第四章--多组分系统热力学习题
04 多组分系统热力学 习题课(含答案)
多组分系统热力学习题课1、“偏摩尔量与化学势是一个公式的两种不同说法。
”这种理解对吗？ 解答：不正确。
偏摩尔量的定义是：Z B = B)(C ,,B C ≠⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂np T n Z 。
式中，Z 代表系统的任一容量性质。
它表示在等温、等压及除了组分B 意外的其余组分的物质的量均保持不变的情况下，1 mol 组分B 对系统容量性质Z 的贡献。
只有组分B 的偏摩尔Gibbs 自由能才能称为化学势，其他偏摩尔量不是化学势。
化学势是偏摩尔量，偏摩尔量不一定是化学势。
2、关于化学场与化学势。
−−−−→−pT,恒 移去隔板，自发混合至均匀−−−−−←⨯自发−−−−→−pT,恒 石块消失，自发反应 −−−−−←⨯自发这种自发变化单向性的实例不胜枚举。
在排除了其他外场之后，体系内部仍存在一个保守场，这个场使得自然界的变化都有单向性，这个场即称为“化学场”，它所造成的方向总是使得体系在一定条件下倾向能量最低的状态。
化学势的定义： μB = B)(C ,,B C ≠⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂nV S n U = B)(C ,,B C ≠⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂np S n H= B)(C ,,B C ≠⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂nV T n A = B)(C ,,B C ≠⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂np T n G化学势是强度性质。
化学势所解决的问题： 在多组分体系中，每一组分的行为与各组分单独存在时不一样。
这种差别所产生的的原因是由于不同种类的分子间的相互作用与同类分子间的相互作用不同。
由此可见，这种差别不仅随组成体系的物质种类不同而异，而且还是浓度的函数。
组分A + 组分B ，形成混合物：A-A ，B-B ，A-B热力学不研究微观粒子的行为及其相互作用。
为了描述多组分体系中的每一种物质的实际行为，引进了化学势的概念。
化学势是一种宏观量，它将各组分间的所有影响因素都包括在其中了。
化学势是以实际应用为背景引入的一个概念，有很强的实践性。
化学势的物理意义：μB = B)(C ,,B C ≠⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂np T n G = 偏摩尔Gibbs 自由能G B它表示在T 、p 和其他组分的含量不变的条件下，增加1 mol 组分B 对于体系总Gibbs自由能的贡献。
合肥工业大学-物理化学习题-第四章、多组分系统热力学合并
A. 增加
00-7-15
B. 减少
C. 不变
D. 不一定
本章完 5
1 在恒温和总体积不变的条件下, 向理想气体混合物中增加一 种新组分, 各气体的分压的变化是 __不__变__( _p_B_=__n_B_R_T_/_V_); 各气体
的化学势的变化是 __不__变__(__B__=__B___+__R_T_l_n_(p_B__/p___).
pB
pB xB
22.13k
Pa
0.0379 /
0.9621/88.10 18.02 0.9621/
88.10
18.56kPa
(2) p = pA + pB =（6.306 + 18.56）kPa = 24.86 kPa
00-8-16
15
例 20℃下HCl溶于苯中达到气液平衡. 液相中每100g苯含有
00-7-15
8
10 在25℃, p下, *H2O(l) ___>__ H2O(溶液) ; 在100℃, 2p下, *H2O(l) __<___ *H2O(g) ; 在－5℃, p下, *H2O(l) __>___ *H2O(s) .
11 0.5mol苯与0.8mol甲苯在300K, p下形成理想液态混合物,
3
10 25℃时, 0.01moll－1糖水的渗透压为1, 0.01moll－1食盐水 的渗透压为2, 则1与2 的关系是 __B___. A. 1 > 2 B. 1 < 2 C. 1 = 2 D. 不能确定
11 在未平衡的多相系统中, 组分B在各相中的物质的量分数都 相等, 则下述说法中正确的是___E_.
