多組分系統(tǒng)熱力學(xué)和相平衡

多組分系統(tǒng)熱力學(xué)和相平衡問(wèn)題的提出簡(jiǎn)單體系求熱力學(xué)函數(shù)變化的方法？（1）整體求算，依賴熱容，需要狀態(tài)方程；（2）利用加和性，根據(jù)摩爾量求算；（3）利用狀態(tài)函數(shù)的定義式相互計(jì)算。多組分體系熱力學(xué)函數(shù)變化的方法？偏摩爾量2重要概念及相關(guān)公式（理想液態(tài)）混合物（理想稀）溶液組成表示偏摩爾量化學(xué)勢(shì)化學(xué)式計(jì)算式稀溶液的依數(shù)性各組分標(biāo)準(zhǔn)態(tài)、化學(xué)式表示相同分溶劑和溶質(zhì)，標(biāo)準(zhǔn)態(tài)、化學(xué)式表示不同(?X/?nB)T,p,ncDmixV=0，DmixH=0，DmixS=-nRSxBlnxB，DmixG=DmixH-TDmixS3在300K時(shí)，液體A與B部分互溶形成a和b兩個(gè)平衡相，在a相中A的物質(zhì)的量0.85，純A的飽和蒸氣壓是22kPa，在b相中B的物質(zhì)的量為0.89，將兩層液相視為稀溶液，則A的亨利常數(shù)為

kPa。解析：由Raoult定律：在a相中A為溶劑則PA=PA＊XA

由Henry定律：在b相中A為溶質(zhì)PA=kx,A(1-XB)典型例題4典型例題例1：已知甲苯的摩爾質(zhì)量為92g·mol-1，沸點(diǎn)為383.15K，平均摩爾氣化焓為33.84kJ·mol-1；苯的摩爾質(zhì)量為78g·mol-1，沸點(diǎn)為353.15K，平均摩爾氣化焓為30.03kJ·mol-1。有一含苯100g和甲苯200g的理想液態(tài)混合物，在373.15K，101.325kPa下達(dá)氣液平衡。求（1）373.15K時(shí)苯和甲苯的飽和蒸氣壓；（2）平衡時(shí)液相和氣相的組成；（3）由兩組分物質(zhì)形成該理想液態(tài)混合物時(shí)的混合焓和混合熵。解:(1)求p*(苯)和p*(甲苯)，可由克-克方程：

p*(苯)=175.30kPap*(甲苯)=76.20kPa5典型例題例1：已知甲苯的摩爾質(zhì)量為92g·mol-1，沸點(diǎn)為383.15K，平均摩爾氣化焓為33.84kJ·mol-1；苯的摩爾質(zhì)量為78g·mol-1，沸點(diǎn)為353.15K，平均摩爾氣化焓為30.03kJ·mol-1。有一含苯100g和甲苯200g的理想液態(tài)混合物，在373.15K，101.325kPa下達(dá)氣液平衡。求（2）平衡時(shí)液相和氣相的組成；液相組成及氣相組成可由拉烏爾定律求得：p(總)=p*(苯)x(苯)+p*(甲苯)[1-x(苯)]x(苯)=[p(總)-p*(甲苯)]/[p*(苯)-p*(甲苯)]=(101.325-76.20)kPa/(175.30-76.20)kPa=0.2535x(甲苯)=1-x(苯)=1-0.2535=0.7465y(苯)=p*(苯)x(苯)/p(總)=175.30kPa×0.2535/101.325kPa=0.4386y(甲苯)=1-y(苯)=1-0.4386=0.56146典型例題例1：已知甲苯的摩爾質(zhì)量為92g·mol-1，沸點(diǎn)為383.15K，平均摩爾氣化焓為33.84kJ·mol-1；苯的摩爾質(zhì)量為78g·mol-1，沸點(diǎn)為353.15K，平均摩爾氣化焓為30.03kJ·mol-1。有一含苯100g和甲苯200g的理想液態(tài)混合物，在373.15K，101.325kPa下達(dá)氣液平衡。求（3）由兩組分物質(zhì)形成該理想液態(tài)混合物時(shí)的混合焓和混合熵?！鱩ixH=0n(苯)=100g/(78g·mol-1)=1.282moln(甲苯)=200g/(92g·mol-1)=2.174mol△mixS=-R[n(苯)lnx(苯)+n(甲苯)lnx(甲苯)]=-8.3145J·mol-1·K-1×(1.282×ln0.2535+2.174×ln0.7465)mol=19.91J·K-17典型例題例2：1kg純水中，溶解不揮發(fā)性溶質(zhì)B2.22g，B在水中不電離，假設(shè)此溶液具有稀溶液的性質(zhì)。已知B的摩爾質(zhì)量為111.0g·mol-1,水的kb=0.52K·mol-1·kg，DvapHmq=40.67kJ·mol-1為常數(shù)，該溶液的密度近似為1kg·dm-3。已知純水100℃的飽和蒸氣壓為101325Pa。試求：(1)此溶液的沸點(diǎn)升高值。(2)此溶液在25℃時(shí)的滲透壓P。(3)純水和此溶液25℃時(shí)的飽和蒸氣壓。解：(1)mB=(2.22g/111.0g·mol-1)/1kg=0.02mol·kg-1

DTb=kbmB=0.52K·mol-1·kg×0.02mol·kg-1=0.01K(2)cB≈mB

r≈0.02mol·