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文檔簡(jiǎn)介
第一章氣體的pvTpV=nRT=()RT
B
關(guān)系
pV=mRT/Mmix
一、理想氣體狀態(tài)方程
(1.4)
pV=(m/M)RT=nRT
式中Mmix為混合物的摩爾
(1.1)
質(zhì)量,其可表不為
或pVm二p(V/n)=RT
MmixdefXVBMB
(1.2)B
=n
式中p'V、T和n的單位分(1.5)MmjXrn/n=/X?
HB
3
別為Pa'm、K和mol0Vm=V/n
(1.6)
稱為氣體的摩爾體積?其單位為
式中MB為混合物中某一種
m3-mol0
組分B的摩爾質(zhì)量。以上兩式既
R=8.314510J?mo「i?K-i稱為摩
適用于各種混合氣體,也適用于
爾氣體常數(shù)。
液態(tài)或固態(tài)等均勻相混合系統(tǒng)平
此式適用于理想,近似于地
均摩爾質(zhì)量的計(jì)算。
適用于低壓下的真實(shí)氣體。
2.道爾頓定律
二、理想氣體涅合物
pB=nBRT/V=yBp
1?理想氣體混合物的狀態(tài)
(1.7)
方程
P二
(1.3)B
(1.8)
理想氣體混合物中某一種組式適用于理想氣體混合系統(tǒng)?也
分B的分壓等于該組分單獨(dú)存在近似適用于低壓混合系統(tǒng)。
于混合氣體的溫度T和總體積V
三、臨界參數(shù)
的條件下所具有的壓力。而混合
每種液體都存在有一個(gè)
氣體的總壓即等于各組分單獨(dú)存
特殊的溫度?在該溫度以上?無
在于混合氣體的溫度、體積條件
論加多大壓力,都不可能使氣體
下產(chǎn)生壓力的總和。以上兩式適
液化?我們把這個(gè)溫度稱為臨界
用于理想氣體混合系統(tǒng),也近似
溫度,以Tc或卜表示。我們將臨
適用于低壓混合系統(tǒng)。
界溫度Tc時(shí)的飽和蒸氣壓稱為
3.阿馬加定律
臨界壓力,以pc表示。在臨界溫
VB*=nBRT/p=yBV度和臨界壓力下,物質(zhì)的摩爾體
(1.9)積稱為臨界摩爾體積,以Vmc表
示。臨界溫度、臨界壓力下的狀
V=£VB"
態(tài)稱為臨界狀態(tài)。
(1.10)
四、真實(shí)氣體狀態(tài)方程
VB*表示理想氣體混合物中
物質(zhì)B的分體積,等于純氣體B1.范德華方程
在混合物的溫度和總壓條件下所
(p+a/Vm2)(Vm-b)二RT
占有的體積。理想氣體混合物的
(1.11)
體積具有加和性,在相同溫度、
或(p+an2/V2)(V-nb)=nRT
壓力下,混合后的總體積等于混
(1.12)
合前各組分的體積之和。以上兩
上述兩式中的a和b可視為四……維里系數(shù)這兩種大小不等,
僅及氣體種類有關(guān)而及溫度無關(guān)單位不同的維里系數(shù)不僅及氣體
的常數(shù)?稱為范德華常數(shù)。a的種類有關(guān),而且還是溫度的函數(shù)。
單位為Pa-m6.mol,b的單位是
該方程所能適用的最高
m3moi/。該方程適用于幾個(gè)兆
壓力一般只有一兩個(gè)MPa,仍不
帕氣壓范圍內(nèi)實(shí)際氣體p、V、T
能適用于高壓范圍。
的計(jì)算。
五、對(duì)應(yīng)狀態(tài)原理和壓縮因
2.維里方程
子
Z(p>
1.壓縮因子的對(duì)應(yīng)式
T)=1+Bp+Cp+Dp+...
Z^PV/(nRT)=pVm/(RT)
(1.13)
(1.15)
或Z(Vm,,T"l+B/Vm+C
壓縮因子Z是個(gè)量綱為1的
23
/Vm+D/Vm+...
