物理化学考试题库完整
100?1036.7?10?8.314?298?lnp*3
p*?6.720kPa?6720Pa
45、已知298K时,纯水的饱与蒸汽压为3167Pa。试讨论说明加入
气相:T,p
惰性气体使水的外压达P?100KPa时,水的饱与蒸汽压又就是多少。 纯A的蒸汽压pA
g解:如右图所示,这涉及液体的蒸汽压与与外压的关系问题。为讨 ?*A（T,pA,xA）论方便,设液体A处于惰性气体(既不溶于A,也不与A反应)中, 液体A:T,p
l在温度为T、压力为p时与其蒸汽达平衡,有 ?*A（T,p）??A（T,pA,xA） ?A（T,p）
设气象为理想混合气体,则
*l*g??A（T）?RTln（pA/p） ?A（T,pA,xA）
所以
*g*g???A（T）?RTln（pA/p） ?A（T,p）
定温下,上式两边对p微商,得
l???*???ln?（pA/p?）A（T,p）?RT ????
?p?p??T??T*l*g?即
或写成
V*lm,A??ln(pA/p?)??RT??
?p??T??ln(pA/p?)?1*l ??Vm,A ??p??RT1*lVm,A很小,所以纯A的蒸汽压pA随外压p的变化很小。将上式写成 RT1?Vm,Adp dln(pA/p)?RT因
当外压由p1?p2液体A的蒸汽压由
*pA1?pA2,并视Vm,lA为常数,积分上式
pA2 ?pA1dln(pA/得
1P2p)?Vm,A?p1dp
RT?*lpA2Vm,Aln?(P2?P1)
pA1RT应用该积分式可解释当外压为p时水的饱与蒸汽压问题。查得水的
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*Vml?18.016cm3?mol?1,无惰性气体时p1?pA1?3167Pa,有惰性气体时
p2?p?105Pa,则上式为
pA218.016?10?6ln?(105?3167) 31678.314?298pA2?3169Pa
?结果说明:298K时,外压为p时纯水的饱与蒸汽压与无外压时纯水的蒸汽压基本无变化。
由以上讨论可以理解,当外压p?p时,pB?pB,所以理想溶液中组分B的标准态化学势
***??B(T,pB)??B(T,p)??B(T,p)
?***?B(T,pB)所处的状态可以认为就是温度为T、压力为p?时纯液体B的状态。
46、 判断下列过程的Q、W、△U、△H、△S、△G值的正负。 ( 1)理想气体自由膨胀。 ( 2)两种理想气体在绝热箱中混合。
解:
过程 (1) (2) Q 0 0 W 0 0 △U 0 0 △H 0 0 △S > 0 >0 △G <0 <0 47、 说明下列各式的适用条件。 ( 1) △G = △H一T△S;(2)dG ＝一SdT + Vdp (3)-△G = -W?
答:公式(1):封闭体系的定温过程
公式(2):不作其她功、均相、纯组分(或组成不变的多组分)的封闭体系 公式(3):封闭体系、定温、定压的可逆过程。
48、 298K时,1mol 理想气体从体积10dm膨胀到20dm,计算(1)定温可逆膨胀;
(2)向真空膨胀两种情况下的 △G 解: (1)
3
3
?G?nRTlnP2V10?nRTln1?1?8.314?298ln??1717.3J P1V220 (2) △G = －1717、3 J
49、 某蛋白质由天然折叠态变到张开状态的变性过程的焓变△H与熵变△S分别为
251、04kJ·mol与753J·K·mol,计算(1)298K时蛋白变性过程的△G;
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-1
-1
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(2) 发生变性过程的最低温度。 解:将△H与△S近似瞧作与温度无关
(1)?G??H?T?S?251.04?298?753?10 (2)T??3?26.646kJ
?H251040??333.4K ?S75350、 298K ,P? 下,1mol铅与乙酸铜在原电池内反应可得电功9183、87kJ,吸热216、35kJ,
计算△U、△H、△S与△G
解: △G = W? = － 9183、87kJ △S = Q / T = 216、35 / 298 = 726 J/K
△U = Q + W = － 9183、87 + 216、35 = －8967、52 kJ △H = △G + T△S = －8967、52 kJ 51、 广义化学势 ?B?(不就是偏摩尔量？ 答: (?G?U?H?F)T,P,nZ?()S,V,nZ?()S,P,nZ?()T,V,nZ式中哪几项?nB?nB?nB?nB?U?H?F)S,V,nZ、()S,P,nZ、()T,V,nZ不就是偏摩尔量 ?nB?nB?nB-3
52、 由 2、0 mol A与1、5 mol B 组成的二组分溶液的体积为425cm,已知VB , m 为
250、0cm·mol,求VA,m 。 解: 425?2?VA,m?1.5?250.0 VA,m?25.0cm?mol
53、 298K及P?下,将1mol液态苯加人到x苯?0.2的苯与甲苯构成的量很大的溶液中,求该
过程的△G 。
解: 设苯用A表示,甲苯用B表示
混合前 G1?Gm,A?nAGA,m?nBGB,m 混合后 G2?(nA?1)GA,m?nBGB,m
混合过程 ?G?G2?G1?GA,m?Gm,A??A??A?RTlnxA ?8.314?298?ln0.2??3.99kJ 54、 308K 时,丙酮的饱与蒸气压为4、3×10 Pa,今测得x4
4
-3
-1
3?1**?氯仿 = 0、3的氯仿一丙酮溶液蒸
气中丙酮蒸气的分压为2、7×10 Pa ,问此溶液就是否为理想溶液？
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解: 若为理想溶液,必符合Raoult定律,则有
*4 p丙酮?p丙酮x丙酮?43000?(1?0.3)?3.01?10Pa
44 由于p丙酮?3.01?10Pa?2.7?10Pa,因此此溶液不就是理想溶液。
55、 已知370、26K 纯水的蒸气压为91293、8Pa,在质量分数为0、03的乙醇水溶液上方,
蒸气总压为101325Pa。计算相同温度时乙醇的物质的量分数为0、02的水溶液上:(1) 水的蒸气分压; (2) 乙醇的蒸气分压。(MH2O?18g?mol?1;MC2H5OH?46g?mol?1) 解: 把溶液瞧作就是稀溶液,用A表示水,用B表示乙醇
(1) pA?pAxA,2?91293.8?(1?0.02)?89467.9Pa (2) 当
*mB3?0.03 , 即 mB?mA 时
mA?mB97 xB,1?nBmB461???0.012 mm97?46nA?nBA?B1?18463?18* 所以 pA,1?pAxA,1?91293.8?(1?0.012)?90202.2Pa pB,1?p总?pA,1?101325?90202.2?11122.8Pa kx?pB,1xB,1?11122.8?926900
0.012 pB?kxxB?926900?0.02?18538Pa
56、已知370、26K 纯水的蒸气压为91293、8Pa,在摩尔分数为0、03的乙醇水溶液上方,蒸气总压为101325Pa。计算相同温度时乙醇的摩尔分数为0、02的水溶液上:(1) 水的蒸气分压; (2) 乙醇的蒸气分压。(MH2O?18g?mol;MC2H5OH?46g?mol) 解: (1)
*p水?p水x水?1?1 ?91293.8?（1-0.02） ?89467.9（Pa）(2)
*p?p水x水?kxx乙醇?101325?91293.8??1?0.03??kx?0.03 ?kx?425667.1(Pa)页脚