1第三章溶液——多組分體系熱力學

一、偏摩爾量：

單組分系統的容量（廣度）性質具有加和性。在多組分系統中，每個熱力學函數的變量就不止兩個，還與組成系統各物的物質的量有關。Z=Z(T、P、n)21、偏摩爾量ZB的定義為：偏摩爾量的物理意義：注意：容量性質才有，本身是強度性質等T、P

某組分、不是體系的32、偏摩爾量的基本公式

說明系統的總的容量性質等于各組分偏摩爾量的加和。說明系統偏摩爾量之間是具有一定聯系的。4二、化學勢1、化學勢的定義：保持熱力學函數的特征變量和除B以外其他組分不變，某熱力學函數隨物質的量的變化率稱為化學勢。5多組分系統的熱力學基本公式應表示為：在多組分系統中，每個熱力學函數的變量不止兩個，還與組成系統各物的物質的量有關，所以要在基本公式中增加組成這個變量。6通常實驗都是在等溫、等壓下進行，所以如不特別指明，化學勢就是指偏摩爾Gibbs自由能。2、化學勢的應用

相變化：自發變化的方向是組分B從化學勢高的β相轉移到化學勢較低的α相。化學變化:反應物化學勢之和大于產物化學勢之和反應方向：反應物向產物方向進行73、化學勢與T、P的關系8多組分系統的組成表示法4、B的質量分數2、B的濃度又稱為B的物質的量濃度1、B的摩爾分數氣態混合物中摩爾分數常用表示。3、溶質B的質量摩爾濃度mB9氣體混合物中各組分的化學勢理想氣體的化學勢：

理想氣體混合物的化學勢： 是純氣體B在指定T，p時的化學勢，不是標準態。道爾頓分壓定律：10非理想氣體的化學勢——逸度的概念逸度因子可以分別用如下方法求得：1.圖解法；2.對比狀態法；11三、稀溶液中的兩個經驗定律1、Raoult定律（Raoult’sLaw）2、Henry定律（Henry’sLaw）12理想液態混合物理想液態混合物中任一組分的化學勢理想液態混合物的通性13理想稀溶液中任一組分的化學勢理想稀溶液的定義溶劑的化學勢溶質的化學勢14稀溶液的依數性1.凝固點降低2.沸點升高3.滲透壓15活度與活度因子非理想液態混合物中各組分的化學勢——活度的概念對于理想的液態混合物，任一組分B的化學勢為對于非理想的液態混合物，Lewis提出了活度的概念則化學勢表示式為：16非理想稀溶液171、2molA物質和3molB物質在等溫等壓下混合形成理想液體混合物,該系統中A和B的偏摩爾體積分別為1.79×10-5m3?mol-1,2.15×10-5m3?mol-1,則混合物的總體積為：()(A)9.67×10-5m3(B)9.85×10-5m3

(C)1.003×10-4m3(D)8.95×10-5m3

[答](C)

2、恒溫恒壓下，在A和B組成的均相體系中，當A的偏摩爾體積隨濃度的改變而增加時，則相應的B的偏摩爾體積隨濃度的改變一定將是：()（A）增加（B）減少（C）不變（D）不確定[答]（B）3、設N2和O2皆為理想氣體。它們的溫度、壓力相同,均為298K，p$,則這兩種氣體的化學勢應該：()(A)相等(B)不一定相等(C)與物質的量有關(D)不可比較

[答](D)184、今有298K,p$的N2[狀態Ⅰ]和323K,p$的N2[狀態Ⅱ]各一瓶,問哪瓶N2的化學勢大?()

(A)μ(Ⅰ)>μ(Ⅱ)(B)μ(Ⅰ)<μ(Ⅱ)(C)μ(Ⅰ)=μ(Ⅱ)(D)不可比較

[答](A)5、溫度為273K，壓力為1×106Pa下液態水和固態水的化學勢μ（l）和μ（s）之間的關系為μ（l）

μ（s）。（＞，=，＜）

[答]＜6、在某溫度下，當B溶解于A中形成溶液時，若純B的摩爾體積大于溶液中B的偏摩爾體積時，(設B的偏摩爾體積大于零),若增加壓力則B在A中的溶解度將：()

（A）增大（B）減小（C）不變（D）不確定

[答]（A）197、在400K時，液體A的蒸氣壓為4×104Pa，液體B的蒸氣壓為6×104Pa，兩者組成理想液體混合物，平衡時溶液中A的物質的量分數為0.6，則氣相中B的物質的量分數為：()(A)0.60(B)0.50(C)0.40(D)0.31