拉乌尔定律和亨利 1.87g HCl, 气相中苯的摩尔分数为0.095. 已知苯与HCl的摩尔质 定律 量分别为78.11gmol1与36.46 gmol1. 20℃苯饱和蒸气压为
第4章 多组分系统热力学
第四章多组分体系热力学一、选择题1. 在298K时，A和B两种气体单独溶解在某一溶剂中，均遵守亨利定律，亨利常数分别为kА和k B，且知kА> k B，则当A和B的平衡压力相同时，在一定量的该溶剂中所溶解的关系为( ) (A) A 的量大于 B 的量；(B) A 的量小于 B 的量；(C) A 的量等于 B 的量；(D) A 的量与 B 的量无法比较。
2. 在恒温抽空的玻璃罩中封入二杯液面相同的糖水 (A) 和纯水 (B)。
经历若干时间后，二杯液面的高度将是：( )(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。
3. 在温度T时，纯液体A的饱和蒸气压为P A*，化学势为μA*，并且已知在P⊖压力下的凝固点为T f*，当A 中溶入少量与A不形成固态溶液的溶质而形成为稀溶液时，上述三物理量分别为P、μA、T f则( ) (A) P < P，μA*<μA ，T f*< T f(B) P A*> P A ，μA*<μA ，T f*< T f(C) P < P，μA*<μA ，T f*> T f(D) P A*> P A ，μA*>μA , T f*> T f4.已知在 373K 时液体A 的饱和蒸气压为66662Pa，液体B的饱和蒸气压为1.01325×105 Pa，设 A 和 B 构成理想液体混合物，则当A在溶液中的物质的量分数为0.5 时，气相 A 的物质的量分数应为：( )(A) 0.200 (B) 0.300 (C) 0.397 (D) 0.6035. 对于理想液体混合物，下列偏微商小于零的是：(A) [∂(△mix F m)/ ∂T]p(B) [∂(△mix S m)/ ∂T]p(C) [∂ (△mix G m)/T]/ ∂T]p(D) [∂ (△mix G m)/ ∂P]T6. 假设A、B 二组分混合可以形成理想液体混合物，则下列叙述中不正确的是：( )(A)A、B 分子之间的作用力很微弱；(B) A、B 都遵守拉乌尔定律；(C) 液体混合物的蒸气压介于A、B 的蒸气压之间；(D) 可以用重复蒸馏的方法使A、B 完全分离。
自测习题 第 章 多组分系统热力学
第4章 多组分系统热力学思考题：1. 理想液态混合物和理想气体的微观模型有何不同？2. 理想稀溶液要“稀”到什么程度才算理想稀溶液？3. 在相同的温度和压力下，相同质量摩尔浓理想液态混合物和理想气体的微观模型有何不同？度的葡萄糖和食盐水溶液的渗透压是否相同？4. 在一完全密闭的透明恒温箱中放有两个体积相同的杯子。
往A ，B 杯中分别倒入1/3体积的纯水和蔗糖水溶液，并置于该恒温箱中。
假设恒温箱很小，有少量水蒸发即可达到饱和。
那么经足够长时间后，两杯中会发生什么现象？解释原因。
选择题：1. 下述各量中，哪些是偏摩尔量？（ ） A. C n P T B n H ,,⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛∂∂ B. C n V T B n U ,,⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛∂∂ C. C n V T p A ,,⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛∂∂ D. C n V p T G ,,⎟⎠⎞⎜⎝⎛∂∂ E. C n p T B n V ,,⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛∂∂ F. Cn p S B n H ,,⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛∂∂ 下述各量中，哪些不是化学势？（ ）A. *,B m G B. C n S V B n U ,,⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛∂∂ C. C n p T B n H ,,⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛∂∂ D. Cn p T B n G ,,⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛∂∂ E. B μ F. Cn V T B n A ,,⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛∂∂ 2. 单一组分过冷液体的化学势比其固体的化学势（ ）A. 高B. 低C. 相等D. 不可比较3. 重结晶制盐的过程中，析出的NaCl 固体的化学势比母液中NaCl 的化学势（ ）A. 高B. 低C. 相等D. 不可比较4.在溶剂中加入非挥发性溶质后沸点升高，说明该溶剂的化学势比未加溶质前的化学势（）A. 高B. 低C. 相等D. 不可比较5.恒温恒压下，在A、B组成的均相体系中，若A的偏摩尔体积随浓度的改变而增加时，B的偏摩尔体积将（）A. 增加B. 减少C. 不变D. 不一定6.0℃，2PΘ时，水的化学势比冰的化学势（）A. 高B. 低C. 相等D. 不可比较7.混合理想气体中组分i的标准态与混合非理想气体中组分i的标准态相比较，其关系为（）A. 相同B. 不同C. 不一定相同D. 无关系8.下列哪种方法对消灭蚂蟥更有利？（）A. 用手拍B. 用刀切成几段C. 扔到岸边暴晒D. 扔到岸边向其身体撒盐9.恒温下，B溶于A中组成溶液。
第四章 多组分系统热力学及其在溶液中的应用自测题及答案
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．恒温时，在A-B双液系中，若增加A组分使其分压p A上升，则B 组分在气相中的分压p B将（）。
