广西大学物理化学试卷(B卷)讲解

试卷 第 1 页 （共 4 页）考核人数______ 考核班次_______________ 任课教员_________ 出题教员签名________ 任课教研室主任签名_______日期_______ 队别__________ 教学班次___________ 学号___________ 姓名____________…………………………密………………………………封………………………………线………………………………………材料工程专业《物理化学》期末考试试卷(B 卷)题 目 一 二 三 四 总 分 核分人 复查人 得分题目部分，（卷面共有19题，100分，各大题标有题量和总分）评卷人 得分一、选择（3小题，共5分）1．在 0.1 kg H 2O 中含 0.0045 kg 某纯非电解质的溶液，于 272.685 K 时结冰，该溶质的摩尔质量最接近于： （凝固点下降公式） ( D )A 、 0.135 kg ⋅mol -1B 、 0.172 kg ⋅mol -1C 、 0.090 kg ⋅mol -1D 、 0.180 kg ⋅mol -12．在 T 时，某纯液体的蒸气压为11 732.37 Pa 。

当0.2 mol 的一非挥发性溶质溶于0.8 mol 的该液体中形成溶液时，溶液的蒸气压为5332.89 Pa 。

设蒸气是理想的，则在该溶液中，溶剂的活度系数是：拉乌尔定律的活度系数版本p=p*XA, 11732.37*0.8*a=5332.89 ( B ) A 、 2.27 B 、 0.568 C 、 1.80 D 、 0.233．理想气体化学反应平衡时,应用下列哪个关系式？A 、 Δr G m = -RT ln K pB 、 Δr G m = -RT ln K pC 、 Δr G m = -RT ln K xD 、 Δr G m = -RT ln K c评卷人得分二、填空（5小题，共13分）1．形成正偏差的溶液，异种分子间的引力小于同类分子间的引力，使分子逸出液面倾向增加，实际蒸气压大于拉乌尔定律计算值，且mix ∆H 大于0 , mix ∆V 大于0。

2． NaCl(0.01-3mol dm ⋅)−→−NaCl(0.001-3mol dm ⋅), （灌水稀释）上述过程在298 K 时所需的有用功值为 J 4101101.0001.0ln2m r =-=∆-=RT G W f 非体积功计算提示，65页6-8行 3．100°C 时, 100 g 水中含有35.4 g NaCl 的溶液上方蒸气压为78 020.25 Pa 。

则溶液中水的活度为770.0/OH O H O H 222==*p p a 。

水的活度系数为 9016.0O H 2=x 8540.0/O H O H O H 222==γx a 。

（已知 M (NaCl)=58.44)4．在一定温度压力下，当水(A)溶液中溶质B 、的化学势B d 0μ>时，与此同时水的化学势变化d μA <0，因为 0d d B B A A =μ+μx x5．293.15 K 时，将压力为101.325 kPa 的1 mol 气态NH 3溶解在大量的n (NH 3):n (H 2O)=1:21的溶液中。

已知此溶液NH 3的平衡蒸气分压为 3.6 kPa ，则溶解过程的sol m ΔG 为()1sol m B B B ()ln /8134J mol G T RT p p μμ-∆=-==-⋅。

评卷人 得分三、计算（7小题，共50分）1．在298 K, p 下,蔗糖水溶液中的活度为0.987,如果要使该溶液中水的化学势等于此条件下纯水的化学势,问在298 K 时需对溶液加多大的压力?2．在298 K 下,将2 g 某化合物溶于1 kg 水中,其渗透压与在298 K 下,将0.8 g 葡萄糖(C 6H 12O 6)和1.2 kg 蔗糖(C 12H 22O 11)溶于1 kg 水中的渗透压相同。

