第四章、多组分系统热力学

第四章，多组分系统热力学
一、选择题
1. 在 298K 时，A 和 B 两种气体单独在某一溶剂中溶解，遵守亨利定律，亨利
常数分别为 k
A 和 K
B
，且知 K
A
>K
B
，则当 A 和 B 压力（平衡时的）相同时，
在一定量的该溶剂中所溶解的关系为 ( ) B (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 400K 时，液体 A 的蒸气压为 4×104Pa，液体 B 的蒸气压为 6×104Pa，
两者组成理想液体混合物，平衡时，溶液中 A 的物质的量分数为 0.6，则气相
中 B 的物质的量分数为： ( ) B
(A) 0.60 (B) 0.50 (C) 0.40 (D) 0.31
3. 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 26665
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：( ) C
(A) 600 Pa (B) 26198 Pa (C) 26133 Pa (D) 599 Pa
4. 已知 373.2K 时，液体 A 的饱和蒸气压为 133.32 kPa，另一液体 B 可与 A
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，A 在气相中的
物质量分数为 2/3 时，则在 373.2K时，液体 B 的饱和蒸气压应为： ( ) A
(A) 66.66 kPa (B) 88.88 kPa (C) 133.32 kPa (D) 266.64 kPa
5. 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 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： ( ) D
(A) 1 (B) 1/2 (C) 1/3 (D) 2/3
6. 关于亨利系数,下列说法中正确的是： ( ) D
(A) 其值与温度、浓度和压力有关
(B) 其值与温度、溶剂性质和浓度有关
(C) 其值与温度、溶质性质和浓度有关
(D) 其值与温度、溶质和溶剂性质及浓度的标度有关
7. 已知 373K 时，液体 A 的饱和蒸气压为 5×104 Pa，液体 B 的饱和蒸气压
为 105Pa，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
(A) 1/1.5 (B) 1/2 (C) 1/2.5 (D) 1/3
8.2molA物质和3molB物质在等温、等压下，混合形成理想液态混合物，该系统
中A和B的偏摩尔体积分别为1.79×10-5m3×mol
-1
，2.15×10-5m3×mol-1，则混
合物的总体积为：（） C
(A)9.67×10-5m3 (B)9.85×10-5m3(C)1.003×10-4m3 (D)8.95×10-5m3
9.298K，标准压力下，苯和甲苯形成理想液态混合物。

第一份混合物体积为2dm3，
苯的摩尔分数为0.25，苯的化学势为μ
1
,第二份混合物的体积为1 dm3，苯的摩
尔分数为0.5，化学势为μ
2
，则：（）
B
(A)μ
1>μ
2
(B)μ
1
<μ
2
(C) μ
1
=μ
2
(D) 不确定
10.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，气相中A的物质的量分数应为： ( ) C
(A) 0.200 (B) 0.300 (C) 0.397 (D) 0.603
11. 在 298K 时，向甲苯的物质的量分数为 0.6 的大量的苯－甲苯理想溶液中，
加入 1 mol纯苯，这一过程苯的△G、△H、△S 为： ( ) C
△G/J △H/J △S/J·K-1
(A) 0 0 0
(B) -1266 0 4.274
(C) -2270 0 7.618
(D) -542.6 0 1.821
12. 273.15K,101.3kPa 下,1dm 水中能溶解 49mol 氧或 23.5mol 氮。

在标准情
况下,1dm 水中能溶解多少空气? ( ) B
(A)25.5mol (B)28.6mol (C)96mol (D)72.5mol
13.下述说法哪一个正确? 某物质在临界点的性质： ( ) D
(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) 是该物质本身特性
14. 设N
2和O
2
皆为理想气体,它们的温度、压力相同,均为 298K、p⊙ ,则这两种
气体的化学势应该： ( ) D
(A) 相等 (B) 不一定相等
(C) 与物质的量有关 (D) 不可比较
15. 在恒温抽空的玻璃罩中，封入两杯液面相同的糖水（A杯）和纯水(B杯)。

经历若干时间后，两杯液面的高度将是：（）A
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
二、判断题
1.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 必遵从亨定律（×）
2.温度越高、压力越低,亨利定律越正确（×）
3.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(√）
4.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
(×)
5. 溶液的化学势等于溶液中各组分的化学势之和 (×)
6. 对于纯组分、则化学势等于其摩尔吉布斯函数 (√)
7. 理想溶液各组分在其全部浓度范围内服从 Henry 定律 (√)
8. 理想溶液各组分在其全部浓度范围内服从 Raoult定律 (×)
9. 假设 A、B 两组分混合可以形成理想液体混合物，A、B 分子之间的作用力很微弱 (×)
10. 对于非电解质溶液, 在有限浓度范围内,真实溶液的某些热力学性质与理想溶液相近似 (√)
三、填空题
1.选择“＞”、“＜”、“=”苯和甲苯在恒温恒压条件下,混合形成理想液体混合物，其△mix H 0 ，△mix S 0。

(= ) (>)
2.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 10 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,气相中A的物质的量分数应为。

(0.397)
3.在400K，液体A的蒸气压为4×104N·m-2 ，液体B的蒸气压为6×104N·m-2，两者组成理想液体混合物。

当气─液平衡时，在溶液中 A 的摩尔分数为0.6，则在气相中B 的摩尔分数应为：
(0.50)
4.在50℃时液体A的饱和蒸气压是液体B饱和蒸气压的3倍，A、B 两液体形成理想溶液.气液平衡时,在液相中A的物质的量分数为0.5，则在气相中B的物质的量分数为。

(0.25)
5. 2molA物质和3molB物质在等温等压下混合形成理想液体混合物,该系统中A 和B的偏摩尔体积分别为 1.79×10-5m3·mol-1 ,2.15×10-5m3·mol-1 ,则混合物的总体积为。

(1.003×10-4 m3)
6. 冰的熔点随压力（降低）而升高；正交硫的熔点随压力的而降低。

（降低）
7. 1000 g 水中加入0.01mol的食盐，其沸点升高0.01K，则373K左右时,水的蒸气压随温度的变化率dp/dT为。

(3647.7 P a·K-1)
8.已知水在正常冰点时的摩尔熔化热△fus H⊙=6025J·mol-1,某水溶液的凝固点为258.15K,该溶液的浓度x B为。

(0.1429)
9.含有非挥发性溶质B的水溶液,在101325Pa下,270.15K开始析出冰,已知水的K f=1.86K·k g·mol-1 ,K b =0.52K·k g·mol-1,该溶液的正常沸点是。

(373.99K)
10.已知H2O(l)在正常沸点时的气化热为40.67k J·mol-1 ,某非挥发性物质B溶于H2 O(l)后,其沸点升高10K,该物质B在溶液中的摩尔分数为。

(0.290)
四、计算题
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cB，质量摩
尔浓度为bB，此溶液的密度为。

以MA，MB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xB表示时，试导出xB与cB，xB与bB之间的关系。

解：根据各组成表示的定义
2. D-果糖溶于水（A）中形成的某溶液，质量分数，此溶液在20℃时的密度。

求：此溶液中D-果糖的（1）摩尔分数；（2）浓度；（3）质量摩尔浓度。

解：质量分数的定义为
3. 在25℃，1 kg水（A）中溶有醋酸（B），当醋酸的质量摩尔浓度bB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bB的函数关系。

（2）时水和醋酸的偏摩尔体积。

解：根据定义
当时。