物理化学习题 第三章 化学势.doc

第三章 化学势 一．基本要求 1．了解混合物的特点，熟悉多组分系统组成的表示法。狭义定义在相变和化学变化中的应用。 混合物是多组分系统的一种特殊形式，各组分平等共存，服从同一个经验规律（即Rault定律），所以处理起来比较简单一般是先对混合物的处理方法，然后再扩展到溶剂溶质处理方法。 偏摩尔量化学势的定义有相似之处，都是热力学对物质的量的微分但有的别，主要体现在微分下标上这一点初学者很容易混淆，时一定要它们的区别。偏摩尔量）。化学势的唯独偏摩尔Gibbs自由能与化学势是一回事，Gibbs自由能，偏摩尔的下标化学势相同。 多组分系统的热力学基本公式比以前基本公式在最后多了一项，这项表示某个组成B的物质的量发生改变时所引起的相应热力学函数值的改变。最后一项中化学势是常数，说明的改变的，在一定的系统中只了，在量的系统中改变了1 mol这样才能持不变。 单理想气体化学势。等式右边的第一项是时的化学势，它仅是温度的函数，这个状态就是气体的标准态。第二项是，是理想气体的压力。记住了这个化学势的表示式，其余气体的化学势表示式只要在这基础上略作修改即可。例如，混合理想气体中B组分的化学势，只要将压力改为B物质的分压即可如果是非理想气体，则将压力改为逸度也就行了。掌握化学势的表示式，是因为今后化学反应等温式、标准平衡常数的定义等都要化学势的表示式，判断化学变化的方向和限度。 稀溶液与混合物不同，有溶剂和溶质之分溶剂服从Rault定律，由此可以计算溶剂的分压和由于溶质的加入使溶剂蒸压降低的分数溶剂蒸压降低分数。正由于溶剂蒸压降低这个原因，才出现一系列依数性质。 在稀溶液化学势，溶质用不同浓度表示时，选择标准态初学对问题其实这不必过于强调，不会去计算标准态化学势，在求热力学函数变量时这些掉。要清楚的是：在溶液中，溶剂和溶质的化学势溶质的化学势用不同化学势化学势的值是相同的。 稀溶液中产生依数性的本质是由于溶质的加入降低了溶剂的蒸汽压依数性只与粒子的数量有关，而与粒子的性质无关。测定凝固点下降值、沸点升高值或渗透压等，主要用来计算溶质的摩尔质量。而有一点需要的是：凝固点和沸点仍是指溶剂的凝固点和沸点，只有溶剂的蒸气压等于大气压力时才会沸腾。 对于非理想溶液，用相对活度来代替浓度，化学势表示式不。由于绝对活度用得较少，所以只引入相对活度的概念。非电解质，当活度因子趋向于1时，活度与浓度在数值上相同但是电解质活度因子趋向于1活度与浓度在数值上相同，为今后电解质溶液留一个伏笔。 ．思考题参考答案 答：什么是化学势？ 答：求偏微分。通常所说的化学势是指它的狭意定义，即偏摩尔Gibbs自由能在等温、等压下，保持除B以外的其它物质组成不变时，Gibbs自由能随B物质的量改变的变化率称为化学势。用公式表示为： 偏摩尔量是指，在等温、等压条件下，保持除B以外的其余组分不变，系统的广度性质X随组分B的物质的量的变化率，称为物质B的某种广度性质X的偏摩尔量，用表示。也可以看作在一个等温、等压、保持组成不变的多组分系统中，当时，物质B所具有的广度性质，偏摩尔量的定义式为 化学势Gibbs自由能狭意Gibbs自由能Roult 定律和Henry定律的表示式和适用条件是什么？ 答：Roult 定律的表示式为：式中为纯溶剂的蒸气压，为溶液中溶剂的蒸气压，为溶剂的摩尔分数。该公式用来计算溶剂的蒸气压。适用条件为：定温、稀溶液、非挥发性溶质，后来推广到液态混合物。 Henry定律的表示式为：式中和是物质B用不同浓度表示时的Henry系数，Henry系数与温度、压力、溶质和溶剂的性质有关。适用条件为：定温、稀溶液、溶质，对于液态混合物，Henry定律与Roult定律是等效的Henry系数纯溶剂的蒸气压什么是稀溶液的依数性？稀溶液有哪些依数性？ 答： 稀溶液依数性是指在溶剂的种类和数量固定后，这些性质只取决于所含溶质粒子的数目，而与溶质的本性无关。 稀溶液中由于溶剂的蒸气压降低，因而导致如下依数性质： （1）凝固点下降；（2）沸点升高；（3）渗透压。 5溶液的化学势等于溶液中各组分的化学势之和，这样说对不对? 答： 不对。化学势是某组分的偏摩尔Gibbs自由能。溶液中可以分为溶剂的化学势或溶质的化学势，而没有整个溶液的化学势。 6对于纯组分，它的化学势就等于其Gibbs自由能，这样说对不对? 答： 不对，至少不完整。应该说某纯组分的化学势等于其摩尔Gibbs自由能。 7在同一稀溶液中，溶质B的浓度可用和表示，则其标准态的选择也就不同，那相应的化学势也不同，这样说对不对? 答： 不对。浓度表示方式不同，则所取标准态也不同，它们时的化学势是不相等的。但是，B物质在该溶液中的化学势只有一个数值，是相同的。 8二组分理想溶液的总蒸气压，一定大于任