(第四章典型例题计算.docVIP

典型例题计算 例 20℃时，当HCl的分压力为1.013×10Pa，它在苯中的平衡组成(以摩尔分数表示)为0.0425。若20℃时纯苯的蒸气压为0.100×10Pa，问苯与HCl的总压力为1.013×10Pa时,100g苯中至多可以溶解HCl多少克?(已知HCl的M = 36.46C6H6的M = 78.11。) 按理想稀溶液处理HCl）遵守亨利定律。 解： pHCl=kx·xHCl 根据， 因为 解得：nHCl = 0.0513mol则mHCl = nHCl·MHCl = 0.0513mol×36.46g·mol=1.87g 例2 在330.3K，丙酮(A)和甲醇的液态混合物在101325Pa下平衡，平衡组成为液相xA=0.400，气相yA=0.519。已知330.3K纯组分的蒸气压力=104791Pa，=73460Pa。试说明该液态混合物是否为理想液态混合物，为什么？若不是理想液态混合物，计算各组分的活度和活度因子。(均以纯液态为标准态) 分析：要说明该液态混合物是否为理想液态混合物，就要看此液态混合物中的任一组分是否符合拉乌尔定律。真实液态混合物活度的计算是将拉乌尔定律中的浓度用活度来代替。 解：A在气相中的分压力为：pA=pyA=(101325Pa×0.519)=52588Pa 而根据拉乌尔定律，xA=104791Pa×0.400=41916Pa 两者不相等，说明不符合拉乌尔定律，因此不是理想液态混合物 fA = aA / xA = 0.502 / 0.400 =1.255 fB = aB / xB = 0.663 / 0.600 = 1.105 例3在298K下，将2g某化合物溶于1kg水中，其渗透压与在298K下将0.8g葡萄糖和1.2g蔗糖溶于1kg水中的渗透压相同。已知水的冰点下降常数，298K时水的饱和蒸气压为3167.7Pa，稀溶液密度可视为与水相同。 求此化合物的摩尔质量； 求化合物溶液的凝固点降低多少？ 求此化合物溶液的蒸气压降低多少？ 分析：本题是关于稀溶液的依数性的求算。在计算过程中需注意正确的应用溶液的组成表示的几种不同的方法cB、bB、xB 对化合物溶液 对葡萄糖和蔗糖溶液 由于，得 解得 （2） （3） 则 小结 一．教学要求 本章内容是介绍热力学第一、第二定律在组成可变的多组分系统中的一些具体应用。引入了两个新的热力学量——偏摩尔量和化学势，以处理有关溶液问题，并介绍了理想液态混合物、活度、逸度、标准态等概念，给出了各种类型液态混合物中各组分化学势的具体表示式。这些表示式在处理平衡问题（相平衡和化学平衡）时非常有用。并通过对稀溶液依数性质公式的推导，给出了用化学势处理溶液问题的基本方法。 1、了解多组分系统的组成表示法及其相互关系 2、理解偏摩尔量和化学势的定义及意义 3、拉乌尔定律和亨利定律的正确理解和计算 4、掌握理想液态混合物的通性，稀溶液依数性计算 5、了解溶液中各组分化学势的表示方法，及标状态的不同 6、了 二．重点和难点 重点：化学势判据，拉乌尔定律与亨利定律的正确理解与应用，溶液中各组分的化学势 及各个标准态的物理意义，稀溶液依数性，活度与活度系数概念的理解与应用 难点：偏摩尔量及化学势的物理意义，溶液中各组分的化学势及各个标准态的物理意义 活度与活度系数 三．主要公式及使用条件 1. 偏摩尔量： 定义: (1) 其中X为广延量，如V﹑U﹑S...... 全微分式： (2) 集合公式： (3) 2. 吉布斯-杜亥姆方程 在T﹑p 一定条件下，， 或 。 此处，xB 指B的摩尔分数，XB指B的偏摩尔量。 3. 偏摩尔量间的关系 广延热力学量间原有的关系，在它们取了偏摩尔量后，依然存在。 例：H = U + PV T HB = UB + PVB ； A = U - TS T AB = UB - TSB ； G = H – TS T GB = HB - TSB ；… 4. 化学势 狭义定义 5. 单相多组分系统的热力学公式 但按定义，只有才是偏摩尔量，其余3个均不是偏摩尔量。 6. 化学势判据 在dT = 0 , dp = 0 δW’= 0 的条件下， 其中，指有多相共存，指Φ相内的B 物质。 7. 纯理想气体B在温度T﹑压力p时的化学势 μ(T，pμθ(T)为气体的标准态化学势。真实气体标准态与理想气体标