物理化学二第四章 多组分系统热力学

多组分体系热力学课后习题一、是非题下述各题中的说法是否正确?正确的在题后括号内画“√”,错的画“⨯”1. 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。

（ ）2. 理想混合气体中任意组分B 的逸度B ~p 就等于其分压力p B ~。

（ ）3.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。

（ ） 4.溶剂中溶入挥发性溶质，肯定会引起溶液的蒸气压升高。

（ ） 5.理想溶液中的溶剂遵从亨利定律；溶质遵从拉乌尔定律。

（ ） 6. 理想液态混合物与其蒸气达成气、液两相平衡时，气相总压力p 与液相组成x B 呈线性关系。

（ ）7. 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。

（ ）8. 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（ ）9. 化学势是一广度量。

（ ）10. 只有广度性质才有偏摩尔量（ ）11. )B C C,(,,B ≠⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂n V S n U 是偏摩尔热力学能，不是化学势。

（ ） 二、选择题选择正确答案的编号,填在各题题后的括号内1. 在α、β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：( )。

(A)ααμ=μB A ； (B) βαμ=μA A ； (C) βαμ=μB A 。

2. 理想液态混合物的混合性质是：( )。

(A)Δmix V ＝0，Δmix H ＝0，Δmix S ＞0，Δmix G ＜0；(B)Δmix V ＜0，Δmix H ＜0，Δmix S ＜0，Δmix G ＝0；(C)Δmix V ＞0，Δmix H ＞0，Δmix S ＝0，Δmix G ＝0；(D)Δmix V ＞0，Δmix H ＞0，Δmix S ＜0，Δmix G ＞0。

3. 稀溶液的凝固点T f 与纯溶剂的凝固点*f T 比较，T f <*fT 的条件是：（ ）。

（A ）溶质必需是挥发性的；（B ）析出的固相一定是固溶体；（C ）析出的固相是纯溶剂；（D ）析出的固相是纯溶质。

第三章多组分系统热力学一、填空题1、只有系统的＿＿＿＿性质才具有偏摩尔量。

而偏摩尔量自身是系统的＿＿＿＿性质。

偏摩尔量的值与系统中各组分的浓度＿＿＿＿。

混合适物系统中各组分的同一偏摩尔量间具有两个重要的性质，分别是＿＿＿＿与＿＿＿＿。

2、如同温度是热传导的推动力一样，化学势是＿＿＿＿传递的推动力。

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µi=＿＿＿＿。

3、混合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合物时，△mix S=＿＿0；△mix G＿＿0；△mix H＿＿0；△ix V＿＿0。

5、理想溶液混合时，∆mix V ，∆mix S ，∆mix G ，∆mix H 。

6、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)7、非理想溶液溶质的化学势表示式____，其标准态为____。

8、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)______。

9、理想溶液中任意组分B的化学势：μB=_______________。

10、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__________。

第四章多组分系统热力学4.1有溶剂A 与溶质B 形成一定组成的溶液。

此溶液中B 的浓度为cB ，质量摩尔浓度为bB ，此溶液的密度为。

以MA ，MB 分别代表溶剂和溶质的摩尔质量，若溶液的组成用B 的摩尔分数xB 表示时，试导出xB 与cB ，xB 与bB 之间的关系。

解：根据各组成表示的定义4.2D-果糖溶于水（A ）中形成的某溶液，质量分数，此溶液在20°C 时的密度。

求：此溶液中D-果糖的（1）摩尔分数；（2）浓度；（3）质量摩尔浓度。

解：质量分数的定义为4.3在25°C ，1kg 水（A ）中溶有醋酸（B ），当醋酸的质量摩w ww .k h d a w .c o m 课后答案网尔浓度bB 介于和之间时，溶液的总体积。