[答](B)8、在298K時，A和B兩種氣體單獨在某一溶劑中溶解，遵守亨利定律，亨利常數分別為kA和kB，且知kA>kB，則當A和B壓力（平衡時）相同時，在一定量的該溶劑中所溶解的關系為：()(A)A的量大于B的量(B)A的量小于B的量(C)A的量等于B的量(D)A的量與B的量無法比較[答](B)2010、(1)冬季建筑施工中，為了保證施工質量，常在澆注混凝土時加入少量鹽類，其主要作用是？()(A)增加混凝土的強度(B)防止建筑物被腐蝕(C)降低混凝土的固化溫度(D)吸收混凝土中的水份(2)為達到上述目的，選用下列幾種鹽中的哪一種比較理想？()(A)NaCl(B)NH4Cl(C)CaCl2(D)KCl[答](1)C(2)C

9、兩只燒杯各有1kg水，向A杯中加入0.01mol蔗糖，向B杯內溶入0.01molNaCl，兩只燒杯按同樣速度冷卻降溫，則有：()(A)A杯先結冰(B)B杯先結冰(C)兩杯同時結冰(D)不能預測其結冰的先后次序[答](A)2111、有一稀溶液濃度為m，沸點升高值為ΔTb，凝固點下降值為ΔTf，則：()(A)ΔTf>ΔTb(B)ΔTf=ΔTb(C)ΔTf<ΔTb(D)不確定

[答](A)

12、在恒溫抽空的玻璃罩中封入兩杯液面相同的糖水(A)和純水(B)。經歷若干時間后，兩杯液面的高度將是：()(A)A杯高于B杯(B)A杯等于B杯(C)A杯低于B杯(D)視溫度而定[答](A)13、(1)溶液的化學勢等于溶液中各組分的化學勢之和(2)對于純組分，則化學勢等于其Gibbs自由能(3)理想溶液各組分在其全部濃度范圍內服從Henry定律(4)理想溶液各組分在其全部濃度范圍內服從Raoult定律上述諸說法正確的是：()(A)(1)，(2)(B)(2)，(3)(C)(2)，(4)(D)(3)，(4)[答](D)2215、根據理想稀溶液中溶質和溶劑的化學勢公式：μB=μB*(T,p)+RTlnxB，μA=μA*(T,p)+RTlnxA

下面敘述中不正確的是：()(A)μA*(T,p)是純溶劑在所處T,p時的化學勢(B)μB*(T,p)是xB=1，且仍服從亨利定律的假想狀態的化學勢，而不是純溶質的化學勢(C)當溶質的濃度用不同方法（如xB,mB,cB）表示時，μB*(T,p)不同，但μB不變(D)μA*(T,p)只與T,p及溶劑的性質有關,μB*(T,p)只與T,p及溶質的性質有關

[答](D)14、當溶液中組分采用不同標準態時，其化學勢的值

，活度值

，活度系數值

。(填相同和不同)[答]相同；不同；不同

2316、298K,p$下，1mol甲苯與1mol苯混合形成理想溶液，混合過程的ΔmixH=_____，ΔmixS=_________。[答]ΔmixH=0ΔmixS=-2Rln0.5=11.53J·K-1

17、在300K時，從大量等物質的量的C2H4Br2和C3H6Br2理想液體混合物中分離出1mol純C2H4Br2所需作的最小功為______。[答]Wf=ΔG=nB(μ*B-μB)=-nBRTlnxB

=-1mol×8.314J·K-1·mol-1×300Kln(1/2)=1728.85J

18、燒杯A中裝有10g0℃的水；燒杯B中裝有10g0℃的冰水混合物(水5g,冰5g)，用滴管分別向兩燒杯中各滴入數滴濃H2SO4，則兩燒杯中的溫度將如何變化？(假設無其他熱損失)[答]A杯中溫度升高；B杯中溫度降低。24

19、液體A和B形成理想溶液。現有一含A的物質的量分數為0.4的蒸氣相，放在一個帶活塞的氣缸內，恒溫下將蒸氣慢慢壓縮。已知和分別為0.4×101.325kPa和1.2×101.325kPa，請計算：（1）當液體開始凝聚出來時的蒸氣總壓；（2）該溶液在正常沸點Tb時的組成。（2）正常沸點時

[答](1)液相剛凝聚時，呈現兩相平衡

25

20、在85℃,101.3kPa時，甲苯(A)和苯(B)組成的液態混合物達沸騰。試計算該理想液態混合物的液相及氣相的組成。已知苯的正常沸點為80.10℃，甲苯在85.00℃時的蒸氣壓為46.00kPa。

[答]（1）楚頓規則：

解得：

（2）

解得：2621、某油田向油井注水,對水質要求之一是含氧量不超過1×10-3kg?m-3,若河水溫度為293K,空氣中含氧21%,293K時氧氣在水中溶解的亨利常數為4.063×109Pa。問293K時用這種河水作為油井用水,水質是否合格?[答]亨利定律：在1m3水中，河水中：9.31