合肥工業(yè)大學(xué)物理化學(xué)習(xí)題-第四章多組分系統(tǒng)熱力學(xué)合并ppt課件.ppt

1某稀水溶液正常凝固點為1.5,則該液正常沸點可能為_.A.373.6KB.271.5KC.371.5KD.378.2K,A,2假設(shè)令某狀態(tài)下的純水的化學(xué)勢為10000Jmol1,溶入少量蔗糖后水的化學(xué)勢可能為_Jmol1.A.10054B.10002C.9880D.180,C,3在溶劑中加入非揮發(fā)性溶質(zhì)后沸點升高,表明與未加溶質(zhì)時相比,該溶劑的化學(xué)勢_.A.升高B.降低C.不變D.變化不確定,B,第四章多組分系統(tǒng)熱力學(xué),1,4由于質(zhì)量事故,某藥廠生產(chǎn)的一批生理鹽水的濃度遠(yuǎn)高于藥典規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn),若將該鹽水注入人體血液中,將導(dǎo)致_.A.血紅細(xì)胞中部分水滲出細(xì)胞B.血液中部分水將滲入血紅細(xì)胞C.沒有什么影響,A,5兩杯由A和B形成的理想溶液,(甲)杯:1molA+9molB;(乙)杯:20molA+80molB.今將兩個杯子放在同一密閉容器中,你將發(fā)現(xiàn):_.A.甲杯中A增加,B減少B.甲杯中A增加,B增加C.甲杯中A減少,B增加D.甲杯中無變化,A,6過飽和溶液中溶質(zhì)的化學(xué)勢與純?nèi)苜|(zhì)的化學(xué)勢比較,高低如何?_A.低B.高C.相等D.不可比較,B,2,7混合理想氣體中組分B的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)與混合非理想氣體中組分B的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)相比較,其關(guān)系是_.A.相同B.不同C.不一定相同D.無關(guān),A,8鹽堿地中農(nóng)作物長勢不良,主要原因是_.A.天氣太熱B.很少下雨C.肥料不足D.水分倒流,D,9為馬拉松運動員準(zhǔn)備的飲料應(yīng)該是_.A.白開水B.興奮劑C.含適量維生素的等滲飲料D.20%的葡萄糖水E.高脂肪,高蛋白,高能量飲料,C,3,1025時,0.01moll1糖水的滲透壓為1,0.01moll1食鹽水的滲透壓為2,則1與2的關(guān)系是_.A.12B.1kB.當(dāng)A和B的氣相壓力相同時,_在該溶劑中的溶解度較大.,B,5在某溫度時,在純液體A中加入少量的與A不形成固態(tài)溶液的溶質(zhì)而形成理想稀溶液時,則有pA_pA*;A_A*;TA_TA*;,6“理想液態(tài)混合物與理想氣體一樣,分子間無作用力,是一種假想的溶液模型”.這種說法是_的,因為_.,0,300K,也不同,與標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的選擇無關(guān),9,13在和兩相中都有A和B兩物質(zhì),當(dāng)兩相平衡時,A()與B()_.,14在100g乙醇中加入0.01mol苯甲酸后沸點略有上升,若要加入丙酮(CH3COCH3)使同量乙醇的沸點升高同樣多,則需_克.,151mol非電解質(zhì)B溶于46mol水中,在288K時測行水的蒸氣壓由純水時的0.0168p降為0.0159p,則該溶液中水的活度為_;活度系數(shù)為_.,0.946,0.58,無必然關(guān)系,0.967,本章完,10,溶液的體積質(zhì)量為,偏摩爾量的集合公式,取100g水溶液,其中含40g甲醇,60g水,則溶液的體積為:V=n(甲)V(甲)+n(水)V(水),例含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為w(甲醇)=0.40的甲醇的水溶液,已知其中甲醇的偏摩爾體積V(甲)為39.0cm3mol1,水的偏摩爾體積V(水)為17.5cm3mol1,試求溶液的密度(甲醇與水的摩爾質(zhì)量分別為32.04gmol1與18.02gmol1).,11,偏摩爾量的集合公式,=41.03103dm3mol1,因Vm=xAVA+xBVB故VA=(VmVBxB)/xA,=16.3103dm3mol1,例乙醇水溶液的密度是0.8494kgdm3,其中水(A)的摩爾分?jǐn)?shù)為0.4,乙醇(B)的偏摩爾體積是57.5103dm3mol1.