第四章 多组分系统热力学自测题

第四章多组分系统热力学及其在溶液中的应用

一、选择题

1．已知373K时液体A的饱和蒸气压为105Pa,液体B的饱和蒸气压为0.5⨯105Pa。设A和B构成理想溶液，则当A在溶液中的摩尔分数为0.5时，在气相中A的摩尔分数为（）。

(a)1 (b)1/2 (c)2/3 (d)1/3

2．273.15K,101325Pa下，1dm3水中能溶解49mol氧或23.5mol氮，在标准情况下，1dm3水中能溶解的空气的量为（）。

(a)25.5mol (b)28.6mol (c)96mol (d)72.5mol

3．一封闭钟罩中放一杯纯水A和一杯糖水B，静置足够长时间后发现（）。

(a)A杯水减少，B杯水满后不再变化

(b)A杯水减少至空杯，B杯水满后溢出

(c) B杯水减少，A杯水满后不再变化

(d) B杯水减少至空杯，A杯水满后溢出

4．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

5．温度为273K，压力为1⨯106Pa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)无确定关系

6．在等温、等压下，溶剂A和溶质B形成一定浓度的稀溶液，采用不同浓度表示的话，则（）。

(a)溶液中A和B的活度不变

(b)溶液中A和B的标准化学势不变

(c)溶液中A和B的活度因子不变

(d)溶液中A和B的化学势值不变

7．有一稀溶液质量摩尔浓度为m，沸点升高值为∆T b,凝固点降低值为∆T f,则（）。

(a)∆T f >∆T b(b)∆T f =∆T b

(c)∆T f <∆T b(d)无确定关系

8．有四杯含不同溶质相同质量摩尔浓度（m=1mol⋅kg-1）的水溶液，分别测定其沸点，沸点升高最多的是（）。

(a)Al2(SO4)3(b) MgSO4(c) K2SO4(d) C6H5SO3H 9．烧杯A中装有0.1kg,273K的水，烧杯B中装有0.1kg,273K的冰水混合物（其中0.05kg水和0.05kg冰），用滴管向两烧杯中分别滴入数滴浓H2SO4，则两烧杯中水的温度变化将是（）。

(a)T A升高，T B升高(b) T A升高，T B降低

(c) T A降低，T B升高(d) T A降低，T B降低

10．在温度T时，纯液体A的饱和蒸气压为*

p，化学势为*Aμ，并且

A

已知在101325Pa压力下的凝固点为*

T，当A中溶入少量与A不形

f

,A

成固态溶液的溶质而成为稀溶液时，上述三物理量分别为p A ，μA ，

T f ，它们之间的大小关系为（ ）。

(a)*

A p < p A ，*A μ<μA ，*,A f T < T f

(b)*

A p > p A ，*A μ<μA ，*,A f T < T f

(c)*

A p < p A ，*A μ<μA ，*,A f T > T f

(d)*

A p > p A ，*A μ>μA ，*,A f T > T f

二、填空题

1．摩尔分数为0.5的甲醇水溶液在298.15K 和标准大气压力下，每

摩尔溶液的体积为 2.83⨯10-5m 3⋅mol -1，甲醇的偏摩尔体积为

3.95⨯10-5m 3⋅mol -1，把1mol 甲醇加入上述大量溶液中，体积增加 m 3,

加入1mol 水后体积增加 m 3。

2．溶质为挥发性的理想稀溶液，在温度为T 的气、液平衡相中，溶

剂A 在气相中的组成为y A =0.89，在液相中x A =0.85，该温度时纯A

的蒸气压为50kPa 。则溶质B 的Henry 常数为 。

3．在298K 时，欲将NaCl(0.01mol ⋅dm -3)→ NaCl(0.001mol ⋅dm -3),过程

需要有用功值为 。

4．298K ，有一仅能透过水的渗膜，将0.01 mol ⋅dm -3和0.001 mol ⋅dm -3

的蔗糖溶液分开，欲使该系统达平衡，需在 溶液上方施加压

力为 。

5．在温度T 时，溶质B 的蒸气压为*B p ，Henry 常数为k B ，溶质B 的

活度可以有以下两种选择（1）B B x x a B =→lim 1；（2）B B x x a B ='→lim 0

。设溶液

上方的蒸气为理想气体，则在该温度时两种活度的比值a B /a ’B = ，

两种活度因子的比值γB /γ’B = 。

6．在等温等压下，某物质M 在溶剂A 和溶剂B 中分别溶解达平衡

时，其Henry 常数k A >k B ，当M 溶解在A 和B 的混合液中（A 和B

不互溶），达平衡后其分配系数B M

A M c c K /=，则K 于1（填“大”或“小”）。

7．选择“＞”、“＜”、“＝”中的一个填入下列空格： 苯和甲苯在恒温恒压条件下,混合形成理想液体混合物,其Δmix H __ 0 ,

Δmix S 0，Δmix G 0，Δmix U 0。

8．溶液中溶质的化学势若表示成 μB =μB *(T ,p ) + RT ln a B ，其中

a B =γc ,B c B /c B θ,其标准态是_____________________________

三、计算题

1．300K 时,纯A 和纯B 可形成理想的混合物，试计算如下两种情况

的Gibbs 自由能的变化值。

（1）从大量的等物质量的纯A 与纯B 形成的理想混合物中，分出1mol

纯A 的△G ；

（2）从A 与纯B 各为2mol 所形成的理想混合物中，分出1mol 纯A

的△G 。

2. 在288K 时，1mol NaOH(s)溶在4.559 mol 的纯水中所成的溶液的

蒸气压为596.5Pa ，在该温度下，纯水的蒸气压为1705Pa 。试求

(1) 溶液中水的活度；

(2) 在溶液和在纯水中，水的化学势的差值。