物理化学思考题 - 傅献彩 联系客服

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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多少有关,而与溶质本身的性质无 关,故称为依数性。依数性产生的主要原因是由于溶质溶入后引起溶剂化学势降低。

13. 在溶剂中一旦加入溶质就能使溶液的蒸气压降低,沸点升高,冰点降低并且具有渗透

压。这句话是否准确?为什么?

答:不一定准确。如果加入的溶质是挥发性的,并且挥发性比溶剂大,则溶液的蒸气压增

加,沸点下降;如果溶质是非挥发性的,或者溶质的挥发性小于溶剂,则题述结果正 确。

14. 如果在水中加入少量的乙醇,则四个依数性将发生怎样的变化,为什么有这样的变化?

如果加 NaCl、CaCl2 则又怎样?

答:水中加入乙醇后,溶液蒸气压上升,沸点下降。冰点仍是下降,渗透压仍存在。

这是由于乙醇是挥发性的,并且挥发性又很大。但乙醇水溶液凝固时,析出的固态仍

是纯冰。如果溶入 NaCl,由于每个分子完全电离成二个粒子,则蒸气压降低,沸点

升高,所呈依述性数值加倍,如溶入 CaCl2,则近似增加三倍。

15. 某一定浓度的稀溶液,它的四个依数性间存在着怎样的简单定量关系? 答:ΔTb/Kb=ΔTf/Kf=πVA/(RTMA)=(mpA*/pA)/MA。

16. 运用公式(3-40)时,从溶液中析出的固体是否必须是固态纯溶剂,为什么?

答:(3-40)式为:ΔTf=KfmB,条件是必须固态纯溶剂,因推导该式的基础是溶液中

溶剂 A 的化学势与固态纯溶剂的化学势相等。

17. 你怎样从微观上理解只有理想混合物中的每一种组分才能在全组成范围内服从拉

乌尔定律。

答:因为理想混合物中每一种组分粒子与其周围异种组分粒子之间的相互作用,等同于

该组分处于纯态的情况(即等于同种粒子之间的相互作用),因此理想混合物在全组

成范围内服从拉乌尔定律。

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18. 溶液中的组分与混合物中的组分有何区别?

答:溶液可以是气体、固体溶于液体形成的,气体、固体称为溶质,液体称为溶剂,而混

合物中必须是两种液体混合而得的。用热力学处理时,混合物中任一组分化学势公式

都服从或近似服从拉乌尔定律,而溶液中的溶剂按拉乌尔定律处理,溶质按亨利定律

处理,因此两者运用不同的处理过程。

19. 理想气体与理想液态(或固态)混合物的微观粒子间的相互作用有何区别? 答:理想气体的分子间不存在相互作用,而理想混合物的粒子间存在相互作用,不过是同

种粒子还是异种粒子之间的作用力一样大。

20.“理想稀溶液与理想混合物属于一个概念”,这句话你以为如何?

答:理想稀溶液中溶质完善地服从亨利定律,溶剂服从拉乌尔定律,两者的标准态具有不

同的含义。而理想混合物中任一组分服从拉乌尔定律,任一组分的标准态具有相同的

含义。因此两者不属于同一概念。

21. 你能说清楚 (3-17)式中每一项的物理意义吗?

答:(3-17)式:μA(l,T,p)=μ*A(l,T,p)+RTlnxA≈μA(l,T)+RTlnxA μA(l,T,p) 是液态溶液中组分 A 在 T 温度,压力 p 时的化学势,μ*A(l,T,p)是

液态纯 A 在温度T,压力 p 时的化学势,μA(l,T)是A在温度T,标准压力p

时的标准态化学势。由于压力对液态化学势影响很小,μ*(l,T,p)近似等于μ(l,T)。

RTlnXA 是溶液中组分 A 较纯 A 的化学势的下降值。

22. 理想混合物与非理想混合物在微观结构与宏观性质上有何不同? 答:理想混合物的微观结构特征是同种粒子或异种粒子之间作用力相等,而非理想混合物

便不具理想混合物的微观特征是同种粒子或异种粒子之间作用力不相等。理想混合物

的宏观特征为ΔV(混合)=0,ΔU(混合)=0,ΔH(混合)=0,ΔCp(混合)=0,非理

想混合物不具有上述几个特征。

23. 试比较组分 B 的化学势在理想混合物与非理想混合物的公式中有何同异? 答:在理想混合物中为 μB(T)=μB(T)+RTlnXB 在非理想混合物中 μB(T)=μB(T)+RTlnaB

相同点:(1)数学形式相同;(2)标准态相同;不同点:理想混合物中直接引用浓度xB而

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非理想混合物须引用活度aB,活度aB=γBXB,γB为活度系数。

24. 下列三个式子在一般压力下是否都正确,为什么? μB(s,T)≈μB*(s,T,p) μB(l,T)≈μB*(l,T,p) μB(g,T)≈μB*(g,T,p)

答:前两者比较正确,因这二者的 μB 与 μ-p)或 ΔB 之差为Δμ=VS(pμ=

VL(p-p),该值与 μB相比较甚小可忽略不计,故这两式成立,第三式Δμ=

Vg(p-p),因Vg较VS或Vl相差甚大,Δμ不能忽略不计,故第三式不能成立。

第 四 章 溶 液

1、理想溶液有何特点?

