第四章--多组分系统热力学习题

选择题

1. 在和101325Pa•下水的化学势与水蒸气化学位的关系为 (A) μ(水)＝μ(汽) (B) μ(水)＜μ(汽) (C) μ(水)＞μ(汽) (D) 无法确定 答案：A。两相平衡，化学势相等。 2．下列哪种现象不属于稀溶液的依数性 (A) 凝固点降低 （B）沸点升高 (C) 渗透压 （D）蒸气压升高

^

答案：D。稀溶液的依数性之一为蒸气压下降。

3．98K时，A、B两种气体在水中的亨利常数分别为 k1和 k2，且k1＞ k2，则当P1＝P2时，A、B在水中的溶解量C1 和 C2 的关系为

(A) C1＞ C2 (B) C1＜ C2 (C) C1＝ C2 (D) 不能确定 答案：B

4．将非挥发性溶质溶于溶剂中形成稀溶液时，将引起

(A) 沸点升高 (B) 熔点升高 (C) 蒸气压升高 (D) 都不对

答案：A。稀溶液的依数性包括沸点升高、凝固点下降、蒸气压下降和渗透压。 5. 涉及纯物质标准状态的下列说法中不正确的是

(A) 纯理想气体的标准状态就是标准压力P(100KPa)下的状态 (B) 纯液体物质的标准状态就是标准压力P(100KPa)下的纯液体 —

(C) 纯固体物质的标准状态就是标准压力P(100KPa)下的纯固体

(D) 不同的物质在相同温度下都处于标准状态时，它们的同一热力学函数值都应相同 答案：D

6. 稀溶液的依数性包括蒸汽压下降、沸点升高、凝固点降低和渗透压,下面的陈述都与它们有关,其中正确的是

(A) 只有溶质不挥发的稀溶液才有这些依数性 (B) 所有依数性都与溶液中溶质的浓度成正比 (C) 所有依数性都与溶剂的性质无关 (D) 所有依数性都与溶质的性质有关 答案：B

7. 关于亨利系数, 下面的说法中正确的是 !

(A) 其值与温度、浓度和压力有关

(B) 其值只与温度、溶质性质和浓度标度有关 (C) 其值与溶剂性质、温度和浓度大小有关

(D) 其值与温度、溶剂和溶质的性质及浓度标度等因素都有关 答案：D

8. 定义偏摩尔量时规定的条件是

(A) 等温等压 (B) 等熵等压

(C) 等温, 溶液浓度不变 (D) 等温等压, 溶液浓度不变 答案：D

9. 关于偏摩尔量, 下面的说法中正确的是

~

(A) 偏摩尔量的绝对值都可求算

(B) 系统的容量性质才有偏摩尔量

(C) 同一系统的各个偏摩尔量之间彼此无关 (D) 没有热力学过程就没有偏摩尔量 答案：B

10. 关于偏摩尔量, 下面的叙述中不正确的是 (A) 偏摩尔量是状态函数, 其值与物质的数量无关 (B) 系统的强度性质无偏摩尔量

(C) 纯物质的偏摩尔量等于它的摩尔量 (D) 偏摩尔量的数值只能为整数或零

-

答案：D

11. 影响沸点升高常数和凝固点降低常数值的主要因素是 (A) 溶剂本性 (B) 温度和压力 （C）溶质本性 (D) 温度和溶剂本性

答案：A。由沸点升高常数KbR(Tb)MA/vapHm,A可以看出。 12. 涉及稀溶液依数性的下列表述中不正确的是

(A) 在通常实验条件下依数性中凝固点降低是最灵敏的一个性质 (B) 用热力学方法推导依数性公式时都要应用拉乌尔定律 (C) 凝固点公式只适用于固相是纯溶剂的系统 (D) 依数性都可以用来测定溶质的相对分子量

*2?

答案：A

13. 在等质量的水、苯、氯仿和四氯化碳中分别溶入100g非挥发性物质Ｂ，已知它们的沸点升高常数依次是, , , ，溶液沸点升高最多的是

(A) 氯仿 (B) 苯 (C) 水 (D)四氯化碳

答案：D。由沸点升高公式TbKbbB可以看出。 14. 涉及溶液性质的下列说法中正确的是 (A) 理想溶液中各组分的蒸气一定是理想气体 (B) 溶质服从亨利定律的溶液一定是极稀溶液

(C) 溶剂服从拉乌尔定律, 其蒸气不一定是理想气体 (D) 溶剂中只有加入不挥发溶质其蒸气压才下降 答案：C

-

15. 二元溶液，B组分的Henry系数等于同温度纯B的蒸汽压。按Raoult定律定义活度系数

(A) 1 A > B (B)A = B = 1 (C)B > A (D) A B

答案：B

16. 两液体的饱和蒸汽压分别为p*A，p*B ，它们混合形成理想溶液，液相组成为x，气相组成为y，若 p*A > p*B ， 则：

(A)yA > xA (B)yA > yB (C)xA > yA (D)yB > yA 答案：A

17. 已知373K时液体A的饱和蒸气压为，液体B的饱和蒸气压为。设A和B形成理想溶液，当溶液中A的物质的量分数为时，在气相中A的物质的量分数为：

(A)1 (B) 1/2 (C) 2/3 (D) 1/3 答案：C

18. 298K时，HCl(g,Mr=溶解在甲苯中的亨利常数为245kPa·kg·mol-1,当HCl(g)在甲苯溶液中的浓度达2%时，HCl(g)的平衡压力为： 、