(a)上升(b)下降(c)不变(d)不确定2．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)1/33．273.15K,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)72.5mol4．一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5．保持压力不变，在稀溶液中溶剂的化学势μ随温度降低而（）。
(a)降低(b)不变(c)增大(d)不确定6．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7．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8．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9．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（）。
第四章 多组分体系统热力学1
第四章 多组分体系统热力学一. 选择题1. 当某溶质溶于某溶剂形成一定的溶液时,若采用不同的浓标,则下列描述溶质的各说法中正确的是( )A. 浓度数据相同B. 活度数据相同C. 活度因子相同D. 化学势相同2. 恒温时在A 和B 的二元液系中,若增加A 组分使其分压p A 上升,则B 组分在气相中的分压p B 将( )A. 上升B. 不变C. 下降D. 不确定3. 沸点升高,说明在溶剂中加入非挥发性溶质后,该溶剂的化学势与加入前比较将( )A. 升高B. 不变C. 降低D. 无法确定4. 在α，β相中均含有A 和B 两种物质,达到相平衡时,下列各式正确的是（ ）A. B. C. D.5. 在298.15K 时0.01m ol.dm -3葡萄糖水溶液的渗透压π1，0.01m ol.dm -3 硫酸钾水溶液的渗透压π2 ,下列各项正确的是( )A. B. C. D. 不能确定6. 组分B 从a 相扩散入β相中,则以下说法正确的有( )A. 总是从浓度高的相扩散入浓度低的相B. 总是从浓度低的相扩散到浓度高的相C. 平衡时两相浓度相等D. 总是从高化学势移向底化学势7. 在363,15K ,101.325kP a 时水和水蒸气构成两相平衡,两相化学势的关系为（ ）A. B. C. D. 不能确定8. 在298.15K,A 和B 两种气体在某种溶剂中的亨利系数分别为k A 和k B 并有k A >k B 当A 和B 具有相同的分压力时,二者的浓度关系是( )A. B. C. D. 不能确定9. 对非理想液体中的溶质,当选假想的,符合亨利定律的,的状态为标准态时,下列结果正确的是( )时,时,时,时,,10. A和B形成理想溶液,已知373K时纯A的蒸气压为133.3kP a,纯 B的蒸气压为166.66kP a,与此二元溶液成平衡的气相中的摩尔分数为2/3时,溶液中A的摩尔分数为( )A.1B.2/3C. 1/2D.1/411.在298.15K,101325P a时某溶液中溶剂A的蒸气压为p A,化学势为u A,凝固点为T A,上述三者与纯溶剂的相比,有( )12.下列活度与标准态的关系表述正确的是( )A. 活度等于1的状态必为标准态B. 活度等于1的状态与标准态的化学势相等C. 标准态的活度并不一定等于1D. 活度与标准态的选择无关13.下列关于亨利系数讨论中,不正确的是( )A. 其值因溶液组成表示方法不同而异B. 其值与温度有关C. 其值与溶剂的性质均有关D. 其值与溶质的活度有关14..对A,B二组分理想液态混合物系统中,下列说法不正确的是()A. A,B 在全部组成范围内均服从拉乌尔定律B. 该系统的沸点-组成图,液相线为直线C. 任一组分的化学势表示为D. 对任一组分均有15.在讨论稀溶液的蒸气压下降的规律时,溶质必须是()A. 挥发性溶质B.气体物质C.非挥发性溶质D. 电解质16.溶剂服从拉乌尔定律同时溶质服从亨利定律的二元溶液()A.理想稀溶液B.理想溶液C.实际溶液D.共轭溶液17..由水(1)和甲醇(2)组成的二元溶液,下列各式不是甲醇在此溶液中化学势的是()A B C18.下列关于稀溶液依数性的讨论中,不正确的是( )A. 在依数性中最灵敏的性质是渗透压B. 在依数性公式的推导中,都应用了拉乌尔定律C. 依数性都可以用来测知溶剂的不纯性D. 在依数性公式的热力学推倒中没有任何近似假定,是十分严格的19.对于二元溶液,其组分的平衡分压与组成的关系为杜亥姆- 马居尔公式:，其适用的条件为( )A. 温度和总压恒定B. 温度恒定,气相为理想气体C. 恒温D. 温度和总压恒定,并且气相为理想气体20.在298.15K时,纯丙酮的蒸气压为43kP a,在氯仿的摩尔分数为0.30的丙酮- 氯仿二元溶液上丙酮的蒸气压为26.77k P a,则此溶液( )A.为理想溶液B.对丙酮为正偏差C.对丙酮为负偏差D.以上都不对21. 1 mol A与n mol B组成的溶液，体积为0.65dm3，当x B = 0.8时，A的偏摩尔体积V A = 0.090dm3·mol-1，那么B的偏摩尔V B 为：(A) 0.140 dm3·mol-1；(B) 0.072 dm3·mol-1；(C) 0.028 dm3·mol-1；(D) 0.010 dm3·mol-1。
第04章 多组分系统热力学(1)
第04章多组分系统热力学一、判断题（说法正确否）：1．溶液的化学势等于溶液中各组分化学势之和。
（）2．系统达到平衡时，偏摩尔量为一个确定的值。
（）3．对于纯组分，化学势等于其吉布斯函数。
（）4．在同一稀溶液中组分B的浓度可用x B、m B、c B表示，因而标准态的选择是不相同的，所以相应的化学势也不同。
（）5．水溶液的蒸气压一定小于同温度下纯水的饱和蒸气压。
（）6．将少量挥发性液体加入溶剂中形成稀溶液，则溶液的沸点一定高于相同压力下纯溶剂的沸点。
溶液的凝固点也一定低于相同压力下纯溶剂的凝固点。
（）7．纯物质的熔点一定随压力升高而增加，蒸气压一定随温度的增加而增加，沸点一定随压力的升高而升高。
（）8．理想稀溶液中溶剂分子与溶质分子之间只有非常小的作用力，以至可以忽略不计。
（）9．当温度一定时，纯溶剂的饱和蒸气压越大，溶剂的液相组成也越大。
（）10．在一定的温度和同一溶剂中，某气体的亨利系数越大，则此气体在该溶剂中的溶解度也越大。
（）11．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。
