物理化学第四章模拟试卷B及答案

物理化学第四章模拟试卷B
班级 姓名 分数
一、选择题 ( 共10题 20分 )
1. 2 分
已知水在正常冰点时的摩尔熔化焓Δfus H m
$=6025 J ⋅mol -1,某水溶液的凝固点为258.15 K ,该溶液的浓度x B 为： ( )
(A) 0.8571 (B) 0.1429
(C) 0.9353 (D) 0.0647
2. 2 分
根据理想稀溶液中溶质和溶剂的化学势公式： μB = μB *(T ,p ) + RT ln x B ， μA = μA *(T ,p ) + RT ln x A
下面叙述中不正确的是： ( )
(A) μA *(T ,p ) 是纯溶剂在所处 T , p 时的化学势
(B) μB *(T ,p ) 是 x B = 1，且仍服从亨利定律的假想状态的化学势，而不是纯溶质的化学势
(C) 当溶质的浓度用不同方法（如 x B , m B , c B ）表示时，μB *(T ,p )不同，但μB 不变
(D) μA *(T ,p ) 只与 T , p 及溶剂的性质有关, μB *(T ,p ) 只与 T , p 及溶质的性质有关
3. 2 分
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) 是该物质本身特性
4. 2 分
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 A ，μ A ，T f ，则 ( )
(A) p A *< p A ，μA *<μA ， T f * < T f
(B) p A *> p A ，μA *<μA ， T f * < T f
(C) p A *< p A ，μA *<μA ， T f * > T f
(D) p A *> p A ，μA *>μA ， T f * > T f
5. 2 分
对正规溶液和无热溶液特性的描述，下述哪一种是错误的： ( )
(A) 正： H E >> TS E 无：H E << TS E
(B) 正： S E = 0 无：H E = 0
(C) 正： G E = H E 无：G E = -TS E
(D) 正： G E = -TS E 无：G E = H E
6. 2 分
恒温、恒压下，形成理想溶液混合物时:mix ΔV 0; mix ΔH 0; mix ΔU 0; mix ΔS 0。

（填 > ,< , =）
7. 2 分
盐碱地的农作物长势不良，甚至枯萎，其主要原因是什么？ ( )
(A) 天气太热 (B) 很少下雨
(C) 肥料不足 (D) 水分从植物向土壤倒流
8. 2 分
根据下图所示,在逸度组成图中当溶液组成为x 1时,下面诸表示式中错误的是：
( )
(A) mc = f B *x B (B) md = f B *a B x
(C) ms mh / =A x γ (D) me = k x a B x
9. 2 分
在定温下,物质A 和B 组成两组分溶液,当A 和B 的物质的量之比由1∶3变为3∶1时,A 的蒸气压增加了3倍,这种溶液在此浓度范围内一定不服从
( )
(A) 亨利定律
(B) 拉乌尔定律
(C) 柯诺瓦洛夫第二规则，(∂ln p /∂y )≈(y -x )/[y (1-y )]
(D) 吉布斯-杜亥姆公式
*. 2 分
氯仿 (1) 和丙酮 (2) 形成非理想液体混合物,在T 时,测得总蒸气压为29 398 Pa ，蒸气中丙酮的物质的量分数y 2= 0.818 ,而该温度下纯氯仿的饱和蒸气压为29 571 Pa ，则在溶液中氯仿的活度a 1为： ( )
(A) 0.500 (B) 0.823
(C) 0.181 (D) 0.813
二、填空题 ( 共 9题 18分 )
11. 2 分
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 =γB c B /c B
$；其标准态是 _________ 。

12. 2 分
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。

13. 2 分
液体A 和B 可形成理想液体混合物。

在外压为101 325 Pa 时，该混合物于温度T 沸腾，该温度下p *A 为40 kPa ，p *
B 为120 kPa, 则在此平衡状态下，液相组成为x B = ; x A = 。

14. 2 分
298 K 时，A 和B 两种气体，分别在某一溶剂中溶解达平衡时相应的亨利系数分别为k A 和k B 。

且已知k A >k B , 当A 和B 同时溶解在该溶剂中达平衡时，发现A 和B 的平衡分压相同。

则溶液中二者的浓度c A c B 。

15. 2 分
形成正偏差的溶液，异种分子间的引力 同类分子间的引力，使分子逸出液面倾向 ，实际蒸气压 拉乌尔定律计算值，且mix ∆H 0 , mix ∆V 0。

16. 2 分
稀溶液中溶剂A 的化学势表达式为： ， 其中第一项的化学势*A μ的物理意义是： 。

17. 2 分
1kg 水中分别加入相同数量(0.01mol)的溶质：葡萄糖, NaCl, CaCl 2和乙醇溶液。

相应的沸点为T b （水），T b （糖），T b (NaCl) , T b (CaCl 2) , T b （乙）。

试将其沸点的次序由高到低排列： 。

18. 2 分
298 K 时,纯碘(I 2,固)在水中的溶解度为0.001 32 mol·dm -3,今以1 mol·dm -3浓度的I 2的水溶液为参考态,并假设此溶液中I 2遵守亨利定律,则在此参考态时I 2的摩尔生成Gibbs 自由能为____________。