純數(shù)?理想氣體的壓縮因子恒為
(1.14)
1。一定量實(shí)際氣體的壓縮因子
上述兩式中的Z均為實(shí)際
不僅及氣體的T,P有關(guān),而且
氣體的壓縮因子。比例常數(shù)
還及氣體的性質(zhì)有關(guān)。在任意溫
B',C',D'…的單位分別為
度下的任意實(shí)際氣體?當(dāng)壓刀趨
Pa-i,Pa-2,Pa-3…;比例常數(shù)B,C,D…
于零時(shí),壓縮因子皆趨于1。此
的單位分別為摩爾體積單位[Vm]
式適用于純實(shí)際氣體或?qū)嶋H氣體
的一次方,二次方,三次方…。
混合系統(tǒng)在任意T,p下壓縮因
它們依次稱為第二,第三,第
子的計(jì)算。
2.對(duì)應(yīng)狀態(tài)原理也稱為狀態(tài)性質(zhì)或狀態(tài)變量。系
統(tǒng)有確定的狀態(tài),狀態(tài)函數(shù)就有
Pr=p/Pc
定值;系統(tǒng)始、終態(tài)確定后?狀
(1.16)
態(tài)函數(shù)的改變?yōu)槎ㄖ?;系統(tǒng)恢復(fù)
V產(chǎn)Vm/Vm.c
原來狀態(tài)?狀態(tài)函數(shù)亦恢復(fù)到原
(1.17)
值。
T=T/TC
2.熱力學(xué)平衡態(tài)
(1.18)
在指定外界條件下?無論系
Pr、Vr、Tc分別稱為對(duì)比壓
統(tǒng)及環(huán)境是否完全隔離?系統(tǒng)各
力、對(duì)比體積和對(duì)比溫度?又統(tǒng)
個(gè)相的宏觀性質(zhì)均不隨時(shí)間發(fā)生
稱為氣體的對(duì)比參數(shù),三個(gè)量的
變化?則稱系統(tǒng)處于熱力學(xué)三衡
量綱均為1。各種不同的氣體,
態(tài)。熱力學(xué)平衡須同時(shí)滿足三衡
只要有兩個(gè)對(duì)比參數(shù)相同,則第
(AT=O)'力平衡(叩二0)、相
三個(gè)對(duì)比參數(shù)必定(大致)相同?
平衡(第二0)和化學(xué)平衡(△
這就是對(duì)應(yīng)狀態(tài)原理。
G=0)4個(gè)條件。
第二章熱力學(xué)第一定
二、熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)
律
表達(dá)五
一、熱力學(xué)基本概念
1川二Q+W
1.狀態(tài)函數(shù)
或dU=AQ+bW=b
狀態(tài)函數(shù),是指狀態(tài)所持有Q-PambdV+SW'
的、描述系統(tǒng)狀態(tài)的宏觀物理量?
規(guī)定系統(tǒng)吸熱為正,放熱為wr=£-pdv
負(fù)。系統(tǒng)得功為正?對(duì)環(huán)境做功
(4)理想氣體恒溫可逆過程
為負(fù)。式中為環(huán)境的壓力,
Pamb體積切
W'為非體積功。上式適用于封閉
Wr=pP^v=-nRTIn(Vi/V2)
系統(tǒng)的一切過程。
=-nRTIn(pi/p2)
2?體積功的定義和計(jì)算
⑸可逆相變體積功
系統(tǒng)體積的變化而引起的系
W=-pdV
統(tǒng)和環(huán)境交換的功稱為體積功。
其定義式為:三、怛熱容、怛壓熱,焙
6W=-pambdV1.培的定義式
Hd"U+。V
(1)氣體向真空膨脹時(shí)體
積功所的計(jì)算2?焙變
w=o(1)AH=AU+A(PV)
(2)恒外壓過程體積功式中A(pV)為pV乘積的增
量只有在恒壓下△