（）12．在298K时0.01mol·kg-1的蔗糖水溶液的渗透压与0.01mol·kg-1的食盐水的渗透压相同。
（）13．物质B在α相和β相之间进行宏观转移的方向总是从浓度高的相迁至浓度低的相。
（）14．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。
（）二、单选题：1．1mol A与n mol B组成的溶液，体积为0.65dm3，当x B=0.8时，A的偏摩尔体积V A=0.090dm3·mol-1，那么B的偏摩尔V B为：()(A)0.140dm3·mol-1；(B)0.072dm3·mol-1；(C)0.028dm3·mol-1；(D)0.010dm3·mol-1。
2．注脚“1”代表298K、pɵ的O2，注脚“2”代表298K、2pɵ的H2，那么：()(A)μ1≠μ2,μ1ɵ≠μ2ɵ(B)因为μ1ɵ≠μ2ɵ，μ1μ2无法比较(C)μ1>μ2,μ1ɵ=μ2ɵ(D)μ1<μ2,μ1ɵ<μ2ɵ3．373K 、p ɵ时H 2O(g)的化学势为μ1；373K 、0.5p ɵ时H 2O(g)的化学势μ2，那么：()①μ2ɵ=μ1ɵ；②μ2-μ1=RT ln2；③μ2-μ1=-RT ln2；④μ2=μ1–RT ln0.5。
第四章 多组分系统热力学练习题及答案1
第四章多组分系统热力学练习1 题及答案．第四章多组分系统热力学练习1题及答案．第四章多组分系统热力学练习题及答案1.20 C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 ?C时苯的饱和蒸气压为10.0 kPa，若20?C 时HCl和苯蒸气总压为101.325 kPa，求100 g笨中溶解多少克HCl。
解：设HCl在苯中的溶解符合Henry定律2.60 ?C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 ?C 时此混合物的平衡蒸气组成，以摩尔分数表示。
解：质量分数与摩尔分数的关系为求得甲醇的摩尔分数为根据Raoult定律3.80 ?C是纯苯的蒸气压为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 ?C时气相中苯的摩尔分数，求液相的组成。
解：根据Raoult定律t时纯AB，两液体能形成理想液态混合物。
已知在温度的饱和蒸气压A4.。
的饱和蒸气压B，纯t下，于气缸中将组成为的A, B（1）在温度混合气体恒温缓慢压缩，求凝结出第一滴微小液滴时系统的总压及该液滴的组成（以摩尔分数表示）为多少？t下开始沸腾，，温度两液体混合，并使此混合物在100 kPa2）若将A, B（求该液态混合物的组成及沸腾时饱和蒸气的组成（摩尔分数）。
解：1. 由于形成理想液态混合物，每个组分均符合Raoult定律; 2. 凝结出第t一滴微小液滴时气相组成不变。
因此在温度t 100 kPa，温度下开始沸腾，要求混合物在5. 已知101.325kPa下，纯苯（A）的正常沸点和摩尔蒸发焓分别为353.3K和?1，纯甲苯（B）的正常沸点和摩尔30762J·mol蒸发焓分别为383.7K和?1。
第四章 多组分系统热力学及其在溶液中的应用自测题
第四章 多组分系统热力学及其在溶液中的应用自测题和答案Ⅰ. 选择题1. 恒温时，在A -B 双液系中，若增加A 组分使其分压p A 上升，则B 组分在气相中的分压p A 将（ b ）。
（a ）上升 （b ）下降 （c ）不变 （d ）不确定 2. 一直 373 K 时液体A 的饱和蒸汽压为105 Pa ，液体B 的饱和蒸汽压为 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（ c ）。
（a ）1 （b ）12 （c ）23 （d ）133. 273.15 K ，101 325 Pa 下，1 dm 3 水中能溶解49 mol 氧或23.5 mol 氮，在标准情况下，1 dm 3 水中能溶解的空气的量为（ b ）（a ）25.5 mol （b ）28.6 mol （c ）96 mol （d ）72.5 mol4. 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( b )。
（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5. 保持压力不变，在稀溶液中溶剂的化学势μ随温度降低而（ c ）。
（a ）降低 （b ）不变 （c ）增大 （d ）不确定 6. 温度为273 K ，压力为1×106 Pa 下液态水和固态水的化学势(l)μ和(s)μ之间的关系为（ c ）。
（a ）(l)(s)μμ> （b ）(l)=(s)μμ （c ）(l)(s)μμ< （d ） 无确定关系7. 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（ d ）。
（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 8. 有一稀溶液质量摩尔浓度为m ，沸点升高为b T ∆，凝固点降低值为f T ∆，则（ a ）。
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。
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
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)______。
9、理想溶液中任意组分B的化学势：μB=_______________。
10、298K、101.325kPa，有两瓶萘的苯溶液，第一瓶为2升，溶有0.5mol萘，第二瓶为1升，溶有0.25mol 萘，若以μ1和μ2表示两瓶中萘的化学势，则它们的关系为__________。
合肥工业大学-物理化学习题-第四章、多组分系统热力学合并
00-7-15
本章完
10
例 含质量分数为w(甲醇) = 0.40的甲醇的水溶液, 已知其中甲
醇 的偏摩尔体积V(甲)为39.0cm3· mol1, 水的偏摩尔体积V(水) 为 17.5cm3· mol1,试求溶液的密度 (甲醇与水的摩尔质量分别为
偏摩尔量的集合公式
32.04 g· mol1 与18.02 g· mol1).
