习题课-多组分系统热力学及其在溶液中的应用.ppt

1、第四章 多组分均相系统热力学,三、热力学在溶液体系中应用的基本方法,一、主要知识构架,二、重要的概念和公式,一、主要知识构架,从化学势的应用出发到化学势的表达,化学势,均相平衡体系,气体,理想气体,实际气体,理想溶液（理想混合物）,理想的稀溶液,实际（非理想）溶液,萃取平衡,二、重要的概念和公式,1 气体：化学势、逸度、逸度系数,2 溶液：活度及活度系数；标准态/参考态。,3 溶液组成的表示法：各种浓度和它们间关系。,4 两个重要的经验定律：适用对象、适用条件。,5 理想溶液的通性、稀溶液的依数性,6. 非理想溶液：各组分活度、活度系数及化学势； 溶剂 渗透系数；溶液整体超额函数。,The c

2、hemical potential of a solvent in the presence of solute. The lowering of the liquids chemical potential has greater effect on the freezing point than on the boiling point because of the angles at which the lines intersect.,三、热力学在溶液体系中应用的基本方法,1 结合平衡条件应用各组分化学势表达式、找准可变因素，必要时取合理近似。,2 应用化学势时要明确标准态（参考态）的

3、化学势相应的状态。,对实际溶液，挥发性组分的活度 ai = Pi（ex）/P（refr.）；对任何组分，标准态或参考态的活度等于1。,1. 下列体系中的组分B，有哪些具有假想的标准态,A. 混合理想气体中的组分B,B. 混合非理想气体中的组分B,C. 理想液体混合物中的组分B,D. 稀溶液的溶剂,E. 非理想液体混合物中的溶剂,F. 以摩尔分数浓度所表示的稀溶液中的溶质 B,G. 以质量摩尔浓度所表示的非理想液体混合物 中的溶质B,H. 以体积摩尔浓度所表示的非理想液体混合物 中的溶质B,选择题,2. 273.15K、101325Pa下，1dm3 水中能溶解49mol 的氧气或者23.5mol

4、 的氮气，在标准情况下1dm3 水中能溶解多少空气？（ ）,A. 25.5mol B. 28.6mol C. 96mol D. 72.5mol,3. 一封闭钟罩中放一杯纯水a和一杯糖水b，静置 足够长时间后发现,A. a杯水减少，b杯水满后不再变化 B. a杯水变成空杯，b杯水满后溢出 C. b杯水减少，a杯水满后不再变化 D. b杯水减少至空杯，a杯水满后溢出,4. 保持压力不变，在稀溶液中溶剂的化学势随温 度的降低而（ ）,A. 降低 B. 不变 C. 增大 D. 不确定,烧杯a中装有0.1Kg、273K的水，烧杯b中装有 0.1Kg、273K的冰水混合物（其中0.05Kg 水和 0.05

5、Kg冰），用滴管向两烧杯中分别滴入数滴浓H2SO4，则两烧杯中的温度变化是,A. Ta升高、Tb升高 B. Ta升高、 Tb降低 C. Ta降低、Tb升高 D. Ta降低、 Tb降低,在310K正常人的血液的渗透压是759.94KPa。若 同温下要配制与血液相同渗透压的1dm3 葡萄糖水溶液，需要葡萄糖的质量应为,A. 0.295 g B. 53.1 g C. 180 g D. 83 g,1. 苯与甲苯基本形成理想溶液。一含有2 mol苯和3 mol甲苯的溶液在333 K时蒸气总压为 37.33 kPa，若又加入1 mol苯到溶液中，则总蒸气压为40.00 kPa。求333 K时纯苯与纯甲苯的

6、蒸气压。,计算题,2. 有两种有机物质A和B，Tf* (A)=300 ，Tf * (B)=350 。向相同物质的量的A和B液体中加入了一定质量的苯，两有机物的熔点都降低到了25 。 求A和B的熔化热之比为多少（苯不和A或B形成固溶体）？,3. 水和乙酸乙酯部分互溶，在310.7 K时有两个平衡共存的液相。其中一个含有6.75%(质量分数)乙酸乙酯，另一个含有3.79%(质量分数)水，假定拉乌尔定律适用于各相中的溶剂，在310.7 K时纯乙酸乙酯的蒸气压为22131.5 Pa，而纯水的蒸气压为6399.5 Pa。水和乙酸乙酯的相对分子量为18.02和88.10。 求在310.7 K时水和乙酸乙酯

7、部分互溶液体的 (1) 酯的蒸气压 (2) 水的蒸气压 (3) 总蒸气压。,4. 液体A、B形成理想溶液（混合物），现将xA= 0.4的A、B混合气体（可看成理想气体）放在一带活塞的圆桶内，温度恒定为T，使活塞慢慢压缩气体。,（1）体系中刚出现液体时的压力多大？ （2）当液体正常沸点为T时求溶液的组成。 （3）气体完全液化最小需多大压力？,已知：,5. 试证明：当二组分理想混合物形成时，等物质的量A、B相混合，摩尔混合熵最大。,6. 在378.5时，钾和汞的蒸气压分别为433 Pa和1.71105Pa， 在0.5 mol 钾和0.5 mol 汞混合制成的钾汞齐中钾和汞的蒸气分压分别为143 Pa和1733 Pa。 求混合过程的,7. 潮湿的Ag2CO3 需在383K的空气流中干燥去水，计 算空气中含CO2的分压是多少时，才能阻止Ag2CO3 分解？,8. 水溶液中B的平衡分压对拉乌尔定律产生不大的正偏差。已知B液体在温度为T时蒸汽压为50kPa；且在同温下该溶质溶于水中的亨利常数kx = 150kPa。求（1）两种定义的活度表达式及它们的比值：,(A) B = B*（T，P）+ RTlnaB aB =BxB， xB 1 B=1,(B