物理化学第四章模拟试卷A

 

班级                 姓名                               分数                

 

一、选择题 ( 共10题  20分 )

1.  2 分

    已知 373 K 时，液体A的饱和蒸气压为 5×104 Pa，液体 B 的饱和蒸气压为105 Pa，A和B构成理想液体混合物，当A在溶液中的物质的量分数为0.5 时，气相中B的物质的量分数为：                                                           (    )   

      (A)  1/1.5         (B)  1/2                                              

      (C)  1/2.5         (D)  1/3                                              

 

2.  2 分

    根据逸度-组成图,下面表达不正确的是：                              (    )    

    (A)  Ba虚线符合fA=fA*xA                                               

    (B)  Ab'虚线符合fB=kBxB                                            

    (C)  ab虚线符合f=kBxB+fA*xA                                      

    (D)  Adb实线符合fB=fB*aB                                         

       

 

3.  2 分

在该逸度组成图中,下列各点的表述中不正确的是：                      (    )    

    (A)  a点是假想的参考点,xA=1, fA=kA                                  

    (B)  c点符合拉乌尔定律,fA=fA*xA=fA*aA                              

    (C)  d点符合拉乌尔定律,fB=fB*xB=fB*aB                              

    (D)  e点处fA=fB                                                        

 

4.  2 分

    (1) 溶液的化学势等于溶液中各组分的化学势之和                               

      (2) 对于纯组分，则化学势等于其Gibbs自由能                                  

      (3) 理想溶液各组分在其全部浓度范围内服从Henry定律                          

      (4) 理想溶液各组分在其全部浓度范围内服从Raoult定律                         

    上述诸说法正确的是：                                                (    ) 

    (A)  (1)，(2)      (B)  (2)，(3)                                         

    (C)  (2)，(4)      (D)  (3)，(4)                                           

 

5.  2 分

     当溶液中溶质浓度采用不同浓标时，下列说法中哪一个是正确的。 (    )

（A）溶质的活度相同

（B）溶质的活度系数相同

（C）溶质的标准化学势相同

（D）溶质的化学势相同

 

6.  2 分

    对于非理想溶液下面说法中正确的是：                                     (    )    

    (A)  只有容量性质才有超额函数                                              

    (B)  若某个溶液的超额熵为零,则该溶液中任何一种成分的活度系数与温度成反比   

    (C)  超额熵必为正值,超额Gibbs自由能必为负值                                

    (D)  无热溶液是由化学性质相似,分子大小差别不大的物质混合而成               

 

7.  2 分

    已知373 K时液体A的饱和蒸气压为133.24 kPa,液体B的饱和蒸气压为66.62 kPa。设A和B 

形成理想溶液,当A在溶液中的摩尔分数为0.5时,在气相中A的摩尔分数为：     (    )    

    (A)    1           (B)  1/2                                                  

    (C)   2/3          (D)  1/3                                                  

 

8.  2 分

    比较如下两筒氮气化学势的大小（g为逸度系数）,答案应为       (    )   

      (A) μ1> μ2                                                           

      (B) μ1< μ2                                                            

      (C) μ1= μ2                                                           

      (D) 不能比较其相对大小                                                   

 

9.  2 分

    1000 g水中加入0.01 mol 的食盐，其沸点升高了0.01 K，则373.15 K左右时,水的蒸气压随温度的变化率 dp/dT 为：                                      (    )   

      (A)  1823.9 Pa·K-1          (B)  3647.7 Pa·K-1                         

      (C)  5471.6 Pa·K-1          (D)  7295.4 Pa·K-1                         

 

*.  2 分

    在310 K,纯H2O(l)的蒸气压为6.275 kPa,现有1 mol不挥发物质B(s)溶于4 mol H2O(l)形成溶液,若溶液中水的活度为0.41(以纯水为标准态),则溶解过程中1 mol H2O(l)的Gibbs自由能变化为：

                                                                               (    )    

    (A)  -557 J×mol-1      (B)  -2298 J×mol-1                                  

    (C)  -4148 J×mol-1     (D)   4148 J×mol-1                                  

 

二、填空题 ( 共 9题  18分 )

11.  2 分

    高压混合气体各组分的逸度可表示为 fB= fB*xB（即 Lewis Randall规则），  

其中，fB表示 ____________ ，fB*表示 ____________________________________ 。  

 

12.  2分

     混合理想气体中组分B的化学势表达式B为                        ，其中标准态的物理意义为：                                        。

 

13.  2 分

     标准态的活度等于1。此结论          。

     活度等于1的状态为标准态。此结论         。

     （填正确或错误）       

 

14.  2 分

     若溶液A和B的分子结构越相近，则A—A，B—B，A—B分子间的作用力就越     ，其混合焓H越         ，混合Gibbs自由能越可能        ，则就越可能完全互溶。

 

15.  2 分

     当溶液中组分采用不同标准态时，其化学势的值       ，活度值        ，活度系数值        。(填相同和不同)

 

16.  2 分

     在一定温度压力下，当水(A)溶液中溶质(B)的化学势时，与此同时水的化学势变化A      0。

 

17.  2 分

    由两种液体所形成的溶液中,每组分的蒸气压对拉乌尔定律产生不大的正偏差,如果浓度用摩尔分数表示.当选取纯液体为参考态时,则组分的活度_______于1。当选取组分在极稀溶液中服从亨利定律为参考态时,则组分的活度_______于1。                    

