物理化学第二章作业及答案Word文档下载推荐.doc

1、 b20, 纯溶剂的体积，即1kg溶剂的体积B; V2=B+2cb2, b20, 无限稀释溶液中溶质的偏摩尔体积A/n1：V1= （1/n1）A-c（b2）2，b20，V = A+B b2+C（b2）2, 纯溶剂的体积为A, A/n1 为溶剂的摩尔体积。（3）溶液浓度增大时V1和V2将如何变化?由V1，V2 的表达式可知， b2 增大，V2 也增加，V1降低。2 哪个偏微商既是化学势又是偏摩尔量?哪些偏微商称为化学势但不是偏摩尔量?答： 偏摩尔量定义为 所以 化学势定义为：= = = 可见，偏摩尔Gibbs自由能既是偏摩尔量又是化学势。= = 是化学势，但不是偏摩尔量。3 25时 物质的量分数

2、为0.4的甲醇水溶液，如果往大量此溶液中加1mol H2O，溶液体积增加17.35cm3，如果往大量此溶液中加1mol CH3OH溶液体积增加39.01cm3。试计算（1）将0.4mol CH3OH和0.6mol H2O混合时，混合溶液的体积。（2）此混合过程中体积的变化。已知25时甲醇密度为0.7911g cm-3，水的密度为0.9971g cm-3。B=0.4 VH2O=17.35cm3, V甲醇=39.01cm3（1） V=n1V1+n2V2=0.439.01+0.617.35= 26,01cm3（2） 混合前：V=（0.432/甲醇）+ （0.618/水）=（0.432/0.7911）

3、+（0.618/0.9971）=27.01cm3 V=26.01-27.01=-1.0cm3 （1）26.01cm3 （2） -1.0cm3 4 20时，在1dm NaBr水溶液中含NaBr（B）321.99g，体积质量为1.238g cm 。计算该溶液的：（1）溶质B的浓度cB；（2）溶质B的摩尔分数xB；（3）溶质B的质量摩尔浓度bB。V=1dm3, mNaBr=321.99g, =1.238g/cm3, MNaBr=103（1） CB=nB/V溶液= 321.99/103/1=3.126mol/dm3（2） B=nB/（nA+nB）= =3.126/（3.126+50.889）=0.05

4、78（3）bB=nB/MA= （321.99/103）/（1238-321.99）/1000=3.126/0.916=3.4126mol kg-1 （1） 3.126 mol dm-3 （2） 0.0580 （3） 3.414 mol kg-1 5 18时，溶于1kg水中的硫酸镁溶液的体积与硫酸镁的质量摩尔浓度的关系在b0.1 mol kg-1 时可表示为Vcm3 =1001.21+34.69（b2 -0.07）2计算b= 0.05 mol kg-1 时，硫酸镁的偏摩尔量和水的偏摩尔量。 -1.388 cm3 mol-1 , 18.023 cm3 mol-1 将原式展开，得到V=1001.21

5、+34.69b2-4.8566b+0.16998, 对b微分，=234.69 b-4.8566,Bb=0.05, 代入得到VB,MgSO4=-1.388cm3 mol-1将b= 0.05 mol kg-1 ，代入求得V的方程得到总体积为1001.22在利用集合公式V=n水V水+nMgSO4VmgS04. 其中，n水 等于1000/18=55.556mol； n MgSO4=0.05mol，得到，VB，H2O=18.023cm3mol-16 比较dG = - S dT + Vdp及dG = - Sd T+ Vdp + 的应用对象和条件。 dG = - S dT + Vdp：单组分封闭系统，无其他

6、功dG = - Sd T+ Vdp +多组分封闭系统，无其他功。 2007-4-242.3 单组分多相系统的热力学练习（81页） 2007-5-71 从 = 应用于纯物质气液平衡系统，可直接导出 = ，你对Maxwell关系的适用条件及上述推导的思路是如何理解的?Maxwell关系式适用条件：封闭系统，W=0,单组分均相系统（无论可逆与否）。 多组分多相系统的不可逆过程中，组成会发生改变，所以Maxwell关系式不适用。 = 适用于单组分系统的两相平衡过程（可逆过程）2 请就以下三方面比较Clapeyron方程与Clausius-Clapeyron方程：答（1） 应用对象；Clapeyron方