W=Pamb(V1-V2)=-pambA-
V(pV)=p(VkVi)在數(shù)值上等于體
積功。
對(duì)于理想氣體恒壓變溫過程
(2)△!■!二’〃『,〃
W=-p△V=-nR△T
應(yīng)式適用于理想氣體單純p
(3)可逆過程體積功
VT變化的一切過程,或真實(shí)
氣體的恒壓變溫過程,或純的液、(2)摩爾定容熱容Cv.m
固態(tài)物質(zhì)壓力變化不大的變溫過
Cv.m=Cv/n=(^)v(封閉
程。aT
系統(tǒng),恒容,W非=0)
3.內(nèi)能變
(3)摩爾定壓熱容Cp.m
(l)△U=Qv
(封閉
式中Qv為恒熱容。此式適〃IaT"
用于封閉系統(tǒng),W'=0、dV=O的系統(tǒng),恒壓,W非=0)
過程。
(4)Cp(IT)及Cv-m的關(guān)系
△u二二
系統(tǒng)為理想氣體,則有Cp,m
公產(chǎn)2-1)
一Cv-m二R
式中為摩爾定容熱容。
系統(tǒng)為凝聚物質(zhì),則有Cp,m
此式適用于n、Cv,m恒定,理想
-Cv-m~0
氣體單純p、V、T變化的一切過
(5)熱容及溫度的關(guān)系,
程。
通??梢员硎境扇缦碌慕?jīng)驗(yàn)式
4.熱容
2
CP/m=a+bT+cT
(1)定義
或Cp,m=a+b'T+c'T,
當(dāng)一系統(tǒng)由于加給一微小的
式中a、b、c、b'和c'對(duì)指
熱容量5Q而溫度升高dT時(shí),5
定氣體皆為常數(shù)?使用這些公式
Q/dT這個(gè)量即熱容。
時(shí)?要注意所適用的溫度范國(guó)。
(6)平均摩爾定壓熱容六、熱效應(yīng)的計(jì)算
Cp,m
1.不做非體積功的恒壓過程
Cp,m,F(xiàn)/r(T2-Ti)
T
2ncp,,/T
QP=AH=4
四、理想氣體可逆絕熱過程
方程2.不做非體積功的恒容過程
R
(T/T,)^(V/Vt)=l
22QV=△U=
(T2/T/KP2/=1
3.化學(xué)反應(yīng)恒壓熱效應(yīng)及恒
(〃2/(匕/匕):1容熱奴應(yīng)關(guān)系
A
上式丫二4."。山稱為熱容QP-Qv=(n)RT
比(以前稱為絕熱指數(shù)),以上三
4由標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焙求標(biāo)準(zhǔn)
式適用于c”,為常數(shù)?理想氣體
摩爾反應(yīng)焙變
可逆絕熱過程?p,VT的計(jì)算。
5由標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焙求標(biāo)準(zhǔn)
五、反應(yīng)進(jìn)度
摩爾反應(yīng)焙變
&二MB/VB
6/出?,及溫度的關(guān)系
上式適用于反應(yīng)開始時(shí)的反
基?;舴蚍匠痰姆e分形式
應(yīng)進(jìn)度為零的情況?△nB=nB-nB.
ArH?(T2)=ArH?(T1)+
0*nB.o為反應(yīng)前B的物質(zhì)的量。
,△2黑⑶打
VB為B的反應(yīng)計(jì)算數(shù),其量
基希霍夫方程的微分形式
綱為1。&的單位為mol。
d△!?[二△熱機(jī)所進(jìn)行的一切可逆循環(huán)。
r/dT二ZF⑻2?卡諾循環(huán)
B
所有工作于兩個(gè)確定溫度之
七、節(jié)流膨脹系數(shù)的定義式
間的熱機(jī)以可逆熱機(jī)效率最大。
HlrOr
內(nèi)-T=(aT/ap)H
