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时间:2018-01-14
《第02章--多相多组分系统热力学--习题及答案》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第二章多相多组分系统热力学习题及答案§2.1均相多组分系统热力学(P68)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;(2)说明A、B、A/n1的物理意义;(3)溶液浓度增大时V1和V2将如何变化?解:(1)由b2的定义“1kg溶剂中所含溶质的物质的量”,因此本题中可视溶剂水为1kg,从而认为将b2=n2。★据偏摩尔量的集合公式V=n1V1+n2V2,★V1=====(2),故A表示当b2→0,纯溶剂的体积,即1kg溶剂水的体积;,故B表示当b2→0,无限稀溶液中溶质的
2、偏摩尔体积;,A/n1表示溶剂水的摩尔体积。(3)由以上V1和V2的表达式可知,溶液浓度(b2)增大时,V2增大,V1减小。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:化学势表达式:===-23-偏摩尔量:,,,可见,只有偏微商既是化学势又是偏摩尔量,、、称为化学势,但不是偏摩尔量。3.25℃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
3、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)+(0.6×18/0.9971)=27.01cm3ΔV=26.01-27.01=-1.0cm3(3)20℃时,在1dm3NaBr水溶液中含NaBr(B)321.99g,体积质量为1.238gcm-3
4、。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=nB/MA=(321.99/103)/[(1238-321.99)/1000]=3.126/0.916=3.4126molkg-1[(1)3.126moldm-3(2)0.0580(3)3.414mo
5、lkg-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。-23-[-1.388cm3mol-1,18.023cm3mol-1]答:将原式展开,得到V=1001.21+34.69b2-4.8566b+0.16998,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
6、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。§2.2气体热力学(P74)1证明:理想气体标准状态的化学势与压力无关。2试由理想气体化学势表达式:(g,T,pB)=(g,T)+RTln(pB/),导出理想气体状态方程3.理想气体混合物组分B的化
7、学势表达式为,为标准态的化学势,这个标准态指的是怎样的状态?真实气体混合物组分B化学势表达式中,其标准态化学势的标准态与它是否相同?答:理想气体混合物:标准态指温度为T、压力为pӨ的纯B理想气体。-23-真实气体混合物:标准态指温度为T、压力为pӨ,且服从理想气体状态方程的纯B气体。★二者标准态相同,均以纯气体B,温度为T、压力为pӨ,服从理想气体定律。但对真实气体来说,它的标准态是一个实际上并不存在的假想状态。4求0℃,20.3×106Pa时CH4的逸度因子,已知CH4的TC=190.7K,pc=46.4×105Pa。[0.68]5估计在92℃,15.2×106
8、Pa时的C
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