物理化学课件考试习题试卷答案第4章多组分系统热力学习题

1、第三章多组分系统热力学一、填空题1、只有系统的性质才拥有偏摩尔量。而偏摩尔量自己是系统的性质。偏摩尔量的值与系统中各组分的浓度。混杂适物系统中各组分的同一偏摩尔量间拥有两个重要的性质，分别是与。2、仿佛温度是热传导的推动力相同，化学势是传达的推动力。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i=。3、混杂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杂物时，mixS=0；mixG0；mixH0；ixV0。5、理想溶液混杂时，mixV，mixS，mixG，mixH。6、比较水的化学势的大小（此处p=）：（填

2、、;=;=5、=0，0，0，=0。6、=;7、ii0lRTlnrixixi1,ri1时的i0l8、B(l)=B(g)；减小，减小得慢*(T,p)+RTlnx9、B=BB10、1=2。11、高二、单项选择题1、关于偏摩尔量，以下说法中错误的选项是()偏摩量必定有等温、等压条件只有容量性质才有偏摩尔量，强度性质不能能有偏摩尔量偏摩尔量是两个容量性质之比，它自己是一个强度性质D.某组分的偏摩尔量不随温度T，压力p的变化而变化2、关于偏摩尔量，指出以下说法错误者()1）偏摩尔量必定有恒温恒压条件；2）偏摩尔量不随各组分浓度的变化而变化；3）偏摩尔量不随温度T和压力p的变化而变化；4）偏摩尔量不仅随温度

3、T、压力p的变化而变化，而且也随各组分浓度变化而变化。A.(2)(4)B.(3)(4)C.(2)(3)D.(1)(4)3、在恒定温度与压力p下，理想气体A与B混杂后，说法中正确的选项是()(1)A气体的标准态化学势不变；(2)B气体的化学势不变；(3)当A气体的分压为pA时，其化学势的改变量为A=RTln(pAp?)；(4)当B气体的分压为p时，其化学势的改变量为=-RTln(pp*)。BBBA.(1)(2)B.(1)(3)C.(2)(4)D.(3)(4)4、，1105Pa，有两瓶四氯化碳溶液，第一瓶为3含有的碘)，第二瓶为1dm(2dm3(含的碘)，若以1和2分别表示两瓶中碘的化学势，则()

4、A.12=21=2C.1=21=253的CCl溶液，I的化学势为，吉布斯自由能为G，5、在298K，110Pa下有2dm溶有I224113G2，则()现取出1dm溶液，其中I2的化学势为2，吉布斯自由能为A.1=22、G1=G2B.1=22、G1=2GC.1=2、G1=2GD.1=2、2G1=G26、化学势不拥有的基本性质是()A.是系统的状态函数B.是系统的强度性质C.与温度、压力没关D.其绝对值不能够确定7、，的H2O(g)其化学势为1，的H2O(g)其化学势为2，则：(1)1=?(2)2-1=(Jmol-1)(3)2-1=(Jmol-1(4)1=)2以上正确的选项是()A.(1)(2)B

5、.(1)(3)C.(3)(4)D.(2)(4)8、以下哪个是化学势()A.U/niT,p,njB.H/niT,p,njC.A/niT,p,njD.G/niT,p,nj9、以下各式中哪个是化学势()A.U/niT,V,njB.H/niT,V,njC.A/niT,V,njD.G/niT,V,nj10、298K时从大量浓度为dm3的溶液中迁移1mol溶质于另一大量浓度为3-1)moldm的溶液中，则该过程的等于(Jmol)(A.=RTln(110-2)；B.=RTln(110-3)；C.=；D.=RTln10。11、在293K时，从一组成为NH319/2H2O的大量溶液中取出1molNH3往另一组成

6、为NH321H2O的溶液中转移，此过程的的表达式为：()A.=RTln(2/19)B.=RTln(1/22)C.=RTln(21/44)D.=RTln(44/21)12、以下各式哪个不是化学势()A.G/niT,p,njB.A/niT,p,njC.U/niS,V,njD.H/niS,p,nj13、与A/niT,V,nj相等的是()，I；C.G/niT,V,njD.U/niT,V,nj14、G/niT,p,nj()A.只能称为偏摩尔量B.只能称为化学势C.既可称为化学势也可称为偏摩尔量D.第一是B物质的摩尔吉氏自由能15、A/niT,V,nj()只能称为偏摩尔量只能称为化学势既能够称为化学势又能