即是Q1/T14-Q/T<
內(nèi)一T又稱為焦耳一湯姆遜系22
°卜不可逆循環(huán)、
數(shù)[=可逆循環(huán))
第三章熱力學(xué)第二定
式中T「T2為高低溫?zé)嵩吹?/p>
律
溫度。可逆時(shí)等于系統(tǒng)的溫度。
一、卡諾循環(huán)
二、熱力學(xué)第二定律
1.熱機(jī)效率
1.克勞修斯說法
n〃不可能把熱從低溫物體傳
=-W/Q=(QQ)/Q=(T-T)/
11+2112到高溫物體而不產(chǎn)生其他影響?!?/p>
TI
2.開爾文說法
式中Qi和Q2分別為工質(zhì)在
〃不可能從單一熱源吸取熱
循環(huán)過程中從高溫?zé)嵩?吸收
量使之完全轉(zhuǎn)變?yōu)楣Χ划a(chǎn)生其
熱量和向低溫?zé)嵩碩2放出熱量
他影響,
這兩個(gè)過程的可逆熱。此式適用
于在兩個(gè)不同的溫度之間工作的三、嫡
1.炳的定義嫡增原理。此式只適用于隔離系
統(tǒng)。
dSdef6Qr/T
四、嫡變的計(jì)算
式中Qr為系統(tǒng)及環(huán)境交換
的可逆熱,T為可逆熱bQr時(shí)系1.單純的PVT變化
統(tǒng)的溫度。
過程中無相變化和化學(xué)變
2.克勞修斯不等式化?W'=0'可逆。
dS△
=5Q/T,可逆過程1
2du+pdv_fdH+Vdp
'*Q/T,不可逆過程j1
亍~JiT
3.嫡判據(jù)理想氣體系統(tǒng)
△Sj=ASy+A
S0SS△S=nG/,mln」+nRln二?二
T]V、
f>0,不可逆]
Sambl=o,可逆jnCpmlnUnRIn—=nCpI
LPi/m
n1+nCv,mln以
式中iso、sys和amb分另Uv,Pi
代表隔離系統(tǒng)、系統(tǒng)和環(huán)境。在
恒溫(T1=T2)AS=
隔離系統(tǒng)中,不可逆過程即自發(fā)
nRIn'=-nRIn正
過程??赡妫聪到y(tǒng)內(nèi)部和系統(tǒng)v,P.
及環(huán)境之間處于平衡態(tài)。在隔離
恒壓(Pi=P2)△'=
系統(tǒng)中,一切自動(dòng)進(jìn)行的過程都
nCp)mln-7-二nCpmIn—
是向嫡增大的方向進(jìn)行,這稱為L(zhǎng)vi
A+A
恒容(V1=V2)二△Sjso-SambSSyS
nCv.mln—二nCv,mIn以4.化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)燧
TiPi
若在溫度區(qū)間1~1~丁2內(nèi),所
凝聚相系統(tǒng)
有反應(yīng)物和產(chǎn)物均不發(fā)生相變
化,則
恒容生片¥△rSin(T2)=ArSin(「)
4-py⑻9
瓦BT
i—r—:—l,八〃CQ
恒壓△$=「一竺'dT,
JnT
五、熱力學(xué)第三定律
恒溫r/T
limS;(完美晶體?T)=0
T->OK
2.相變化
或s;(完美晶體,0K)=0
可逆變化二4H/T
上式中符號(hào)*代表純物質(zhì)。上
不可逆相變,通常設(shè)計(jì)一條
述兩式只適用于完美晶體。
要包括可逆相變步驟在內(nèi)的可逆
六、亥姆霍茲函數(shù)
途徑,此可逆途徑的熱溫嫡才是
1.亥姆霍茲函數(shù)定義式
該不可逆過程的嫡變。
A%U-TS
3.環(huán)境嫡差和隔離系統(tǒng)嫡差
的計(jì)算式中A為系統(tǒng)的亥姆霍茲函
數(shù),U為系統(tǒng)的內(nèi)能;TS為系統(tǒng)
