大学《物理化学》多组分练习题

大学《物理化学》多组

分练习题

-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

《物理化学》多组分练习题

1. 273K ，2101.3kPa ⨯时，水的化学势比冰的化学势

(a) 高 (b) 低 (c) 相等 (d) 不可比较

答：b 。∵B ,m m (/)(/)0T n T p G p V μ*∂∂=∂∂=>，又∵m m (s)()V V l **

> 且 22(H O,,273K,)=(H O,s,273K, )l p p μμ，

∴22(H O,s,273K,2)>(H O,,273K, 2)p l p μμ

此外，常识告诉我们：增压可使冰变为水。

2.在恒温抽空的玻璃罩中封入液面相同的一杯糖水 (A) 和另一杯纯水 (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

答：a 。μ(纯水)μ>(糖水中水)，也即纯水的饱和蒸气压p *大于糖水中水的蒸气压p ，以至于通过气相，水从 (B ) 杯向 (A ) 杯转移。

3.气体热力学标准态为

（a ）25℃、100kPa 状态 （b ）273.15K 、101325Pa 、理想气体状态 （c ）100kPa 、纯理想气体状态 （d ）25℃、100kPa 纯理想气体状态

答：c 。对于气体，无论是理想气体还是实际气体，其标准态均为T 、p

条件下具有理想气体行为的纯气体

4.今有298K ，p 的N 2气[状态Ⅰ]和323K ，p 的N 2气[状态Ⅱ]各一瓶，问哪瓶N 2气的化学势大

(a)(I)(II)μμ> (b)(I)(II)μμ< (c)(I)(II)μμ= (d) 不可比较 答：a 。对于纯物质，B ,m m (/)(/)0p n p T G T S μ*

∂∂=∂∂=-< 5. 对于理想液体混合物，下列偏微商小于零的是

（a ）mix m [()/] p A T ∂∆∂ （b ）mix m [()/]p S T ∂∆∂

（c ）mix m [()/]p G T ∂∆∂ （d ）mix m [()/]T G p ∂∆∂

答：a 、c 。mix m B B [()/] =ln 0p T R n x G ∂∆∂<∑

理想液态混合物具有mix 0H ∆=，mix 0V ∆=，mix B B B

ln S R n x ∆=-∑，

mix mix mix B B B

ln G H T S RT n x ∆=∆-∆=∑的热力学特征。

理想液态混合物中任一组分的化学热为：B()B()B ln l l RT x μμ=+

由上式可知x B 越大，则μB （l ）也越大。

6.在等温等压下，由A 和B 两种物质组成的均相系统中，若A 的偏摩尔体积随浓度的改变而 ，则B 的偏摩尔体积将减小。

答：增加。根据吉布斯－杜亥姆方程：B B B d 0n V =∑，或者B B B

d 0x V =∑

判断正误

1. 偏摩尔量与化学势是同一个公式的两种不同表示方式。( )

2. 偏摩尔量是强度性质，应该与物质的数量无关，但浓度不同时其值亦不同。

3. 某溶液中物质B 的偏摩尔体积就是1mol 物质B 在溶液中所占的体积。

4. 偏摩尔吉布斯函数是化学势，因此，凡属化学势均有集合公式。

5. 物质A 和B 形成均相溶液，在恒温恒压条件下，若A 的偏摩尔体积随浓度增大而增大，则B 的偏摩尔体积随浓度增大减小。

6. 组成可变的均相系统的热力学基本方程 B B

B dn Vdp SdT dG

∑++-=μ，既适用于封闭系统也适用于敞开系统。（ ）

7. 气体的标准态都取标准压力、温度为T ，且符合理想气体行为的纯气体的状态。

8. 在同一稀溶液中，组分B 的浓度可用,,B B B x m c 表示，其标准态的选择也不同，则相应的化学势也不同。

9. 溶液的化学势等于溶液中各组分的化学势之和。

10. 对于纯组分，它的化学势就等于其吉布斯自由能。

11. 在室温下，相同浓度的蔗糖溶液与食盐水溶液的渗透压相等

12. 在半透膜两边分别放纯溶剂和溶液，达到渗透平衡时，溶液一边液面高出h 高度，这段水柱压力就是该溶液的渗透压

13. 标准化学势只是温度的函数而不随体系的压力与组成改变.

14. 在同一溶液中若标准态的选择不同，则相应的活度和活度因子不同

15. 溶剂中加入溶质后，就会使溶液的蒸气压降低，沸点升高，凝固点下降。

16．在非理想溶液中，浓度大的组分的活度也大，活度因子也越大。

17．活度等于1的状态就是标准态。

18．理想溶液同理想气体一样，分子间没有作用力，所以mix 0H ∆=。

19．在相平衡系统中，当物质B 在其中一相达到饱和时，则其在所有相中都达到饱和。（ ） 20．理想溶液中物质B 的*,,B m m B V V =，,,B m m B H H *

=，那么可以推出,,B m m B S S *=，,,B m m B G G *=。 答案

1. 答：不对。根据偏摩尔量定义 =m B X ,B

C n p T B n X ≠⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂,,，式中X 为系统的任一容量性质。只有组分B 的偏摩尔吉布斯函数才称为化学势，其它偏摩尔量不一定是化学势。

2. 答：偏摩尔量是与温度、压力及浓度有关的强度性质，当温度、压力及浓度一定时，它与物质的数量无关。

3. 答：不对。偏摩尔体积定义为,,,C B

B m B T p n V V n ≠⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭，其意义是在一定温度和压力下，某一定浓度的溶液中，1molB 组分对系统总体积的贡献。不能把,B m V 理解为分体积，因为在有的系统中，,B m V 是负值，意味着B 物质的加入，会引起总体积的减少。

4. 答：不对，集合公式只适合于偏摩尔量。

5. 答：对。B 的偏摩尔体积随浓度增大而减小。由吉布斯-杜亥姆方程0=∑B B B dX x

在恒温恒压下，如果一组分的偏摩尔量增大，则另一组分的偏摩尔量必然减小，且增大与减小的比例与系统中两组分的物质的量（或摩尔分数）成反比。

6. 答：对。

7. 答：对。

8. 答：不对。浓度表示方式不同，则所取标准态也不同，它们的标准态时的化学势是不相等的。但是，B 物质在该溶液中的化学势只有一个数值，是相同的。

9. 答：不对。化学势是某组分的偏摩尔吉布斯自由能。溶液中可以分为溶剂的化学势或溶质的化学势，而没有整个溶液化学势。

10. 答：不对，至少不严格。应该说纯组分的化学势等于其摩尔布斯自由能。

11. 答：不对。渗透压是溶液依数性的一种反映。依数性只与粒子的数目有关，而与粒子的性质无关。食盐水中NaCl 会离解成两个离子，所以相同浓度的食盐水的渗透压可以是蔗糖溶液的两倍。