多组分系统热力学9700.pdf
-.z.多组分系统热力学 一、判断题：1 克拉佩龙方程适用于纯物质的任何两相平衡。（）2 克克方程比克拉佩龙方程的精确度高。()3 一定温度下的乙醇水溶液，可应用克克方程式计算其饱和蒸气压。（）4 将克克方程的微分式用于纯物质的液气两相平衡，因为vapHm0，所以随着温度的升高，液体的饱和蒸气压总是升高的。（）5 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。（）6 理想混合气体中任意组分 B 的逸度就等于其分压力pB。（）7 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。（）8 溶剂中溶入挥发性溶质，肯定会引起溶液的蒸气压升高。（）9 理想稀溶液中的溶剂遵从亨利定律，溶质遵从拉乌尔定律（）10 理想液态混合物与其蒸气成气、液两相平衡时，气相总压力p与液相组成*B呈线性关系。（）11 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。（）12 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。（）13 化学势是一广度量。（）14 只有广度性质才有偏摩尔量。（）15 稀溶液的沸点总是高于纯溶剂的沸点。（）16 单组分系统的熔点随压力的变化可用克劳休斯-克拉佩龙方程解释。（）17公式 dG=SdT+Vdp只适用于可逆过程。（）18*一体系达平衡时，熵最大，自由能最小。（）19封闭体系中，由状态 1 经定温、定压过程变化到状态 2，非体积功W/0，且有W/G和G0，则此变化过程一定能发生。（）20根据热力学第二定律，能得出，从而得到。（）21只有可逆过程的G才可以直接计算。（）22凡是自由能降低的过程一定都是自发过程。（）23只做体积功的封闭体系，的值一定大于零。（）24偏摩尔量就是化学势。（）25在一个多组分溶液中，只有溶质才有偏摩尔量。（）26两组分混合成溶液时，没有热效应产生，此时形成的溶液为理想溶液。（）27拉乌尔定律和亨利定律既适合于理想溶液，也适合于稀溶液。（）28偏摩尔量因为与浓度有关，因此它不是一个强度性质。（）29化学势判据就是 Gibbs 自由能判据。（）30自由能G是一状态函数，从始态 I 到终态 II，不管经历何途径，G总是一定的。（）31定温、定压及W/=0 时,化学反应达平衡,反应物的化学势之和等于产物的化学势之和。（）-.z.二、填空题：1、由克拉佩龙方程导出克-克方程的积分式时所作的三个近似处理分别是(i)；(ii)；(iii)。2、贮罐中贮有 20,40kPa 的正丁烷,并且罐内温度、压力长期不变。已知正丁烷的标准沸点是 272.7K,根据，可以推测出,贮罐内的正丁烷的聚集态是态。3、氧气和乙炔气溶于水中的亨利系数分别是 7.20107Pakgmol 和 133108Pakgmol,由亨利定律系数可知,在相同条件下,在水中的溶解度大于在水中的溶解度。4、28.15时，摩尔分数*(丙酮)=0.287 的氯仿丙酮混合物的蒸气压为 29400Pa，饱和蒸气中氯仿的摩尔分数y（氯仿）=0.181。已知纯氯仿在该温度下的蒸气压为 29.57kPa。以同温度下纯氯仿为标准态，氯仿在该真实液态混合物中的活度因子为；活度为。5、在温度T时*纯液体 A 的蒸气压为 11.73kPa，当非挥发性组分 B 溶于 A 中，形成*A=0.800的液态混合物时，液态混合物中 A 的蒸气压为 5.33kPa，以纯液体 A 为标准态，则组分 A 的活度为，活度因子为。6、*理想稀溶液的温度为T，压力为p，溶剂 A 的摩尔分数为*A，则组分 A 的化学势表达式为：A=_。7、50时，液体 A 的饱和蒸气压是液体 B 的饱和蒸气压的 3 倍，A 和 B 构成理想液态混合物。气液平衡时，液相中 A 的摩尔分数为 0.5，则在气相中 B 的摩尔分数为。