△Samb-{—zr-Qamb/
X/amb溫度及規(guī)定嫡的乘積。
Tamb二-Qsys/Tamb
2.亥姆霍茲函數(shù)判據(jù)態(tài)?而且皆具有能量的單位。狀
態(tài)一定,它們皆應(yīng)有確定的數(shù)值,
dATdO產(chǎn)發(fā)(不可逆)]
bI二平衡(可逆)J
但它們的絕對(duì)值既無法測(cè)定?也
在恒溫恒容且不涉和非體積無法求算。
功時(shí)才能用判斷過程的方向
2.吉布斯(Gibbs)函數(shù)數(shù)
性。若△訃△<(),則表明在指定的
據(jù)
始終態(tài)(T,V相等)之間有自動(dòng)
dGTP,O「自發(fā)(不可逆)]
進(jìn)行的可能性;若行,vA>0,則表'[=平衡(可逆)J
明在指定的始末態(tài)之間處干平衡
在恒溫恒壓且不涉和非體積
態(tài)。
功時(shí),才可用來判斷過程的
3.AAT=wr方向性,在此條件下過程的方向
性,在此條件下過程只能向古布
恒溫可逆過程,系統(tǒng)的亥姆
斯函數(shù)G減少的方向進(jìn)行。
霍茲函數(shù)變化等于比過程的可逆
功W,。gp=W',
七、吉布斯(Gibbs)函數(shù)在恒溫恒壓下,過程的吉布
斯函數(shù)等于始末狀態(tài)間過程的可
1.吉布斯(Gibbs)函數(shù)的定
逆非體積功。在恒溫恒壓可逆的
義式
條件下.此等式才成立。
歹H-TS
八、熱力學(xué)基本方程
H、A和G皆為組合函數(shù),
dU=TdS-pdV
它們皆是系統(tǒng)具有廣延性質(zhì)的狀
dA=-SdT-pdVA
In(p2/Pl)=(vapHm
/R)(1/TI=1/T2)
dH=TdS-Vdp
匕式適用于氣-液(或氣-固)
dG=-SdT+Vdp
兩相平衡;氣體可視為理想氣體;
熱力學(xué)基本公式的適用條件
v;(I)及V:(g)相比較可忽略
為封閉的熱力學(xué)平衡系統(tǒng)的可逆
不計(jì);在1~1~丁2的溫度范圍內(nèi)摩
方程。不僅適用于一定量的單相
爾蒸發(fā)焙可視為常數(shù)。
純物質(zhì),或組成恒定的多組分系
對(duì)于氣-固平衡,上式的△
統(tǒng)發(fā)生單純p、V、T變化的可逆
vapHm則應(yīng)改為固體的摩爾升華
過程,也可適用于相平衡或化學(xué)
焙。
平衡的系統(tǒng)由一平衡狀態(tài)變?yōu)榱?/p>
一平衡狀態(tài)的可逆方程。十、吉布斯-亥姆霍茲方程
d(A/T)
九、克拉佩龍方程=-U/T
5T2
1.克拉佩龍方程
d(G/T)=-H/T
cT2
dp/dT二WMm)
這兩個(gè)方程分別表示了A/T
此方程適用于純物質(zhì)的a相
在恒容下隨T的變化和G/T在恒
和B相的兩相平衡。
壓下隨T的變化。
2.克勞修斯-克拉佩龍方程
十一、麥克斯韋關(guān)系式
dln(p/[p])=(卜
-(R/ev)=(加/as)
2sv
vaPHm/RT)dT
(OT/ap)s=(av/as)
p總和X=£XBn
B
-(av/aT)p=(as/ap)T
2.吉布斯一杜亥姐方程
(ap/cT)v=(5s/av)T
在T、p一定條件下,
這4個(gè)偏微分方程稱為麥克
X
ZBdnB=O
B
斯韋關(guān)系式。物質(zhì)的量恒定的單
相純物質(zhì),只有pVT變化的一切或ZXB<1XB=0
B
過程?上述4式皆可適用。對(duì)于
混合系統(tǒng),則要求系統(tǒng)的組成恒匕處?XB指B的摩爾分?jǐn)?shù)?