答:在全部浓度范围内,各组分都严格遵拉乌尔定律;对理想溶液遵拉乌尔定律和亨利

定律等同;理想溶液中组分B的化学势的表达式为:?B??B?T,P??RTlnXB ;当各组

?分混合构成理想溶液时,

△ △ mixV=0, △mixU=0, △mixH=0。 2、何为正偏差溶液?何为负偏差溶液?

答:形成溶液时,不同分子间的引力弱于同类分子间的引力,使得分子逸出的倾向增加,

实际蒸汽压比用拉乌尔定律计算的结果要大。△H>0,△V>0。此称正偏差溶液。负偏差溶液情况则正相反。

3、固体糖可顺利溶解在水中,请说明固体糖的化学势与糖水中的化学 势比较,高低如何? 答:高。

4、重结晶制取纯盐的过程中,析出NaCl固体的化学势与母液中NaCl的化学势比较,高低如何? 答:相等。

5、马拉松运动员沿途准备的饮料应该是那一种

A 白开水 B 含适量的维生素的等渗饮料 C 20%葡萄糖饮料 D 高脂肪、高蛋白、高能量饮料 答:B

6、298K,0.01m糖水的渗透压为Л1, 0.01m食盐水的渗透压为Л2,则Л1与Л2的关系如何? 答:Л1<Л2

7、恒压下,将分子量为50的二元电解质5克溶于250克水中,测得凝固点为-0.744℃,该电解质在水中的解离度是多少?(水的冰点降低常数kf=1.86) A 100% B 76% C 27% D 0 答: D

8、0.450克化合物溶于30克水中,(水的冰点降低常数kf=1.86),凝固点降低了0.150℃,该化合物的分子量是多少? 答:ΔT=kfmB 解得M=186

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9、在一恒温抽空得玻璃罩中,封入两杯液面相同的糖水(A)和纯水(B),经历若干时间后,两杯液面的高度将如何变化? 答:(A)杯高于(B)杯

???P?AA10、在温度T时纯液体A的饱和蒸汽压为,化学势为,并且已知在P压力下的凝固

点为

Tf?,当A中溶入少量与A 不形成固态溶液的溶质而形成稀溶液时,上述三个分别为

PA,?A,Tf,则下述结论何者正确?

??TT(A) PA<PA ?A<?A f<f ??TTPP?AAA(B) > <?A f<f ??TTPP?AAA(C) < <?A f>f ??TT(D) PA>PA ?A>?A f>f

????答:(D)

11、关于偏摩尔量,下面叙述不正确的是 (A)偏摩尔量的数值可以是正数、负数和零。

(B)溶液中每一种广度性质都有偏摩尔量,而且都不等于其摩尔量。 (C)除偏摩尔吉布斯自由能外,其它偏摩尔量都不等于化学势。 (D)溶液中各组分的偏摩尔量之间符合吉布斯——杜亥姆关系式。 答:(B)

12、两只烧杯中各有1kg水,向A杯加入0.01mol蔗糖,向B杯内溶入0.01molNaCl,两只烧杯按同样速度冷却降温,则哪只烧杯先结冰? 答:A杯先结冰。

13、 在溶剂中一旦加入溶质就能使溶液的蒸气压降低,沸点升高,冰点降低并且具有渗透 压。这句话是否准确?为什么?

答:不一定准确。如果加入的溶质是挥发性的,并且挥发性比溶剂大,则溶液的蒸气压增 加,沸点下降;如果溶质是非挥发性的,或者溶质的挥发性小于溶剂,则题述结果正确。 14、 如果在水中加入少量的乙醇,则四个依数性将发生怎样的变化,为什么有这样的变化?如果加 NaCl、CaCl2 则又怎样?

答:水中加入乙醇后,溶液蒸气压上升,沸点下降。冰点仍是下降,渗透压仍存在。这是由于乙醇是挥发性的,并且挥发性又很大。但乙醇水溶液凝固时,析出的固态仍是纯冰。如果溶入 NaCl,由于每个分子完全电离成二个粒子,则蒸气压降低,沸点升高,所呈依述性数值加倍,如溶入 CaCl2,则近似增加三倍。

15、 某一定浓度的稀溶液,它的四个依数性间存在着怎样的简单定量关系? 答:ΔTb/Kb=ΔTf/Kf=πVA/(RTMA)=(mpA*/pA)/MA。

16、 运用公式(3-40)时,从溶液中析出的固体是否必须是固态纯溶剂,为什么?

答:(3-40)式为:ΔTf=KfmB,条件是必须固态纯溶剂,因推导该式的基础是溶液中溶剂 A 的化学势与固态纯溶剂的化学势相等。 17、 你怎样从微观上理解只有理想混合物中的每一种组分才能在全组成范围内服从拉乌尔定律。

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