多组分系统热力学.docx

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多组分系统热力学

多组分系统热力学

一、判断题：

1克拉佩龙方程适用于纯物质的任何两相平衡。

（）

2克—克方程比克拉佩龙方程的精确度高。

（）

3一定温度下的乙醇水溶液，可应用克—克方程式计算其饱和蒸气压。

（）

4将克—克方程的微分式用于纯物质的液气两相平衡，因为vapHm>0，所以随着温度的升高，液体的饱和蒸气压总是升高的。

（）

5二组分理想液态混合物的总蒸气压大于任一纯组分的蒸气压。

（）

6理想混合气体中任意组分B的逸度就等于其分压力pB。

（）

7因为溶入了溶质，故溶液的凝固点一定低于纯溶剂的凝固点。

（）

8溶剂中溶入挥发性溶质，肯定会引起溶液的蒸气压升高。

（）

9理想稀溶液中的溶剂遵从亨利定律，溶质遵从拉乌尔定律（）

10理想液态混合物与其蒸气成气、液两相平衡时，气相总压力p与液相组成xB呈线性关系。

（）

11如同理想气体一样，理想液态混合物中分子间没有相互作用力。

（）

12一定温度下，微溶气体在水中的溶解度与其平衡气相分压成正比。

（）

13化学势是一广度量。

（）

14只有广度性质才有偏摩尔量。

（）

15稀溶液的沸点总是高于纯溶剂的沸点。

（）

16单组分系统的熔点随压力的变化可用克劳休斯-克拉佩龙方程解释。

（）

17． 公式dG=－SdT+Vdp只适用于可逆过程。

（）

18． 某一体系达平衡时，熵最大，自由能最小。

（）

19．封闭体系中，由状态1经定温、定压过程变化到状态2，非体积功W/＜0，且有W/＞G和G＜0，则此变化过程一定能发生。

（）

20．根据热力学第二定律

，能得出

，从而得到

。

（）

21．只有可逆过程的G才可以直接计算。

（）

22．凡是自由能降低的过程一定都是自发过程。

（）

23．只做体积功的封闭体系，

的值一定大于零。

（）

24．偏摩尔量就是化学势。

（）

25．在一个多组分溶液中，只有溶质才有偏摩尔量。

（）

26．两组分混合成溶液时，没有热效应产生，此时形成的溶液为理想溶液。

（）

27．拉乌尔定律和亨利定律既适合于理想溶液，也适合于稀溶液。

（）

28．偏摩尔量因为与浓度有关，因此它不是一个强度性质。

（）

29．化学势判据就是Gibbs自由能判据。

（）

30．自由能G是一状态函数，从始态

到终态

，不管经历何途径，G总是一定的。

（）

31．定温、定压及W/=0时,化学反应达平衡,反应物的化学势之和等于产物的化学势之和。

（）

二、填空题：

1、由克拉佩龙方程导出克-克方程的积分式时所作的三个近似处理分别是（i）；（ii）；（iii）。

2、贮罐中贮有20℃,40kPa的正丁烷,并且罐内温度、压力长期不变。

已知正丁烷的标准沸点是,根据，可以推测出,贮罐内的正丁烷的聚集态是态。

3、氧气和乙炔气溶于水中的亨利系数分别是×107Pa·kg·mol－１和133×108Pa·kg·mol－１,由亨利定律系数可知,在相同条件下,在水中的溶解度大于在水中的溶解度。

4、28.15℃时，摩尔分数x（丙酮）=的氯仿丙酮混合物的蒸气压为29400Pa，饱和蒸气中氯仿的摩尔分数y（氯仿）=。

已知纯氯仿在该温度下的蒸气压为29.57kPa。

以同温度下纯氯仿为标准态，氯仿在该真实液态混合物中的活度因子为；活度为。

5、在温度T时某纯液体A的蒸气压为，当非挥发性组分B溶于A中，形成xA=的液态混合物时，液态混合物中A的蒸气压为，以纯液体A为标准态，则组分A的活度为，活度因子为。