7、够称为偏摩尔量是B物质的摩尔赫氏自由能16、在0时，实质气体从状态(1)f1=50，变化到状态(2)f2=10，则化学势的变化值=-为()21-1C2Jmol-1mol-117、在0时，实质气体从状态(1)f1=2105Pa，变化到状态(2)f2=2106Pa则化学势的变化值=-为()21、已知水的两种状态A(373K，g)，B(373K，l)，则与的关系为：()A.A=BB.ABC.ABD.两者不能够比较19、实质气体化学位是=?(T)+RTln(p/p?)=?(T)+RTln(f/p?)，则()是气体的真实压力是实质气体校正后的压力是实质气体校正后的压力，称实质气体的有效压力，即逸度D.逸

8、度系数的数值仅取决于气体的特点，而与温度和压力没关20、在给定温度下，当p0时，实质气体的逸度与压力的正确关系式应为()A.在p0时，f0B.G0C.A0D.idniW28、等温等压条件下，判断反应达到平衡的判据是()A.S0B.G0C.A0D.idni0E.U029、关于组成不变的简单均相封闭系统，以下偏微熵中大于零的是()A.(US)VB.(AV)TC.(GT)pD.(HS)pE.(UV)T30、关于只作膨胀功的封闭系统，以下偏微熵中小于零的是()A.(AT)VB.(Hp)SC.(AV)TD.(US)pE.(HS)p答案12345678910ACBCBCBDBCBEAEADBEBE1112

9、1314151617181920ABABBECECDADBEDEACAB21222324252627282930CDCDBDAEADBDCDBDADAC四、简答题1、若是在1000cm3水中加入1mol的HSO,溶液的体积增加V，则HSO的偏摩尔体积2424的数值就是V吗？为什么？2、B（l,T,p）,B*（l,T,p），B0（l,T），B0（g,T）四个符号的意义有何不相同？3、以下三者何者正确(1)0(l)=0(l)B，mB，c(2)0=0+RTkB，ccB，m(3)00B,c（l）-B,m=RT(kB,m/kB,c)4、为什么稀溶液的沸点高升、冰点下降、浸透压以及溶剂蒸汽压下降称为依数性

10、。引起依数性的最基根源因是什么？5、在溶剂中一旦加入溶质就能使溶液的蒸汽压降低，沸点高升，冰点降低而且拥有浸透压这句话可否正确？为什么？6、若是在水中加入少量的乙醇，则四个依数性将发生怎样的变化，为什么有这样的变化？若是加NaCl，CaCl2则又怎样？7、试比较组分B的化学势在理想混杂物与非理想混杂物的公式中有何同异？8、“f=p的状态就是真实气体的标准态”对吗？为什么？9、某溶液中物质i的偏摩尔体积是否是1mol物质i在溶液中所占的体积？为什么？10、偏摩尔量是强度性质，应该与物质的数量没关，但浓度不相同时其值变不相同，怎样理解？简答题答案：1、题中的V值不吻合偏摩尔体积的定义，因VHSO=

11、（V/n）T,P,nH2O，应重申等温等24压。2、B（l,T,p）-T，p时液态混杂物中组分B的化学势。B*（l,T,p）-T，p时液态纯B的化学势。B0（l,T）-T，p下，液态混杂物中B的标准化学势。0B（g,T）-T，p下，气态混杂物中B的标准化学势。3、(3)，该式指出了实质溶液中B组分在不相同浓度单位m与c的标准态的化学式的差。4、上述四种性质的数值只与溶于溶剂中溶质的粒子数有关与不相同溶质自己的性质没关，故成为依属性。依属性的主要原由是由于溶质的溶入而引起容剂化学势的降低。5、不用然正确，因若是加入的溶质是挥发性的，则溶液的蒸汽压与沸点反而有可能下降，若是溶质是非挥发性的，则题述

12、结果正确。6、溶液蒸汽压上升，沸点下降，冰点与浸透压与公式吻合，如溶入NaCl，由于每个分子完全解离成两个粒子，所以依数性数值加倍，如溶入CaCl2，则近似增三倍。7、在理想混杂物中为B(T)=0B(T)+RTXB在非理想混杂物中为B(T)=0B(T)+RTaB相同点（1）数学式形式相同（2）标准态相同不相同点为理想混杂物中直接引用浓度XB，而非理想混杂物需引用活度aB，活度aB=gBXB，gB为活度系数。8、不对，真实气体的标准态是指定p=101325Pa而其性质又吻合理想气体的状态，而真实气体f=P0（101325Pa）的状态，逸度系数不用然为1，所以f=P0的真实气体不用然是标准态。9、