定,式中V和S分別為系統(tǒng)總體XB指B的偏摩爾量。
積和總的規(guī)定嫡。3.偏摩爾量間的關(guān)系
第四章多組分系統(tǒng)熱力
當(dāng)=V=j0]=VB
aP人Iap)TnH
學(xué)
吧]=-s(烏]=-S
一、偏摩爾量anIaT;3
P,P'"P~nB
二、化學(xué)式
Z〃/s,
1、定義式
其中X為廣度量,如v,u,s
混合物(或溶液)中組分B
全微分式
的偏摩爾吉布斯函數(shù)GB又稱B
dx=(當(dāng)dT+四d的化學(xué)勢(shì)。
〈aTjp.wVaPJr.rit,
P+2LXBdnBM七;GB二心、
B
"〃8)T.p.nr
由熱力學(xué)的4個(gè)基本方程可“(pg)表示純理想氣體在
以得:溫度T壓力p時(shí)的化學(xué)勢(shì)。心(g)
是純理想氣體在標(biāo)準(zhǔn)壓力
JaU]JaH]_p?二100kPa下的化學(xué)勢(shì),即標(biāo)
I?小)、,〃Vn)
scBs.p.nc準(zhǔn)化學(xué)勢(shì)。
「aA]_(aG]
J"J-
(2)混合理想氣體中任一
組分的化學(xué)勢(shì)為
2.化學(xué)勢(shì)判據(jù)B
M(pg)=嘖)+RTIn4
、P/
aB[=I倜
(dT=0?dV=0,Aw'=0)其中,PB=yB為B的分壓。
Z(取。卜爵2.真實(shí)氣體化學(xué)勢(shì)
B1二牛倒,
(dT=0,dp=0?Aw'=0)(1)純真實(shí)氣體的化學(xué)勢(shì)
其中?RB(a)指a相內(nèi)的B
物質(zhì)。?(g)
i0(g)+RTIr|X]+
三、氣體組分的化學(xué)勢(shì)IP/
1.理想氣體化學(xué)勢(shì)
(1)純理想氣體的化學(xué)勢(shì)其中,匕(g)為該溫度下純真
為實(shí)氣體的摩爾體積。低壓下,真
仁(pg)=P(g)+RTIn(p/p。)實(shí)氣體近似認(rèn)為是理想氣體?故
積分項(xiàng)為0。2?亨利定律
(3)真實(shí)氣體混合物中任PB=I<X,BXB
一組分B的化學(xué)勢(shì)為
式中kx,B為亨利系數(shù),其值
^B(g)及溶質(zhì)、溶劑的性質(zhì)和溫度有關(guān)。
也可用其他濃度,如CB、bB來表
=%+RTIn閭+
示亨利定律,但這時(shí)亨利系數(shù)的
J血(,@-斗P大小和單位皆應(yīng)相應(yīng)改變。
L〃總J
其中,VB(g)為真實(shí)氣體混此式只適用于理想稀溶液
合物中組分B溫度T和總壓p總中的溶質(zhì)。當(dāng)揮發(fā)性溶液的濃度
下的偏摩爾體積。較大時(shí)?應(yīng)以活度代替濃度?并
要求溶質(zhì)在氣相中的分子形態(tài)及
四、拉烏爾定律及亨利定律
液相相同。
1.拉烏爾定律
五、理想液態(tài)混合物
PA二〃;XA
定義:其任一組分在全部組
式中PA為溶液A的蒸汽壓;
成范圍內(nèi)都符合拉烏爾定律的液
"為純?nèi)軇┰谕瑯訙囟认碌娘?/p>
態(tài)混合物。
和蒸汽壓為溶液中A的摩爾
=
分?jǐn)?shù)。pBPBXB
其中,OWXBWLB為任一組
.拉烏爾定律只適用于理想
分。
液態(tài)混合物或理想稀溶液中的溶
劑。2?理想液態(tài)混合物中任
組分B的化學(xué)勢(shì)%二%)十
RTIn(xA)-t-£;vi;M(1^
肉(|)=吟⑺+RTIPI(XB)
當(dāng)P及相差不大時(shí),積分
其中,吟⑺為純液體B在溫
項(xiàng)可忽略,則A的化學(xué)勢(shì)為
度T、壓力p的化學(xué)勢(shì)。
%)=%)+RTIn(xA)。稀溶液溶
若純液體B在溫度T、壓力
劑服從拉烏爾定律,溶質(zhì)服從亨
下的標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)勢(shì)為吟⑺,則有
利定律,故稀溶液的溶劑化學(xué)勢(shì)
其中為純液態(tài)B在溫的表示及理想溶液中任一組分的
度T下的摩爾休積?;瘜W(xué)勢(shì)表達(dá)式一樣。
3.理想液態(tài)混合物的混合2.溶質(zhì)的化學(xué)勢(shì)
性質(zhì)
溶質(zhì)服從亨利定律?故
(1)=xV=O
M(溶質(zhì))=RB(g)=嗎⑶+
(2)AmixH=0RTIn(空卜%)+RTIn
\P7
(3)△mix
(4徜")
S=-fX]RSXBln(XB)
kB7B=嘖)+RTIn
A(七M(jìn)。/,。)+RTIn(bi^)
(4)△minG=TmixSD
六、理想稀溶液又因?yàn)闅W⑶+RTIn
(we/p0)
1.溶劑的化學(xué)勢(shì)
一嗎(溶勖+]p”B(溶冊(cè)的
RA(I)=%)+RTIFI(XA)
M(溶質(zhì))=吟颯+—
△Tf=KfbB
(源/p。)+卜鼠溶質(zhì)內(nèi)
R(T:)2M.
