第四章 多组分系统热力学及其在溶液中的应用.docx

1、第四章 多组分系统热力学及其在溶液中的应用第四章 多组分系统热力学及其在溶液中的应用一、单选题1.二元溶液，B组分的Henry系数等于同温度纯B的蒸汽压。按Raoult定律定义活度系数（ ）(A) g A g B (B) g A = g B = 1 (C) g B g A (D) g A g B 12.两液体的饱和蒸汽压分别为p*A，p*B ，它们混合形成理想溶液，液相组成为x，气相组成为y，若 p*A p*B ， 则：（ ）(A) yA xA (B) yA yB (C) xA yA (D) yB yA3.关于亨利系数，下列说法中正确的是：( )(A) 其值与温度、浓度和压力有关 (B) 其值

2、与温度、溶质性质和浓度有关(C) 其值与温度、溶剂性质和浓度有关(D) 其值与温度、溶质和溶剂性质及浓度的标度有关4.已知373K时液体A的饱和蒸气压为133.24kPa，液体B的饱和蒸气压为66.62kPa。设A和B形成理想溶液，当溶液中A的物质的量分数为0.5时，在气相中A的物质的分数为：( )(A) 1 (B) 1/2 (C) 2/3 (D) 1/35.298K时，HCl(g,Mr=36.5)溶解在甲苯中的亨利常数为245kPakgmol-1,当HCl(g)在甲苯溶液中的浓度达2%时，HCl(g)的平衡压力为： ( )(A) 138kPa (B) 11.99kPa (C) 4.9kPa

3、(D) 49kPa6.(1) 溶液的化学势等于溶液中各组分的化学势之和(2) 对于纯组分，则化学势等于其Gibbs自由能(3) 理想溶液各组分在其全部浓度范围内服从Henry定律(4) 理想溶液各组分在其全部浓度范围内服从Raoult定律上述说法中正确的是： ( )(A) (1) (2) (B) (2) (3) (C) (2) (4) (D) (3) (4)7.真实气体的标准态是： ( )(A) f = p 的真实气体 (B) p = p 的真实气体 (C) f = p 的理想气体 (D) p = p 的理想气体8.下述说法哪一个正确？ 某物质在临界点的性质( )(A) 与外界温度有关 (B)

4、 与外界压力有关 (C) 与外界物质有关 (D) 是该物质本身的特性9.今有298K，p 的N2状态I和323K，p 的N2状态II各一瓶，问哪瓶N2的化学势大？ ( )(A) (I)(II) (B) (I) 2 (B) 1 p3(C) p1 = p2 = p4 = (1/2)p3 (D) p1 = p4 2p3 p218.两只各装有1kg水的烧杯，一只溶有0.01mol蔗糖，另一只溶有0.01molNaCl，按同样速度降温冷却，则： ( )(A) 溶有蔗糖的杯子先结冰 (B) 两杯同时结冰(C) 溶有NaCl的杯子先结冰 (D) 视外压而定19.沸点升高，说明在溶剂中加入非挥发性溶质后，该溶

5、剂的化学势比纯剂的化学势：( )(A) 升高 (C) 相等 (B) 降低 (D) 不确定20.液体B比液体A易于挥发，在一定温度下向纯A液体中加入少量纯B液体形成稀溶液，下列几种说法中正确的是： ( )(A) 该溶液的饱和蒸气压必高于同温度下纯液体A的饱和蒸气压。(B) 该液体的沸点必低于相同压力下纯液体A的沸点。(C) 该液体的凝固点必低于相同压力下纯液体A的凝固点(溶液凝固时析出纯固态A)。(D) 该溶液的渗透压为负值。21.在288K时H2O(l)的饱和蒸气压为1702Pa,0.6mol的不挥发性溶质B溶于0.540kg H2O时，蒸气压下降42Pa，溶液中H2O的活度系数x应该为： (

6、 )(A) 0.9804 (B) 0.9753 (C) 1.005 (D) 0.994822.在300K时，液体A与B部分互溶形成a 和b 两个平衡相，在a 相中A的物质的量0.85，纯A的饱和蒸气压是22kPa，在b 相中B的物质的量为0.89，将两层液相视为稀溶液，则A的亨利常数为： ( )(A) 25.88kPa (B) 200kPa (C) 170kPa (D) 721.2kPa二、多选题1.关于亨利定律，下面的表述中正确的是： ( )(A) 若溶液中溶剂在某浓度区间遵从拉乌尔定律，则在该浓度区间组分B必遵从亨利定律。(B) 温度越高、压力越低，亨利定律越正确。(C) 因为亨利定律是稀

7、溶液定律，所以任何溶质在稀溶液范围内都遵守亨利定律。(D) 温度一定时，在一定体积的溶液中溶解的气体体积与该气体的分压力无关。2.设N2和O2皆为理想气体，它们的温度、压力相同，均为298K、p ，则这两种气体的化学势应该： ( )(A) 相等 (B) 不一定相等 (C) 与物质的量有关 (D) 不可比较3.对于理想溶液，下列偏微商不为零的是： ( )(A) (DmixG/T)/ Tp (B) (DmixS/T)/ Tp(C) (DmixF/T)/ Tp (D) (DmixG)/ Tp 4.当某溶质溶于某溶剂中形成浓度一定的溶液时，若采用不同的浓标，则下列说法中不正确的是： ( )(A) 溶质