8、写出理想液态混合物任意组分 B 的化学势表达式：。9、0，101.325kPa 压力下，O2(g)在水中的溶解度为 4.4910-2dm3/kg，则 0时 O2(g)在水中的亨利系数为k*(O2)=Pa。10、在一定的温度和压力下*物质液气两相达到平衡，则两相的化学势B（l）与B（g）；若维持压力一定，升高温度，则B（l）与B（g）都随之；但B（l）比B（g），这是因为。11、*均相系统由组分 A 和 B 组成，则其偏摩尔体积的吉布斯-杜安方程是。12、克-克方程的适用条件为。13、偏摩尔熵的定义式为。14、甲醇-乙醇、乙醇-水、水-盐酸三组混合物或溶液中，可看成理想液态混合物的是。15、对于理想稀溶液，在一定温度下溶质 B 的质量摩尔浓度为bB，则 B 的化学势表达式为。16、在 300K 和平衡状态下，*组成为*B=0.72 混合物上方 B 的蒸气压是纯 B 的饱和蒸气 压的 60%，则：(i)B 的活度是；(ii)B 的活度因子是；(iii)同温度下从此溶液中取出 1mol 的纯B（组成可视为不变）则系统G的变化是。17、一般而言，溶剂的凝固点降低系数kf与。18、*非挥发性溶质的溶液通过半透膜与纯溶剂达渗透平衡，则此时溶液的蒸气压一定 纯溶剂的蒸气压。19、均相多组分系统中，组分 B 的偏摩尔体积定义VB 为。20、理想气体混合物中任意组分 B 的化学势表达式为。21在绝热定容的容器中，两种同温度的理想气体混合，G，S，H。22理想溶液混合时，mi*V,mi*S,mi*G,mi*H。23在孤立体系中（体积不变），发生剧烈化学反应，使系统的温度及压力明显升高，则该系统的S_、U_、H_、F_。24比较水的化学势的大小（此处p=101.325kPa）：（填、mg(B)ml0，mi*G0(B)mi*V0，mi*H0，mi*S0，mi*H0，mi*S=0，mi*G=0 (D)mi*V0，mi*H0，mi*S0 10、稀溶液的凝固点Tf与纯溶剂Tf*的凝固点比较，Tf *(CH4，苯)，(B)*(CH4，水)*(CH4，苯)(C)*(CH4，水)=*(CH4，苯)13、在一定压力下，纯物质 A 的沸点、蒸气压和化学势分别为Tb*、pA*和mA*，加入少量不挥发性的溶质形成溶液之后分别变成Tb、pA和mA，因此有（）(A)Tb*Tb，pA*pA，,mA*Tb，pA*pA，,mA*mA(C)Tb*Tb，pA*mA (D)Tb*pA，,mA*mA 14、已知环己烷、醋酸、萘、樟脑的凝固点降低系数kf分别是 20.2、9.3、6.9 及39.7Kkg mol-1。今有一未知物能在上述四种溶剂着溶解，欲测定该未知物的相对分子质量，最适宜的溶剂是（）(A)萘(B)樟脑(C)环己烷(D)醋酸-.z.15、在 20和大气压力下，用凝固点降低法测物质的相对分子质量。若所选的纯溶剂是苯，其正常凝固点为 5.5，为使冷却过程在比较接近于平衡状态的情况下进行，冷浴内的恒温介质比较合适的是（）(A)冰-水(B)冰-盐水(C)干冰-丙酮(D)液氨 16、二组分理想液态混合物的蒸气总压（）(A)与溶液的组成无关 (B)介于两纯组分的蒸气压之间(C)大于任一纯组分的蒸气压 (D)小于任一纯组分的蒸气压 17、A 和 B 两组分在定温定压下混和形成理想液态混合物时，则有：（）。（A）mi*H=0 （B）mi*S=0 （C）mi*A=0 （D）mi*G=0 18、指出关于亨利定律的下列几点说明中，错误的是（）(A)溶质在气相和在溶剂中的分子状态必须相同(B)溶质必须是非挥发性的 (C)温度愈高或压力愈低，溶液愈稀，亨利定律愈准确(D)对于混合气体，在总压力不太大时，亨利定律能分别适用于每一种气体，与其他气体的分压无关 19、40时，纯液体 A 的饱和蒸气压是纯液体 B 的两倍，组分 A 和 B 能构成理想液态混合物。