物理化学课件及考试习题 试卷 答案第4章 多组分系统热力学习题及答案 下载本文

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)ax(Hg)=0.433p*(Hg) αx(Hg)=0.433

βx(Hg)=0.433/0.497=0.871

Gm=μ*(Hg)- μ(Hg)=-RT㏑ax(Hg)=4175J·mol-1 9、解:

因形成理想溶液,有: ΔmixV=0 ΔmixH=0

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

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

?mixG(1) A 2mol B 2mol ?mixG(2) A, B混合物 各2mol ?G2 A , B 1mol 1mol + A 1mol + ?mixG(1)?RT?nBlnxB

B??8.314?300?2?ln0.5?2?ln0.5??J·mol?1

??6915J·mol?1

12???mixG(2)?RT?1?ln?2?ln???4763J·mol?1

33??mol故 ?G2??mixG(2)-?mixG(1)?2152J·

八、综合题

1、有一水和乙醇形成的均相混合物,水的物质的量分数0.4,乙醇的偏摩尔体积57.5 cm3·mol-1,水的偏摩尔体积16.18cm3·mol-1。试计算该液体混合物的密度。

2、已知纯水的密度为0.9991g·cm-3,cB=1mol·dm-3时,浓度为1mol·dm-3的乙醇水溶液的 密度为0.8498 g·cm-3,水和乙醇的偏摩尔体积分别为14.58 cm3·mol-1、58.04cm3·mol-1。 计算配制1dm3浓度为1mol·dm-3的乙醇水溶液需要加多少cm3水。

3、苯和甲苯形成理想溶液。在20℃时,纯苯的蒸气压是9960Pa,纯甲苯的蒸气压是973Pa, 求20℃时等质量的苯和甲苯混合物上苯的分压、甲苯的分压、总压。

4、20℃时乙醚A的蒸气压为5.90×104Pa。今在100g乙醚中溶入某挥发性有机物质B10.0g, 乙醚的蒸气压降低为5.68×104Pa,试求该有机物质的分子量。

5、含40%质量的甲醇水溶液,已知其中A组分(CH3OH)的偏摩尔体积VA为30.9cm3·mol-1,B

?1

组分(H2O) VB为17.5 cm3/mol,试求该溶液的密度.

6、在293.15K时,乙醚的蒸气压为58.92kPa,若在100g乙醚中溶入某非挥发性有机物质

10g,乙醚的蒸气压降低到56.79kPa,试求该有机化合物的摩尔质量。 1、解:

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

(0.4×18+0.6×46)/ρ=0.4×16.18+0.6×57.5 ρ=0.8494 2、解:

V(溶液)=n(水)V(水)+n(醇)V(醇)

n(水)= [V(溶液)- n(醇)V(醇)]/ V(水)=(1000-1×58.04)/14.58mol=64.61mol 需加水n(水)Vm(水)= n(水)×M(水)/ρ(水)=64.61×18.015/0.9991cm3=1165.5cm3 3、解:

xA=nA/n=(WA/MA)/n,xB=nB/n=(WB/MB)/n ∴xA/xB= MB/MA=92/78=1.18 又∵xA+xB=1 ∴xA=0.54,xB=0.46

pA=pA*xA=9960×0.54Pa=5378Pa, pB=pB*xB=2973×0.46Pa=1368Pa p=pA+pB=5378+1368Pa=6746Pa 4、解: pA*-pA=pA*xB

xB=(pA*-pA)/pA*=(5.90×104-5.68×104)/5.90×104=0.03729 xB=(WB/MB)/[(WA/MA)+(WB/MB)] MB=[(1/xB)-1]MAWB/WA=191 5、解: 甲醇分子量=32.0

所以100克甲醇溶液的体积V=40/32×39+60/18×17.5

=50.32+53.34

=108.66cm3所以溶液的密度d=100/108.66=0.9203g·cm-3 6、解:

设两者形成理想溶液,乙醚服从拉乌尔定律,有:

*PA?PA·xA A: 乙醚 B:未知物 *xA?PA/PA?56.79/58.95?0.9634

xA?nA100/MA??0.9634

nA?nB100/MA?100/MB?10010?100? ?0.9634?????74?74MB?mol解得MB?195g·?1?0.195Kg·mol?1

?1mol。 该有机化合物的摩尔质量为195g·