物化核心教程习题答案 下载本文

第 六 章 相平衡

4. 什么是稀溶液的依数性?稀溶液有哪些依数性?

答: 稀溶液依数性是指在溶剂的种类和数量固定后,这些性质只取决于所含溶质粒子的数目,而与溶质的本性无关。

稀溶液中由于溶剂的蒸气压降低,因而导致如下依数性质:

(1)凝固点下降;(2)沸点升高;(3)渗透压。

5. 溶液的化学势等于溶液中各组分的化学势之和,这样说对不对?

答:不对。化学势是某组分的偏摩尔Gibbs自由能。溶液中可以分为溶剂的化学势或溶质的化学势,而没有整个溶液的化学势。

6. 对于纯组分,它的化学势就等于其Gibbs自由能,这样说对不对?

答: 不对,至少不完整。应该说某纯组分的化学势等于其摩尔Gibbs自由能。

7. 在同一稀溶液中,溶质B的浓度可用xB,mB和cB表示,则其标准态的选择也就不同,那相应的化学势也不同,这样说对不对?

答:不对。浓度表示方式不同,则所取标准态也不同,它们的标准态时的化学势是不相等的。但是,B物质在该溶液中的化学势只有一个数值,是相同的。

8. 二组分理想溶液的总蒸气压,一定大于任一组分的蒸气分压,这样说对不对? 答: 对。因为二组分理想溶液的总蒸气压等于两个组分的蒸气压之和。 9. 在室温下,物质的量浓度相同的蔗糖溶液与食盐水溶液的渗透压是否相等?

答: 不相等。渗透压是溶液依数性的一种反映。依数性只与粒子的数目有关,而与粒子的性质无关。食盐水中,NaCl会离解成两个离子,所以物质的量浓度相同的食盐水的渗透压可以是蔗糖溶液的两倍。 10. 农田中施肥太浓时植物会被烧死。盐碱地的农作物长势不良,甚至枯萎,试解释其原因?

答: 这是由于水份在庄稼体内和土壤中化学势不等,发生渗透造成的。当土壤中肥料或盐类的浓度大于在植物中的浓度时,水在植物中的化学势比在土壤中的要高,水就要通过细胞壁向土壤中渗透,所以植物就会枯萎,甚至烧死。

11. 液态物质混合时,若形成液态混合物,这时有哪些主要的混合性质?

答: 混合时体积不变,总体积等于各个液态物质体积的加和;内能不变;焓值不变;混合熵增加;混合Gibbs自由能下降,即:

?mixV?0, ?mixU?0, ?mixH?0, ?mixS>0, ?mixG<0

12. 北方人冬天吃冻梨前,将冻梨放入凉水中浸泡,过一段时间后冻梨内部解冻了,但表面结了一层薄冰。

试解释原因?

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第 六 章 相平衡

答:凉水温度比冻梨温度高,可使冻梨解冻。冻梨含有糖分,故冻梨内部的凝固点低于水的冰点。当冻梨内部解冻时,要吸收热量,而解冻后的冻梨内部温度仍略低于水的冰点,所以冻梨内部解冻了,而冻梨表面上仍凝结一层薄冰。 二、概念题 题号 选项 题号 选项 1 C 9 B 2 A 10 D 3 B 11 C 4 C 12 A 5 B 13 A 6 D 14 C 7 B 15 D 8 B 1. 2 mol A物质和3 mol B物质在等温、等压下,混合形成理想液态混合物,该系统中A和B的偏摩尔体积分别为1.79×10-5 m3?mol-1,2.15×10-5 m3?mol-1 ,则混合物的总体积为( )。

(A)9.67×10-5 m3 (B)9.85×10-5 m3 (C)1.003×10-4 m3 (D)8.95×10-5 m3 答:(C)运用偏摩尔量的集合公式(V?nAVA?nBVB)。 2. 下列偏微分中,能称为偏摩尔量的是( )。

(A)???V???n?B?T,p,n

(B)?C?C?B???H???n?B?S,p,n

C?C?B?(C)???G????nB?p,V,n (D)?C?C?B???S????nB?T,H,n

C?C?B?答:(A)偏摩尔量定义。

??X?X?? ???nB?T,p,nC?C?B?3. 下列偏微分中,不是化学势的是( )。

??H??U

(A)((B)? )S,V,nC(C?B)??n?nB?B?T,p,nC?C?B?(C)(?G?A)T,p,nC(C?B) (D)()T,V,nC(C?B) ?nB?nB答:(B)广义的化学式:

?U?H?A?G?B?()S,V,nC(C?B)?()S,p,nC(C?B)?()T,V,nC(C?B)?()T,p,nC(C?B)?nB?nB?nB?nB4. 已知373 K时,液体A的饱和蒸气压为133.24 kPa,液体B的饱和蒸气压为66.62 kPa。设A和B 形成理想液态混合物,当A在溶液中的摩尔分数为0.5时,在气相中A的摩尔分数为( )。

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(A)1 (B)

12 (C)

23 (D)

