《物理化学第4版》第四章混合物和溶液练习题
第4章复习题
物理化学第4章复习题一、选择题( 共31题53分)1. 2 分(1705)水的蒸气压为1705 Pa，设纯水的活度为1。
试计算：(1) 在溶液中水的活度系数；(2) 水在溶液中的化学势与纯水化学势之差。
2. 2 分(1743)1743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3. 1 分(1783)1783在恒温抽空的玻璃罩中封入两杯液面相同的糖水(A) 和纯水(B)。
经历若干时间后，两杯液面的高度将是：( )(A) A 杯高于B 杯(B) A 杯等于B 杯(C) A 杯低于B 杯(D) 视温度而定4. 2 分(1789)1789已知挥发性纯溶质A 液体的蒸气压为67 Pa，纯溶剂B 的蒸气压为26 665 Pa，该溶质在此溶剂的饱和溶液的物质的量分数为0.02，则此饱和溶液（假设为理想液体混合物）的蒸气压为：( )(A) 600 Pa (B) 26133 Pa(C) 26 198 Pa (D) 599 Pa5. 2 分(1791)1791已知373 K 时，液体A的饱和蒸气压为5×104 Pa，液体B 的饱和蒸气压为105 Pa，A和B构成理想液体混合物，当A在溶液中的物质的量分数为0.5 时，气相中B的物质的量分数为：( )(A) 1/1.5 (B) 1/2(C) 1/2.5 (D) 1/36. 1 分(1814)1814关于亨利定律,下面的表述中不正确的是：( )(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7. 2 分(1827)1827(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定律上述诸说法正确的是：( )(A) (1)，(2) (B) (2)，(3)(C) (2)，(4) (D) (3)，(4)8. 1 分(1828)1828在400 K时,液体A的蒸气压为4×104 Pa,液体B的蒸气压为6×104 Pa,两者组成理想溶液,平衡时在液相中A的摩尔分数为0.6。
物理化学第四版课后答案
第一章气体的pVT性质1.1物质的体膨胀系数与等温压缩率的定义如下试推出理想气体的，与压力、温度的关系。
解：根据理想气体方程1.5两个容积均为V的玻璃球泡之间用细管连结，泡内密封着标准状态下的空气。
若将其中的一个球加热到100 C，另一个球则维持0 C，忽略连接细管中气体体积，试求该容器内空气的压力。
解：由题给条件知，（1）系统物质总量恒定；（2）两球中压力维持相同。
标准状态：因此，1.9 如图所示，一带隔板的容器内，两侧分别有同温同压的氢气与氮气，二者均可视为理想气体。
（1）保持容器内温度恒定时抽去隔板，且隔板本身的体积可忽略不计，试求两种气体混合后的压力。
（2）隔板抽取前后，H2及N2的摩尔体积是否相同？（3）隔板抽取后，混合气体中H2及N2的分压立之比以及它们的分体积各为若干？解：（1）等温混合后即在上述条件下混合，系统的压力认为。
（2）混合气体中某组分的摩尔体积怎样定义？（3）根据分体积的定义对于分压1.11 室温下一高压釜内有常压的空气，为进行实验时确保安全，采用同样温度的纯氮进行置换，步骤如下：向釜内通氮气直到4倍于空气的压力，尔后将釜内混合气体排出直至恢复常压。
重复三次。
求釜内最后排气至恢复常压时其中气体含氧的摩尔分数。
解：分析：每次通氮气后至排气恢复至常压p，混合气体的摩尔分数不变。
设第一次充氮气前，系统中氧的摩尔分数为，充氮气后，系统中氧的摩尔分数为，则，。
重复上面的过程，第n次充氮气后，系统的摩尔分数为，因此。
1.13 今有0 C，40.530 kPa的N2气体，分别用理想气体状态方程及van der Waals 方程计算其摩尔体积。
实验值为。
解：用理想气体状态方程计算用van der Waals计算，查表得知，对于N2气（附录七），用MatLab fzero函数求得该方程的解为也可以用直接迭代法，，取初值，迭代十次结果1.16 25 C时饱和了水蒸气的湿乙炔气体（即该混合气体中水蒸气分压力为同温度下水的饱和蒸气压）总压力为138.7 kPa，于恒定总压下冷却到10 C，使部分水蒸气凝结为水。
物理化学课件及考试习题试卷答案第4章多组分系统热力学习题及答案.（DOC）
物理化学课件及考试习题试卷答案第4章多组分系统热⼒学习题及答案.（DOC）第三章多组分系统热⼒学⼀、填空题1、只有系统的＿＿＿＿性质才具有偏摩尔量。
⽽偏摩尔量⾃⾝是系统的＿＿＿＿性质。
偏摩尔量的值与系统中各组分的浓度＿＿＿＿。
混合适物系统中各组分的同⼀偏摩尔量间具有两个重要的性质，分别是＿＿＿＿与＿＿＿＿。
2、如同温度是热传导的推动⼒⼀样，化学势是＿＿＿＿传递的推动⼒。