13、不是。偏摩尔体积的定义式为ViV，其意义是在必然温度和压力下，某必然niT,P,nj浓度的溶液中，1moli组分对系统整体积的贡献。不能够把Vi理解为分体积，由于在有的系统中，Vi是负值，意味着i物质的加入，会引起整体积的减少。10、偏摩尔量是为与T，P及浓度有关的强度性质，当T，P及浓度一准时，它与物质的数量没关。五、判断题1、偏摩尔量就是化学势。()2、在一个多组分溶液中，只有溶质才有偏摩尔量。()3、两组分混杂成溶液时，没有热效应产生，此时形成的溶液为理想溶液。()4、拉乌尔定律和亨利定律既合适于理想溶液，也合适于稀溶液。()5、偏摩尔量由于与浓度有关，所以它不是一个强度性质。()6、化

14、学势判据就是Gibbs自由能判据。()/7、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。()8、标准状态的活度等于1。()9、活度等于1的状态必为标准态。()10、活度等于1的状态与标准态的化学势相等。()11、活度为化学势的胸襟，系统处于必然的状态其化学势仅由状态所决定，与标准态的选择没关，所以其活度也与标准态的选择没关。()12、气体的标准状态是压力为101325Pa的状态。()13、气体标准态的逸度为101325Pa。()14、气体的标准状态是逸度等于101325Pa的理想气体。()15、实质气体的标准状态是不能够够实现的状态。()16、二元溶液中A组分

15、若在某浓度区间内遵从拉乌尔定律，B组分也必在该浓度区间内遵从拉乌尔定律。()答案12345678910111213141516六、证明题GAHU1、iniT,V,nnininiT,P,njS,P,nS,V,njjji2、STP3、iViPT4、HiCp,iTP5、iHITS6、对理想溶液试证明：mixG（1）0PTmixGT（2）0TP7、试证明等温等压条件下存在以下关系：nidxi08、若是纯A的物质的量为nA,纯B的物质的量为nb,两者混杂形成理想溶液，证明此混杂过程：mixGRT(nAlnxAnBlnxB)1、证明：从定义A=G-pVdA=dG-pdV-Vdp将dG-SdTVdpidni

16、代入上式：dA-SdTpdVidnAf(T,V,n1,n2,.,ni,.)dAAAAdTdniTV,nkVT,nkniT,V,njAdniSdTpdVniT,V,nj1）=（2）AiniT,V,nj同理可证明：HUininiS,P,njS,V,nj2、证明：iGGTPTniT,P,njPniTPT,P,nJSSniT,P,nj3、证明：iGGpTPniT,P,njnipTVViniT,p,njTT,P,nj4、证明：HiHHTPTniT,p,njpniTpT,p,njGPCP,iniT,P,nj5、证明：iGHTSHiTSiniT,P,njniT,p,nj6、证明：RTnilnxi（1）mix

17、Gi0（在等温下的各量均为常数）pTpTRTnilnximixGiTRnilnxiT（2）i0TTTPPP7、证明：此式即为出名的Gibbs-Duhem公式。解本题的要点是掌握多组分均相密闭系统的热力学基本公式和偏摩尔量的会集公式。Xf(T,p,n1,n2,n3,.,ni,.)XXdpXdXdTdniTp,nkpT,nkniT,p,nj在等温等压的条件下：dXXdniXidniniT,p,nj由偏摩尔量的会集公式XniXi，得：dXnidXiXidni由（1）=（2），可得：nidxi08、证明：mixGnii(混杂后)nii(混杂前)nAA00nBBnAAnBBnA(AA0)nB(BB0)R

18、T(nAlnxAnBlnxB)七、计算题1、有一水和乙醇形成的均相混杂物，水的物质的量分数，乙醇的偏摩尔体积为cm3mol-1，混杂物的密度为0.8494gcm-3。试计算混杂物中水的偏摩尔体积。2、在100时，己烷A.的蒸气压是105Pa，辛烷B.的蒸气压是104Pa。这两种液体的某一混杂物在100、105Pa时沸腾，假定该混杂物是理想溶液，求己烷在液体混杂物里以及；(2)在蒸气里的摩尔分数。3、氯苯A.和溴苯B.的混杂物近乎于理想溶液。在140时，两纯物质的饱和蒸气压分别为104Pa和105Pa。计算溶液在140、105Pa下气相和液相的组成。4、60时乙醇A.和甲醇B.的蒸气压分别为10

19、44Pa和10Pa。今有质量百分数位为50%的乙醇和甲醇的混杂物(看作理想溶液)，求该温度时液面上方蒸气的组成。5、在373K时，己烷和辛烷能形成理想混杂物，己烷的蒸气压为，辛烷为。若某组成的该液态混杂物，在标准压力下，于373K时沸腾，问：1）液相的组成为多少？2）平衡气相的组成又是怎样？6、在298K时,纯水的蒸气压为,而某非挥发性溶质的水溶液的蒸气压为,问该溶液的浸透压为多少?7、在373K时,某溶液中水的蒸气压为,文该溶液中水的活度为多少?溶液中的每摩尔水的自由能与纯水的相差多少?8、设纯汞在600K时的蒸气压为p*(Hg)。在同温度时，汞-钍齐（含汞x(Hg)=）的汞蒸汽压为p*(H