(A) 138kPa (B) (C) (D) 49kPa

答案：A

19. 真实气体的标准态是：

(A) f = p 的真实气体 (B) p = p 的真实气体 (C) f = p 的理想气体 (D) p = p 的理想气体 答案：D

20. 下述说法哪一个正确 某物质在临界点的性质 (A) 与外界温度有关 (B) 与外界压力有关

(C) 与外界物质有关 (D) 是该物质本身的特性 答案：D

/

21. 今有298K，p 的N2[状态I]和323K，p 的N2[状态II]各一瓶，问哪瓶N2的化学势大

(A) μ(I)>μ(II) (B) μ(I)<μ(II) (C) μ(I)=μ(II) (D) 不可比较

答案：A。因为GS，S＞0故温度升高Gibbs函数下降。 TP22. 在298K、p下，两瓶含萘的苯溶液，第一瓶为2dm3 (溶有萘)，第二瓶为1dm3 (溶有萘)，若以μ1和μ2 分别表示两瓶中萘的化学势，则

(A)μ1 = 10μ2 (B)μ1 = 2μ2 (C)μ1 = 1/2μ2 (D)μ1 = μ2

答案：D。化学热仅与浓度有关,而与物质量的多少无关。

23. 298K，p 下，苯和甲苯形成理想液体混合物，第一份溶液体积为2dm3，苯的物质的量为，苯的化学势为μ1，第二份溶液的体积为1dm3，苯的物质的量为，化学势为μ2, 则

(A) μ1 >μ2 (B)μ1 < μ2 (C)μ1 = μ2 (D) 不确定

答案：B。由BBRTlnxB知浓度高者化学势大。

~

24. 有下述两种说法：

(1) 自然界中，风总是从化学势高的地域吹向化学势低的地域 (2) 自然界中，水总是从化学势高的地方流向化学势低的地方 上述说法中，正确的是：

(A)(1) (B)(2) (C)(1)和(2) (D)都不对 答案：A

25. 2mol A物质和3mol B物质在等温等压下混和形成液体混合物，该系统中A和B的

－

偏摩尔体积分别为 10-5m3·mol-1, 105m3·mol-1, 则混合物的总体积为：

(A) 10-5m3 (B)10-5m3 (C)10-4m3 (D) 10-5m3

答案：C。V＝nAVA+nBVB。

26. 主要决定于溶解在溶液中粒子的数目，而不决定于这些粒子的性质的特性叫

.

(A) 一般特性 (B) 依数性特征 (C) 各向同性特征 (D) 等电子特性 答案：B

27. 已知水在正常冰点时的摩尔熔化热fusHm =6025J·mol-1，某水溶液的凝固点为, 该溶液的浓度xB为：

(A) (B) (C) (D)

答案：B。计算公式为lnxAfusHm11。 *RTfTf28. 已知H2O(l)在正常沸点时的气化热为·mol-1，某不挥发性物质B溶于H2O(l)后，其沸

点升高10K，则该物质B在溶液中的物质的量为：

(A) (B) (C) (D)

vapHm11答案：A。计算公式为lnxA。

RTbTb*29. 现有4种处于相同温度和压力下的理想溶液： (1) 蔗糖溶于80mL水中，水蒸气压力为p1

》

(2) 萘溶于80mL苯中，苯蒸气压为p2

(3) 葡萄糖溶于40mL水中，水蒸气压为p3 (4) 尿素溶于80mL水中，水蒸气压为p4 这四个蒸气压之间的关系为：

(A) p1 p2 p3 p4 (B) p2 p1 p4 p3 (C) p1 p2 p4 (1/2)p3 (D) p1 p4 2p3 p2 答案：B

30. 两只各装有1kg水的烧杯，一只溶有蔗糖，另一只溶有，按同样速度降温冷却，则： (A) 溶有蔗糖的杯子先结冰 (B) 两杯同时结冰

|

(C) 溶有NaCl的杯子先结冰 (D) 视外压而定

答案：A。因为NaCl完全解离，相当于溶质的浓度增大，故凝固点降低更多。

31. 沸点升高，说明在溶剂中加入非挥发性溶质后，该溶剂的化学势比纯剂的化学势： (A) 升高 (C) 相等 (B) 降低 (D) 不确定 答案：B。

32. 液体B比液体A易于挥发，在一定温度下向纯A液体中加入少量纯B液体形成稀溶液，下列几种说法中正确的是：

(A) 该溶液的饱和蒸气压必高于同温度下纯液体A的饱和蒸气压。 (B) 该液体的沸点必低于相同压力下纯液体A的沸点。

(C) 该液体的凝固点必低于相同压力下纯液体A的凝固点(溶液凝固时析出纯固态A)。

—

(D) 该溶液的渗透压为负值。 答案：C

33. 在288K时H2O(l)的饱和蒸气压为1702Pa, 的不挥发性溶质B溶于0.540kg H2O时，蒸气压下降42Pa，溶液中H2O的活度系数γx应该为：