求水的偏摩爾體積(已知乙醇及水的摩爾質(zhì)量M分別為46.07103kgmol1及18.02103kgmol1).,12,吉布斯-杜亥姆方程,由吉布斯-杜亥姆方程,因xB0,xA0,dB0故dA0,例在一定溫度,壓力下,使物質(zhì)B的水溶液中B的化學(xué)勢B變化dB0,同時溶液中水的化學(xué)勢A變化dA,試確定dA是大于,等于或小于零,并簡述理由.,13,化學(xué)勢大小順序,在水的正常沸點時1=2；在溫度為373.15K及202650Pa下,43.,所以3142故432=1.,例試比較和論證下列四種狀態(tài)純水的化學(xué)勢大小順序:(1)373.15K,101325Pa液態(tài)水的化學(xué)勢1;(2)373.15K,101325Pa水蒸氣的化學(xué)勢2;(3)373.15K,202650Pa液態(tài)水的化學(xué)勢3;(4)373.15K,202650Pa水蒸氣的化學(xué)勢4.,14,拉烏爾定律,(2)p=pA+pB=（6.306+18.56）kPa=24.86kPa,例水(A)和乙酸乙酯(B)不完全混溶,在37.55時兩液相呈平衡.一相中含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為w(B)=0.0675的酯,另一相中含w(A)=0.0379的水,假定拉烏爾定律對每相中的溶劑都能適用,已知37.55時,純乙酸乙酯的蒸氣壓力是22.13kPa,純水的蒸氣壓力是6.399kPa,試計算:(1)氣相中酯和水蒸氣的分壓;(2)總的蒸氣壓力(忽略作為溶質(zhì)時的A和B的氣相壓力).(乙酸乙酯和水的摩爾質(zhì)量分別為88.10gmol1和18.02gmol1),15,拉烏爾定律和亨利定律,溶劑苯服從拉烏爾定律,并結(jié)合分壓定律,有,例20下HCl溶于苯中達(dá)到氣液平衡.液相中每100g苯含有1.87gHCl,氣相中苯的摩爾分?jǐn)?shù)為0.095.已知苯與HCl的摩爾質(zhì)量分別為78.11gmol1與36.46gmol1.20苯飽和蒸氣壓為10.01kPa.試計算20時HCl在苯中溶解的亨利系數(shù).,16,亨利系數(shù),例0,101325Pa時,氧氣在水中的溶解度為4.490102dm3kg1,試求0時,氧氣在水中的亨利系數(shù)kx,O2和kb,O2.,0,101325Pa時,氧氣的摩爾體積為22.4dm3mol1,17,亨利定律,例在18下,1dm3的水中能溶解101.325kPa的O20.045g,101.325kPa的N20.02g.現(xiàn)將1dm3被202.65kPa空氣所飽和了的水溶液加熱至沸騰,趕出所溶解的O2和N2,并干燥之,求此干燥氣體在101.325kPa,18下的體積及其組成.設(shè)空氣為理想氣體混合物,其組成體積百分?jǐn)?shù)為O221%,N279%.,(1)計算亨利常數(shù):,(2)202.65kPa空氣中O2和N2的分壓:,18,(3)干燥氣體在101.325kPa,18下的體積及組成:,1dm3水中溶解O2和N2的量:,19,理想混合物的特性,例25下,由各為0.5mol的A和B混合形成理想混合物,試求混合過程的V,H,S及G.,在一定溫度下,理想混合物中任一組分的偏摩爾體積和偏摩爾焓等于該組分純液體的摩爾體積和摩爾焓.,20,理想液態(tài)混合物,例35時,純丙酮的蒸氣壓力為43.063kPa.今測得氯仿的摩爾分?jǐn)?shù)為0.3的氯仿-丙酮溶液上方,丙酮的蒸氣分壓力為26.77kPa,問此混合物是否為理想液態(tài)混合物?為什么?,由拉烏爾定律可知,理想混合物中丙酮的蒸氣分壓力為:p(丙酮)=p*(丙酮)x(丙酮)=43.0630.7kPa=30.14kPa實驗結(jié)果顯然與此不符,所以該混合物不是理想液態(tài)混合物.,21,理想液態(tài)混合物,組成,例60時甲醇和乙醇的飽和蒸氣壓分別是83.4kPa和47.0kPa.