B n n n n B _________ B T B T B _________ nB nB nB nB S ,V , nC S , p , nC ,V , nC , p , nC _________ _________
00-7-15 7
7 现有A, B 两种水溶液, A溶液渗透压较B低. 当A和B之间隔 一半透膜(只有水分子可通过), 这时水的渗透方向是从____ A溶 B 溶液. 液到_____ 8 在20℃时, 将1mol 压力为100kPa的气态NH3 溶解到大量的, 物质的量之比为n(NH3)/ n(H2O) = 1 / 21的溶液中, 已知此溶液 NH3 的平衡蒸气分压为3.6 kPa. 在该溶解过程中NH3的化学势 (g, T ) ( l, T ) (g, T ) + RT ln( p / p ) 由此 B B B B 从_________变化为 _______ = _____________________, 8102 Jmol－1. 可根据数据求得该溶解过程的Gm = － ______ 溶质B不与溶剂A形成固熔体 9 稀溶液凝固点下降公式要求_________________________; 溶质是非挥发性的 而沸点上升公式则要求_________________.
04 多组分系统热力学习题
B
则：
def
G nB T , p ,nC (CB)
纯组分的化学势就是 摩尔吉布斯自由能
* * G GB Gm B B ,B
根据理想液态混合物中任意组 分的化学势表示式，可知：
* B(l) (T , p) B(l ) (T , p) RT ln xB * ( T , p ) 可知： B(l) B(l) (T , p) RT ln xB
【 141页2】
解：
V n
涉及到求偏摩尔量 根据偏摩尔量定义
求过程的ΔG， 涉及到纯物质的G、 理想液态混合物的G
XB
def
* Gm ,B
GB
X n B T , p ,nC (CB)
纯组分偏摩尔量就是摩尔量
根据狭义化学势定义
【 142页5】 解： 5. 当A和B两种液体形成理想的液态混合物时， 都可以使用Raoult定律，即
pA p x
* A A
pB p x
* A A
* B B * B B * A
p pA +pB
p p x +p x
y A pA / p p x A / p
【 142页9】 解： 理想液态混合物性质：
mixV 0
W 0
mix H 0
Q0
mixU 0
mix S > 0
mix G < 0
mix S R nB ln xB
B
mixG mix H T mix S RT nB ln xB
B
mix A mixU T mixS
mix A= mixG= T mixS RT nB ln xB
B
大学物理化学4-多组分体系热力学课后习题及答案
多组分体系热力学课后习题一、是非题下述各题中的说法是否正确?正确的在题后括号内画“√”,错的画“⨯”1. 二组分理想液态混合物的总蒸气压大于任一纯组分的蒸气压。
（ ）2. 理想混合气体中任意组分B 的逸度B ~p 就等于其分压力p B ~。
（ ）3.因为溶入了溶质，故溶液的凝固点一定低于纯溶剂的凝固点。
（ ） 4.溶剂中溶入挥发性溶质，肯定会引起溶液的蒸气压升高。
（ ） 5.理想溶液中的溶剂遵从亨利定律；溶质遵从拉乌尔定律。
（ ） 6. 理想液态混合物与其蒸气达成气、液两相平衡时，气相总压力p 与液相组成x B 呈线性关系。
（ ）7. 如同理想气体一样，理想液态混合物中分子间没有相互作用力。
（ ）8. 一定温度下，微溶气体在水中的溶解度与其平衡气相分压成正比（ ）9. 化学势是一广度量。
（ ）10. 只有广度性质才有偏摩尔量（ ）11. )B C C,(,,B ≠⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂n V S n U 是偏摩尔热力学能，不是化学势。
（ ） 二、选择题选择正确答案的编号,填在各题题后的括号内1. 在α、β两相中都含有A 和B 两种物质,当达到相平衡时,下列三种情况, 正确的是：( )。
(A)ααμ=μB A ； (B) βαμ=μA A ； (C) βαμ=μB A 。
2. 理想液态混合物的混合性质是：( )。
(A)Δmix V ＝0，Δmix H ＝0，Δmix S ＞0，Δmix G ＜0；(B)Δmix V ＜0，Δmix H ＜0，Δmix S ＜0，Δmix G ＝0；(C)Δmix V ＞0，Δmix H ＞0，Δmix S ＝0，Δmix G ＝0；(D)Δmix V ＞0，Δmix H ＞0，Δmix S ＜0，Δmix G ＞0。
3. 稀溶液的凝固点T f 与纯溶剂的凝固点*f T 比较，T f <*fT 的条件是：（ ）。
（A ）溶质必需是挥发性的；（B ）析出的固相一定是固溶体；（C ）析出的固相是纯溶剂；（D ）析出的固相是纯溶质。
多组分系统热力学习题课复习