(1) 求此化合物的分子量； (2) 求化合物溶液的凝固点是多少? (3) 此化合物溶液的蒸气压降低是多少?试卷 第 2 页 （共 4 页）考核人数______ 考核班次_______________ 任课教员_________ 出题教员签名________ 任课教研室主任签名_______日期_______ 队别__________ 教学班次___________ 学号___________ 姓名____________…………………………密………………………………封………………………………线………………………………………已知水的冰点下降常数K f =1.86 K ⋅kg ⋅mol -1 ,298 K 时水的饱和蒸气压为3167.7 Pa,稀溶液密度可视为与水同。

3．333 K 时,苯胺和水的蒸气压分别是0.760 kPa 和19.9 kPa,在此温度下苯胺和水部分互溶形成两相,两相中苯胺的摩尔分数分别为0.732和0.088，(1)假设每一相中溶剂遵守拉乌尔定律、溶质遵守亨利定律,计算两个亨利常数k 1(苯胺层中)和k 2. (水层中)， (2)求出水层中每个组分的活度系数，活度的标准态分别先以拉乌尔定律为参考,后以亨利定律为参考。

4．三氯甲烷(A)和丙酮(B)形成的溶液，若液相的组成为x B =0.713，则在301.35 K 时的总蒸气压为29.39 kPa ，在蒸气中y B =0.818。

已知在该温度时，纯三氯甲烷的蒸气压为29.57 kPa ，试求：（1）混合液中三氯甲烷的活度； （2）三氯甲烷的活度系数。

5．由 A 和 B 组成的一非理想液体混合物其正常沸点为 333.15 K ，A ，B 的活度系数分别为 1.3 和1.6，A 的活度为 0.6，p A *为 5.333×104 Pa ,求 p B*为多少？ 6．求在一敞开的贮水器中，氮气和氧气的质量摩尔浓度各为多少？已知298K 时, 氮气和氧气在水中的亨利常数分别为8.68⨯109Pa, 和4.40⨯109Pa 。

该温度下海平面上空气中氮和氧的摩尔分数分别为0.782和0.209。

7． 300 K 时，液体 A 和 B 部分互溶形成α和β两个平衡液相，在α相中，A 的物质的量分数 x A 是 0.85，纯 A 的饱和蒸气压是 22 kPa ，在β相中，x B 为 0.89，如果理想稀溶液的公式对每个相中的溶剂都适用，则溶质 A 的亨利常数为多少？四、问答题（4小题，共32分）1．甘油及醋酸的熔化温度分别为 291.8 K 及 289.8 K 。

若室温比所述温度稍低，即使没有过冷现象，它们仍属于液态。

如何解释。

2．用热力学证明:当二元溶液达气液平衡时,若液相和气相的组成相同,则在定压下溶液的沸点对溶液的组成变化应处于极值。

3．当二组分溶液中组分(1)的活度可用下式表示时，请导出2γ和a 2的表达式。

a 1=x 1exp(Bx 22/RT )4．在锌汞齐中，Zn 的活度系数和物质的量分数的关系式服从公式2γ=1-3.92x 2，试求：（1）ZnHg 齐中Hg 的活度系数1γ与x 2的关系式； （2）x 2=0.6时Hg 的活度a 1和活度系数1γ； （3）x 2=0.6时Zn 的活度a 2和活度系数2γ。

上海大学理学院化学系2010-2011学年二学期课程考试试卷答案(B 卷)课程名称：物理化学 考试时间：120分钟 年级：xxx 级专业： xxx题目部分，（卷面共有19题，100分，各大题标有题量和总分） 一、选择（3小题，共5分）1．D 2．B3．B二、填空（5小题，共13分）1．小于 增加 大于 大于 大于 2．J 4101101.0001.0ln2m r =-=∆-=RT G W f 3． 770.0/O H O H O H 222==*p p a 9016.0O H 2=x8540.0/O H O H O H 222==γx a 4． <0 因为 0d d B B A A =μ+μx x 5．()1sol m B B B ()ln /8134J mol G T RT p p μμ-∆=-==-⋅三、计算（7小题，共50分）1．在溶液上方加压力,可使溶液中的水与纯水达渗透平衡。