若平衡气相中组分 A 和 B 的摩尔分数相等，则平衡液相中组分 A 和 B 的摩尔分数之比*A:*B=()(A)1:2 (B)2:1 (C)3:2 (D)4:3 20、组分 A 和 B 形成理想液态混合物。已知在 100时纯组分 A 的蒸气压为 133.32kPa，纯组分 B 的蒸气压为 66.66kPa，当 A 和 B 的两组分液态混合物中组分 A 的摩尔分数为 0.5 时，与液态混合物成平衡的蒸气中，组分 A 的摩尔分数是（）(A)1 (B)3/4(C)2/3 (D)1/2 21、在 25时，0.01moldm-3糖水的渗透压力为1,0.01moldm3食盐水的渗透压为2,则()。(A)12(B)12(C)12 (D)无法比较 22、氯仿（1）和丙酮（2）形成非理想液态混合物，在T时，测得总蒸气压为 29 398Pa，蒸气中丙酮的摩尔分数y2=0.818，而该温度下纯氯仿的饱和蒸气压为 29 571Pa，则在液相中氯仿的活度a1为（）(A)0.500 (B)0.823 (C)0.181 (D)0.813 23、在一定温度、压力下，A 和 B 形成理想液态混合物，平衡时液相中的摩尔分数*A/*B=5，与溶液成平衡的气相中 A 的摩尔分数yA=0.5，则 A、B 的饱和蒸气压之比为（）(A)5 (B)1 (C)0.2 (D)0.5 24下列化学势是偏摩尔量的是。-.z.A B.C D。25.在10，p时，1mol 过冷的水结成冰时，下述表示正确的是。AG 0，S体0，S环0，S孤0；BG 0，S体0，S环0，S孤0；CG 0，S体0，S环0，S孤0；DG 0，S体0，S环0，S孤0。26下述化学势的公式中，不正确的是。A；B；C；D。27在 373.15K，10132Pa，与的关系是。A；B=；C；D无法确定。28只做膨胀功的封闭体系，的值。A大于零；B小于零；C等于零；D无法确定。29*一过程G=0,应满足的条件是。A任意的可逆过程；B定温定压且只做体积功的过程；C定温定容且只做体积功的可逆过程；D定温定压且只做体积功的可逆过程。301mol 理想气体经一定温可逆膨胀过程，则。AG=FBG F CG F D无法确定 31纯液体在正常相变点凝固，则下列量减小的是。AS；BG；C蒸汽压；D凝固热。32图中点是稀溶液溶质的标准态。Aa 点；Bb 点；Cc 点；Dd 点。33温度为T时，纯液体 A 的饱和蒸汽压为pA*，化学势为A*，在 1 p时，凝固点为，向 A 中加入少量溶质形成稀溶液，该溶质是不挥发的，则pA、A、Tf的关系是。ApA*pA，A*A，Tf；BpA*pA，A*A，Tf；CpA*pA，A*A，Tf；DpA*pA，A*A，Tf。34在p下，当过冷水蒸气凝结为同温度的水，在该过程中正、负号无法确定的量是。AGBSCHDU-.z.35实际气体的化学势表达式为，其中标准态化学势为。A逸度f=p的实际气体的化学势 B压力p=p的实际气体的化学 C压力p=p的理想气体的化学势 D逸度f=p的理想气体的化学势 36理想气体的不可逆循环，G。A0 B=0 C0；D无法确定 37在、两相中含 A、B 两种物质，当达平衡时，正确的是。ABC 38多组分体系中，物质 B 的化学势随压力的变化率，即的值。A0 B0 C=0 D无法确定 四、计算题：1、400K,1mol 理想气体由 105 Pa 定温可逆压缩至 106 Pa，求该过程的Q、W、H、S、G、U。2、计算：100，101.325kPa H2O(l)100，2101.325kPa H2O(g)的G.3、若纯 A 物质 nA mol，纯 B 物质 nB mol，两者混合为同温同压下的理想溶液，求在此过程中的G.4、298K,p苯和甲苯组成的*苯=0.6 的理想溶液，现将 1mol 苯从*苯=0.6 的溶液中转移到*苯=0.4 的溶液中，求该过程G的变化。（设不引起浓度上的改变）5、298K 及p下，将 1mol 苯溶于*苯=0.4 的苯和甲苯的大量溶液中，求此过程中G的变化。