在恒温恒压下多相平衡的条件是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
以焓表⽰的组分i的化学势可写成µi=＿＿＿＿。
3、混合理想⽓体中任⼀组分B的化学势＿＿＿＿＿＿＿＿；理想溶液中任⼀组分B的化学势＿＿＿＿＿＿＿＿；稀溶液中溶剂A的化学势＿＿＿＿＿＿＿＿。
4、由纯组分在恒温恒压下组成理想混合物时，△mix S=＿＿0；△mix G＿＿0；△mix H＿＿0；△ix V＿＿0。
5、理想溶液混合时，?mix V ，?mix S ，?mix G ，?mix H 。
6、⽐较⽔的化学势的⼤⼩（此处p=101.325kPa）：（填>、< 或=）①µ(l,100℃,p)____µ(g,100℃,p)②µ(l,100℃,p)____µ(l,100℃,2p)③µ(g,100℃,p)____µ(g,100℃,2p)④µ(l,100℃,2p)____µ(g,100℃,2p)⑤µ(l,101℃,p)____µ(g,101℃,p)7、⾮理想溶液溶质的化学势表⽰式____，其标准态为____。
8、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)______。
物理化学第四章溶液练习题讲课讲稿
物理化学第四章溶液练习题第四章作业一、选择题1. 在25℃时，纯液体A 的p *A ＝5×104Pa ，纯液体B 的p *B ＝6×104Pa ，假设两液体能形成理想溶液混合物，当达到气液平衡时，液相中组成x A =0.4，在气相B 的摩尔分数y Ｂ则为( )(A) 0.64 (B) 0.25 (C) 0.50 (D) 0.406. 若A 分子和B 分子之间的相互作用力，与A 、B 各自处于纯态时分子之间的相互作用力相同，混合后，则有( )(A) 0mix H ∆< (B) 0mix H ∆>(C) 0mix H ∆= (D) mix H ∆无法确定7. 在10.325KPa 下，往纯水中加入少量NaCl ，与纯水比较，此稀溶液沸点( )(A) 降低 (B) 升高 (C) 不变8. 某化合物1.5g 溶于1kg 纯水中，形成非电解质溶液，冰点降低了0.015K ，该化合物的相对分子量可能是( )。
(K f =1.86K·mol -1·kg -1。
)(A) 100g·mol -1 (B) 200 g·mol -1(C) 186g·mol -1 (D) 150g·mol -110. A 和B 形成的非理想溶液，在TK 时测得其总蒸气压为29398Pa ，在气相中B 的摩尔分数y Ｂ＝0.82，而该温度时纯A 的蒸气压为29571 Pa ，那么在溶液中A 的活度A α为( )。
(A) 0.813 (B) 0.815 (C) 0.179 (D) 0.994二、计算题1. 两种挥发性液体A 和B 混合形成理想液态混合物，在298K 时，测得溶液上面的蒸气总压为5.41×104Pa ，气相中A 物质的摩尔分数为0.450，且已知p *A ＝3.745×104Pa 。
试求在该温度下(1) 液相组成；(2) 纯B 的蒸气压。
第四章习题0物理化学
第四章多组分系统热力学选择题1. 在373.15K和101325Pa•下，水的化学势与水蒸气化学位的关系为(A) μ(水)＝μ(汽) (B) μ(水)＜μ(汽)(C) μ(水)＞μ(汽) (D) 无法确定2．下列哪种现象不属于稀溶液的依数性(A) 凝固点降低（B）沸点升高(C) 渗透压（D）蒸气压升高3．98K时，A、B两种气体在水中的亨利常数分别为k1和k2，且k1＞k2，则当P1＝P2时，A、B在水中的溶解量c1和c2的关系为(A) C1＞C2 (B) C1＜C2 (C) C1＝C2 (D) 不能确定4．将非挥发性溶质溶于溶剂中形成稀溶液时，将引起 A(A) 沸点升高(B) 熔点升高(C) 蒸气压升高(D) 都不对5. 定义偏摩尔量时规定的条件是(A) 等温等压(B) 等熵等压(C) 等温, 溶液浓度不变(D) 等温等压, 溶液浓度不变6. 关于偏摩尔量, 下面的说法中正确的是(A) 偏摩尔量的绝对值都可求算(B) 系统的容量性质才有偏摩尔量(C) 同一系统的各个偏摩尔量之间彼此无关(D) 没有热力学过程就没有偏摩尔量7. 影响沸点升高常数和凝固点降低常数值的主要因素是(A) 溶剂本性(B) 温度和压力（C）溶质本性(D) 温度和溶剂本性8. 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的物质的量分数为：(A)1 (B) 1/2 (C) 2/3 (D) 1/3因为y A=p A/p A+p B=133.24/(133.24+66.62)=2/39. 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10.