答： 在 373.15K 及 101325 Pa 下水发生可逆相变 1= 2； 在温度为 373.15K 及 202 650 Pa 下
4＞ 3。
＞0
因为 所以 故
* Gm ( )T Vm p
3＞ 1 4＞ 2
4＞ 3＞ 2= 1。
5. 邻二甲苯和对二甲苯形成理想液 态混合物，在 25℃时，将 1mol 邻二 甲苯与 1mol 对二甲苯混合，求此混 合过程的Δ mixV,Δ mix H,Δ mix S,Δ mix G
解：Δ mix V=0；Δ mix H=0； Δ mix S=-R nB ln xB =-8.314×2×1×ln0.5 1 =11.5J·K ； Δ mix G=RT n ln x =-3.43kJ 。
B B
6.为什么稀溶液的沸点升高、冰点下降、渗透压以及 溶剂蒸气压下降称为依数性。引起依数性的最基本原 因是什么？ 答： 上述四种性质的数值只与溶于溶剂中溶质的粒子数
ø
5.下列关于稀溶液的叙述正确的是（ ） A. 溶剂的蒸汽压降低 B. 溶液沸点降低 C. 溶液的凝固点升高 D. 溶液与溶质之间生产渗透压 答： A 6.下列关于理想溶液叙述正确的是（ ） A 理想溶液中各种分子之间相互作用力完全相同 B 溶剂分子作用力fA-A大于溶液分子作用力fB-B C 溶剂分子作用力fA-A小于溶质分子作用力fB-B D fA-A=fB-B>fA-B 答： A
10.水溶液的蒸气压一定小于同温度下纯水的饱和 蒸气压。（×）
答案：错，当溶质不挥发时才一定成立。 11标准态的选择是不相同的，所以相应的化学势也不 同。（×）
答案：错，化学势与标准态、浓标的选择无关。 12.对于纯组分，化学势等于其吉布斯函数。（×） 答案：错，纯组分物质的化学势应等于摩尔吉布斯函数
4.多组分系统热力学
第四章 多组分系统热力学概念理解一、判断题1. 溶液的化学势等于溶液中各组分化学势之和。
2. 系统达到平衡时，偏摩尔量为一个确定的值。
3. 对于纯组分，化学势等于其吉布斯自由能。
4. 在同一稀溶液中组分B 的浓度可用x B 、m B 、c B 表示，因而标准态的选择是不相同的，所以相应的化学势也不同。
5. 水溶液的蒸气压一定小于同温度下纯水的饱和蒸气压。
6. 在一定的温度和同一溶剂中，某气体的亨利系数越大，则此气体在该溶剂中的溶解度也越大。
7. 在非理想溶液中，浓度大的组分其活度也大，活度因子也越大。
8. 在298K 时0.01mol·kg -1的蔗糖水溶液的渗透压与0.01mol·kg -1的食盐水的渗透压相同。
9. 物质B 在α相和β相之间进行宏观转移的方向总是从浓度高的相迁至浓度低的相。
10. 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。
二、选择题11. 恒温时，在A —B 双液系中，若增加A 组分使其分压p A 上升，则B 组分在气相中的分压p B 将： (A) 上升 (B) 下降 (C) 不变 (D) 不确定12. 273.15 K 、101325 Pa 下，1 dm 3水中能溶解49 mmol 的氧或23.5 mmol 的氮，在标准情况下1 dm 3水中能溶解的空气量是： (A) 25.5 mmol (B) 28.6 mmol (C) 96 mmol (D) 72.5 mmol 13. 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 14. 保持压力不变，在稀溶液中溶剂的化学势μA 随温度降低而：(A) 降低 (B) 不变 (C) 增大 (D) 不确定 15. 温度为273 K ，压力为1×106 Pa 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 16. 在定温定压下，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 的活度系数不变 (D) 溶液中A 和B 的化学势不变 17. 在恒温恒压下，由D —樟脑和L —樟脑混合形成混合物时，∆mix U 应：(A) 大于零 (B) 等于零 (C) 小于零 (D) 不一定 18. 下列哪一个式子与拉乌尔定律无关： (A) A A B p p x *∆= (B) A B A B ()p p p p x ***=+-(C)B B B (,)ln μμT p RT x *=+ (D) BB B (,)lnc μμT p RT c=+ 19. 由A 和B 组成的双液系，在298 K 、x A =0.497时，液面上蒸气中A 的平衡分压仅为纯A 的43.3%，若以纯A 为标准态，溶液中a A 、γA 应为： (A) 0.433，0.871 (B) 0.433，0.497 (C) 0.193，0.826 (D) 0.914，0.7161 20. 对于由液相物质组成的实际溶液有下列说法，其中正确的说法是：a.在x A →1的区间内，A 的行为可用亨行定律来描述；b.在x B →1的区间内，B 的行为可用拉乌尔定律来描述；c.在x A →0的区间内，B 的行为可用亨利定律来描述；d.在x B →0的区间内，B 的行为可用亨利定律来描述。
