物理化学与考试习题 试卷 答案第二次习题课(多组分系统热力学、化学平衡、相平衡).ppt

物理化学 第二次习题课（多组分系统热力学、化学平衡、相平衡） 一、简答题 二、计算题 三、相图分析 一、简答题 1.为什么稀溶液的沸点升高、冰点下降、 渗透压以及溶剂蒸汽压下降称为依数性。引 起依数性的最基本原因是什么？ 答：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，故成为依数性。依数性的主要原由是 由于溶质的溶入而引起容剂化学势的降低。 2. 在溶剂中一旦加入溶质就能使溶液的蒸 汽压降低，沸点升高，冰点降低并且具有渗 透压这句话是否正确？为什么？ 答：不一定准确，因如果加入的溶质是挥 发性的，则溶液的蒸汽压有可能升高，而沸 点反而有可能下降，如果溶质是非挥发性， 则题述结论正确。 3.某溶液中物质i的偏摩尔体积是否是1mol 物质 i在溶液中所占的体积？为什么？ 答：不是。偏摩尔体积的定义式为 ， 其意义是在一定温度和压力下，某一定浓度的 溶液中，1mol i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。 4、“某一反应的平衡常数是一个确定不变 的常数”，这句话是否恰当？ 答：不恰当。平衡常数随反应的条件（如 温度）变化而变化。正确的表述是“在温度一 定的条件下，某一反应的标准平衡常数是一 个确定不变的常数” 5.对于封闭体系中的化学反应，其摩尔反应吉布斯函数 即(?G / ?ξ)T,P是否随反应的进度而变化？为什么？ 答：对于一个封闭体系中的化学反应，其摩尔反应吉布 斯函数 即(?G / ?ξ)T,P随反应的进度而变化，在等温等 压条件下，当反应物自由能的总和不等于产物自由能的总和 时反应总是自发地向自由能减小的方向进行。直到反应进行 到反应物自由能的总和等于产物自由能的总和时， 即(?G /?ξ)T,P等于零，反应达到平衡。 6. 为什么反应平衡体系中充入惰性气体与 减低体系的压力等效？ 答：在平衡体系中一旦充入惰性气体，则 必然减低反应体系各组分的分压力。于是也减 低了反应体系的总压（各组分分压之和）。因 此与减低体系的压力对平衡的影响等效。 8. 270K的过冷水较冰稳定还是不稳定？ 何者的化学势高？高多少？ 答：270K的过冷水较冰不稳定，过冷水 的化学势高。 ∵270K过冷水的饱和蒸汽压 p1＞冰的饱 和蒸汽压 p2 过冷水会自发地结冰 9. 具有最高沸点的A和B二组分体系，最高恒沸 物为C，最后的残留物是什么？为什么？ 答：根据具有最高恒沸点的完全互溶两元系的相 图可知，残留液为恒沸物C，不管A和B两物的含量各 为多少，但C是最高沸点，最后留下C物。 二、计算题 1、60℃时乙醇A.和甲醇B.的蒸气压分别为4.70×104Pa和 8.33×104Pa。今有质量百分数位为50%的乙醇和甲醇的混合物(看成理想 溶液)，求该温度时液面上方蒸气的组成。 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=4.70×104×0.41=1.927×104Pa pB=pB*xB=8.33×104×0.59=4.915×104Pa p=pA+pB=6.842×104Pa yA=pA/p=1.927×104/(6.842×104)=0.282， yB=0.718 2.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47.10 kPa。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？ 解：设己烷在液相的物质的量分数为X，根据理想混合物的热力 学定义，在正常沸腾时有 245.0X+ 47.10(1–X)=101.3 解之，X=0.274，即X(己烷)=0.274； X(辛烷)=0.726 蒸气压 p(己烷