上册期末复习

第3章多组分系统的热力学，逸度和活度

基本概念

偏摩尔量与摩尔量的区别和联系。集合公式的物理意义。化学势的定义式和表达式的区别。组成可变的均相多组分系统的热力学基本方程：组成可变的多相多组分系统的热力学基本方程：封闭系统且W'=0时，相变化和化学变化平衡判据和平衡条件：自由度和相律:

（其他限制R'的问题）逸度:(1)参考状态：同温度下压力为的理想气体纯物质。(2)引入逸度的意义：理想溶液、理想稀溶液、拉乌尔定律、亨利定律活度:（）参考状态：惯例I、II、III、IVLewis-Randall规则：f10xi(ai

)f10xi

ai

f10ai

xi

i.sol.，

正偏差，

负偏差，

重要公式

(纯物质)

用逸度及活度表示的纯物质、混合物中组分的化学势8．分别使NH4I(s)和MgCO3(s)在抽空的密闭容器中加热分解，试分别计算分解平衡后，系统的自由度：NH4I(s)的热分解

；MgCO3(s)的热分解

。

f=3-2+2-1–1=1f=3-3+2-1–0=1NH4I(s)=NH3(g)+HI(g)MgCO3(s)=MgO(s)+CO2(g)16．对溶液中的组分

i

选取不同的活度参考状态，则所取参考状态的化学势

，活度或活度因子

，化学势

。（相同，不相同）

不相同不相同相同2、作为相变化和化学变化的平衡判据，其适用条件是

。将该平衡判据用于纯组分的两相平衡系统，其形式变为

。3、混合物中组分的化学势表达式为。因为化学势决定于温度、压力和组成，所以逸度也决定于温度、压力和组成。

。（对、错）概念题1、物质A和B形成均相溶液，在恒温恒压条件下，若A的偏摩尔体积随浓度增大而增大，则B的偏摩尔体积随浓度增大如何变化？为什么？增大；(2)减小；(3)不变；(4)不一定。由吉布斯-杜亥姆方程，当时，

封闭系统，只做体积功

5、溶液中组分i的化学势的大小与活度参考状态的选取

。（有关、无关）6、亨利定律可以表示为，亨利常数的大小决定于

。它的物理意义是

。7、N2(g)、H2(g)、NH3(g)以任意的比例混合，并且达到化学平衡，其自由度f=

。Mg和Ni可以生成化合物MgNi2、Mg2Ni，试指出在一定压力下最多有几个固相与溶液成平衡？4、对于实际气体能否以逸度fi代替压力p将其状态方程写作：？为什么？

不能。因为fi用于校正化学势表示式中的压力的，而不是校正状态方程中压力的。

温度、溶剂及溶质的本性

一种虚拟的具有无限稀释溶液性质的纯物质的饱和蒸气压。

。令，,已有一液相,所以应有两个固相。

例常温下，苯(A)中能溶解少量的HCl(B)，已知293K时，当苯溶液中HCl的摩尔分数为0.0425时，相应的溶液上方HCl的平衡分压为0.1MPa,该温度下苯的饱和蒸汽压为10kPa，苯和HCl的摩尔质量分别为78g·mol-1和36.5g·mol-1。求（1）当气相平衡总压为0.1MPa时气相的组成yA和yB。（2）当气相总压为0.1MPa时，每千克苯中能溶解多少千克氯化氢。解：例：在101325Pa和57.2℃下，由丙酮(A)和甲醇(B)组成的溶液与其蒸气达气液平衡。平衡的液相组成xA

=0.400，气相组成yA

=0.529。已知该温度下丙酮和甲醇的饱和蒸气压分别为104.8kPa和73.5kPa。若均以纯液体为活度的参考状态，试求溶液中丙酮和甲醇的活度与活度因子。设气体服从理想气体状态方程。解：第4章相平衡

基本概念

相变化达到极限——相平衡时的规律

方法：(1)根据模型，以解析式表达；(2)以相图表达.

各种类型的相图:(1) 各种类型相图的基本特征；(2) 各种类型相图上点、线、面的物理意义和变化规律；(3)过程在图上的表达及相律的使用；(4)相图的绘制方法:热分析法和溶解度法

相图的初步应用：精馏、结晶等各种类型相平衡的初步计算：杠杆规则

区分纯物质晶体、固熔体（固态溶液）、最低共熔混合物、化合物重要公式

3．甲、乙两烧杯中分别盛有物质A和B组成的液态理想混合物，其中甲烧杯中为，乙烧杯中为。今将两烧杯同置于一个密闭容器中，问甲、乙两烧杯中的物质各发生什么变化。甲乙BA12．A和B二元系的液固平衡相图如下：(1)试指出相图中各相区的相。(2)画出以M点为代表的系统的冷却曲线。LL+SASA+SaL+SaSaL+SbSbSa+Sb2、 水和异丁醇在101.325