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第四章多组分系统热力学选择题1. 在和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) 无法确定答案：A。
两相平衡，化学势相等。
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^答案：D。
稀溶液的依数性之一为蒸气压下降。
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) 不能确定答案：B4．将非挥发性溶质溶于溶剂中形成稀溶液时，将引起(A) 沸点升高(B) 熔点升高(C) 蒸气压升高(D) 都不对答案：A。
稀溶液的依数性包括沸点升高、凝固点下降、蒸气压下降和渗透压。
5. 涉及纯物质标准状态的下列说法中不正确的是(A) 纯理想气体的标准状态就是标准压力P(100KPa)下的状态(B) 纯液体物质的标准状态就是标准压力P(100KPa)下的纯液体—(C) 纯固体物质的标准状态就是标准压力P(100KPa)下的纯固体(D) 不同的物质在相同温度下都处于标准状态时，它们的同一热力学函数值都应相同答案：D6. 稀溶液的依数性包括蒸汽压下降、沸点升高、凝固点降低和渗透压,下面的陈述都与它们有关,其中正确的是(A) 只有溶质不挥发的稀溶液才有这些依数性(B) 所有依数性都与溶液中溶质的浓度成正比(C) 所有依数性都与溶剂的性质无关(D) 所有依数性都与溶质的性质有关答案：B7. 关于亨利系数, 下面的说法中正确的是!(A) 其值与温度、浓度和压力有关(B) 其值只与温度、溶质性质和浓度标度有关(C) 其值与溶剂性质、温度和浓度大小有关(D) 其值与温度、溶剂和溶质的性质及浓度标度等因素都有关答案：D8. 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, 溶液浓度不变答案：D9. 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答案：B10. 关于偏摩尔量, 下面的叙述中不正确的是(A) 偏摩尔量是状态函数, 其值与物质的数量无关(B) 系统的强度性质无偏摩尔量(C) 纯物质的偏摩尔量等于它的摩尔量(D) 偏摩尔量的数值只能为整数或零-答案：D11. 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) 温度和溶剂本性答案：A 。
由沸点升高常数*2,()/b b A vap m A K R T M H =∆可以看出。
12. 涉及稀溶液依数性的下列表述中不正确的是(A) 在通常实验条件下依数性中凝固点降低是最灵敏的一个性质(B) 用热力学方法推导依数性公式时都要应用拉乌尔定律(C) 凝固点公式只适用于固相是纯溶剂的系统(D) 依数性都可以用来测定溶质的相对分子量 ?答案：A13. 在等质量的水、苯、氯仿和四氯化碳中分别溶入100g 非挥发性物质Ｂ，已知它们的沸点升高常数依次是, , , ，溶液沸点升高最多的是(A) 氯仿 (B) 苯 (C) 水 (D)四氯化碳答案：D 。
由沸点升高公式∆=b b B T K b 可以看出。
14. 涉及溶液性质的下列说法中正确的是(A) 理想溶液中各组分的蒸气一定是理想气体(B) 溶质服从亨利定律的溶液一定是极稀溶液(C) 溶剂服从拉乌尔定律, 其蒸气不一定是理想气体(D) 溶剂中只有加入不挥发溶质其蒸气压才下降答案：C-15. 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) A > B (B) A = B = 1 (C)B > A (D) A B1答案：B16. 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)y A > x A (B)y A > y B (C)x A > y A (D)y B > y A答案：A17. 已知373K 时液体A 的饱和蒸气压为，液体B 的饱和蒸气压为。
设A 和B 形成理想溶液，当溶液中A 的物质的量分数为时，在气相中A 的物质的量分数为：(A)1 (B) 1/2 (C) 2/3 (D) 1/3答案：C18. 298K 时，HCl(g,Mr=溶解在甲苯中的亨利常数为245kPa ·kg ·mol -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) (C) (D) 49kPa答案：A19. 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 的理想气体答案：D20. 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) 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答案：D/21. 今有298K ，p 的N 2[状态I]和323K ，p 的N 2[状态II]各一瓶，问哪瓶N 2的化学势大(A) μ(I)>μ(II) (B) μ(I)<μ(II)(C) μ(I)=μ(II) (D) 不可比较答案：A 。