求：（1）把水（A ）和醋酸（B ）的偏摩尔体积分别表示成bB 的函数关系。

（2）时水和醋酸的偏摩尔体积。

解：根据定义当时4.460°C 时甲醇的饱和蒸气压是84.4kPa ，乙醇的饱和蒸气压是47.0kPa 。

二者可形成理想液态混合物。

若混合物的组成为二者的质量分数各50%，求60°C 时此混合物的平衡蒸气组成，以摩尔分数表示。

解：质量分数与摩尔分数的关系为w w w .k h d a w .c o m 课后答案网求得甲醇的摩尔分数为根据Raoult 定律4.580°C 是纯苯的蒸气压为100kPa ，纯甲苯的蒸气压为38.7kPa 。

两液体可形成理想液态混合物。

若有苯-甲苯的气-液平衡混合物，80°C 时气相中苯的摩尔分数，求液相的组成。

解：根据Raoult 定律4.6在18°C ，气体压力101.352kPa 下，1dm3的水中能溶解O20.045g ，能溶解N20.02g 。

现将1dm3被202.65kPa 空气所饱和了的水溶液加热至沸腾，赶出所溶解的O2和N2，并干燥之，求此干燥气体在101.325kPa ，18°C 下的体积及其组成。

第二章热力学第一定律一、基本概念系统与环境，状态与状态函数，广度性质与强度性质，过程与途径，热与功，内能与焓。

二、基本定律热力学第一定律：△ U=Q+W焦耳实验：△ U=f(T) ；△ H=f(T)三、基本关系式1、体积功的计算3 W—p e d V 恒外压过程：W=—p e^ V可逆过程：W = nR Tl n& nRTh*2、热效应、焓等容热：Q = △ U (封闭系统不作其他功) 等压热：Q = △ H (封闭系统不作其他功) 焓的定义：H=U+pV ; d H=d U+d( pV)焓与温度的关系：△ H= T. C p dT3、等压热容与等容热容cH 冷H热容定义：5 二(斤)v; C p 二(~H r)p定压热容与定容热容的关系：C p - C v二nR热容与温度的关系：G=a+bT+c' T2四、第一定律的应用1、理想气体状态变化等温过程：△ 1=0 ; △ H=0 ; V=-Q= p e d V等容过程：V=0 ; C= A U= C v dT ；△ H= C p dT等压过程：V=—p e A V ; C=A H= C p dT ；△ L= C v dT可逆绝热过程：C=0 ;利用p2Y=p2V2Y求出T2,V=A U= C v dT；A H= C p dT不可逆绝热过程：C=0 ;利用C/(T：-T i)= —p e(M-V)求出V=A U= C v dT ；△卡C p dT2、相变化可逆相变化：△ H=C=n △—H；W = —p( V2- V)= —pV g= —nRT;△ U=Q+W3、热化学物质的标准态；热化学方程式；盖斯定律；标准摩尔生成焓。

摩尔反应热的求算：反应热与温度的关系一基尔霍夫定律:fm）］p 八BC pm®。

d\ B关于节流膨胀：恒焓过程（1 J-T 称为焦耳一汤姆逊系数第三章热力学第二定律 •、基本概念自发过程与非自发过程 1、热力学第二定律1、热力学第二定律的经典表述克劳修斯，开尔文，奥斯瓦尔德。

物理化学思考题第一章 气体 第二章 热力学第一定律 第三章 热力学第二定律6 第四章 多组分系统热力学 参考答案第一章 气体1． 理想气体模型是分子间____相互作用，分子____占有体积。

2． 真实气体在____条件下，与理想气体状态方程偏差最小。

A 高温高压B 高温低压C 低温高压D 低温低压 3． 判断这种说法对否：在临界点有：（PV∂∂）T=0 4． 在100ºC 下将CO2气体加压，能否使之液化？为什么？ 5． 有关纯气体临界点性质的描述中，下面的说法不正确的是： A 临界温度TC 是气体加压可以使之液化的最高温度； B 在临界参数TC ，PC ，VC 中，VC 是最易测定的；C 在临界点有（V P∂∂）T=0，（22VP ∂∂）r=0； D 在临界点气体和液体有相同的摩尔体积Vm 。

