第四章多组分系统热力学及其在溶液中的应用

第四章多组分系统热力学及其在溶液中的应用

1. 在298.15K时，9.47%(质量)的硫酸溶液，其密度为1060.3 kg·m-3。在该温度

下纯水的密度为997.1 kg·m-3。求：

（1）质量摩尔浓度（m）.

（2）物质的量浓度（c）.

（3）硫酸的物质的量分数（x）.

2. 在301.2 K和p o下，使干燥空气0.025 dm3通入水中，然后在水面上收集。若

忽略空气在水中的溶解度，已知301.2 K时，p(H2O) = 3733 Pa，求：

（1）若使收集的气体体积仍为0.025 dm3，问其压力为多少？

（2）若压力为标准压力，问气体的体积为多少？

3. 在413.15K时，纯C6H5Cl 和纯C6H5Br的蒸汽压分别为125.238 kPa和66.104

kPa。假定两液体组成理想溶液。若有一混合液，在413.15 K，101.325 kPa下沸腾，试求该溶液的组成，以及在此情况下，液面上蒸汽的组成。

4. 液体A与液体B形成理想溶液。在343.15 K时，1 mol A和2 mol B所形成

的溶液的蒸汽压为50.663 kPa，若在溶液中再加入3 mol A，则溶液的蒸汽压增加到70.928 kPa，试求：

（1）p A*和p B*。

（2）对第一种溶液，气相中A，B的摩尔分数各为多少？

5. 苯和甲苯在293.15 K时蒸汽压分别为9.958和2.973 kPa，今以等质量的苯和

甲苯在293.15 K时相混合，试求

（1）苯和甲苯的分压力。

（2）液面上面蒸汽的总压力。（设溶液为理想气体）

6. 在293.15K时，当O2，N2，Ar的压力分别为101.325 kPa时，每1.0 kg水中

分别能溶解O2 3.11×10-2 dm3；N2 1.57×10-2 dm3；Ar 3.36×10-2 dm3。今在293.15K标准压力下，使空气与水充分振摇，使之饱和。然后将水煮沸，收集被赶出的气体，使之干燥。求所得干燥气中各气体的摩尔分数。

假定空气组成的摩尔百分数为：N2 78.0%，O2 21.0%，Ar 0.94%，其它组分如CO2等忽略不计。

7. 在298.15K时，等物质的量的A和B形成理想溶液，试求Δmix H，Δmix V，

Δmix U，Δmix S，Δmix G。

8. 在298.15K时，要从下列混合物中分出 1 mol 的纯A，试计算最少必须作的

功：

（1）大量的A和B的等物质的量混合物。

（2）含A和B物质的量各为2 mol的混合物。

9. 在293.15K时，乙醚的蒸汽压为58.95 kPa，今在0.10 kg乙醚中溶入某非挥发

性有机物质0.01 kg，乙醚的蒸汽压降低到56.79 kPa，试求该有机物的摩尔质量。

10. 设某一新合成的有机化合物（x），其中含碳63.2%，氢8.8%，其余的是氧

（均为质量百分数）。今将该化合物7.02×10-5 kg溶于8.04×10-4 kg樟脑中，凝固点比纯樟脑低15.3K，求x的摩尔质量及化学式。

（樟脑的K f值较大，因此溶质的用量虽少，但ΔT f仍较大，相对于沸点升高的实验，其准确度较高。）

11. （1）求4.40%葡萄糖（C6H12O6）的水溶液，在300.2 K时的渗透压。

（2）若将溶液与水用半透膜隔开，试问在溶液的一方需要多高的水柱才能使之平衡。（溶液的密度为1.015×103 kg·m-3）。

12. （1）人类血浆的凝固点为272.65 K（-0.5℃），求310.15 K（37℃）时血浆

的渗透压。

（２）血浆的渗透压在310.15 K时为729.54 kPa，计算葡萄糖等渗透溶液的质量摩尔浓度。（设血浆的密度为1.0×103 kg·m-3）。

13. 某水溶液含有非挥发性溶质，在271.7 K时凝固，求：

（1）该溶液的正常沸点。

（2）在298.15 K时的蒸汽压（该温度时纯水的蒸汽压为3.178 kPa）。

（3）298.15 K时的渗透压（假定溶液是理想的）。

14. 三氯甲烷（A）和丙酮（B）所成的溶液，若液相的组成为x（B）=0.713，

则在301.35K时的总蒸汽压为29.39 kPa，在蒸汽中y(B)=0.818。已知在该温度时，纯三氯甲烷的蒸汽压为29.57 kPa，试求：

（1）混合液中三氯甲烷的活度。

（2）三氯甲烷的活度系数。

15．在300K时，液态A的蒸汽压为37.33kPa，液态B的蒸汽压为22.66kPa，当2molA和2molB混合后，液面上蒸汽的压力为50.66kPa，在蒸汽中A的摩尔分数为0.60。假定蒸汽为理想气体。

（1）求溶液中A和B的活度。

（2）在溶液中A和B的活度系数。

（3）Δmix G。

（4）若溶液是理想溶液，则Δmix G id的值为多少？