Kf=JA
△的明
其中,在p及相差不大
沸點(diǎn)升高(條件:溶質(zhì)不揮
時(shí)?可忽略積分項(xiàng)。
發(fā)):
3.分配定律
△Tb=Kbbs
在一定溫度、壓力下?當(dāng)溶
KR(T;)2s
質(zhì)在共存的兩不互溶溶液間平衡△H"
時(shí),若形成理想稀溶液,則溶質(zhì)
滲透壓:HV=nBRT
在兩液相中的質(zhì)量摩爾濃度之比
為一常數(shù):A、逸度及逸度因子
1.逸度和逸度因子
K=bB(a)/bB(|3)
其中K為分配系數(shù)-bB(a)、氣體B的逸度PB,是在溫度
bB(0)為溶質(zhì)B在a、0兩相中的T、總壓力p總下,滿足關(guān)系式
質(zhì)量摩爾濃度。
RB(g)=%)+RTIn(M)
七、稀溶液的依數(shù)性
的物理量,它具有壓力單位。
溶劑蒸氣壓下降:apA=";XB
其計(jì)算式為
凝固點(diǎn)降低(條件:溶質(zhì)不
PBdefpB
及溶劑形成固態(tài)溶液,僅溶劑以
expjr
Jo
純固體析出):lLRT〃總」1
逸度因子(即速度系數(shù))為氣
鼠
體B的逸度及其分壓之比二①BPB二①Bp總y總二9;p
總,Y忌、二P】VB
①B二PB/PB
適用條件:由幾種純真實(shí)氣
理想氣體逸度因子恒等于
體在恒溫恒壓下形成混合物時(shí),
系統(tǒng)總體積不變,即體積有加和
2.逸度因子的計(jì)算及普通
性。
化逸度因子圖
九、活度及活度因子
In仇二LL
JoRT
L〃總」對(duì)真實(shí)液態(tài)混合物中的溶
對(duì)純真實(shí)氣體,式中VB(g)即劑:
為該氣體在T、p下的摩爾體積
M(i)
v:(g)?用匕(g)=ZRT/p代替VB
巴嘖)+RTIn(aB)=Ug(/)+RTIHXB
(g)得ln<D=『(z-i)詈fB
其中比為組分B的活度,fB
不同氣體?在相同對(duì)比溫度
為組分B的活度因子。
Tr、對(duì)比壓力p「下?有大致相同
的壓縮因子Z,因而有大致相同若B揮發(fā),而在及溶液的氣
的逸度因子①。相中B的分壓PB,則有
3.路易斯一蘭德爾逸度規(guī)則3B=PB/PB
混合氣體組分B的逸度因子且fB=”二4
4PBXB
等于該組分B在混合氣體溫度和
第五章化學(xué)平衡
總壓下單獨(dú)存在時(shí)的逸度因子。
-、化學(xué)反應(yīng)的等溫方程式中為標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)
1.化學(xué)反應(yīng)親和勢(shì)的定義吉布斯函數(shù);如二n(PB/〃6)VB。
B
此式適用于理想氣體或低壓氣體
A二一△rGm
在恒溫、恒壓和恒組成的條件下,
A代表在恒溫'恒壓和非體
按化學(xué)反應(yīng)計(jì)量式進(jìn)行單位反應(yīng)
積功W=0的條件下反應(yīng)的推動(dòng)
的吉布斯函數(shù)變的計(jì)算。
力?A>0反應(yīng)能組分進(jìn)行;A=0
處于平衡態(tài);A<0反應(yīng)不能自發(fā)二、標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)
進(jìn)行,反而是其逆反應(yīng)會(huì)自發(fā)進(jìn)
1.定義式
行。
△?二—RTInY
2.摩爾反應(yīng)吉右斯函數(shù)及反
式中K加稱為標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù);