二者可形成理想液態(tài)混合物.若混合物的組成為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)各50%,求60時此混合物的平衡蒸氣組成.以摩爾分?jǐn)?shù)表示.,此混合物平衡蒸氣組成,22,理想液態(tài)混合物,組成,例80時純苯的蒸氣壓為100kPa,純甲苯的蒸氣壓為38.7kPa.兩液體可形成理想液態(tài)混合物.若有苯-甲苯的氣-液平衡混合物,80時氣相中苯的摩爾分?jǐn)?shù)y苯=0.300,求液相的組成.,苯與甲苯可形成理想混合物,故有,23,理想液態(tài)混合物,組成,氣相組成,各組分均符合拉烏爾定律,故,xA=1xB=0.220,yA=1yB=0.100,例在p=101.3kPa,85時,由甲苯(A)及苯(B)組成的二組分液態(tài)混合物即達(dá)到沸騰.該液態(tài)混合物可視為理想液態(tài)混合物.試計算該理想液態(tài)混合物在101.3kPa及85沸騰時的液相組成及氣相組成.已知85時純甲苯和純苯的飽和蒸氣壓分別為46.00kPa和116.9kPa.,24,理想液態(tài)混合物,(1)剛開始凝結(jié)時氣相組成仍為yA=0.400,yB=0.600,pB=pyB,聯(lián)立式(1)和式(2),解得xB=0.333;p=67583.8Pa.,(2)由式(2),101325Pa=40530Pa(121590Pa40530Pa)xB解得xB=0.750,例液體A和B可形成理想液態(tài)混合物.把組成為yA=0.400的蒸氣混合物放入一帶有活塞的氣缸中進(jìn)行恒溫恒壓壓縮(溫度為t),已知溫度t時pA*,pB*分別為40530Pa和121590Pa.(1)計算剛開始出現(xiàn)液相時的蒸氣總壓;(2)求A和B的液態(tài)混合物在101325Pa下沸騰時液相的組成.,25,理想液態(tài)混合物,用到K-K方程,組成,由特魯頓規(guī)則,得vapHm(C6H6,l)=88.00Jmol1K1Tb*(C6H6,l)=88.00Jmol1K1(273.1580.10)K=31.10kJmol1,解得p*B(358.15K)=117.1kPa又已知p*A(358.15K)=46.00kPa沸騰時蒸氣總壓與外壓相等,即p=p*A+(p*Bp*A)xB101.3kPa=46.00kPa(117.146.00)kPaxB解得xB=0.7778;xA=1xB=10.7778=0.2222,例在85,101.3kPa,甲苯(A)及苯(B)組成的液態(tài)混合物達(dá)到沸騰.該液態(tài)混合物可視為理想液態(tài)混合物.試計算該液態(tài)混合物的液相組成.已知苯的正常沸點為80.10,甲苯在85.00時的蒸氣壓為46.00kPa.,26,理想液態(tài)混合物,用到K-K方程,組成,在373.1K苯和甲苯的的飽和蒸氣壓為,例已知101.325kPa下,純苯(A)的正常沸點和蒸發(fā)焓分別為353.3K和30762Jmol1,純甲苯(B)的正常沸點和蒸發(fā)焓分別為383.7K和31999Jmol1.苯和甲苯形成理想液態(tài)混合物,若有該種液態(tài)混合物在101.325kPa,373.1K沸騰,計算其組成.,27,理想稀溶液,對理想稀溶液,有p=pA*xA+kx,BxB先由上式計算97.11時乙醇溶在水中的亨利系數(shù),即101.3kPa=91.3kPa(10.0300)+kx(乙醇)0.0300解得kx(乙醇)=425kPa,于是求得當(dāng)x(乙醇)=0.0200時p(乙醇)=kx(乙醇)x(乙醇)=425kPa0.0200=8.5kPap(水)=p*(水)x(水)=91.30kPa(10.0200)=89.5kPa,例某乙醇的水溶液,含乙醇的摩爾分?jǐn)?shù)為x(乙醇)=0.0300.在97.11時該溶液的蒸氣總壓力等于101.3kPa,已知在該溫度時純水的蒸氣壓為91.30kPa.