下列各式叫化学势的是： A. )B C (,,B c ≠⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂n V S n G B. )B C (,,B c ≠⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂n p T n G C. )B C (≠⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂V T G D. (C B)S U T ≠∂⎛⎫ ⎪∂⎝⎭ 11.冬季建筑施工中，为了保证施工质量，常在浇注混凝土时加入盐类，其主要作用是A.增加混凝土强度B.防止建筑物被腐蚀C.降低混凝土的固化温度D.吸收混凝土中的水分判断题1.理想混合气体中任意组分B 的化学势表达式为：μB =μB (g,T) +RTln(p B /p )。
物理化学第四章课后习题
布斯函数 f Gm。
解 平衡时： n(CF4 ) p V0 / (273R ) 8.42 103 mol n(COF2 ) 1.0652 / 175.33 6.075 10 3 mol V (COF2 ) n(COF2 ) RT / p 138cm 3 n(CO2 ) p (524 138 191) 10 6 / ( RT ) 8.68 10 3 mol K Kn n(CF4 )n(CO2 ) 1.98 n 2 (COF2 )
温度而改变，试计算1000 K时该反应的 r Gm 和 r Sm 各为多少？
解 平衡时
2CO2 （g）=2CO( g ) O2 （g） （1-） 2 2
n
B
2
3 K (1000 K ) K x = = 4.0 10-21 2 （1-） +） （2
K (1400 K )=1.024 10-12
习题1 有理想气体反应2SO2 ( g ) O2 ( g ) 2SO3 ( g )在1000 K时，K 3.45。试求算SO2、O2 和SO3的分压分别为2.03 104 Pa、 104 Pa和1.01105 Pa的混合气中，发生上述反应的 1.01 r G m , 并判断反应能够进行的方向。若SO2 及O2的分压仍分别为2.03 104 Pa及1.01104 Pa ，为使反应正向进行，SO3的分压最大不得超过多少？ 解 Qp ( pSO3 / p ) 2 ( pSO2 / p ) ( pO 2 / p ) Qp K
物理化学第四章例题
第四章例题1. 一封闭钟罩中放一杯纯水A 和一杯糖水B ，静止足够长时间后有何现象发生？ (A) A 杯水减少，B 杯水满后不再变化 (B) A 杯变空杯，B 杯水满后溢出(C) B 杯水减少，A 杯水满后不再变化 (D) B 杯变空杯，AB 杯水满后溢出 1. [答] (B)A 杯为纯水，B 杯为稀溶液，因而B 杯中水的蒸气压小于A 杯中水的蒸气压 A 杯达饱和而B 杯未饱和因而水蒸气从A 杯蒸发而凝结于B 杯2. 保持压力不变，在稀溶液中溶剂的化学势随温度降低而(A) 降低 (B) 不变 (C) 增大 (D) 不确定2. 答： (C) ()0,<-=∂∂m B pTS Bμ3 .温度为273K ，压力为10×O p 下液态水和固态水的化学势μ(l)和μ (s)之间的关系为(A) μ (l) > μ (s) (B) μ (l) = μ (s) (C) μ (l) < μ (s) (D) 不确定 3 . (C)m T B V p =⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂μ对纯物 则m TB V p ∆=⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∆∂μ ()()()()[]010<-=∆=-⎰dp s V l V s l OOp p m m μμμ4. 有四杯含不同溶质，相同浓度 m=1 mol ·kg -1 的水溶液，分别测其沸点。
则沸点升得最高者是(A) Al 2(SO 4)3 (B) Mg SO 4 (C) K 2 SO 4 (D) C 6H 5 SO 3H 4.答 (A) 沸点上升值取决于溶质数量（此处为离子数）5. 烧杯A 中装有0.1 kg 273K 的水；烧杯B 中装有0.1 kg 273K 的冰水混合物，(水和冰各占一半)。
用滴管分别向两烧杯中各滴入数滴浓H 2SO 4，则两烧杯中的温度将如何变化？(假设无其他热损失)(A) T A 升，T B 升 (B) T A 升，T B 降 (C) T A 降，T B 升 (D) T A 降，T B 降5 . [答] (B) 由于H 2SO 4溶于水放出溶解热，故A 杯中温度升高；由于稀溶液的冰点降低，故只要达平衡时，B 杯中的冰未全部熔化，则B 杯中温度降低。
物理化学课后习题第四章答案
第四章多组分系统热力学4.1有溶剂A与溶质B形成一定组成的溶液。
