《物理化学》复习题(8)

2019-06-11 17:54

5、在373K时,己烷和辛烷能形成理想混合物,己烷的蒸气压为245.0kPa,辛烷为47.10kPa。若某组成的该液态混合物,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3.17kPa,而某非挥发性溶质的水溶液的蒸气压为3.131kPa,问该溶液的渗透压为多少?

7、在373K时,某溶液中水的蒸气压为93.726kPa,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)=0.497)的汞蒸汽压为0.43 p* (Hg)。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?(0.871,4.16kJ·mol-1)

9、在298.15K,1p0下,1mol苯与1mol甲苯形成理想溶液,试求此过程的ΔmixV,ΔmixH,ΔmixS,ΔmixG和ΔmixF。

10、293K时,NH3与H2O按1:8.5组成的溶液A上方的蒸气压为10.64kPa,而按1:21组成的溶液B上方的蒸气压为3.597kPa。

(1)293K时,从大量的溶液A中转移1molNH3到大量的溶液B中的ΔGm为多少?

(2)293K时,若将101.325kPa的1molNH3溶解于大量的溶液B中,求ΔGm为多少?

11、计算300K时,(1)从大量的等物质量的A和B的理想混合物中分离出1mol纯A过程的ΔG1;(2)若混合物中各含2molA和B,从中分离出1mol纯A时ΔG2又为多少?

答案 一、填空题

1、广延;强度;有关;集和性;依赖性;

??H2、物质;系统中各组分在各相中的化学势相等;???n?i0?T??RTln3、?B??B????S,P,nj?i

pB**??;???T,P?RTlnX;???BBBAA?T,P??RTlnXA 0p4、>; <; =; =

5、= 0,>0,<0, = 0。 6、=; <; <; <; >

7、?i??i0?l??RTlnrixixi?1,ri?1时的?i0?l? 8、μB(l)=μB(g);减小,减小得慢 9、μB=μB*(T,p)+RTlnxB 10、μ1=μ2。 11、高 二、简答题

1、题中的ΔV值不符合偏摩尔体积的定义,因V(H2SO4)=(?V/?n)T,P,nH2O,应强调等温等压。2、?B(l,T,p)--T,p时液态混合物中组分B的化学势。

*(l,T,p)--T,p时液态纯B的化学势。 ?B0(l,T)--T,pθ下,液态混合物中B的标准化学势。 ?B0(g,T)--T,pθ下,气态混合物中B的标准化学势。 ?B3、(3),该式指出了实际溶液中B组分在不同浓度单位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同溶质本身的性质无关,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、不一定准确,因如果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,如果溶质是非挥发性的,则题述结果正确。

6、溶液蒸汽压上升,沸点下降,冰点与渗透压与公式相符,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。

07、在理想混合物中为?B(T)=?B(T)+RT㏑XB 0在非理想混合物中为?B(T)=?B(T)+RT㏑aB

相同点(1)数学式形式相同 (2)标准态相同

不同点为理想混合物中直接引用浓度XB,而非理想混合物需引用活度aB,活度aB=?BXB,?B为活度系数。

8、不对,真实气体的标准态是指定p=101325Pa而其性质又符合理想气体的状态,而真实气体f=P0(101325Pa)的状态,逸度系数不一定为1,所以f=P0的真实气体不一定是标准态。

??V?9、不是。偏摩尔体积的定义式为Vi??,其意义是在一定温度和压??n???i?T,P,nj力下,某一定浓度的溶液中,1moli组分对系统总体积的贡献。不能把Vi理解为分体积,因为在有的系统中,Vi是负值,意味着i物质的加入,会引起总体积的减少。

10、偏摩尔量是为与T,P及浓度有关的强度性质,当T,P及浓度一定时,它与物质的数量无关。

三、综合题

1、解:设nA+nB=1mol,则nA=0.4mol,nB=0.6mol。 V=nAVA+nBVB

(0.4×18+0.6×46)/0.8494=0.4VA+0.6×57.5 VA=16.18ml·mol-1

2、解:(1)根据拉乌尔定律 pA=pA*xA,pB=pB*(1-xA) p=pA+pB=pA*xA+pB*(1-xA)

101.325×105=2.45×105xA+4.72×104(1-xA) xA=0.274

(2)pA=0.274×2.45×105Pa=0.6713×105Pa 根据道尔顿分压定律pA=pyA

yA=pA/p=0.6713×105/1.013×1050=0.663 3、解:p=pA+pB=pA*xA+pB*(1-xA) 101.3×105=6.80×104xA+1.19×105(1-xA)

xA=0.342,xB=0.658

yA=pA/p= pA*xA/p=6.80×104×0.342/(101.3×105)=0.230,yB=0.770 4、解:xA=nA/n=(WA/MA)/n, xB=nB/n=(WB/MB)/n ∴xA/xB= MB/MA=32/46=0.696 ∵xA+xB=1

∴xA=0.41,xB=0.59

pA=pA*xA=4.70×104×0.41Pa=1.927×104Pa pB=pB*xB=8.33×104×0.59Pa=4.915×104Pa p=pA+pB=6.842×104Pa

yA=pA/p=1.927×104/(6.842×104)=0.282,yB=0.718 5、解:己烷在液相的物质的量为X,则正常沸腾时有 245.0X+ 47.10(1–X)=101.3

解之,X=0.274,故X(己烷)=0.274; X(辛烷)=0.726 蒸气压p(己烷)=245.0×0.274=67.1 p(辛烷)=47.10×0.726=34.1

气相组成X(己烷)=67.1/101.3=0.662 X(辛烷)=34.1/101.3=0.3386、解: X(A)=p(A)/p*(A)=3.131/3.171=0.9874

?VA=-RT㏑XA=-3.314×298㏑0.9874=31.46J·mol-1 ?=31.46/VA=31.46/(18 ×10-6)=1747kPa 7、解:ax(H2O)=93.726/101.305=0.925

μ=μ-μ﹡=RT ㏑ax(H2O)=3.314×373㏑0.925=-241.7J·mol-1 8、解:

p(Hg)=p*(Hg)?x(Hg)=0.433p*(Hg) αx(Hg)=0.433

βx(Hg)=0.433/0.497=0.871

Gm=μ*(Hg)- μ(Hg)=-RT㏑?x(Hg)=4175J·mol-1 9、解:因形成理想溶液,有: ΔmixV=0 ΔmixH=0

K?1> 0 ?mixS?-R?nilnxi??R(ln0.5?ln0.5)?11.53J·i?mixG?RT?nilnxi??3436J

i?mixF??mix(G?pV)

??mixG?p?mixV(因恒压过程) ??mixG??3436J(因?mixV=0)

10、解:(1)?Gm??B(NH3,g)??A(NH3,g)?RTln(pB/pA)

??8.314?293ln(3.597/10.64)?J·mol?1

??2642J·mol?1

(2)?Gm??B(NH3,g)??*(NH3,g)?RTlnpB/p*(NH3,g)

????8.314?293ln(3.597/101.325)?J·mol?1

??8312J·mol?1

11、解:(1)?G1??*A??A??RTlnxA

?(?8.314?300ln0.5)J·mol?1?1729J·mol?1 (2)设计如下过程来求解?ΔmixG2 A, B混合物 各2mol ?G2 A , B 1mol 1mol A 1mol + ?mixG(1) A 2mol + B 2mol ?mixG(2)


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