溶液热力学习题(1)VIP专享VIP免费

4-1含质量分数为w(甲醇)=0.40的甲醇的水溶液，已知其中甲醇的偏摩尔体积V（甲）为39.0cm3·mol1,水的偏摩尔体积V（水）为17.5cm3·mol1，试求溶液的体积质量(密度)(甲醇与水的摩尔质量分别为32.04g·mol1与18.02g·mol1)。解：取100g水溶液,其中含40g甲醇,60g水，则溶液的体积为：V=n(甲)V(甲)+n(水)V(水)=)5.1702.180.600.3904.320.40(cm3=107cm3溶液的体积质量(密度)为：333dmkg935.0cmg935.0cm107100gVm4-2乙醇水溶液的体积质量(密度)是0.8494kg·dm3，其中水(A)的摩尔分数为0.4，乙醇(B)的偏摩尔体积是57.5×103dm3·mol-1。求水(A)的偏摩尔体积（已知乙醇及水的相对分子质量Mr分别为46.07及18.02）。解：)(1BBAAmMxMxV133moldm10)07.466.002.184.0(8494.01=41.03×103dm3·mol1又因为Vm=xAVA+xBVB所以VA=(Vm-VBxB)/xA1333moldm4.06.0105.571003.41=16.3×103dm3·mol-1AABBVnVnVmAABBVxVxVABAABBVWWnMnM1()mAABBVxMxM4-3下列偏导数中那些是偏摩尔量?那些是化学势?)BC(c,,B)(npTnH；c,,(CB)B()TVnAn；)BC(c,,B)(nVTnG；)BC(c,,B)(nVSnU；)BC(c,,B)(npTnV；)BC(c,,B)(npSnH；)BC(c,,B)(npTnA；解：偏摩尔量：)BC(c,,B)(npTnH；)BC(c,,B)(npTnV；)BC(c,,B)(npTnA；化学势：c,,(CB)B()TVnAn；)BC(c,,B)(nVSnU；)BC(c,,B)(npSnH4-4在一定温度、一定压力下，使物质B的水溶液中B的化学势B变化Bd＞0而且与此同时溶液中水的化学势A变化Ad试确定是大于等于或小于零，并分别简述理由。解：由xAAd+xBBd=0则ABABddxx因为xB＞0，xA＞0，Bd＞0所以Ad＜04-5试比较和论证下列四种状态纯水的化学势大小顺序：（1）373.15K，101325Pa液态水的化学势1；（2）373.15K，101325Pa水蒸气的化学势2；（3）373.15K，202650Pa液态水的化学势3；（4）373.15K，202650Pa水蒸气的化学势4。解：在水的正常沸点时1=2；在温度为373.15K及202650Pa下4＞3。因为m*m)(VpGT＞0所以3＞14＞2故4＞3＞2=1。4-6水(A)和乙酸乙脂(B)不完全混溶，在37.55℃时两液相呈平衡。一相中含质量分数为w(B)=0.0675的脂，另一相中含w(A)=0.0379的水。假定拉乌尔定律对每相中的溶剂都能适用，已知37.55℃时，纯乙酸乙脂的蒸气压力是22.13kPa，纯水的蒸气压力是6.399kPa，试计算：（1）气相中脂和水蒸气的分压；（2）总的蒸气压力。（乙酸乙脂的摩尔质量为88.10g·mol1，水的摩尔质量为18.02g·mol1。）（2）p=pA+pB=（6.306+18.56）kPa=24.86kPa6.306kPa)10.88/0675.002.18/9325.0020.9325/18.kPa(399.6A*AAxpp18.56kPa)10.88/9621.002.18/0379.0100.9621/88.kPa(13.22B*BBxpp解(1)4-70℃，101325Pa时，氧气在水中的溶解度为4.490×102dm3·kg1，试求0℃时，氧气在水中溶解的亨利系数kx,O和kb,O。解：由亨利定律pB=kx,BxB。（或pB=kb,BbB），其中B代表氧气。因为0℃，101325Pa时，氧气的摩尔体积为22.4dm3·mol1，所以5133211332B1061.3)mol22.4dmdm104.490()mol18g1000g()moldm4.22dm10490.4(xGPa81.2103.61Pa1013255BBB,xpkx1713BBB,molkgPa1010.5kgmol102.00Pa101325bpkb1313132Bkgmol100.2moldm4.22kgdm10490.4b又4-8邻二甲苯和对二甲苯形成理想液态混合物，在25℃时，将1mol邻二甲苯与1mol对二甲苯混合，求此混合过程的ΔmixV，ΔmixH，ΔmixS，ΔmixG。解：ΔmixV=0；ΔmixH=0；ΔmixS=-RBBlnxn=-8.314J·K1·mol1×2×1mol×ln0.5=11.5J·K1；ΔmixG=RTBBlnxn=-3.43kJ。4-9试回答在定温定压下，由纯组分混合成理想液态混合过程中ΔmixV，ΔmixH，ΔmixS，ΔmixG是大于零、等于零、还是小于零？并简要地阐述其理由。解：在定温定压条件下，由纯组分混合成理想液混合物混合过程中的任一组分的偏摩尔体积都等于该纯组...