教学指导-多组分系统热力学.doc

第三章 热力学 首 页 基本要求 重点难点 讲授学时 内容提要 1 基本要求 [TOP] 1.1了解溶液和混合物的区别， 1.2掌握各种浓度的定义和应用， 1.3掌握偏摩尔量的概念，熟悉偏摩尔量的集合公式，了解吉布斯－杜亥姆公式， 1.4掌握化学势的概念，了解温度、压力对化学势的影响， 1.5熟悉组分可变的系统的热力学基本关系式，掌握多组分系统的化学势判据，了解其在化学平衡和相平衡中的应用， 1.6掌握稀溶液中的Raoult定律和Henry定律及应用， 1.7熟悉气体混合物的化学势表示，了解逸度和逸度系数概念， 1.8熟悉稀溶液中溶剂和溶质的化学势表示， 1.9了解真实溶液的化学势表示，了解活度和活度系数概念， 1.10掌握稀溶液的依数性质，掌握溶剂蒸气压降低，沸点升高，凝固点降低和渗透压的计算， 1.11掌握稀溶液的分配定律和相关计算。 2 重点难点 [TOP] 2.1 重点 偏摩尔量和化学势概念； 活度、逸度概念，组分化学势标准态和表达式； 稀溶液的经验定律； 稀溶液的依数性和分配定律。 2.2 难点 组分化学势标准态和应用表达式的相关计算； 稀溶液蒸气压的相关计算。 3 讲授学时 [TOP] 建议3～5学时 4 内容提要 [TOP] 第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 第八节 4.1 第一节 多组分系统和组成表示法 4.1.1 多组分的均相系统的分类 (1) 混合物：在热力学中，任何组分可按同样的方法来处理的均相系统。 (2) 溶液：在热力学中，各组分不能用同样的方法来处理的均相系统。通常将含量较多的组分称为溶剂，其他组分称为溶质。 (3) 稀溶液：溶质摩尔分数的总和远小于1的溶液，稀溶液有依数性质。 4.1.2常用的浓度表示 (1) 质量分数wB： m(B)为组分B的质量，为总质量，wB是量纲一的量，其单位为1。 (2) 摩尔分数（量分数）xB： xB为组分B的量，为总量，xB是量纲一的量，其单位为1。 (3) 量浓度cB: nB为组分B的量，V为系统总体积，cB的单位为mol(m-3，常用mol(dm-3。 (4) 质量摩尔浓度mB: nB为组分B的量，m(A)为溶剂的质量，mB的单位为mol(kg-3。稀溶液中，cB(mB。 4.2 第二节 偏摩尔量 [TOP] 4.2.1偏摩尔量定义 nj表示除B外其余组分物质的量保持恒定。 偏摩尔量的物理意义是等温等压浓度不变，改变1mol B物质引起的系统容量性质X的改变。 4.2.2偏摩尔量的集合公式 表示处于某一状态时系统的广度性质与各组分偏摩尔量间的关系。 4.2.3吉布斯—杜亥姆公式 当一个组分的偏摩尔量增加时，其他组分的偏摩尔量必将减少，其变化是以此消彼长且符合上式方式进行。 4.3 第三节 化学势 [TOP] 4.3.1化学势的定义 偏摩尔吉布斯能为化学势： 广义化学势： 4.3.2组成可变系统的热力学基本公式 4.3.3温度压力对化学势的影响 4.3.4多组分系统过程方向及限度的判据 不等号是自发过程，等号是达到平衡。 多相平衡的条件： 化学平衡的条件：(((B(B)产物=(((B(B)反应物 4.4 第四节 稀溶液中的两个经验定律[TOP] 4.4.1 Raoult（拉乌尔）定律 或 pA为溶液中溶剂的蒸气压，p*A为纯溶剂的蒸气压，xA、xB为溶剂和溶质的摩尔分数。稀溶液的溶剂遵循Raoult定律。 4.4.2 Henry（亨利）定律 摩尔分数浓度xB： 质量摩尔浓度mB: 量浓度cB： pB为气体的压力，xB、mB、cB为气体的溶解度。稀溶液的溶质遵循Henry定律。 4.5 第五节 气体混合物中各组分的化学势[TOP] 4.5.1气体混合物中各组分的化学势 (1) 纯态理想气体的化学势： (2) 理想气体混合物中组分B的化学势： (3) 纯态真实气体的化学势： f为逸度，(为逸度系数，f=(p， (4) 真实气体混合物中组分的化学势： 4.6 第六节 液态混合物、稀溶液、真实溶液中组分的化学势[TOP] 4.6.1液态混合物的热力学性质 (mixH=0 (mixV=0 4.6.2液态混合物中组分的化学势： 4.6.3理想稀溶液中各组分的化学势 (1) 理想稀溶液溶剂的化学势 稀溶液中溶剂A服从Raoult定律， (2) 稀溶液中溶质的化学势 稀溶液中溶质B服从亨利Henry定律。 4.6.4真实溶液中组分的化学势 其中a为活度，，，