大学《物理化学》多组分练习题

《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。

12. 答：不对。渗透压是指在半透膜两边分别放纯溶剂和溶液，为了防止纯溶剂向溶液方渗透，必须在溶

液上方外加一个压力，刚好使膜两边达成平衡，这外加的压力就是该溶液的渗透压。因为达到渗透平衡时

溶液已被稀释，这h 高度的液柱可看作溶液被稀释后的渗透压，而不是原来溶液的渗透压。

13. 答：对。

14. 答：对。非理想溶液溶剂是相对于遵守拉乌尔定律的溶液组分进行浓度校正，溶质是相对于遵守亨利

定律的溶液组分进行浓度校正，二者的参考态不同。活度和活度因子是一个相对值，基准态选取不同，数

值不同。

15. 答：不对。只有溶质是不挥发性时，且与溶剂不生成才能满足上述说法。若溶质是挥发性 的，有时使

溶液的蒸气压升高，其结果必使沸点降低。若溶质与溶剂形成固溶体时，溶液的凝固点有可能升高。

16. 答：不一定。一般而言，浓度大活度也大，但活度因子不一定大。

17. 答：标准态一定是活度等于1的状态，但活度等于1并不一定是标准态。