物理化学第二章作业及答案.doc

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1、第二章多相多组分系统热力学2007-4-24§2.1均相多组分系统热力学练习1水溶液(1代表溶剂水，２代表溶质)的体积V是质量摩尔浓度b2的函数，若V=A+Bb2+C(b2)2　　(1)试列式表示V1和V2与b的关系；答：b2:1kg溶剂中含溶质的物质的量，b2=n2,∵V=n1V1+n2V2(偏摩尔量的集合公式)∴V1=(1/n1)(V-n2V2)=(1/n1)(V-b2V2)=(1/n1)(A+Bb2+c(b2)2-Bb2-2cb2)=(1/n1)[A-c(b2)2](2)说明A,B,A/n1的物理意义；由V=A+Bb2+C(b2)2　，V=A;A:b2→0,纯溶剂的体

2、积，即1kg溶剂的体积B;V2=B+2cb2,b2→0,无限稀释溶液中溶质的偏摩尔体积A/n1：V1=(1/n1)[A-c(b2)2]，∵b2→0，V=A+Bb2+C(b2)2,纯溶剂的体积为A,∴A/n1为溶剂的摩尔体积。(3)溶液浓度增大时V1和V2将如何变化?由V1，V2的表达式可知，b2增大，V2也增加，V1降低。2哪个偏微商既是化学势又是偏摩尔量?哪些偏微商称为化学势但不是偏摩尔量?答：偏摩尔量定义为所以化学势定义为：===可见，偏摩尔Gibbs自由能既是偏摩尔量又是化学势。==是化学势，但不是偏摩尔量。325℃时物质的量分数为0.4的甲醇水溶液，如果往大量此溶液中

3、加1molH2O，溶液体积增加17.35cm3，如果往大量此溶液中加1molCH3OH溶液体积增加39.01cm3。试计算(1)将0.4molCH3OH和0.6molH2O混合时，混合溶液的体积。(2)此混合过程中体积的变化。已知25℃时甲醇密度为0.7911gcm-3，水的密度为0.9971gcm-3。答：χB=0.4VH2O=17.35cm3,V甲醇=39.01cm3(1)V=n1V1+n2V2=0.4×39.01+0.6×17.35=26,01cm3(2)混合前：V=(0.4×32/ρ甲醇)+（0.6×18/ρ水）=（0.4×32/0.7911）+（0.6×18/0.9

4、971）=27.01cm3ΔV=26.01-27.01=-1.0cm3[(1)26.01cm3(2)-1.0cm3]220℃时，在1dm３NaBr水溶液中含NaBr(B)321.99g，体积质量为1.238gcm－３。计算该溶液的：(1)溶质B的浓度cB；(2)溶质B的摩尔分数xB；(3)溶质B的质量摩尔浓度bB。答：V=1dm3,mNaBr=321.99g,ρ=1.238g/cm3,MNaBr=103(1)CB=nB/V溶液=321.99/103/1=3.126mol/dm3(2)χB=nB/(nA+nB)==3.126/(3.126+50.889)=0.0578(3)bB

5、=nB/MA=(321.99/103)/[(1238-321.99)/1000]=3.126/0.916=3.4126molkg-1[(1)3.126moldm-3(2)0.0580(3)3.414molkg-1]518℃时，溶于1kg水中的硫酸镁溶液的体积与硫酸镁的质量摩尔浓度的关系在b＜0.1molkg-1时可表示为V／cm3=1001.21+34.69(b2-0.07)2计算b=0.05molkg-1时，硫酸镁的偏摩尔量和水的偏摩尔量。[-1.388cm3mol-1,18.023cm3mol-1]答：将原式展开，得到V=1001.21+34.69b2-4.8566b+0.

6、16998,对b微分，=2×34.69b-4.8566,Bb=0.05,代入得到VB,MgSO4=-1.388cm3mol-1将b=0.05molkg-1，代入求得V的方程得到总体积为1001.22在利用集合公式V=n水V水+nMgSO4VmgS04.其中，n水等于1000/18=55.556mol；nMgSO4=0.05mol，得到，VB，H2O=18.023cm3mol-16比较dG=-SdT+Vdp及dG=-SdT+Vdp+的应用对象和条件。dG=-SdT+Vdp：单组分封闭系统，无其他功dG=-SdT+Vdp+多组分封闭系统，无其他功。2007-4-24§2.3单组分多

7、相系统的热力学练习（81页）2007-5-71从=应用于纯物质气液平衡系统，可直接导出=，你对Maxwell关系的适用条件及上述推导的思路是如何理解的?答：Maxwell关系式适用条件：封闭系统，W’=0,单组分均相系统（无论可逆与否）。多组分多相系统的不可逆过程中，组成会发生改变，所以Maxwell关系式不适用。=适用于单组分系统的两相平衡过程（可逆过程）2请就以下三方面比较Clapeyron方程与Clausius-Clapeyron方程：答(1)应用对象；Clapeyron方程适用所有