6． 符合范德华方程的气体称为范德华气体，该气体分子间是相互____A 吸引B 排斥C 无相互作用7． 判断对否：范德华常数b 与临界体积VC 成正比关系。

8． 101.325KP a ，100℃的水蒸气的压缩因子Z____1。

（〈，=，〉）9． 1molA 气体（理想气体）与1molB 气体（非理想气体）分别在两容器中，知PAVA=PBVB ，其温度均低于临界温度。

TA____TB （〈，=，〉）10． 抽取某液体的饱和气体，体积V 。

；恒温下使压力降低一半，则其体积为V1。

V 。

与V1的关系为____。

A 2 V 。

= V1 B 2 V 。

> V1 C 2 V 。

< V111.101.325KPa,100℃的1mol 理想气体体积为30.6dm 3,该温度压力下的1mol 水蒸气的体积Vm____30.6dm 3（〈，=，〉）12．在临界点（rP Z∂∂）T r=____(0,1,∞) 13.高温高压下实际气体适合的状态方程是____ A PV=bRT B PV=RT+b C PV=RT-b D PV=RT+bP E PV=RT-bP （b 为正常数）14．氧气钢瓶是____色，钢瓶的螺扣，表头不能用____密封，钢瓶内的气体能否用到压力表指示为零____，压力表指示为1.0MPa 时，钢瓶内气体的绝对压力等于____。

物理化学核心教程（第二版）沈文霞编科学出版社-课后习题详解第四章第四章多组分系统热力学三．思考题参考答案1．偏摩尔量与摩尔量有什么异同？答：对于单组分系统，只有摩尔量，而没有偏摩尔量。

或者说，在单组分系统中，偏摩尔量就等于摩尔量。

只有对多组分系统，物质的量也成为系统的变量，当某物质的量发生改变时，也会引起系统的容量性质的改变，这时才引入了偏摩尔量的概念。

系统总的容量性质要用偏摩尔量的加和公式计算，而不能用纯的物质的摩尔量乘以物质的量来计算。

2．什么是化学势？与偏摩尔量有什么区别？答：化学势的广义定义是：保持某热力学函数的两个特征变量和除B 以外的其他组分不变时，该热力学函数对B物质的量nB求偏微分。

通常所说的化学势是指它的狭意定义，即偏摩尔Gibb自由能，即在等温、等压下，保持除B以外的其它物质组成不变时，Gibb自由能随B物质的量的改变的变化率称为化学势。

用公式表示为：GBnBT,p,nC(CB)偏摩尔量是指，在等温、等压条件下，保持除B以外的其余组分不变，系统的广度性质某随组分B的物质的量nB的变化率，称为物质B的某种广度性质某的偏摩尔量，用某B表示。

也可以看作在一个等温、等压、保持组成不变的多组分系统中，当nB1mol时，物质B所具有的广度性质某B，偏摩尔量的定义式为某某BnBT,p,nC(CB)def化学势与偏摩尔量的定义不同，偏微分的下标也不同。

但有一个例外，即Gibb自由能的偏摩尔量和化学势是一回事，狭意的化学势就是偏摩尔Gibb自由能。

3．Roult定律和Henry定律的表示式和适用条件分别是什么？答：Roult定律的表示式为：pApA某A。

式中某某pA为纯溶剂的蒸气压，pA为溶液中溶剂的蒸气压，某A为溶剂的摩尔分数。

该公式用来计算溶剂的蒸气压适用条件为：定温、稀溶液、非挥发性溶质，后来推广到液态混合物。

Henry定律的表示式为：pBpA。

k某,B某Bkm,BmBkc,BcB。

式中k某,B，km,B和kc,B分别是物质B用不同浓度表示时的Henry系数，Henry系数与温度、压力、溶质和溶剂的性质有关。