20、g)。问汞齐中汞的相对活度系数gx为多少？若在同温度、同压力下，在大量的汞齐中，将1mol的Hg从汞齐移至纯汞，将发生多少吉布斯自由能的变化？,mol-1)9、在，1p0下，1mol苯与1mol甲苯形成理想溶液，试求此过程的mixV,mixH,mixS,mixG和mixF。10、293K时，NH3与H2O按1：组成的溶液A上方的蒸气压为，而按1：21组成的溶液B上方的蒸气压为。1）293K时，从大量的溶液A中转移1molNH3到大量的溶液B中的Gm为多少？2）293K时，若将的1molNH3溶解于大量的溶液B中，求Gm为多少？11、计算300K时，（1）从大量的等物质量的A和B的理想混杂物中分

21、别出1mol纯A过程的G1；（2）若混杂物中各含2molA和B，从中分别出1mol纯A时G2又为多少？解答：1、解：nA+nB=1mol，则nA=，nB=。V=nAVA+nBVB18+46)/=+VA=mol2、解：-1依照拉乌尔定律pA=pA*xA，pB=pB*(1-xA)p=pA+pB=pA*xA+pB*(1-xA)105=105xA+104(1-xA)A=(2)pA=105Pa=105Pa依照道尔顿分压定律pA=pyA55yA=pA/p=10/100=3、解：p=pA+pB=pA*xA+pB*(1-xA)105=104xA+105(1-xA)xA=，xB=yA=pA/p=pA*xA/p=

22、104105)=，yB=4、解：xA=nA/n=(WA/MA)/n,xB=nB/n=(WB/MB)/nxA/xB=MB/MA=32/46=xA+xB=1xA=，xB=pA=pA*xA=104=104PapB=pB*xB=104=104Pap=pA+pB=104PayA=pA/p=104/104)=，yB=5、解：己烷在液相的物质的量为X，则正常沸腾时有+（1X）=解之，X=，故X（己烷）=；X（辛烷）=蒸气压p（己烷）=（辛烷）=气相组成X（己烷）=X（辛烷）=6、解：X(A)=p(A)/p*(A)=pVA=-RTXA=298=mol-1p=VA=(1810-6)=1747kPa7、解：ax(

23、H2O)=-=RTax(H2O)=373=mol-18、解：p(Hg)=p*(Hg)ax(Hg)=*(Hg)x(Hg)=x(Hg)=Gm=*(Hg)-(Hg)=-RTax(Hg)=4175Jmol-19、解：因形成理想溶液，有：mixV=0mixH=0mixS-RnilnxiR(ln0.5ln0.5)11.53JK10imixGRTnilnxi3436JimixFmix(GpV)mixGpmixV（因恒压过程）mixG3436J（因mixV=0）10、解：（1）GmB(NH3,g)A(NH3,g)RTln(pB/pA)8.314293ln(3.597/10.64)Jmol12642Jmol1（

24、2）GmB(NH3,g)*(NH3,g)RTlnpB/p*(NH3,g)8.314293ln(3.597/101.325)Jmol18312Jmol111、解：（1）G1*RTlnxAAA(8.314300ln0.5)Jmol11729Jmol1（2）设计以下过程来求解mixG2A，B混杂物G2BAA,各2mol1mol1mol+1molmixGmixGAB2mol+2molmixG(1)RTnBlnxBBJmol16915Jmol1mixG(2)RT1ln12ln24763Jmol133故G2mixG(2)-mixG(1)2152Jmol1八、综合题1、有一水和乙醇形成的均相混杂物，水的物质的量分数，乙醇的偏摩尔体积cm3mol-1，水的偏摩尔体积16.18cm3mol-1。试计算该液体混杂物的密度。2、已知纯水的密度为0.9991gcm-3，cB=1moldm-3时，浓度为1moldm-3的乙醇水溶液的密度为0.8498gcm-3，水和乙醇的偏摩尔体积分别为14.58cm3mol-1、58.04cm3mol-1。计算配制1dm3浓度为1moldm-3的乙醇水溶液需要加多少cm3水。3、苯和甲苯形成理想溶液。在20时，纯苯的蒸气压是9960Pa，纯甲苯的蒸气压是973Pa，求20时等质量的苯和甲苯混杂物上苯