8、的标准态化学势相同 (B) 溶质的活度相同(C) 溶质的活度系数相同 (D) 溶质的化学势相同5.在该逸度组成图中，下列各点的表述中正确的是： ( )(A) a点是假想的参考点， xA = 1 ,(B) c点符合拉乌尔定律, fA = fA*xA = fA*aA(C) d点符合拉乌尔定律, fB = fB*xB = fB*aB (D) e点处 fA = fB 三、填空题1.二元溶液，xA增大，如果pA增加，那么 (pB/xA)T _ 0。 2.在室温、p 下，O2比N2在水中有较大的溶解度，两者在水中的Henry系数分别为k(O2)和k(N2) ，则k(O2) _ k(N2)。3.二元溶液，p

9、B对Raoult定律发生负偏差，B的Henry系数 kB(x) _ pB*。 （pB*为同温下纯B的蒸汽压）。4.二元溶液，按Raoult 定律定义，B的gB , = , , = , , = , 1，必有gB 1。4.多组分溶液，溶剂服从Raoult定律，各溶质必服从Henry定律。5.非理想气体 m = m (T) + RTlnf 。f =1的状态即为标准态。6.定温定压下，任一组分B在全部浓度范围内，其化学势 mB为lnxB的线性函数的溶液即为理想溶液。7.定温定压下，溶质加入稀溶液中， 则不产生体积效应和热效应。8.定温定压下，溶质加入理想溶液中，不产生体积效应和热效应。9.利用稀溶液的

10、依数性可测定溶剂的分子量。10.对一确定组成的溶液来说，如果选取不同的标准态，则组分B的活度及活度系数也不同。五、计算题1.乙醇和甲醇组成理想溶液，在293K时纯乙醇的饱和蒸气压为5933Pa，纯甲醇的饱和蒸气压为11826Pa。(1) 计算甲醇和乙醇各100g所组成的溶液中，乙醇的物质的量x乙 ；(2) 求溶液的总蒸气压p总与两物质的分压p甲、p乙 (单位：Pa) ；(3) 甲醇在气相中的物质的量y甲、x乙 。已知甲醇和乙醇的相对分子质量为32和46。2.液体A和液体B形成理想混合物，含40%(物质的量)A的混合蒸气被密封在一带活塞的圆筒中，恒温T下慢慢压缩上述混合蒸气。已知T时两液体的饱和

11、蒸气压 pA* = 0.4p , pB* = 1.2p;(1) 求刚出现液体凝结的体系的总压p (用p表示)及液体的组成xA ;(2) 求正常沸点为T时溶液的组成xA 。3. 333K时，溶液A和溶液B完全反应，蒸气压分别等于40.40kPa和80.0kPa。在该温度时A和B形成稳定化合物AB，AB的蒸气压为13.3kPa，假定由A和B组成的溶液为理想溶液，求：333K时，一个含有1mol A和4mol B的溶液的蒸气压p (kPa)和蒸气组成yAB。4. 73K、100p乙烷气的密度 r = 1.614102kgm-3。求该气体的逸度f (kPa) 及逸度系数g 。5.试计算300K时，从大

12、量的等物质的量的C2H4Br2和C3H6Br2的理想混合物中分离出1mol纯C2H4Br2过程的DG1 (J)，若混合物中各含有2molC2H4Br2和C3H6Br2，从中分离出1mol纯C2H4Br2时，DG1 (J)又为多少？ 6.在288K，1molNaOH溶解在4.559mol水中，溶液上方蒸气压为596.5Pa，在此温度下，纯水的蒸气压为1705.0Pa。试计算： (1) 该溶液中水的活度x(H2O)及活度系数g (H2O) ;(2) 溶液中水的化学势和纯水的化学势相差多少(Jmol-1)？ 7.某蔗糖稀水溶液，在298K时其蒸气压为3.094kPa，纯水在298K时的蒸气压为3.1

13、68kPa，该溶液的渗透压为多少 (kPa) ？ 8. 152g苯由于其中添加了7.7g非挥发性溶质后，其沸点升高了，但是由于使周围的压力降低了2.553kPa，沸点又到正常沸点温度，计算溶质的相对分子质量(已知苯的相对分子质量为78)。9. 300K时，液态A的蒸气压为37338Pa，液态B的蒸气压为22656Pa。当2molA和2molB混合后，液面上蒸气压为50663Pa，在蒸气中A的物质的量为0.60，假定蒸气为理想气体，(1) 求溶液中A和B的活度aA ,aB ;(2) 求溶液中A和B的活度系数gA , gB ;(3) 求A和B的混合Gibbs自由能DmixG (J) 。10. 298K时，一种相对分子质量为120的液体物质B在水中的溶解度为1.2103。设水在此液体物质B中不溶解。试计算298K时，B在水的饱和溶液中的活度xB (10-5)和活度系数gB (104)。(以纯液态物质B在T，p下的状态为标准态)