19. 2 分
某二组分溶液中组分A 和B 对Raoult 定律均产生负偏差。

则活度系数A γ 0; B γ 0; 其超额Gibbs 自由能G E 0。

（填>,=,<）
三、计算题 ( 共 5题 40分 )
20. 10 分
已知299 K 时,铊汞齐(组成：0.020 06 kg 汞+0.011 30 kg 铊)的平衡蒸气压为0.127 989 Pa 。

相同温度下纯汞的蒸气压为0.267 978 Pa,取纯汞为标准态。

计算：
(1) 该汞齐中汞的活度与活度系数；
(2) 该汞齐中汞的化学势与纯汞化学势之差。

21. 10 分
在温度T 时，有两个由A 和B 组成的理想液态混合物。

第一个含1.00 mol A 和3.00 mol 的B, 在该温度下，气液平衡时的总蒸气压为101 325 Pa ，第二个含2.00 mol A 和2.00 mol B ，相应的平衡总蒸气压大于101 325 Pa ，当加6.00 mol 组分C 进入溶液2后，总压降到101 325 Pa 。

已知纯C 在该温度下的饱和蒸气压为81 060 Pa ，试计算纯A 和纯B 在该温度下的饱和蒸气压。

22. 10 分
液体A 和B 形成理想溶液。

现有一含A 的物质的量分数为0.4的蒸气相，放在一个带
活塞的气缸内，恒温下将蒸气慢慢压缩。

已知p *A 和p B *分别为0.4⨯101.325 kPa 和
1.2⨯101.325 kPa ，请计算：
（1） 当液体开始凝聚出来时的蒸气总压；
（2） 该溶液在正常沸点T b 时的组成。

23. 5 分
298 K 时，水的饱和蒸气压为3173 Pa ，某水溶液上水蒸气平衡压力为 2733 Pa ，若选298 K 下与133.1 Pa 水蒸气达平衡时的假想纯水为标准态，试求该溶液中水的活度；若选用同温度下纯水的真实状态为标准态，该溶液中水的活度又为多少？
24. 5 分
将0.0122 kg 苯甲酸溶于0.1 kg 乙醇中,乙醇溶液沸点升高1.13 K,将0.0122 kg 苯甲酸溶于0.1 kg 苯中,苯液沸点升高1.36 K 。

计算苯甲酸在两种溶剂中的摩尔质量并估计分子状态。

已知乙醇和苯的沸点升高常数分别为1.20和2.62 K ⋅mol -1⋅kg , C ，H ，O 的相对原子质量分别为12，1，16。

四、问答题 ( 共 3题 20分 )
25. 10 分
二组分溶液中组分(1)在25°C 时平衡蒸气压与浓度的关系如下
p 1=66 650x 1(1+x 22) Pa
（1）计算25°C 时，拉乌尔定律常数*1p 和亨利常数k 1 ；
（2）计算25°C 时，x 1=0.50的溶剂中组分(1)的活度。

分别以拉乌尔定律的纯溶剂和以亨利定律的纯溶质为标准态；
（3）已知纯组分2在25°C 的平衡蒸气压为79.992 kPa 。

二组分溶液在x 2=0.50时的总蒸气压为169.983 kPa 。

计算组分2的活度。

26. 5 分
请写出稀溶液中溶质采用不同浓度时相应的亨利常数k x ,k m ,k c ,k w 之间的关系。

27. 5 分
请给出下列公式使用条件:
(1)
mix B B B ln S R n x ∆=-∑ (2)A A,m ln /x pV RT -=
(3)B γ=p B /（p B *x B ） (4)()()A A B B ln ln ln ln T T p x p x ∂∂∂=
参考答案
一、选择题 ( 共10题 20分 )
1. 2 分
[答] (B) ln x O H 2=(Δf H m $
/R )(1/ T f *-1/T f )
=(6025 J·mol -1/8.314 J·K -1·mol -1)(1/273.15 K-1/258.15 K)
= -0.1542
x O
H2= 0.8571
x B = 0.1429 2. 2 分
[答] (D)
因为
*
B
μ(T,p) =
B
μ$(T) + RT ln(k
B
/p$) 亨利常数k B与溶质和
溶剂的性质都有关，所以
*
B
μ(T,p) 也与溶质和溶剂的性质有关。

3. 2 分
[答] (D) (2分)
4. 2 分
[答] (D)
5. 2 分
[答] (D)
正规溶液定义：S E = 0 或H E>> TS E则G E = H E
无热溶液定义：H E = 0 或TS E>> H E则G E = -TS E
6. 2 分
[答] = ；= ；=；> (2分)
7. 2 分
[答] (D)
当土壤内含盐量超过植物液体时，产生反渗透，使水从植物内流向土壤，致使植物枯萎。

