上冊(cè)期末復(fù)習(xí)

第3章多組分系統(tǒng)的熱力學(xué)，逸度和活度

基本概念

偏摩爾量與摩爾量的區(qū)別和聯(lián)系。集合公式的物理意義?；瘜W(xué)勢(shì)的定義式和表達(dá)式的區(qū)別。組成可變的均相多組分系統(tǒng)的熱力學(xué)基本方程：組成可變的多相多組分系統(tǒng)的熱力學(xué)基本方程：封閉系統(tǒng)且W'=0時(shí)，相變化和化學(xué)變化平衡判據(jù)和平衡條件：自由度和相律:

（其他限制R'的問(wèn)題）逸度:(1)參考狀態(tài)：同溫度下壓力為的理想氣體純物質(zhì)。(2)引入逸度的意義：理想溶液、理想稀溶液、拉烏爾定律、亨利定律活度:（）參考狀態(tài)：慣例I、II、III、IVLewis-Randall規(guī)則：f10xi(ai

)f10xi

ai

f10ai

xi

i.sol.，

正偏差，

負(fù)偏差，

重要公式

(純物質(zhì))

用逸度及活度表示的純物質(zhì)、混合物中組分的化學(xué)勢(shì)8．分別使NH4I(s)和MgCO3(s)在抽空的密閉容器中加熱分解，試分別計(jì)算分解平衡后，系統(tǒng)的自由度：NH4I(s)的熱分解

；MgCO3(s)的熱分解

。

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．對(duì)溶液中的組分

i

選取不同的活度參考狀態(tài)，則所取參考狀態(tài)的化學(xué)勢(shì)

，活度或活度因子

，化學(xué)勢(shì)

。（相同，不相同）

不相同不相同相同2、作為相變化和化學(xué)變化的平衡判據(jù)，其適用條件是

。將該平衡判據(jù)用于純組分的兩相平衡系統(tǒng)，其形式變?yōu)?/p>

。3、混合物中組分的化學(xué)勢(shì)表達(dá)式為。因?yàn)榛瘜W(xué)勢(shì)決定于溫度、壓力和組成，所以逸度也決定于溫度、壓力和組成。

。（對(duì)、錯(cuò)）概念題1、物質(zhì)A和B形成均相溶液，在恒溫恒壓條件下，若A的偏摩爾體積隨濃度增大而增大，則B的偏摩爾體積隨濃度增大如何變化？為什么？增大；(2)減?。?3)不變；(4)不一定。由吉布斯-杜亥姆方程，當(dāng)時(shí)，

封閉系統(tǒng)，只做體積功

5、溶液中組分i的化學(xué)勢(shì)的大小與活度參考狀態(tài)的選取

。（有關(guān)、無(wú)關(guān)）6、亨利定律可以表示為，亨利常數(shù)的大小決定于

。它的物理意義是

。7、N2(g)、H2(g)、NH3(g)以任意的比例混合，并且達(dá)到化學(xué)平衡，其自由度f(wàn)=

。Mg和Ni可以生成化合物MgNi2、Mg2Ni，試指出在一定壓力下最多有幾個(gè)固相與溶液成平衡？4、對(duì)于實(shí)際氣體能否以逸度f(wàn)i代替壓力p將其狀態(tài)方程寫作：？為什么？

不能。因?yàn)閒i用于校正化學(xué)勢(shì)表示式中的壓力的，而不是校正狀態(tài)方程中壓力的。

溫度、溶劑及溶質(zhì)的本性

一種虛擬的具有無(wú)限稀釋溶液性質(zhì)的純物質(zhì)的飽和蒸氣壓。

。令，,已有一液相,所以應(yīng)有兩個(gè)固相。

例常溫下，苯(A)中能溶解少量的HCl(B)，已知293K時(shí)，當(dāng)苯溶液中HCl的摩爾分?jǐn)?shù)為0.0425時(shí)，相應(yīng)的溶液上方HCl的平衡分壓為0.1MPa,該溫度下苯的飽和蒸汽壓為10kPa，苯和HCl的摩爾質(zhì)量分別為78g·mol-1和36.5g·mol-1。求（1）當(dāng)氣相平衡總壓為0.1MPa時(shí)氣相的組成yA和yB。（2）當(dāng)氣相總壓為0.1MPa時(shí)，每千克苯中能溶解多少千克氯化氫。解：例：在101325Pa和57.2℃下，由丙酮(A)和甲醇(B)組成的溶液與其蒸氣達(dá)氣液平衡。平衡的液相組成xA