 

18.  2 分

    对于恒温的两组分溶液来说，当气相中组分 A 增加，若引起 ___ 升高，则气相中组分A 的浓度大于液相中组分 A 的浓度；若使总压降低，则气相中组分 A 的浓度将 _________液相中组分 A 的浓度。     

 

19.  2 分

     25 °C 下,1g蔗糖溶液溶于1 kg水中。此液的渗透压为：                  。

已知Mr(C12H22O11)=342.3。

 

三、计算题 ( 共 5题  40分 )

20. 10 分

    300 K时,液态A的蒸气压为37 338 Pa,液态B的蒸气压为22 656 Pa。当2 mol A和2 mol B混合后, 液面上蒸气压为50 663 Pa,在蒸气中A的摩尔分数为0.60,假定蒸气为理想气体。

    (1)  求溶液中A和B的活度；                                                    

    (2)  求溶液中A和B的活度系数；                                                

    (3)  求A和B的混合Gibbs自由能ΔmaxG。                                         

 

21. 10 分

某滨海区地下水中含可溶性盐以NaCl为主,用冰点下降测得地下水的冰点为272.50 K。   

                    

       (1)  问300.15 K时，如用下图装置进行反渗透淡化水,至少需加多大压力?   

    (2)  如果只考虑NaCl,计算地下水的矿化度,以kg×m-3表示。           

    已知 水的凝固点下降常数Kf=1.86 K×kg×mol-1,                    

         Na和Cl原子的摩尔质量为0.02 298 kg×mol-1 ,0.03 545 kg×mol-1。   

    矿化度是指每 m3咸水中含多少千克 NaCl。                        

 

22. 10 分

    在273 K, p$下, O2在水中溶解度为4.89×10-5 m3×kg-1, N2为2.35×10-5 m3×kg-1。设空气组成为0.21的O2和0.79的N2(体积分数),试求算被空气饱和的水比纯水凝固点降低多少度?(被溶解气体体积是在273 K, p$下的体积)           

    已知水的凝固点下降常数Kf为1.86 K×mol-1×kg .                                 

 

23.  5 分

    某油田向油井注水,对水质要求之一是含氧量不超过1 kg×m-3,若河水温度为293 K,空气中含氧21%,293 K时氧气在水中溶解的亨利常数为4.063×109 Pa。问293 K时用这种河水作为油井用水,水质是否合格?                                                   

 

24.  5 分

     在293.15 K时，乙醚的蒸气压为58.95 kPa，今在0.10 kg乙醚中溶入某非挥发性有机物质    0.01 kg，乙醚的蒸气压降低到56.79 kPa，试求该有机物的摩尔质量。

 

四、问答题 ( 共 3题  20分 )

25. 10 分

   设溶液中组元1(溶剂)和2(溶质)的活度系数为γ1和γ2 , γ1与摩尔分数的关系为： 

                 lnγ1=(1/RT) (Bx22+Cx23)                       

式中B和C是常数,                                                                 

    (1)  组元1和组元2各选什么状态为参考态；                                      

    (2)  求lnγ2与摩尔分数的关系式。                                            

 

26.  5 分

     给出下列公式使用条件：

（1）

（2）

（3）V=nBRT

（4）B=pB/kBcB

 

27.  5 分

    已知实际气体的状态方程为 pVm/RT = 1 + [ap/(1+ap)] ,其中a只是温度的函数,请导出该气体逸度与压力的关系式。                                        

 

参考答案

 

 

一、选择题 ( 共10题  20分 )

1.  2 分

[答]  (A)                                              

      yB=pB/(pA+pB) =p*BxB/(p*AxA+p*BxB)=1/1.5               

 

2.  2 分

[答]     (C)                                                                   

         ab线应符合 f=fB* xB+fA* xA                                       

 

3.  2 分

[答]     (C)                                                                   

         d点应该符合：fB=kB,xxB=kB,xaB,x                          

 

4.  2 分

[答]    (D)                                                      (2分)    

 

5.  2 分

[答]   （D）                                                    (2分)

 

6.  2 分

[答]    (B)                                                                    

 

7.  2 分

[答]     (B)                                                                     

       =k(O2)×49 mol  ; 0.21=k(O2) n(O2)   得:n(O2)=10.       

       =k(N2)×23.5 mol; 0.78=k(N2) n(N2)   得:n(N2)=18       

       n(空)=n(O2)+n(N2)=28.6 mol                                           

 

8.  2 分

[答]  (C)                                         

       μ=μ$ (T) + RTln(f/p$)                 

       μ1=μ(T) + RT ln(p/p$)=μ(300 K)          

       μ2=μ(T) + RTln(pγ/p$)                    

         =μ(T) + RTln(10p$×0.1/p$)          

         =μ(300 K)                            

      数值上μ1=μ2但对应的状态不同。            

 

9.  2 分

[答]  (B)                              

            Kb= RTb2MA/ΔvapHm                              

         dp/dT= ΔvapHm/(TbΔvapVm)≈ΔvapHm/[Tb(RT/p)]              

              = pΔvapHm/(TbRTb)= (p/Kb)MA         &