答：(D)。 化学势是偏摩尔Gibbs自由能，是强度性质，与混合物的总体积无关，而与混合物的浓度有关。两份的浓度相同，故化学势相等。
11．在273K, 200 kPa时，H2O(l)的化学势为?(H2O,l)，H2O(s)的化学势为
?(H2O,s)，两者大小的关系为 ( )
(A) ?(H2O,l)>?(H2O,s) (B) ?(H2O,l)??(H2O,s) (C) ?(H2O,l)
??????Gm?*?V答：(C)。已知?，对于纯组分系统，则?VB?m。因为????p?T,nB??p?T**Vm(H2O,l) 12．在两只烧杯中，各盛有1 kgH2O(l)。向A杯中加入0.01 mol蔗糖，向B杯中加入0.01 mol NaCl，溶解完毕后，两只烧杯按同样的速度冷却降温，则 ( ) (A) A杯先结冰 (B) B杯先结冰 (C) 两杯同时结冰 (D) 不能预测其结冰的次序 答：(A)。稀溶液的依数性只与粒子的数量有关，而与粒子的性质无关。B杯内溶入的是NaCl，NaCl在水中解离，其粒子数几乎是A杯中的两倍，B杯中溶液的凝固点下降得多，所以A杯先结冰。 13．在恒温的玻璃罩中，封入一杯糖水（A杯）和一杯纯水(B杯)，使两杯的液面相同，将玻璃罩抽成真空。经历若干时间后，两杯液面的高度将是 ( ) (A) A 杯高于 B 杯 (B) A 杯等于 B 杯 (C) A 杯低于 B 杯 (D) 视温度而定 答：(A)。纯水的饱和蒸气压大于糖水，纯水不断蒸发，蒸气在含糖水的A 杯中不断凝聚，所以A 杯液面高于B 杯。 14．冬季建筑施工中，为了保证施工质量，常在浇注混凝土时加入少量盐类，其主要作用是？ ( ) (A) 增加混凝土的强度 (B) 防止建筑物被腐蚀 (C) 降低混凝土的固化温度 (D) 吸收混凝土中的水份 答：(C)。混凝土中加入少量盐类后，使凝固点下降，防止混凝土结冰而影响建筑物的强度。 15．盐碱地的农作物长势不良，甚至枯萎，其主要原因是 ( ) (A) 天气太热 (B) 很少下雨 (C) 肥料不足 (D) 水分从植物细胞向土壤倒流 答：(D)。 盐碱地中含盐量高，水在植物细胞中的化学势大于在盐碱地中的 化学势，水分会从植物细胞向土壤渗透，使农作物长势不良。 五．习题解析 1． 在298 K时，有一个H2SO4(B)的稀水溶液，其密度为1.060 3?103 kg?m?3， H2SO4的质量分数wB?0.094 7。已知在该温度下，纯水的密度为997.1 kg?m?3。试计算H2SO4的：① 质量摩尔浓度mB，② 物质的量浓度cB和③ 物质的量分数 xB。 解：① 质量摩尔浓度是指，在1 kg溶剂中含溶质的物质的量，查原子量表得H2SO4的摩尔质量MB?0.098 08 kg?mol?1。设溶液的质量为1.0 kg， mB?nBm(B)/MB? m(A)m(A)0.0947?1.0 kg/0.098 08 kg?mol?1??1.067mol?kg?1 (1?0.0947)?1.0 kg ② 物质的量浓度是指，在1 dm3 溶液中含溶质的物质的量，设溶液质量为1 kg cB?nBm(B)/MB? Vm（溶液）/?（溶液）0.094 7?1.0 kg/0.098 08 kg?mol?1 ? 3?31.0kg/1.060 3?10kg?m?3 ?1.02?4310?mol?m3 1.0?24?moldm （3）设溶液质量为1.0 kg，xB?nB nB?nAnB?0.094 7?1.0 kg/0.098 08 kg?mol?1?0.966 mol nA?(1?0.094 7)?1.0 kg/0.018 kg?mol?1?50.29 mol xB?nB0.966 mol??0.018 8 nB?nA(0.966?50.29)mol2．将0.6 mol的乙醇（B）和0.4 mol的水（A）混合得乙醇的水溶液，溶液的密度为849.4 kg?m?3。已知溶液中乙醇的偏摩尔体积VB?57.5?10?6 m3?mol?1，试求溶液中水的偏摩尔体积VA。已知水和乙醇的摩尔质量分别为 MA?18 g?mol?1，MB?46 g?mol?1。 解：根据偏摩尔量的加和公式，有 V?n B （1） nAVA?BV V?m?m(A)?m(B)AnMA??B???nMB （2） 上面两式应该相等，所以有 (18?0.4?46?0.6)?10?3kg 0.4 mol?VA?(0.6?57.5?10)m??3849.4 kg?m?635解得 VA?1.61?8?103?m?1 olm3．在298 K时，有大量的甲苯（A）和苯（B）的液态混合物，其中苯的摩尔分数xB?0.20。如果将1 mol纯苯加入这混合物中，计算这个过程的?G。 *解：设1 mol纯苯的Gibbs自由能为Gm,B，在液态混合物中1 mol苯的偏摩 尔Gibbs自由能为GB，所求的?G就是这1 mol苯，在加入混合物的前后，Gibbs自由能的差值， ? ?G?GB?G*m,?B??B??BRTlnx B ?