=0.400，氣相組成yA

=0.529。已知該溫度下丙酮和甲醇的飽和蒸氣壓分別為104.8kPa和73.5kPa。若均以純液體為活度的參考狀態(tài)，試求溶液中丙酮和甲醇的活度與活度因子。設(shè)氣體服從理想氣體狀態(tài)方程。解：第4章相平衡

基本概念

相變化達(dá)到極限——相平衡時(shí)的規(guī)律

方法：(1)根據(jù)模型，以解析式表達(dá)；(2)以相圖表達(dá).

各種類型的相圖:(1) 各種類型相圖的基本特征；(2) 各種類型相圖上點(diǎn)、線、面的物理意義和變化規(guī)律；(3)過(guò)程在圖上的表達(dá)及相律的使用；(4)相圖的繪制方法:熱分析法和溶解度法

相圖的初步應(yīng)用：精餾、結(jié)晶等各種類型相平衡的初步計(jì)算：杠桿規(guī)則

區(qū)分純物質(zhì)晶體、固熔體（固態(tài)溶液）、最低共熔混合物、化合物重要公式

3．甲、乙兩燒杯中分別盛有物質(zhì)A和B組成的液態(tài)理想混合物，其中甲燒杯中為，乙燒杯中為。今將兩燒杯同置于一個(gè)密閉容器中，問(wèn)甲、乙兩燒杯中的物質(zhì)各發(fā)生什么變化。甲乙BA12．A和B二元系的液固平衡相圖如下：(1)試指出相圖中各相區(qū)的相。(2)畫出以M點(diǎn)為代表的系統(tǒng)的冷卻曲線。LL+SASA+SaL+SaSaL+SbSbSa+Sb2、 水和異丁醇在101.325

kPa下部分互溶，且具有最低恒沸點(diǎn)90.0℃，在該溫度下三相共存，它們的組成（以含異丁醇的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)）分別為：水相10.0%，醇相75.0%，氣相65.0

%，今若將組成為30.0

%的1000g水和醇的混合物，在101.325

kPa下加熱至剛要達(dá)到90.0℃，問(wèn)此時(shí)系統(tǒng)中水相和醇相的質(zhì)量各為多少？若繼續(xù)加熱到溫度剛要高于恒沸點(diǎn)時(shí)，問(wèn)此時(shí)系統(tǒng)存在哪些相，它們的質(zhì)量又各等于多少？計(jì)算題：

3、有一液固平衡相圖如下：(1)在圖上指出1-12各相區(qū)的相

(2)指出系統(tǒng)在G點(diǎn)存在的相，并計(jì)算其自由度

(3)在右邊溫度

(t)與時(shí)間

()坐標(biāo)內(nèi)畫出系統(tǒng)自M點(diǎn)開始冷卻的冷卻曲線。

LSaL+SaL+SCSa+

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

飽和蒸氣壓不同的兩種液體形成理想混合物，當(dāng)其達(dá)到氣液平衡時(shí)，飽和蒸氣壓大的組分在氣相中的相對(duì)含量_______它在液相中的相對(duì)含量，飽和蒸氣壓小的組分在氣相中的相對(duì)含量___________它在液相中的相對(duì)含量。（大于，等于，小于）大于小于組分A和B形成具有最低恒沸點(diǎn)的系統(tǒng)。當(dāng)將該系統(tǒng)在精餾塔中精餾時(shí)，塔頂?shù)玫絖____________。（純A、純B、恒沸混合物）在化工生產(chǎn)中，可以利用精餾的方法進(jìn)行物質(zhì)的分離，這是因?yàn)楫?dāng)氣液平衡時(shí)兩相的組成是不同的。_____________。（對(duì)、錯(cuò)）恒沸混合物A和B二元系液固平衡相圖(1)指出相圖中各相區(qū)的相。(2)在相圖中的四條水平線上分別有哪些相平衡共存？(3)分別畫出以b,c點(diǎn)為代表的系統(tǒng)的冷卻曲線。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二元系液固平衡相圖(1)指出相圖中各相區(qū)的相。(2)在相圖中的四條水平線上分別有哪些相平衡共存？(3)分別畫出以b,c點(diǎn)為代表的系統(tǒng)的冷卻曲線。