7、程适用所有的单组分两相平衡过程；Clausius-Clapeyron方程：只能用于固气；液气两相平衡过程（2） 限制条件；Clapeyron方程适用单组分两相平衡过程；只能用于单组分固气；液气两相平衡过程，其中必须有一相为气相（3） 精确度： Clausius-Clapeyron方程中Vg-Vl Vg ; Vg-Vs Vg, 不如Clapeyron方程精确。3 已知液体A和液体B的标准沸点分别为70和90。假定两液体均满足Trouton规则，试定性地阐明：在25时，液体A的蒸气压高于还是低于液体B的蒸气压? 依据特鲁顿规则：A的汽化热lgHm= （273.15+70）88=30.197 kJ

8、mol-1 ;B的汽化热lgHm= （273.15+90）88=31.957 kJ mol-1ln（P2/P1）= lgHm（T2-T1）/（RT2T1）, 则有ln（PA, 25/P）=30197（298.15-343.15）/（8.314298.15343.15）, P25=0.2 P,同理：B 而言：PB, 25=0.1 P, 可见 PA, 25 PB, 254 已知水和冰的体积质量分别为0.9998 g cm-3 和0.9168 g cm-3 ；冰在0时的质量熔化焓为333.5 J g -1 。试计算在-0.35的气温下，要使冰熔化所需施加的最小压力为多少?, ,积分后得到：0（T1=

9、273.15K）,P1=P, T2=273.15-0.35=272.8K,P2-P=47.22105Pa, P2= 48.24105Pa 48.21105 Pa 5 已知HNO3（l）在0及100的蒸气压分别为1.92 kPa及171 kPa。试计算：（1） HNO3（l）在此温度范围内的摩尔气化焓； （2） HNO3（l）的正常沸点。 P1=1.92kPa, T1=273.15K; P2=171kPa, T2=373.15K, 直接代入公式得到：lgHm=38.04kJ mol-1（2） 正常沸点：一个大气压下：T2=357.9K （1） 38.01 kJ mol-1 （2） 358K 5

10、在20时，100kPa的空气自一种油中通过。已知该种油的摩尔质量为120 g mol-1 ，标准沸点为200。估计每通过1m3空气最多能带出多少油（可利用Trouton规则）? 1m3空气带出油的温度为20，其压强正好是油在20的饱和蒸汽压。油：P2=P,T2=473.15K 求 P油， T1=20+273.15=293.15K.根据特鲁顿规则有（注意是正常沸点）：lgH =88473.15（=41.64kJmol-1.代入下式P油=152.4Pa. 相当于空气中油的分压。根据P油V=n油RT, n油=0.0625mol, 0.0625120=7.5g. 若P取100kPa,得到7.4g 7.

11、44 g 7 水的冰点与其三相点有何区别? 答：（1） 温度不同。冰点是273.15K,而三相点是273.16K（2） 相平衡不同，三相点是冰、水、蒸气三相平衡；而冰点是固相（纯水）、液相（饱和空气的水溶液） 、气相（潮湿空气）三相平衡（3） 自由度数不同；三相点是组分系统f=c-p+2=1-3+2=0,（,组分数C=1，即只有水，相数为3）是无变量点，三相点的温度和压力由体系自定，我们不能任意改变。而冰点可以认为是双组分系统，f=c-p+2=2-3+2=1, （组分数C=2，即为水和空气，相数为3），是单变量系统。 练 习 题 答案 2007-5-92-1 1.25时，将NaCl溶于1kg水

12、中，形成溶液的体积V与NaCl物质的量 n之间关系以下式表示：V（cm3）=1001.38+16.625n+1.7738n3/2+0.1194n2，试计算1mol kg-1NaCl溶液中H2O及NaCl的偏摩尔体积。 VNaCl=19.525cm3 mol-1 ,=18.006 cm3mol-1 V（cm3）=1001.38+16.625n+1.7738n3/2+0.1194n2， 所以：VNaCl = 16.625+1.51.7738n1/2+0.11942n。 1mol kg-1NaCl溶液中n=1, 则VNaCl=19.525cm3/mol, n=1 时， 总体积V=1019.89cm3, V= nNaCl VNaCl +nH2O VH2O, 带入以上数值，得到，=18.006 cm3mol-12-2 在15，下某酒窖中存有104dm3的酒，w（乙醇）= 96%。今欲加水调制为w（乙醇） = 56%的酒。（1）应加水多少dm3? （2） 能得到多少dm3 w（乙醇） = 56%的酒?已知：15, 时水的密度为0.9991kg dm-3；水与乙醇的偏摩尔体积为：w（乙醇） 100 cm3 mol-1 V（C2H5OH）cm3 mol-1 96 14.61 58.01 56 17.11 56.58 根据集合公式：（1