6、某理想稀溶液的温度为T，压力为pΘ，溶剂A的摩尔分数为xA，则组分A的化学势表达式为：

A=_____________________________________。

7、50℃时，液体A的饱和蒸气压是液体B的饱和蒸气压的3倍，A和B构成理想液态混合物。

气液平衡时，液相中A的摩尔分数为，则在气相中B的摩尔分数为。

8、写出理想液态混合物任意组分B的化学势表达式：

。

9、0℃，压力下，O2（g）在水中的溶解度为×10-2dm3/kg，则0℃时O2（g）在水中的亨利系数为kx（O2）=Pa。

10、在一定的温度和压力下某物质液气两相达到平衡，则两相的化学势B（l）与B（g）；若维持压力一定，升高温度，则B（l）与B（g）都随之；但B（l）比B（g），这是因为。

11、某均相系统由组分A和B组成，则其偏摩尔体积的吉布斯-杜安方程是。

12、克-克方程的适用条件为。

13、偏摩尔熵的定义式为。

14、甲醇-乙醇、乙醇-水、水-盐酸三组混合物或溶液中，可看成理想液态混合物的是。

15、对于理想稀溶液，在一定温度下溶质B的质量摩尔浓度为bB，则B的化学势表达式为。

16、在300K和平衡状态下，某组成为xB=混合物上方B的蒸气压是纯B的饱和蒸气

压的60%，那么：

（i）B的活度是；（ii）B的活度因子是；（iii）同温度下从此溶液中取出1mol的纯B（组成可视为不变）则系统G的变化是。

17、一般而言，溶剂的凝固点降低系数kf与。

18、某非挥发性溶质的溶液通过半透膜与纯溶剂达渗透平衡，则此时溶液的蒸气压一定

纯溶剂的蒸气压。

19、均相多组分系统中，组分B的偏摩尔体积定义VB为。

20、理想气体混合物中任意组分B的化学势表达式为。

21．在绝热定容的容器中，两种同温度的理想气体混合，G，S，H。

22．理想溶液混合时，mixV,mixS,mixG,mixH。

23．在孤立体系中（体积不变），发生剧烈化学反应，使系统的温度及压力明显升高，则该系统的S____、U____、H____、F____。

24．比较水的化学势的大小（此处p=）：

（填>、<或=）

μ（l,100℃,p）____μ（g,100℃,p）

μ（l,100℃,p）____μ（l,100℃,2p）

μ（g,100℃,p）____μ（g,100℃,2p）

μ（l,100℃,2p）____μ（g,100℃,2p）

μ（l,101℃,p）____μ（g,101℃,p）

25．非理想溶液溶质的化学势表示式____，其标准态为____。

26．利用G≤0判断自发过程的条件是__________________。

27．在一定的温度及压力下，某物质液汽两相达平衡，则两相的化学势μB（l）与μB（g）______；若维持压力不变，升高温度，则μB（l）和μB（g）都______；但μB（l）比μB（g）______。