8. 2 分
[答] (D)
me= k
x
x B
9. 2 分
[答] (C)
*. 2 分
[答] (C)
a1= p1/
*
1
p= 0.181
二、填空题( 共9题18分)
11. 2 分
[答] 标准态c B→1 γB→1 (2分) 12. 2 分
[答] Δmi x H = 0
Δmi x S > 0
13. 2 分
[答] p=p *
A+(p
*
B- p
*
A)x B
101 325=40 000+(120 000-40 000)x B
x B =0.767 (1分)
x A =0.233 (1分)
14. 2 分
[答] c A <c B (2分)
因为p A =p B k A c A =k B c B , 又 k A >k B
所以c A <c B
15. 2 分
[答] 小于；增加；大于；大于；大于 (2分)
16. 2 分
γ x (Cd)=a Cd / x Cd =0.9589/0.8=1.1986 (1分) (2) ln a Cd =[Δ fus H m (Cd)/R ](1/T f
*-1/T f )
T f =980 K (4分)
17. 2 分
[答] )()()()NaCl ()CaCl (b b b b 2b 乙水糖T T T T T >>>> (2分)
18. 2 分
[答] 16 427 J·mol -1 在饱和液中：
μ(I 2,s)=μ(I 2,sln)=μ∆(T ,p )+RT ln(c /c ∃)
Δf G m =Δμ=RT ln(c /c ∃) =(8.314 J·K -1·mol -1)(298 K)ln(1mol·dm -3/0.00132 mol·dm -3)
=16 427 J·mol -1 (2分)
19. 2 分
[答] (1) < (2) < (3) < (2分)
三、计算题 ( 共 5题 40分 )
20. 10 分
[答] (C) (2分)
总p =p *A x A +p *B x B ------------- (1)
p A = 总p y A ------------- (2)
联立(1)、(2) 得: y A = 2/3
21. 10 分
[答]
C C B B A A x p x p x p p ***++= （1）
**+=B A 4341325101p p （2）06081535151325101B A ⨯++=**p p
联立（1），（2）式解得
Pa 5.19291A =*p （5分）
Pa 5.92770B =*p （5分）
22. 10 分
[答] (1) 液相刚凝聚时，呈现两相平衡
)1(A B A A B A x p x p p p p -+=+=** A A
B A B kPa 325.101)2.14.0(kPa 325.1012.1)(x x p p p ⨯⨯-+⨯=-+=*** (1) (3分) p x p y /A A A *
=
A A
kPa 325.1018.0kPa 325.1012.1kPa 325.1014.04.0x x ⨯⨯-⨯⨯⨯=
6667.0A =x (2) (3分)
(2) (2)代(1)得 kPa 55.67=p (2) (2) 正常沸点时
kPa 325.101=p (3)
将(3)代(1)得
75.0,25.0B A ==x x (4分)
23. 5 分
[答] (1) a 2H O = p /(*)p '= 2733 Pa/133.1 Pa = 20.5 (2.5分)
(2) a 2H O = p /p *= 2733 Pa/3173 Pa = 0.861 (2.5分)
24. 5 分
[答] ΔT b =K b m =K b (m B /M B )(1/m A )
在乙醇中：M B =[K b ,乙/ΔT b ](m B /m A )
=0.129 kg·mol -1 (2分) M (C 6H 5COOH)=0.122 kg·mol -1 (1分) 在苯中: M B =0.235 kg·mol -1 (1分)
从以上计算可见： 苯甲酸在乙醇中以单分子存在,在苯中以双分子缔合存在。

(1分)
四、问答题 ( 共 3题 20分 )
25. 10 分
[答] （1）
Pa
65066/lim 1101121==→→*x p p x x (2分) Pa 300133/lim 111
0121==→→x p k x x (2分) （2）
625.0)1(*/2211R 1=+==x x p p a (2分) 3125.0300133)1(65066/22111H 1
=+==x x k p a (2分)
（3）604.1/)(/21222=-==**p p p p p a 总 (2分)
26. 5 分
[答]
B B
B B B
x m c w
m c
p k x k k k w
m c
====
$$
（1）(3分)
B
B
A
B
A
A
B
B
w
M
M
c
M
M
m
x=
=
=
ρ
B
B
A
B
A
B
A
B
B
)
(
)
(
)
(w
M
M
k
c
M
k
m
M
k
x
k
p
x
x
x
x
=
=
=
=
ρ
（2）（3分）对照（1）和（2）得：
w
c
m
x
k
M
M
k
M
k
M
k
A
B
A
A
1
=
=
=
ρ
(4分)
27. 5 分
[答] (1)理想溶液等温混合过程，理想气体等温混合，且混合前每种气体单独存在时的压力与混合后的总压力都相等。

(2)理想溶液（视体积不随压力变化）。

(3)溶液中的溶剂，其蒸气为理想气体，且符合Raoult定律。

(4)二组分溶液，等温过程，总压恒定，蒸气为理想气体。

（5分）。