多组分系统热力学

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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

vapHm>0，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xB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． 某一体系达平衡时，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?G＜0，则此变化过程一定能发生。（ ）

20．根据热力学第二定律 ，能得出 （ ）

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。（ ）

，从而得到 。

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。（ ）

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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。

－１

3、氧气和乙炔气溶于水中的亨利系数分别是7.20×107Pa·kg·mol和133×

－１

108Pa·kg·mol,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x(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时某纯液体A的蒸气压为11.73kPa，当非挥发性组分B溶于A中，形成xA=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 。

Θ

6、某理想稀溶液的温度为T，压力为p，溶剂A的摩尔分数为xA，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： ??????????????????。

-23

9、0℃，101.325kPa压力下，O2(g)在水中的溶解度为4.49×10dm/kg，则0℃时O2(g)在水中的亨利系数为kx(O2)= Pa。

10、在一定的温度和压力下某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、某均相系统由组分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，某组成为xB=0.72 混合物上方B的蒸气压是纯B的饱和蒸气 压的60%，那么：(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、 某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 。

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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，?mixV , ?mixS , ?mixG , ?mixH 。 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 >、< 或 =）

①μ(l,100℃, p) ____μ(g,100℃, p) ②μ(l,100℃, p) ____μ(l,100℃,2p) ③μ(g,100℃, p) ____μ(g,100℃,2p) ④μ(l,100℃,2p) ____μ(g,100℃,2p) ⑤μ(l,101℃, p) ____μ(g,101℃, p)

25．非理想溶液溶质的化学势表示式____，其标准态为____。 26．利用?G≤0判断自发过程的条件是__________________。

27．在一定的温度及压力下，某物质液汽两相达平衡，则两相的化学势μB(l)与μB(g)______；若维持压力不变，升高温度，则μB(l)和μB(g)都______；但μB(l)比μB(g)______。 28．理想溶液中任意组分B的化学势：μB=_______________。

29． 298K、101.325kPa，有两瓶萘的苯溶液，第一瓶为2升，溶有0.5mol萘，第二瓶为1升，溶有0.25mol萘，若以μ1和μ2表示两瓶中萘的化学势，则它们的关系为__________。

三、选择题：

1. 将克拉佩龙方程用于H2Ｏ的液固两相平衡，因为Vm（H2Ｏ，1）＜Vm(H2Ｏ，s），所以随着压力的增大,则H2Ｏ（1）的凝固点将：( )

(A)上升 (B)下降 (C)不变 2. 克-克方程式可用于（ )

(A) 固-气及液-气两相平衡 (B) 固-液两相平衡 (C) 固-固两相平衡

3. 液体在其T, p满足克-克方程的条件下进行汽化的过程,以下各量中不变的是：( )

(A)摩尔热力学能 (B)摩尔体积 (C)摩尔吉布斯函数 (D)摩尔熵

4. 特鲁顿(Trouton)规则(适用于不缔合液体)。

?ΔvapHmTb????(A)21 J·mol－１·K－１ (B)88 J·K－１ (C)109 J·mol－１·K－１

5、在a、b两相中都含有A和B两种物质，当达到相平衡时，下列三种情况正确的是： （ ）

ααβαβ(A)?αA??B (B)?A??A (C)?A??B6、 100℃，101 325Pa的液态H2O(l)的化学势ml， 100℃，101 325Pa的气态H2O(g)的化学势mg ，二者的关系为（ ）

(A) m> m (B) m < m (C) m = m

l

g

l

g

l

g

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7 、由A及B双组分构成的a和b两相系统，则在一定T、p下，物质A由a相自发向b相转移的条件为（ ）

βαβαβ(A)?αA??A (B)?A??B (C)?A??B8、 某物质溶于互不相溶的两液相a和b中，该物质在a相以A的形式存在，在b相以A2形式存在，则定温定压下，两相平衡时（ ）

(A)?α(A)??β(A2) (B)?α(A)?2?β(A2) (C)2?α(A)??β(A2)9、 理想液态混合物的混合性质是（ ）

(A)mixV=0， (B)mixV<0， (C) mixV>0， (D) mixV>0，

mixH=0， mixH<0， mixH>0， mixH>0，

mixS>0， mixS<0， mixS=0， mixS<0，

mixG<0 mixG=0 mixG=0 mixG>0

10、 稀溶液的凝固点Tf与纯溶剂Tf*的凝固点比较，Tf

(C)析出的固相是纯溶剂 (D)析出的固相是纯溶质

11、若使CO2在水中的溶解度为最大，应选择的条件是（ ）

(A)高温高压 (B)低温高压 (C)低温低压 (D)高温低压

12、25℃时，CH4(g)在H2O(l)和C6H6(l)中的亨利系数分别为4.18×10Pa和57×10Pa ，则在相同的平衡气相分压p(CH4)下，CH4在水中与在苯中的平衡组成（ ）

(A)x(CH4，水) > x(CH4，苯) ，(B)x(CH4，水) < x(CH4，苯) (C)x(CH4，水) = x(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*< pA， ,mA* >mA

9

6

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(D) Tb*< Tb， pA*> 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39.7K·kg · 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

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）mixH=0 （B）mixS=0 （C）mixA=0 （D）mixG=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

xA:xB=( )

(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，0.01mol·dm-3糖水的渗透压力为Π1, 0.01mol·dm–3食盐水的渗透压为Π2,则 ( )。

(A)Π1＞Π2 (B)Π1＝Π2 (C)Π1＜Π2 (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

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