(A) (B) (C) (D)

答案：D。根据拉乌尔定律计算。即pApAAxA。

34. 在300K时，液体A与B部分互溶形成 和 两个平衡相，在 相中A的物质的量，纯A的饱和蒸气压是22kPa，在 相中B的物质的量为，将两层液相视为稀溶液，则A的亨利常数为：

(A) (B) 200kPa (C) 170kPa (D)

答案：C。α相中pApAxA,β相中pAkAxA，A在两相中的蒸气压应相等，有

**p*AxAkA(1xB)。

问答题

】

1．下列说法是否正确，为什么

(1) 系统所有广延性质都有偏摩尔量。

(2) 理想液态混合物各组分分子间没有作用力。

(3) 由纯组分混合成理想液态混合物时没有热效应，故混合熵等于零。 (4) 任何一个偏摩尔量均是温度、压力和组成的函数。 (5) 亨利系数与温度、压力以及溶剂和溶质的性质有关。 答：(1) 不正确。例如，热容为广延性质并没有偏摩尔量。

(2) 不正确。理想液态混合物各组分分子间不是没有作用力，而是作用力大小相等。 (3) 不正确。虽理想液态混合物混合时没有热效应，但混合后混乱度增加，故熵增加。

《

(4) 正确。

(5) 不正确。亨利系数与温度以及溶剂和溶质的性质有关，但与压力无关。 2．由A和B组成的溶液沸腾时必然要A和B的分压分别等于。此种说法对吗

答：不对。A和B组成的溶液沸腾时应该是A和B的分压之和，即溶液的总压等于。 3．是否一切纯物质的凝固点都随外压的增大而下降 答：由Clapeyron方程

dTTV可知，凝固过程的ΔH总是负值，但ΔV因物质而异，dpH若凝固过程体积减小，则ΔV＝V（固）－V（液）＜0。这时纯物质的凝固点都随外压的增

大而升高。若凝固过程体积增大，则ΔV＝V（固）－V（液）＞0。这时纯物质的凝固点都随外压的增大而下降，例如水就是如此。

4．纯物质在恒压下G－T曲线应该是凹的还是凸的 答：可借二阶导数来判断由dG＝－SdT＋Vdp可得

GSpT(CpdT/T)Cp2GS2TTTPTp

2G因为Cp总是正值，故＜0。由此可以判断曲线只能是凸的。 2Tp·

88G6G6246246TT图 a. 错 误 的 G－T 曲 线图 b. 正 确 的 G－T 曲 线

5．是否任何溶质的加入都能使溶液的沸点升高 答：加入的溶质必须是非挥发性的溶质才使溶液的沸点升高。假如别入的溶质使溶液的蒸气压高于溶剂，就会使溶液的蒸气压在较低的温度达到大气的压力，即101325Pa而使沸点下降。

6．参与反应的物质的活度的标准态不同是否会影响反应的ΔG0值，平衡常数K0值

答：若活度所选的标准态不同，B值就不同，故K0会随标准态的不同而不同。 7．“p趋近于零时，真实气体趋近于理想气体”。此种说法对吗“xB趋近于零时，真实溶液趋近于理想溶液”。此种说法对吗

答：理想气体的基本假设是分子间没有作用力，分子没有体积。任何真实气体当压力趋近于零时，分子间的距离就很大，因此分子间的相互作用将减弱到可以忽略不计。在压力趋近于零时，分子本身所占的体积与与气体的体积相比亦可以忽略不计。因此当p趋近于零时，真实气体趋近于理想气体的说法是正确的。理想溶液的分子假定是组成溶液的分子A和分子B的体积相同，各分子间的相互作用力亦相同。故理想溶液各组成在全部浓度范围内均符合拉乌尔定律。当xB趋近于零时，xA则趋近于1。此时，组分B符合亨利定律，而组分A符合拉乌尔定律。因此，xB趋近于零时，真实溶液趋近于理想溶液的说法是不妥的。溶液是

0否是理想溶液主要取决于溶液中各组分的性质是否相似而不是溶液的高低。

8．为什么说稀溶液中若溶剂服从拉乌尔定律则在相同浓度范围内的溶质服从亨利定律。 答：恒温恒压条件下，若浓度为xA至xA→1的浓度范围内服从拉乌尔定律则由

pApAxA得

lnpAlnpAlnxA 对xA微分得 lnpAlnxA1 xxxAT,pAT,pAlnpA1

lnxAT,p或 将此公式代入Duhem-Margules公式得 lnpAlnpB1

lnxlnxAT,pBT,p或 dlnpBdlnxB

在相同浓度范围内，即溶质的浓度从xB→0的不定积分为 lnpBlnxBC 或 pBkxB

即在相同浓度范围内的溶质服从亨利定律。