I：L，SA，SC；

II：L，SC，SD；

III：L，SD，SE；

IV：L，Sa，SbA和B二元系液固平衡相圖(1)指出相圖中各相區(qū)的相。(2)在相圖中的四條水平線上分別有哪些相平衡共存？(3)分別畫出以b,c點(diǎn)為代表的系統(tǒng)的冷卻曲線。

第五章化學(xué)平衡

基本概念

化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡的特征：存在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)

的量綱為1，只決定于溫度和標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的選取。

的數(shù)值與反應(yīng)方程式的寫法有關(guān)：給出的同時(shí)，要指明相應(yīng)的反應(yīng)方程式。

與Kp

、Kc

、Ka、Kx

、Kf

的關(guān)系：(1) 理想氣體反應(yīng)：(2) 實(shí)際氣體反應(yīng)(3)有純液體或純固體參加的多相反應(yīng)：分解溫度和分解壓力：低壓下的多相化學(xué)反應(yīng)

CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)化學(xué)反應(yīng)的方向和限度：化學(xué)反應(yīng)的等溫方程

溫度對(duì)平衡常數(shù)的影響：范特霍夫方程

重要公式

與Kp、Kc、Ka、Kc、Kf

的關(guān)系概念題：1．若下列反應(yīng)中的氣體是理想氣體，則的反應(yīng)是

。(1)(2)(3)(4)2．相同溫度下，同一氣相反應(yīng)在高壓下的和它在低壓下的之間的關(guān)系是

（＞、＝、＜）。3．舉例說(shuō)明，同一反應(yīng)中各反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率在何種情況下才相同？

反應(yīng)物物質(zhì)的量之比恰為化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。4．在合成氨生產(chǎn)中采用高壓并且定期放空氬氣，這是因?yàn)?/p>

。

N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)5．試寫出下列反應(yīng)的的表示式：(1)

；(2)

；(3)

；

(4)

；

6．已知的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉氏函數(shù)，則在 298.15K下的分解壓力為

。11.90kPa

7．在1073K，反應(yīng)的。若氣體為理想氣體，當(dāng)反應(yīng)系統(tǒng)中和的分壓均為50kPa時(shí)，反應(yīng)向什么方向進(jìn)行？

。正向進(jìn)行8．在一定溫度下，反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)為，標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)吉氏函數(shù)為；反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)為，標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)吉氏函數(shù)為，則反應(yīng)的

，

。9．公式適用條件是

。

10．試寫出適用于化學(xué)反應(yīng)的平衡判據(jù)

。

概念題1、

對(duì)于理想氣體反應(yīng)，以分壓表示的平衡常數(shù)。若將以代替，則Kp可寫成Kn與

_____________的乘積。2、 對(duì)于合成氨反應(yīng)，在某溫度下若標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的壓力取不同的數(shù)值，則反應(yīng)的

，

。（變化，不變化）3、 對(duì)于任意化學(xué)反應(yīng)，當(dāng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，各組分化學(xué)勢(shì)之間的關(guān)系式為

。不變化變化二、17℃時(shí)把COCl2(g)導(dǎo)入一個(gè)恒容的預(yù)先抽空的容器中，直至壓力達(dá)到，在此溫度下COCl2(g)不會(huì)發(fā)生離解?，F(xiàn)將溫度升高到500℃，則COCl2(g)按下式離解并建立平衡，平衡總壓為。設(shè)氣體服從理想氣體狀態(tài)方程，試計(jì)算500℃時(shí)COCl2(g)的離解度a。解：

開始1001平衡時(shí)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，

故反應(yīng)不能正向進(jìn)行。設(shè)反應(yīng)正向進(jìn)行時(shí)混合氣體的壓力為p，則三、解：

S1

0

四、解：298.15K時(shí)

T=343K

p=15.4kPa

五、解：反應(yīng)CO2(g)+C(s)=2CO(g)，1073K，1173K，

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