物理化学第四章复习题解答.ppt

第四章多组分系统热力学及其在溶液中的应用,复习题解答,1下列说法是否正确，为什么？,（1）溶液的化学势等于溶液中个组分的化学势之和；,（2）对于纯组分，其化学势就等于它的Gibbs自由能；,答：错。溶液无化学势。,答：错。对于纯组分其化学势等于其摩尔Gibbs自由能。,1下列说法是否正确，为什么？,（3）在同一稀溶液中，溶质B的浓度分别可以用xB，mB，cB表示，其标准态的表示方法也不同，则其相应的化学势也就不同；,（4）在同一溶液中，若标准态规定不同，则其相应的相对活度也就不同；,答：错。因为 pB=kx xB = km mB =kc cB， = x*+RTln xB= m*+RTln (mB/m) = c*+RTln (cB/c)，所以其标准态的表示方法可不同，但其相应的化学势相同。,答：对。,1下列说法是否正确，为什么？,（5）二组分理想液态混合物的总蒸气压，一定大于任一组分的蒸气分压；,（6）在相同温度、压力下，浓度都是0.01molkg-1的食糖和食盐水溶液的渗透压相等；,答：对。p = pA+ pB p pA 或 p pB,（6）错。食糖以分子形式存在于水溶液中，而食盐以离子形式存在于水溶液中，虽然浓度相同，但在溶液中的粒子数不同，所以产生的渗透压不等。,1下列说法是否正确，为什么？,（7）稀溶液的沸点一定比纯溶剂高；,（8）在KCl重结晶过程中，析出的KCl(s)的化学势大于母液中KCl的化学势；,答：错。稀溶液中所加的溶质若是难挥发的非电解质，则其沸点一定比纯溶剂高；若加的是易挥发的溶质就不一定。,答：错。应该相反，化学势从高到低的方向变化。析出的KCl(s)的化学势小于母液中KCl的化学势。,1下列说法是否正确，为什么？,（9）相对活度a=1的状态就是标准态；,（10）在理想液态混合物中，Roult定律与Henry定律相同。,答：错。对溶质，在T，p下，当1时，各自浓度均为1的假想态为标准态。,答：对。 pB= pB *xB =kx xB,（1）在寒冷的国家，冬天下雪前，在路上洒盐；,（2）口渴的时候喝海水，感觉渴得更厉害；,答：利用稀溶液凝固点较纯溶剂低，在路上洒盐可降低冰点，防止路因结冰而变滑。,答：根据渗透压原理，海水相当于稀溶液，溶剂水分子透过细胞（半透膜）渗出，反而觉得缺水。,2想一想，这是为什么？,（3）盐碱地上，庄稼总是长势不良；施太浓的肥料，庄稼会“烧死”；,（4）吃冰棒时，边吃边吸，感觉甜味越来越淡；,答：盐类（或肥料）在土壤中的浓度大于在植物中的浓度时，水分通过植物细胞膜从植物向土壤反渗透，致使植物枯萎甚至“烧死” 。,答：反渗透。冰棒通过吸而施加了一压力，水分渗透出而被吸入，所以感觉无味。,2想一想，这是为什么？,（5）被砂锅里的肉汤烫伤的程度要比被开水烫伤厉害得多；,（6）北方冬天吃冻梨前，先将冻梨放入凉水浸泡一段时间。发现冻梨表面结了一层薄冰，而里边却已经解冻了。,答：因为肉汤的温度比纯水高。稀溶液的沸点高于纯溶剂的。,答：凉水温度比冻梨温度高，使冻梨解冻。冻梨含有糖分，故其凝固点低于水的冰点，当冻梨内部解冻时，要吸收热量，而解冻后的温度仍略低于水的冰点，所以冻梨内部解冻了而表面上仍凝结一层薄冰。,2想一想，这是为什么？,3在稀溶液中，沸点升高、凝固点降低和渗透压等数性质都出于同一个原因，这个原因是什么？能否把它们的计算公式用同一个公式联系起来？,答： -lnxA = (pA*-pA)/pA = (fusHm/R)(1/Tf -1/Tf*) = (vapHm/R)(1/Tb*-1/Tb) = VA,m/RT,4在如下的偏微分公式中，哪些表示偏摩尔量，哪些表示化学势，哪些什么都不是？ （1）(H/nB)T,P,nC （2）(G/nB)T,V,nC （3）(U/nB)S,VnC （4）(A/nB)T,P,nC （5）(G/nB)T,P,nC （6）(H/nB)S,P,nC （7）(U/nB)S,T,nC （8）(A/nB)T,V,nC,答： 表示偏摩尔量的有（1）（4）（5） 表示化学势的有（3）（5）（6）（8） 什么都不是的有（2）,5室温、大气压力下，气体A（g）和B（g）在某一溶剂中单独溶解时的Henry系数分别为kA和kB，且已知kA kB 。若A（g）和B（g）同时溶解在该溶剂中达平衡，当气相中A（g）和B（g）的平衡分压相同时，则在溶液中哪种气体的浓度大？,答： 因为 pA=kA cA ， pB=kB cB 当 pA=pB 时， kA kB 所以 cA cB,6下列过程均为等温、等压和不做非膨胀功的过程，根据热力学基本公式：dG= -SdT+Vdp，都得到G=0的结论。这些结论哪个对，哪个不对，为什么？ （1）H2O(l,268K,100kPa) H2O(s,268K,100kPa) ； （2）在298K，100kPa时，H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)； （3）在298K，100kPa时，一定量的NaCl(s)溶于水中； （4）H2O(l,373K,100kPa) H2O(g,373K,100kPa) 。,答：公式：dG= -SdT+Vdp的使用条件为：组成不变的均相封闭系统，且不做非膨胀功。过程（2）（3）中dnB0，组成改变了，必须使用dG= -SdT+Vdp+B dnB计算G。过程（1）（4）为相变过程也不适用。过程（4） G=0 ，因为G = H-TS= 0 。过程（1）为不可逆相变过程G 0。,7试比较下列H2O在不同状态时的化学势的大小，根据的原理是什么？ （1） (a)H2O(l,373K,100kPa)与(b) H2O(g,373K,100kPa) （2） (c)H2O(l,373K,200kPa)与(d) H2O(g,373K,200kPa) （3） (e)H2O(l,374K,100kPa)与(f) H2O(g,374K,100kPa) （4） (a)H2O(l,373K,100kPa)与(d) H2O(g,373K,200kPa),答： （1） a = b 因为可逆相变，满足相平衡条件。 （2） c f 因为不可逆相变，满足从化学势高到低的变化方向。 （4） a d 因为不可逆相变，满足从化学势高到低的变化方向。,