此溶液中B的浓度为c B，质量摩尔浓度为b B，此溶液的密度为。
以M A，M B分别代表溶剂和溶质的摩尔质量，若溶液的组成用B的摩尔分数x B表示时，试导出x B与c B，x B与b B之间的关系。
解：根据各组成表示的定义4.3在25℃，1 kg水（A）中溶有醋酸（B），当醋酸的质量摩尔浓度b B介于和之间时，溶液的总体积求：（1）把水（A）和醋酸（B）的偏摩尔体积分别表示成b B的函数关系。
（2）时水和醋酸的偏摩尔体积。
解：根据定义当时4.4 60℃时甲醇的饱和蒸气压是84.4 kPa ，乙醇的饱和蒸气压是47.0 kPa 。
二者可形成理想液态混合物。
若混合物的组成为二者的质量分数各50 %，求60℃时此混合物的平衡蒸气组成，以摩尔分数表示。
解：甲醇的摩尔分数为58980049465004232500423250....x B =+=4.5 80℃时纯苯的蒸气压为100 kPa ，纯甲苯的蒸气压为38.7 kPa 。
两液体可形成理想液态混合物。
若有苯-甲苯的气-液平衡混合物，80℃时气相中苯的摩尔分数，求液相的组成。
解：4.720℃下HCl 溶于苯中达平衡，气相中HCl 的分压为101.325 kPa 时，溶液中HCl 的摩尔分数为0.0425。
已知20℃时苯的饱和蒸气压为10.0 kPa ，若20℃时HCl 和苯蒸气总压为101.325 kPa ，求100 g 苯中溶解多少克HCl 。
解：设HCl 在苯中的溶解符合亨利定律HCl HCl ,x HCl x k p =Pa .Pa .x p kHCl HClHCl,x 610×3842=04250101325==HCl,x HCl ,x *HCl ,x *HCl HCl ,x *HCl k x k p x k x p x k x p p p p +1+=+苯苯苯苯苯苯苯苯总）－＝（）－（＝＋＝96010×38421000010×384210132566...k p kp x HCl,x *HCl,x ＝－－＝－－＝苯总苯960=536+7810078100=..m x 苯 m = 1.867g4.11A ，B 两液体能形成理想液态混合物。
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（1）该液态混合物的组成； （2）该液态混合物开始沸腾时的第一个气泡的 组成。
解：假定两液相均可近似按理想稀溶液处理,溶 剂遵守拉乌尔定律,溶质遵守亨利定律,
在苯胺层中: 苯胺为溶剂 pA pA* xA (1)
水为溶质 pB kB xB (2)
在水层中: 水为溶剂 苯胺为溶质
pB pB* xB (3)
pA kA xA (4)
由于溶液上方苯胺的分压只有一个,所以(1)与 (4)相等，则 pA* xA kA xA 。
(2)水层中A和B的活度因子, 先以拉乌尔定律为标 准,再以亨利定律为标准, 计算之.
p 苯胺层
水层
注意：pA pA+pA
p=pA+pB
pA pA pA pB pB p溶液处理
xB=0.912 相AH, B R
xA=0.088 相A R, B H
pA pA* xA kA xA
kA pA* xA / xA
=0.760kPa0.732/0.088=6.32kPa
同理,溶液上方水的分压只有一个,所以(2)与(3)
相等，则 pB pB* xB kB xB
kB=pB*xB/xB= 19.90kPa0.912/0.268=67.7kPa
(2)水层中A和B的活度因子, A以拉乌尔定 律为标准, pA=pA*xA AR
解：(1) 分别以A和B代表CCl4和SnCl4，则 pA*=1.933×105Pa；pB*=0.666×105Pa
p pA* pB* pA* xB
xB
p pA* pB* pA*
1.013105 Pa 1.933105 Pa 0.666105 Pa -1.933105 Pa
0.726
AR =pA /pA*xA= pA*xA /pA*xA
= xA/xA=0.732/0.088=8.32
B以拉乌尔定律为标准, pB= pB*xB BR
BR =pB /pB*xB = kBxB/pB*xB
= 67.7kPa0.268/19.9kPa0.912=1.0 再以亨利定律为标准,分别计算之.
(2) 开始沸腾时第一个气泡的组成，即
上述溶液的平衡气相组成，设为yB，则
yB p = pB =xB pB*
yB
xB pB* p
0.726 0.666 105 Pa 1.013 105 Pa
0.477
yA=1－yB=0.523
50℃下，苯胺(A)和水(B)的蒸气压分别为0.760kPa 和19.9kPa, 在此温度苯胺(A)和水(B) 互溶平衡时分 为两层, 测得苯胺(A) 在两液相的组成(以摩尔分数 表示)分别为0.732 (苯胺层中)和0.088 (水层中) 。假 定两溶液均可近似按理想稀溶液处理，(1)求组分A 与B的亨利系数。