的摩尔体积大于溶液中B的偏摩尔体积时，(设B的偏摩尔体积大于零),若增加压力则B在A中的溶解度将( )：

(a) 增大 (b)减小 (c) 不变 (d)不确定

5．温度为273K，压力为1?106Pa下液态水和固态水的化学势?（l）和?（s）之间的关系为（ ）。

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(a)?（l）>?（s） (b) ?（l）=?（s） (c)?（l）

6．在等温、等压下，溶剂A和溶质B形成一定浓度的稀溶液，采用不同浓度表示的话，则（ ）。 (a)溶液中A和B的活度不变 (b)溶液中A和B的标准化学势不变 (c)溶液中A和B的活度因子不变 (d)溶液中A和B的化学势值不变

7．有一稀溶液质量摩尔浓度为m，沸点升高值为?Tb,凝固点降低值为?Tf,则（ ）。

(a)?Tf >?Tb (b)?Tf =?Tb (c)?Tf

8．有四杯含不同溶质相同质量摩尔浓度（m=1mol?kg-1）的水溶液，分别测定其沸点，沸点升高最多的是（ ）。

(a)Al2(SO4)3 (b) MgSO4 (c) K2SO4 (d) C6H5SO3H 9．烧杯A中装有0.1kg,273K的水，烧杯B中装有0.1kg,273K的冰水混合物（其中0.05kg水和0.05kg冰），用滴管向两烧杯中分别滴入数滴浓H2SO4，则两烧杯中水的温度变化将是（ ）。 (a)TA升高，TB升高 (b) TA升高，TB降低 (c) TA降低，TB升高 (d) TA降低，TB降低

*10．在温度T时，纯液体A的饱和蒸气压为p*A，化学势为?A，并且

已知在101325Pa压力下的凝固点为Tf*,A，当A中溶入少量与A不形

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成固态溶液的溶质而成为稀溶液时，上述三物理量分别为pA，?A，Tf，它们之间的大小关系为（ ）。

**(a)p*A< pA，?A pA，?A Tf **(d)p*A> pA，?A>?A，Tf,A> Tf

二、填空题

1．摩尔分数为0.5的甲醇水溶液在298.15K和标准大气压力下，每摩尔溶液的体积为2.83?10-5m3?mol-1，甲醇的偏摩尔体积为3.95?10-5m3?mol-1，把1mol甲醇加入上述大量溶液中，体积增加 m3,加入1mol水后体积增加 m3。

2．溶质为挥发性的理想稀溶液，在温度为T的气、液平衡相中，溶剂A在气相中的组成为yA=0.89，在液相中xA=0.85，该温度时纯A的蒸气压为50kPa。则溶质B的Henry常数为 。

3．在298K时，欲将NaCl(0.01mol?dm-3)? NaCl(0.001mol?dm-3),过程需要有用功值为 。

4．298K，有一仅能透过水的渗膜，将0.01 mol?dm-3和0.001 mol?dm-3的蔗糖溶液分开，欲使该系统达平衡，需在 溶液上方施加压力为 。

*5．在温度T时，溶质B的蒸气压为pB，Henry常数为kB，溶质B的

活度可以有以下两种选择（1）limaB?xB；（2）lima?B?xB。设溶液

xB?1xB?0 3

上方的蒸气为理想气体，则在该温度时两种活度的比值aB/a’B= ，两种活度因子的比值?B/?’B= 。

6．在等温等压下，某物质M在溶剂A和溶剂B中分别溶解达平衡时，其Henry常数kA>kB，当M溶解在A和B的混合液中（A和B

AB不互溶），达平衡后其分配系数K?cM，则K 于1（填“大”/cM或“小”）。

7．选择“＞”、“＜”、“＝”中的一个填入下列空格： 苯和甲苯在恒温恒压条件下,混合形成理想液体混合物,其ΔmixH __ 0 , ΔmixS 0，ΔmixG 0，ΔmixU 0。

8．溶液中溶质的化学势若表示成 μB=μB*(T,p) + RT lnaB，其中aB=γc,BcB/cBθ,其标准态是_____________________________

三、计算题

1．300K时,纯A和纯B可形成理想的混合物，试计算如下两种情况的Gibbs自由能的变化值。

（1）从大量的等物质量的纯A与纯B形成的理想混合物中，分出1mol纯A的△G；

（2）从A与纯B各为2mol所形成的理想混合物中，分出1mol纯A的△G。

2. 在288K时，1mol NaOH(s)溶在4.559 mol的纯水中所成的溶液的蒸气压为596.5Pa，在该温度下，纯水的蒸气压为1705Pa。试求 (1) 溶液中水的活度；

(2) 在溶液和在纯水中，水的化学势的差值。

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答 案

一、 cbbacdaabd 二、

1．3.95×10-5,1.71×10-5； 2．35.0kPa; 3．-11410J；

4．0.01mol·dm-3，22298Pa； 5．kB/pB*, kB/pB*； 6．小；

7．ΔmixH = 0 ΔmixS > 0 ΔmixG＜0 ΔmixU = 0

8．标准态： cB/cBθ= 1，且又服从亨利定律的那个假想状态。三、

1．（1）△G = 1717 J·mol-1 （2）△G = 2138 J 2．（1）ax,H2O?0.3498 （2）???2515 J·mol-1

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