(8.314?298?ln0.20)J?mol?1??3.99 kJ?mol?1 4．在263 K和100 kPa下，有1 mol过冷水凝固成同温、同压的冰。请用化学势计算这过程的?G。已知在263 K 时，H2O(l)的饱和蒸气压 p*(H2O,l)?287 Pa，H2O(s)的饱和蒸气压p*(H2O,s)?259 Pa。 解：过冷水结冰是个不可逆过程，可以设计一个始、终态相同的可逆过程。在保持温度不变的情况下，分如下五步等温可逆变压过程进行： （1）从100 kPa等温可逆降压至H2O(l)的饱和蒸气压； （2）在H2O(l)的饱和蒸气压下达成气-液两相平衡； （3）H2O(g)的等温可逆变压过程； （4）在H2O(s)的饱和蒸气压下达成气-固两相平衡 （5）等温可逆升压至100 kPa。即 1) H2O(l,100 ?k(P?a?)2(2)?HO(?l,?2??87 P???2a) HO(g,287 Pa)(4)3)?? ?(??H2O(g,259? P)?a????25)HO(s,?2(5?9? P2a)H O(s,100 kPa) 第（1），（5）两步是凝聚相的等温可逆变压过程，由于凝聚相的可压缩性很小， 摩尔体积不大，受压力的影响很小，所以这两步的Gibbs 自由能的变化值可以忽略不计。（2），（4）两步是等温、等压可逆相变，Gibbs 自由能的变化值等于零。所以，总的Gibbs 自由能的变化值就等于第三步的Gibbs 自由能的变化值， ?G??G(3)??*pl*psps* Vmdp?RTlnpl*259 Pa???1?1 ??8.314?263?ln? J?mol??224.46 J?mol 287 Pa??现在题目要求用化学势来计算，其实道理是一样的，计算更简单。因为纯组 分的化学势就等于摩尔Gibbs 自由能，水蒸气化学势的标准态可以相消，所以 ?G??G(3)??(H2O,g,259 Pa)??(H2O,g,287 Pa) 259 Pa??224.4?6 J?1 mol ?RT?ln287 Pa5． 液体A与液体B可以形成理想的液态混合物。在343 K时，1 mol A和2 mol B所形成的混合物的蒸气压为50.663 kPa，若在溶液中再加入3 mol A，则溶液的蒸气压增加到70.928 kPa，试求： **（1）A和B在343 K时的饱和蒸气压pA和pB。 （2）对于第一种混合物，在气相中A，B的摩尔分数yA和yB。 解： （1）液态混合物上的总蒸气压等于A和B的蒸气压的加和， ?? p?pAxA?pBxB 12????pB? （1） 50.663 kPa?pA3321??70.928 kPa?pA??pB? （2） 33 联立(1)，(2)式，解得 **pA?91.19 kPa pB?30.40 kPa 191.19 k?PappxA3?0.6?(2) yA?A? pp50.663 kPa?A yB?1?yA?0.4 6．在293 K时，苯(1)的蒸气压是13.332 kPa，辛烷(2)的蒸气压为2.6664 kPa，现将1 mol辛烷溶于4 mol苯中，形成理想的液态混合物。试计算： （1）系统的总蒸气压。 （2）系统的气相组成。 （3）将（2）中的气相完全冷凝至液相，再达到气液平衡时，气相的组成。 ??解： （1）p?p1?p2?p1x1?p2x2 41?? ??13.332??2.6664??kPa?11.199 kPa 55?? （2）y1?p113.332?0.8kPa??0.952 4 p11.199kPa y2?1?y1?1?0.9524?0.047 6 （3）将上述气相完全冷凝至气-液平衡时，新液相的组成与上述气相的组 成相同。 ??y1 x2??y2 x1????p1??p2??p1??p2? p总x1x2 ??13.33?20.95?2 4 ?12.824k P这时的气相组成为 ?? y1 047 6kPa2.?666 ?40.13.332k?Pa0.9524?0.990 112.824kPa??1?y??0.009 y2 97．在一定温度下，液体A和B可形成理想的液态混合物。已知在该温度时， ??pA?40.530 kPa，pB?121.590 kPa。把组成为yA?0.40的二元气态混合物，放 入一带有活塞的气缸中进行恒温压缩，试计算： （1）刚开始出现液相时，蒸气的总压。 （2）在该温度和101.325 kPa压力下，A和B的液态混合物沸腾时液相的组成。 解：（1）设：刚开始出现液相时，液相中A和B的组成分别为xA和xB，理想液态混合物上的总压p?pA?pB。因为pA?pyA，pB?pyB，所以有 pBp?BxBx?B121.590 kPa p? （1） ??yByB0.60?? p?pA?pB?pAxA?pBxB