若該溶液可視為理想稀溶液,試計算該溫度下,在摩爾分?jǐn)?shù)為x(乙醇)=0.200的乙醇水溶液上面乙醇和水的蒸氣分壓力.,28,理想稀溶液,平衡時,在兩相中同一組分的蒸氣壓相等:,例25下,一定量的純液體A和純液體B相混合,平衡時分為兩層(和)測得和液相的組成(以組分B的摩爾分?jǐn)?shù)表示)分別為0.98和0.01.假定兩溶液均可近似按理想稀溶液處理,求組分A與B在和溶液中亨利系數(shù)之比值.(已知在該溫度下純液體A的飽和蒸氣壓是純液體B飽和蒸氣壓的1.50倍.),29,證明稀溶液定律,例試用吉布斯-杜亥姆方程證明在稀溶液中若溶質(zhì)服從亨利定律,則溶劑必然服從拉烏爾定律.,對二組分溶液,有G-D方程:,代入G-D方程可得:,若溶質(zhì)B服從pB=kx,BxB,則有l(wèi)npB=lnkx,B+lnxB,可見溶劑便服從拉烏爾定律.,30,分配定律,例(1)25時將0.568g碘溶于50cm3CCl4中,所形成的溶液與500cm3水一起搖動,平衡后測得水層中含有0.233mmol的碘.計算碘在兩溶劑中的分配系數(shù)K(=cI2(H2O)/cI2(CCl4).設(shè)碘在兩種溶劑中均以I2分子形式存在.(2)若25碘在水中的溶解度為1.33moldm3,求碘在CCl4中的溶解度.,31,分配定律,例20某有機酸在水和乙醚中的分配系數(shù)為0.4.今有該有機酸5g溶于100cm3水中形成的溶液,(1)若用40cm3乙醚一次萃取(所用乙醚事先已被水飽和,故萃取時不會有水溶于乙醚),求水中還剩下多少有機酸?(2)將40cm3乙醚分為兩份,每次用20cm3乙醚萃取,連續(xù)萃取兩次,問水中還剩下多少有機酸?,(2)每次用20cm3乙醚連續(xù)兩次萃取,可推得,32,組成換算,以A代表水,B代表乙醇.摩爾質(zhì)量MA=18.015103kgmol1;MB=46.069103kgmol1.,例23g乙醇于500g水中形成溶液,其密度為992kgm3.計算:(1)乙醇的摩爾分?jǐn)?shù);(2)乙醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù);(3)乙醇的濃度;(4)乙醇的質(zhì)量摩爾濃度.,33,冰點下降,例已知樟腦(C10H15O)的凝固降低常數(shù)Kf=40Kmol1kg,(1)某一溶質(zhì)相對摩爾質(zhì)量為210,溶于樟腦形成質(zhì)量百分?jǐn)?shù)5%的溶液,求凝固點降低多少?(2)另一溶質(zhì)相對摩爾質(zhì)量為9000,溶于樟腦形成質(zhì)量百分?jǐn)?shù)5%的溶液,求凝固點降低多少?,34,凝固點降低,已知苯甲酸C6H5COOH的摩爾質(zhì)量為0.122kgmol1,故苯甲酸在苯中的分子式為(C6H5COOH)2.,例在25.00g苯中溶入0.245g苯甲酸,測得凝固點降低0.2048K.試求苯甲酸在苯中的分子式.,35,沸點上升,例10g葡萄糖(C6H12O6)溶于400g乙醇中,溶液的沸點較純乙醇的上升0.1428,另外有2g有機物質(zhì)溶于100g乙醇中,此溶液的沸點則上升0.1250,求此有機物的相對摩爾質(zhì)量.,對題給葡萄糖(B)的乙醇(A)溶液,對題給有機物(C)的乙醇(A)溶液,36,沸點上升,例在100g苯中加入13.76g聯(lián)苯(C6H5C6H5),所形成溶液的沸點為82.4.已知純苯的沸點為80.1.求(1)沸點升高常數(shù);(2)苯的摩爾蒸發(fā)焓.,以A代表苯,B代表聯(lián)苯.,37,沸點升高,例將1.55g磷及1.27g碘溶于100gCS2中,計算沸點升高多少?已知磷及碘在CS2中分別以P4,I2形式存在,二者的Mr分別為123.88及254.0,CS2的Kb=2.40Kkgmol1.,38,滲透壓,則cB=998.2kgm30.301molkg1=301molm3=301.0molm38.314JK1mol1310.2K=776kPa,=cBRT對稀溶液:cB=AbB,例人的血漿的凝固點為0.560,求37.0時血漿的滲透壓.已知37時水的體積質(zhì)量(密度)為998.2kgm3,水的凝固點降低常數(shù)Kf=1.86Kkgmol1.血漿可視為稀溶液.,39,滲透壓,例在20下將68.4g蔗糖(C12H22O11)溶于1kg的水中,已知20下此溶液的密度為1.024