kPa下部分互溶，且具有最低恒沸点90.0℃，在该温度下三相共存，它们的组成（以含异丁醇的质量百分数计）分别为：水相10.0%，醇相75.0%，气相65.0

%，今若将组成为30.0

%的1000g水和醇的混合物，在101.325

kPa下加热至刚要达到90.0℃，问此时系统中水相和醇相的质量各为多少？若继续加热到温度刚要高于恒沸点时，问此时系统存在哪些相，它们的质量又各等于多少？计算题：

3、有一液固平衡相图如下：(1)在图上指出1-12各相区的相

(2)指出系统在G点存在的相，并计算其自由度

(3)在右边温度

(t)与时间

()坐标内画出系统自M点开始冷却的冷却曲线。

LSaL+SaL+SCSa+

SCL+SCSC+SDL+SDSD+SBL+SBL1+L2L+SBL,SC,SDf=2-3+1=0

饱和蒸气压不同的两种液体形成理想混合物，当其达到气液平衡时，饱和蒸气压大的组分在气相中的相对含量_______它在液相中的相对含量，饱和蒸气压小的组分在气相中的相对含量___________它在液相中的相对含量。（大于，等于，小于）大于小于组分A和B形成具有最低恒沸点的系统。当将该系统在精馏塔中精馏时，塔顶得到_____________。（纯A、纯B、恒沸混合物）在化工生产中，可以利用精馏的方法进行物质的分离，这是因为当气液平衡时两相的组成是不同的。_____________。（对、错）恒沸混合物A和B二元系液固平衡相图(1)指出相图中各相区的相。(2)在相图中的四条水平线上分别有哪些相平衡共存？(3)分别画出以b,c点为代表的系统的冷却曲线。1—L；2—L+SA；3—SA+SC；4—L+SC；5—SC+SD；6—L+SD；7—SD+SE；8—L+SE；9—Sa；10—L+Sa；11—L+Sb；12—Sa+

Sb

；13—

SbA和B二元系液固平衡相图(1)指出相图中各相区的相。(2)在相图中的四条水平线上分别有哪些相平衡共存？(3)分别画出以b,c点为代表的系统的冷却曲线。

I：L，SA，SC；

II：L，SC，SD；

III：L，SD，SE；

IV：L，Sa，SbA和B二元系液固平衡相图(1)指出相图中各相区的相。(2)在相图中的四条水平线上分别有哪些相平衡共存？(3)分别画出以b,c点为代表的系统的冷却曲线。

第五章化学平衡

基本概念

化学反应达到平衡的特征：存在一个标准平衡常数

的量纲为1，只决定于温度和标准状态的选取。

的数值与反应方程式的写法有关：给出的同时，要指明相应的反应方程式。

与Kp

、Kc

、Ka、Kx

、Kf

的关系：(1) 理想气体反应：(2) 实际气体反应(3)有纯液体或纯固体参加的多相反应：分解温度和分解压力：低压下的多相化学反应

CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)化学反应的方向和限度：化学反应的等温方程

温度对平衡常数的影响：范特霍夫方程

重要公式

与Kp、Kc、Ka、Kc、Kf

的关系概念题：1．若下列反应中的气体是理想气体，则的反应是

。(1)(2)(3)(4)2．相同温度下，同一气相反应在高压下的和它在低压下的之间的关系是

（＞、＝、＜）。3．举例说明，同一反应中各反应物的转化率在何种情况下才相同？

反应物物质的量之比恰为化学计量数之比。4．在合成氨生产中采用高压并且定期放空氩气，这是因为

。

N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)5．试写出下列反应的的表示式：(1)

；(2)

；(3)

；

(4)

；

6．已知的标准摩尔生成吉氏函数，则在 298.15K下的分解压力为

。11.90kPa

7．在1073K，反应的。若气体为理想气体，当反应系统中和的分压均为50kPa时，反应向什么方向进行？

。正向进行8．在一定温度下，反应的标准平衡常数为，标准摩尔反应吉氏函数为；反应的标准平衡常数为，标准摩尔反应吉氏函数为，则反应的

，

。9．公式适用条件是

。

10．试写出适用于化学反应的平衡判据

。

概念题1、

对于理想气体反应，以分压表示的平衡常数。若将以代替，则Kp可写成Kn与

_____________的乘积。2、 对于合成氨反应，在某温度下若标准状态的压力取不同的数值，则反应的

，

。（变化，不变化）3、 对于任意化学反应，当达到化学平衡时，各组分化学势之间的关系式为

。不变化变化二、17℃时把COCl2(g)导入一个恒容的预先抽空的容器中，直至压力达到，在此温度下COCl2(g)不会发生离解。现将温度升高到500℃，则COCl2(g)按下式离解并建立平衡，平衡总压为。设气体服从理想气体状态方程，试计算500℃时COCl2(g)的离解度a。解：

开始1001平衡时一、解：CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)N2

t=01103.76

eq.1x10.5xx3.765.760.5x

x=0.798

二、解：298K，

1000K，

故反应不能正向进行。设反应正向进行时混合气体的压力为p，则三、解：

S1

0

四、解：298.15K时

T=343K

p=15.4kPa

五、解：反应CO2(g)+C(s)=2CO(g)，1073K，1173K，

CO2(g)+C(s)=2CO(g)(1)