此时溶液中水的化学势和纯水化学势相等。

-ln a =πV m (H 2O)/RT ≈πV m (H 2O)/RT试卷 第 3 页 （共 4 页）考核人数______ 考核班次_______________ 任课教员_________ 出题教员签名________ 任课教研室主任签名_______日期_______ 队别__________ 教学班次___________ 学号___________ 姓名____________…………………………密………………………………封………………………………线………………………………………-ln0.987=π×18×10-6 m 3·mol -1/[(8.314 J·K·mol -1)×(298 K)] π=1.8×106Pa 2．(1) π=n 1RT /V =n 2RT /V n 1=n 2=0.8×10-3 kg/0.180 kg·mol -1+1.2×10-3 kg/0.342 kg·mol -1=7.953×10-3 mol M =W /n =0.2515 kg·mol -1 (2) ΔT f =K f m =0.0148 K (3) Δp =p 水* - p 水水= p 水* - p 水* (1-x 2)= p 水*x 2 =0.4535 Pa 3． (1) 在苯胺层中,苯胺为溶剂,水为溶质, p (H 2O) = k (H 2O) x (H 2O,苯胺层)又 p (H 2O) = p *(H 2O) x (H 2O,水层) 所以 k (H 2O)= p *(H 2O) x (H 2O ,水层) / x (H 2O ,苯胺层)= (19.9 kPa) (1-0.088)/(1-0.732) = 67.7 kPa同理在水层中： k (苯胺)= p *(苯胺) x (苯胺,苯胺层) / x (苯胺,水层)= 0.760 kPa ×0.732/0.088= 6.32 kPa(2) 在水层中以拉乌尔定律为参考 γ (H 2O)= a (H 2O) /x (H 2O) =2H O p /[p *(H 2O) x (H 2O)] = 1 γ (苯胺)= a (苯胺)/x (苯胺)=p (苯胺)/[p *(苯胺) x (苯胺)] = k (苯胺) x (苯胺)/[p *(苯胺)x (苯胺)] = 6.32 Pa/0.760 Pa= 8.32在水层中以亨利定律为参考：γ (H 2O)= p (H 2O)/[k (H 2O) x (H 2O)] = p *(H 2O) x (H 2O)/[k (H 2O)x (H 2O)] = 19.9 kPa/67.7 kPa= 0.294 γ (苯胺)= p (苯胺)/[k (苯胺)x (苯胺)]= 1 4．（1）1809.0/)1(/A B A A A =-==**p y p p p a （2）630.0AAA ==γx a 5． x A = a A /γA = 0.6/1.3 = 0.462 a B =γB x B = 1.6×(1-0.462) = 0.861 p A = *A p a A = 53 330 Pa ×0.6 = 32 000 Pa pB = 101 325 Pa - p A = 69330 Pap B = a B *B p 所以*Bp = p B /a B = 80520 Pa 6．以1 kg 水为体系 OH O O O O O 222222n n k x k p ≈= 2O n 和2N n <<O H 2n 2222222O O O H O H O O O p p y n n n k k == =mol 1007.5molkg 02018.0kg 1Pa 1040.4209.0)Pa 325101(419--⨯=⋅⋅⨯⨯ 同理2222N N H O N p y n n k = mol 1067.2molkg 02018.0kg 1Pa 1068.8782.0)Pa 325101(419--⨯=⋅⨯⨯⨯=因为水选为1kg ，所以在水中的质量摩尔浓度分别为14O kg mol 1007.52--⋅⨯=m 14N kg mol 1067.22--⋅⨯=m7．αA p =βA p k A =βA p /βA x =αA p /βA x = p A *αA x (1-βB x )= 22 kPa ×0.85 / (1-0.89) = 170 kPa 四、问答题（4小题，共32分）1．因为甘油及醋酸都是吸水物质，所以它们通常含有少量的水分，成为稀释溶液后，熔化温度就降低了（这是因为 ΔT f = T f *- T f = K f m ）, 因此在室温时，它们通常处于液态。