《工科化学》课件05材料6章1-2

2023/10/111第九节偏摩尔量一、偏摩尔量的定义与物理意义（一）多组分系统的广度性质●引入25℃，101.3kPa下

100cm3水与100cm3水混合，总体积200cm3

100cm3乙醇与100cm3的乙醇混合，总体积亦为200cm3

100cm3水与100cm3的乙醇混合，总体积约190cm3；150cm3水与50cm3乙醇混合，总体积约193cm3●原因对多组分系统，仅用T、p不能确定其状态。除质量外，其他广度性质难以直接体现出加和性。还需确定每种物质的量（总量及各物的组成）2023/10/112设一均相系统由组分1,2,3,…组成，系统的任一广度性质X（G，U等）是T,p,n1,n2,n3，…的函数X＝f（T,p,n1,n2,n3，…）系统发生一微小变化，有下标nC表示所有组分物质的量均不变，表示除组分B外，其他组分C的物质的量nC不变2023/10/113（二）偏摩尔量XB●定义T,p,nC´≠B恒定，某广度性质X对nB的偏导数为偏摩尔量XB●偏摩尔量的物理意义——定温定压，加dnB的B引起系统广度性质X的变化率——定温定压，往无限大量系统加1molB物质引起的广度性质X的变化●原因偏摩尔量是T、p和组成的函数

2023/10/114●说明①只有系统的广度性质才有偏摩尔量②偏摩尔量是是强度性质，与系统中物质数量的多少无关③偏摩尔量与系统的温度、压力及浓度有关④只有在定温定压及浓度不变时的偏微商才是偏摩尔量。例是偏摩尔焓，只是偏微商，不是偏摩尔量2023/10/115（三）偏摩尔量与摩尔量的区别（自学）●概况

偏摩尔量XB和纯物质摩尔量XB*相似，又有区别。例，20℃、101.325kPa，纯H2O(A)摩尔体积VA*=18.09cm3·mol-1，纯C2H5OH(B)摩尔体积VB*=58.37cm3·mol-1。若体积在混合时有加和性，混合物的摩尔体积为“id”代表体积可加和的理想情况。例，xB＝0.2068，Vmid=[(1-0.2068)×18.09+0.2068×58.37]cm3·mol-1=26.42cm3·mol-1。实测结果是：Vm=25.47cm3·mol-1

20℃、101.325kPa下，不同浓度的实验数据作图，Vmid与xB的关系由于加和性故为直线（虚线），实测Vm除两端点(xB等于0与1，分别为纯水和纯乙醇)外，均比Vmid要小，Vm与xB呈曲线关系2023/10/116●结论

上述结论适用于一般的偏摩尔量XB，它可理解为1mol物质B在一定温度、压力下对一定浓度均相多组分系统的某广度性质X的贡献●注意偏摩尔量可以是负值，摩尔量一定是正值2023/10/117二、偏摩尔量的集合公式●导入体积，设系统只含两组分，定温定压下设一均相系统含C种物质，每种物质的量为n1，n2，n3，…nC设系统如此形成：定温定压加dn1，dn2，dn3，…dnC，保持dn1：dn2：dn3：…：dnC=n1：n2：n3：…：nC各组分浓度、温度、压力不变，各组分偏摩尔量为常数。对式积分2023/10/118第十节化学势(chemicalpotential)

一、化学势的定义●导入设一均相系统由组分1，2，3，…组成，吉氏函数G视为T，p，n1，n2，n3，…的函数

G＝G(T，p，n1，n2，n3，…)微小变化时

2023/10/119●定义

●适用范围只做体积功的均相系统

对各相温度和压力都相同的多相系统可分别应用●说明2023/10/1110二、化学势判据化学势的重要作用之一是判断组成可变的封闭系统或敞开系统所发生的热力学过程的方向和限度由于过程大多在定温定压下进行，故上式变为

＜0自发过程＝0平衡态或可逆过程＞0不可能发生2023/10/1111（一）相平衡条件●引入设有

和

两相，T、p相等。有的物质B由

相转移到

相。若在平衡条件下进行●结论

两相平衡的条件是：物质B在两相中的化学势相等。多相平衡的条件是物质B在含有该物质的任意两相中化学势都相等2023/10/1112

若物质的转移自发进行故物质B由

相自发转移到

相的条件是●结论定温定压下，物质总由化学势高的一相自发地转移到化学势低的一相，当该物质在两相化学势相等，该物质在两相即达相平衡2023/10/1113（二）化学平衡条件●推导设化学反应aA+bB＝gG+hH或写作●物理意义

定温定压，反应进度为

时，继续进行d

反应引起系统吉氏函数的变化率

无限大的反应系统中，按计量方程发生单位反应（1mol反应），系统吉布斯函数的改变量2023/10/1114●定义和讨论定义化学反应亲和势A

化学反应方向的判据(1)A＞0(即)，反应物的化学势总和大于产物化学势的总和，反应自左向右自发进行(2)A=0(即)，反应物