1 3答:(C)用Roult定律算出总蒸气压,再把A的蒸气压除以总蒸气压。

?????1?xA??133.24?0.5?66.62??1?0.5??99.93kPa p?pAxA?pBxB?pAxA?pB?pApAxA133.24?0.52yA????

pp99.9335. 298 K,标准压力下,苯和甲苯形成理想液态混合物。第一份混合物体积为2 dm3,苯的摩尔分数为0.25,苯的化学势为?1,第二份混合物的体积为1 dm3,苯的摩尔分数为0.5,化学势为μ2,则( )。

(A)?1>μ2 (B)?1<μ2 (C)?1=μ2 (D)不确定

答:(B)化学势是偏摩尔Gibbs自由能,是强度性质,与混合物的总体积无关,而与混合物的浓度有关。第一份的浓度低于第二份的浓度,故化学势小。 6. 在温度 T 时,纯液体 A 的饱和蒸气压为

***,化学势为?A,并且已知在大气压力下的凝固点为 Tf,pA当 A 中溶入少量与 A 不形成固态溶液的溶质而形成为稀溶液时,上述三物理量分别为 则( )。

(A)

**pApA,?ATf **pA>pA,?A>?A, Tf*>Tf

pA,?A和Tf ,

(B)(C)

(D)

答:(D)纯液体 A 的饱和蒸气压和化学势比稀溶液中的大,加入溶质后,稀溶液的凝固点会下降。 7. 在 298 K 时,A和B两种气体单独在某一溶剂中溶解,遵守Henry定律,Henry常数分别为 kA和 kB,且知 kA> kB,则当 A 和 B 压力(平衡时的)相同时,在一定量的该溶剂中所溶解的关系为( )。

(A)A 的量大于 B 的量 (B)A 的量小于 B 的量 (C)A 的量等于 B 的量 (D)A 的量与 B 的量无法比较 答:(B)根据Henry定律,当平衡压力相同时,Henry常数大的溶解量反而小。

8. 在400 K时,液体A的蒸气压为 4×104Pa,液体B的蒸气压为 6×104Pa,两者组成理想液态混合物,

平衡时溶液中A的摩尔分数为0.6,则气相中B的摩尔分数为( )。

(A)0.60 (B)0.50 (C)0.40 (D)0.31 答:(B)用Roult定律算出总蒸气压,再把B的蒸气压除以总蒸气压。

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9. 在50℃时,液体A的饱和蒸气压是液体B饱和蒸气压的3倍,A和B两液体形成理想液态混合物。气液平衡时,在液相中A的摩尔分数为0.5,则在气相中B的摩尔分数为( )。

(A)0.15 (B)0.25 (C)0.50 (D)0.65 答:(B)用Roult定律算出总蒸气压,再把B的蒸气压除以总蒸气压。

10. 298 K,标准压力下,两瓶含萘的苯溶液,第一瓶为2 dm3(溶有0.5 mol萘),第二瓶为1 dm3(溶有

0.25 mol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=

12μ2 (D)μ1=μ2

答:(D)化学势是偏摩尔Gibbs自由能,是强度性质,与混合物的总体积无关,而与混合物的浓度有关。两份的浓度相同,故化学势相等。

11. 在273K,200kPa时,H2O(l)的化学势为μ(H2O,l),H2O(s)的化学势为μ(H2O,s),两者的大小关系为( )。

(A)μ(H2O,l)> μ(H2O,s) (B)μ(H2O,l)= μ(H2O,s) (C)μ(H2O,l)< μ(H2O,s) (D)无法比较

答:(C)压力大于正常相变化的压力,压力增大有利于冰的融化,冰的化学势大于水的化学势。 12. 两只烧杯各有 1 kg水,向 A 杯中加入 0.01 mol 蔗糖,向 B 杯内溶入0.01 mol NaCl,两只烧杯按同样速度冷却降温,则有( )。

(A)A 杯先结冰 (B)B 杯先结冰

(C)两杯同时结冰 (D)不能预测其结冰的先后次序

答:(A)稀溶液的依数性只与粒子数有关,而与粒子的性质无关。B 杯内溶入 NaCl,NaCl解离,其粒子数几乎是A 杯中的两倍,B 杯的凝固点下降得多,所以A 杯先结冰。

13. 在恒温抽空的玻璃罩中,封入两杯液面相同的糖水(A杯)和纯水(B杯)。经历若干时间后,两杯液面的高度将是( )。

(A)A 杯高于 B 杯 (B)A 杯等于 B 杯 (C)A 杯低于 B 杯 (D)视温度而定

答:(A) 纯水的饱和蒸气压大于糖水,纯水不断蒸发,蒸气在含糖水的A 杯中不断凝聚,所以A 杯液面高于 B 杯。

14. 冬季建筑施工中,为了保证施工质量,常在浇注混凝土时加入少量盐类,其主要作用是( )。

(A)增加混凝土的强度 (B)防止建筑物被腐蚀 (C)降低混凝土的固化温度 (D)吸收混凝土中的水份

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