應(yīng)進(jìn)度的關(guān)系
K,=Jp(平衡)。此式適用于理想
(aG/我)T,P=SVW//W=△氣體或低壓下氣體的溫度T下,
B
按化學(xué)反應(yīng)計(jì)量式進(jìn)行單位反
Gm
應(yīng)時(shí)反應(yīng)的"G]及K①的相互換
式中的(aG/a£)T,p表示在
算。
T、p和組成一定條件下,反應(yīng)系
一、理想氣體反應(yīng)系統(tǒng)的標(biāo)
統(tǒng)的吉布斯函數(shù)隨反應(yīng)進(jìn)度的變
準(zhǔn)平衡常數(shù)
化率稱為摩爾反應(yīng)吉布斯函數(shù)。
3.等溫方程K*n舊心B
B
△A
rGm=rG?+RTInJp式中吟為化學(xué)反應(yīng)中任
組分B的平衡分壓。積分即可得到InK力及T的函數(shù)
關(guān)系五。
3.有純凝聚態(tài)物質(zhì)參加的理
想氣體反應(yīng)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)四、壓力、惰性組分、反應(yīng)
物配比對(duì)理想氣體化學(xué)平衡的影
K,*n(噌(g)///)VB⑹
B(g)響
三、溫度對(duì)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的
1.壓力對(duì)平衡轉(zhuǎn)化率的影響
影響
增高壓力?反應(yīng)向有利于體
化學(xué)反應(yīng)的等壓方程一范積減小的方向進(jìn)行。
特霍夫方程
2.惰性組分對(duì)平衡轉(zhuǎn)化率的
微分式影響
dlnKa,/clT=ArH?/RT2
VB為參加化學(xué)反應(yīng)各組分的
積分式
化學(xué)計(jì)量數(shù),Z距和Z唳分別為
ln(K;/K中△成(T2-TI)/(RT2T1)對(duì)反應(yīng)組分(不包括惰性組分)
不定積分式InK①二一△出舄/的物質(zhì)的量、化學(xué)計(jì)量數(shù)求和。
(RT)+C當(dāng)X%=0時(shí),恒壓下加入惰性
組分對(duì)轉(zhuǎn)化率無影響;當(dāng)
對(duì)于理想氣體反應(yīng)為
,恒壓下加入惰性組分?
定值,積分式或不定積分式只適
平衡向生成產(chǎn)物的方向移動(dòng);若
用于為常數(shù)的理想氣體恒
<0,則正好相反。
壓反應(yīng)。若是T的函數(shù),應(yīng)
將其函數(shù)笑系式代入微分式后再3.反應(yīng)物的摩爾配比對(duì)平衡
轉(zhuǎn)化率的影響2.常壓下液態(tài)溶液中的化學(xué)
平衡
對(duì)于氣相化學(xué)反應(yīng)
aA+bB=yY+zZ第六章相平衡
當(dāng)摩爾配比r=nB/nA=b/a一、相率
時(shí),產(chǎn)物在混合氣體中的含量為
F=C-P+2
最大。
其中,C=S-R-R'
五、真實(shí)氣體反應(yīng)的化學(xué)平
式中F為系統(tǒng)的獨(dú)立變量
衡
數(shù),即自由度:C為組分?jǐn)?shù);R
K,『n(。??n(p;“為獨(dú)立的平衡反應(yīng)數(shù);R'為獨(dú)立
BB
的限制條件數(shù)即除了任一相中
P“)VB=n(P;/P“)VB?
B24二1同一物質(zhì)在各平衡相中
卜式中噌、Ps、姆分別為
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