28．理想溶液中任意组分B的化学势：

μB=_______________。

29．298K、，有两瓶萘的苯溶液，第一瓶为2升，溶有萘，第二瓶为1升，溶有萘，若以μ1和μ2表示两瓶中萘的化学势，则它们的关系为__________。

三、选择题：

1.将克拉佩龙方程用于H2Ｏ的液固两相平衡，因为Vm（H2Ｏ，1）＜Vm（H2Ｏ，s），所以随着压力的增大,则H2Ｏ

（1）的凝固点将：

（）

（A）上升（B）下降（C）不变

2.克-克方程式可用于（）

（A）固-气及液-气两相平衡（B）固-液两相平衡（C）固-固两相平衡

3.液体在其T,p满足克-克方程的条件下进行汽化的过程,以下各量中不变的是：

（）

（A）摩尔热力学能（B）摩尔体积

（C）摩尔吉布斯函数（D）摩尔熵

4.特鲁顿（Trouton）规则（适用于不缔合液体）。

（A）21J·mol－１·K－１（B）88J·K－１（C）109J·mol－１·K－１

5、在a、b两相中都含有A和B两种物质，当达到相平衡时，下列三种情况正确的是：

（）

6、100℃，101325Pa的液态H2O（l）的化学势ml，100℃，101325Pa的气态H2O（g）的化学势mg，二者的关系为（）

（A）ml>mg（B）ml

7、由A及B双组分构成的a和b两相系统，则在一定T、p下，物质A由a相自发向b相转移的条件为（）

8、某物质溶于互不相溶的两液相a和b中，该物质在a相以A的形式存在，在b相以A2形式存在，则定温定压下，两相平衡时（）

9、理想液态混合物的混合性质是（）

（A）mixV=0，mixH=0，mixS>0，mixG<0

（B）mixV<0，mixH<0，mixS<0，mixG=0

（C）mixV>0，mixH>0，mixS=0，mixG=0

（D）mixV>0，mixH>0，mixS<0，mixG>0

10、稀溶液的凝固点Tf与纯溶剂Tf*的凝固点比较，Tf

（A）溶质必须是挥发性的（B）析出的固相一定是固溶体

（C）析出的固相是纯溶剂（D）析出的固相是纯溶质

11、若使CO2在水中的溶解度为最大，应选择的条件是（）

（A）高温高压（B）低温高压（C）低温低压（D）高温低压

12、25℃时，CH4（g）在H2O（l）和C6H6（l）中的亨利系数分别为×109Pa和57×106Pa，则在相同的平衡气相分压p（CH4）下，CH4在水中与在苯中的平衡组成（）

（A）x（CH4，水）>x（CH4，苯），（B）x（CH4，水）

（C）x（CH4，水）=x（CH4，苯）

13、在一定压力下，纯物质A的沸点、蒸气压和化学势分别为Tb*、pA*和mA*，加入少量不挥发性的溶质形成溶液之后分别变成Tb、pA和mA，因此有（）

（A）Tb*

（B）Tb*>Tb，pA*>pA，,mA*>mA

（C）Tb*>Tb，pA*mA

（D）Tb*pA，,mA*>mA

14、已知环己烷、醋酸、萘、樟脑的凝固点降低系数kf分别是、、及·kg·mol-1。

今有一未知物能在上述四种溶剂着溶解，欲测定该未知物的相对分子质量，最适宜的溶剂是（）

（A）萘（B）樟脑（C）环己烷（D）醋酸

15、在20℃和大气压力下，用凝固点降低法测物质的相对分子质量。

若所选的纯溶剂是苯，其正常凝固点为5.5℃，为使冷却过程在比较接近于平衡状态的情况下进行，冷浴内的恒温介质比较合适的是（）

（A）冰-水（B）冰-盐水（C）干冰-丙酮（D）液氨

16、二组分理想液态混合物的蒸气总压（）

（A）与溶液的组成无关（B）介于两纯组分的蒸气压之间

（C）大于任一纯组分的蒸气压（D）小于任一纯组分的蒸气压

17、A和B两组分在定温定压下混和形成理想液态混合物时，则有：

（）。

（A）mixH=0（B）mixS=0（C）mixA=0（D）mixG=0

18、指出关于亨利定律的下列几点说明中，错误的是（）

（A）溶质在气相和在溶剂中的分子状态必须相同

（B）溶质必须是非挥发性的

（C）温度愈高或压力愈低，溶液愈稀，亨利定律愈准确

（D）对于混合气体，在总压力不太大时，亨利定律能分别适用于每一种气体，与其他气体的分压无关

19、40℃时，纯液体A的饱和蒸气压是纯液体B的两倍，组分A和B能构成理想液态混合物。

若平衡气相中组分A和B的摩尔分数相等，则平衡液相中组分A和B的摩尔分数之比xA:

xB=（）

（A）1:

2（B）2:

1（C）3:

2（D）4:

3

20、组分A和B形成理想液态混合物。

已知在100℃时纯组分A的蒸气压为，纯组分B的蒸气压为，当A和B的两组分液态混合物中组分A的摩尔分数为时，与液态混合物成平衡的蒸气中，组分A的摩尔分数是（）

（A）1（B）3/4（C）2/3（D）1/2

21、在25℃时，·dm-3糖水的渗透压力为Π1,·dm–3食盐水的渗透压为Π2,则（）。

（A）Π1＞Π2（B）Π1＝Π2（C）Π1＜Π2（D）无法比较

22、氯仿

（1）和丙酮

（2）形成非理想液态混合物，在T时，测得总蒸气压为29398Pa，蒸气中丙酮的摩尔分数y2=，而该温度下纯氯仿的饱和蒸气压为29571Pa，则在液相中氯仿的活度a1为（）

（A）（B）（C）（D）

23、在一定温度、压力下，A和B形成理想液态混合物，平衡时液相中的摩尔分数xA/xB=5，与溶液成平衡的气相中A的摩尔分数yA=，则A、B的饱和蒸气压之比为（）

（A）5（B）1（C）（D）

24．下列化学势是偏摩尔量的是。

A．

B.

C．

D．

。

25.在－10℃，p时，1mol过冷的水结成冰时，下述表示正确的是。

A．G＜0，S体＞0，S环＞0，S孤＞0；

B．G＞0，S体＜0，S环＜0，S孤＜0；

C．G＜0，S体＜0，S环＞0，S孤＞0；

D．G＞0，S体＞0，S环＜0，S孤＜0。

26．下述化学势的公式中，不正确的是。

A．

；B．

；

C．

；D．

。

27．在，10132Pa，

与

的关系是。

A．

＞

；　　　　B．

=

；

C．

＜

；　　　　D．无法确定。

28．只做膨胀功的封闭体系，

的值。

A．大于零；　　B．小于零；　　C．等于零；　　D．无法确定。

29．某一过程G=0,应满足的条件是。

A．任意的可逆过程；

B．定温定压且只做体积功的过程；

C．定温定容且只做体积功的可逆过程；

D．定温定压且只做体积功的可逆过程。

30．1mol理想气体经一定温可逆膨胀过程，则。

A．G=FB．G＞FC．G＜FD．无法确定

31．纯液体在正常相变点凝固，则下列量减小的是。

A．S；B．G；

C．蒸汽压；D．凝固热。

32．图中点是稀溶液溶质的标准态。

A．a点；B．b点；

C．c点；D．d点。

33．温度为T时，纯液体A的饱和蒸汽压为pA*，化学势为μA*，在1p时，凝固点为

，向A中加入少量溶质形成稀溶液，该溶质是不挥发的，则pA、μA、Tf的关系是。

A．pA*＜pA，μA*＜μA，

＜Tf；B．pA*＞pA，μA*＜μA，

＜Tf；

C．pA*＞pA，μA*＜μA，

＞Tf；D．pA*＞pA，μA*＞μA，

＞Tf。

34．在p下，当过冷水蒸气凝结为同温度的水，在该过程中正、负号无法确定的量是。

A．GB．SC．HD．U

35．实际气体的化学势表达式为

，其中标准态化学势为。

A．逸度f=p的实际气体的化学势B．压力p=p的实际气体的化学

C．压力p=p的理想气体的化学势D．逸度f=p的理想气体的化学势

36．理想气体的不可逆循环，∆G。

A．＜0B．=0C．＞0；D．无法确定

37．在α、β两相中含A、B两种物质，当达平衡时，正确的是。

A．

B．

C．

38．多组分体系中，物质B的化学势随压力的变化率，即

的值。

A．＞0B．＜0C．=0D．无法确定

四、计算题：

1、400K,1mol理想气体由105Pa定温可逆压缩至106Pa，求该过程的Q、W、H、S、G、U。

2、计算：

100℃，H2O（l）→100℃，2×H2O（g）的G

3、若纯A物质nAmol，纯B物质nBmol，两者混合为同温同压下的理想溶液，求在此过程中的G

4、298K,p苯和甲苯组成的x苯=的理想溶液，现将1mol苯从x苯=的溶液中转移到x苯=的溶液中，求该过程∆G的变化。

（设不引起浓度上的改变）

5、298K及p下，将1mol苯溶于x苯=的苯和甲苯的大量溶液中，求此过程中G的变化。