物理化学课件及考试习题 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.pptVIP

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 V i 理解为分体积，因为在有的系统中， V i 是负值，意味着 i 物质的加入，会引起总体积 的减少。 j n P T i i n V V , , ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 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。 m r G ? m r G ? m r G ? 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。 水的相图（示意） 7. 有水气变成液态水，是否一定要经过两相平衡态，是否还有其它途径。 答：从水的相图可知，将水汽升温超过 647.2K 后，在加压超过 2.2 × 10 7 Pa ， 然后再降温降压，可不经过两相平衡态将水汽转变成液态水。 g s l 2.2 × 10 7 Pa 647.2K 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 p 1 ＞冰的饱 和蒸汽压 p 2 过冷水会自发地结冰 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 2 1 2 1 0 ln 314 . 8 70 . 2 1 2 1 2 p p p p p p dp p RT Vdp G ? ? 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。 A B 二、计算题 1 、 60 ℃时乙醇 A. 和甲醇 B. 的蒸气压分别为 4.70 × 10 4 Pa 和 8.33 × 10 4 Pa 。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： x A =n A /n=(W