因为P G S T ∂⎛⎫=- ⎪∂⎝⎭，S ＞0故温度升高Gibbs 函数下降。
22. 在298K 、p 下，两瓶含萘的苯溶液，第一瓶为2dm 3 (溶有萘)，第二瓶为1dm 3 (溶有萘)，若以μ1和μ2 分别表示两瓶中萘的化学势，则(A)μ1 = 10μ2 (B)μ1 = 2μ2 (C)μ1 = 1/2μ2 (D)μ1 = μ2答案：D 。
化学热仅与浓度有关,而与物质量的多少无关。
23. 298K ，p 下，苯和甲苯形成理想液体混合物，第一份溶液体积为2dm 3，苯的物质的量为，苯的化学势为μ1，第二份溶液的体积为1dm 3，苯的物质的量为，化学势为μ2, 则(A) μ1 >μ2 (B)μ1 < μ2 (C)μ1 = μ2 (D) 不确定答案：B 。
由ln B B B RT x μμ=+知浓度高者化学势大。
~24. 有下述两种说法：(1) 自然界中，风总是从化学势高的地域吹向化学势低的地域(2) 自然界中，水总是从化学势高的地方流向化学势低的地方上述说法中，正确的是：(A)(1) (B)(2) (C)(1)和(2) (D)都不对答案：A25. 2mol A 物质和3mol B 物质在等温等压下混和形成液体混合物，该系统中A 和B 的偏摩尔体积分别为 10-5m 3·mol -1, 10－5m 3·mol -1, 则混合物的总体积为：(A) 10-5m 3 (B)10-5m 3 (C)10-4m 3 (D) 10-5m 3答案：C 。
V ＝n A V A +n B V B 。
26. 主要决定于溶解在溶液中粒子的数目，而不决定于这些粒子的性质的特性叫 .(A) 一般特性 (B) 依数性特征 (C) 各向同性特征 (D) 等电子特性答案：B27. 已知水在正常冰点时的摩尔熔化热fus H m =6025J ·mol -1，某水溶液的凝固点为, 该溶液的浓度x B 为：(A) (B) (C) (D)答案：B 。
计算公式为*11ln fus m A f f H x R T T ⎛⎫∆=-- ⎪ ⎪⎝⎭。
28. 已知H 2O(l)在正常沸点时的气化热为·mol -1，某不挥发性物质B 溶于H 2O(l)后，其沸点升高10K ，则该物质B 在溶液中的物质的量为：(A) (B) (C) (D)答案：A 。
计算公式为*11ln vap m A b b H x R T T ∆⎛⎫=- ⎪⎝⎭。
29. 现有4种处于相同温度和压力下的理想溶液：(1) 蔗糖溶于80mL 水中，水蒸气压力为p 1》(2) 萘溶于80mL 苯中，苯蒸气压为p 2(3) 葡萄糖溶于40mL 水中，水蒸气压为p 3(4) 尿素溶于80mL 水中，水蒸气压为p 4这四个蒸气压之间的关系为：(A) p 1 p 2 p 3 p 4 (B) p 2 p 1 p 4 p 3(C) p 1 p 2 p 4 (1/2)p 3 (D) p 1 p 4 2p 3 p 2答案：B30. 两只各装有1kg 水的烧杯，一只溶有蔗糖，另一只溶有，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) 视外压而定答案：A 。
因为NaCl 完全解离，相当于溶质的浓度增大，故凝固点降低更多。
31. 沸点升高，说明在溶剂中加入非挥发性溶质后，该溶剂的化学势比纯剂的化学势：(A) 升高 (C) 相等 (B) 降低 (D) 不确定答案：B 。
32. 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。
答案：C33. 在288K 时H 2O(l)的饱和蒸气压为1702Pa, 的不挥发性溶质B 溶于0.540kg H 2O 时，蒸气压下降42Pa ，溶液中H 2O 的活度系数γx 应该为：(A) (B) (C) (D)答案：D 。
根据拉乌尔定律计算。
即*A A A A p p x γ=。
34. 在300K 时，液体A 与B 部分互溶形成 和 两个平衡相，在 相中A 的物质的量，纯A 的饱和蒸气压是22kPa ，在 相中B 的物质的量为，将两层液相视为稀溶液，则A 的亨利常数为：(A) (B) 200kPa (C) 170kPa (D)答案：C 。
α相中*A A A p p x =,β相中A A A p k x =，A 在两相中的蒸气压应相等，有*(1)A A A B p x k x =-。
问答题】1．下列说法是否正确，为什么(1) 系统所有广延性质都有偏摩尔量。
(2) 理想液态混合物各组分分子间没有作用力。
(3) 由纯组分混合成理想液态混合物时没有热效应，故混合熵等于零。