第13 次課 2 學(xué)時

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1、河北科技大學(xué)教案用紙第13次課2學(xué)時上次課復(fù)習(xí)：麥克斯韋關(guān)系式及其應(yīng)用；吉布斯—亥姆霍茲方程式；熱力學(xué)第三定律與標(biāo)準(zhǔn)熵。本次課題（或教材章節(jié)題目）：第四章：多組分系統(tǒng)熱力學(xué)及其在溶液中的應(yīng)用；§4.1引言；§4.2溶液組成的表示法；§4.3偏摩爾量；教學(xué)要求：理解偏摩爾量的概念及偏摩爾量的加和公式，偏摩爾量的求法，吉布斯—杜亥姆公式。重點(diǎn)：摩爾量概念，吉布斯—杜亥姆公式。難點(diǎn)：摩爾量的概念，吉布斯—杜亥姆公式。教學(xué)手段及教具：多媒體教學(xué)講授內(nèi)容及時間分配：§4.1引言；§4.2溶液組成的表示法0.6學(xué)時§4.3偏摩爾量1.4學(xué)時課后作業(yè)2

2、66—267頁，習(xí)題1，3，5參考資料1.由一個組元的偏摩爾量計算其它組元的偏摩爾量.翟玉春等.東北工學(xué)院學(xué)報,1990,3,255.2.偏摩爾量的兩個特例.崔曉莉.大學(xué)化學(xué),1994,6,55.3.導(dǎo)出化學(xué)勢的簡明方法.張克玲.上海機(jī)械學(xué)院學(xué)報,1990,2,73.注：本頁為每次課教案首頁111第頁河北科技大學(xué)教案用紙第四章多組分系統(tǒng)熱力學(xué)及其在溶液中的應(yīng)用§4.1引言廣義地說，兩種或兩種以上物質(zhì)均勻混合且彼此呈分子狀態(tài)分布的均相體系稱為溶液。溶液可分為氣態(tài)溶液、液態(tài)溶液和固態(tài)溶液。顯然，溶液是多組分體系。液態(tài)溶液是通常所說的溶液。在液

3、態(tài)溶液中，一般把溶解在液體中的氣體或固體叫做溶質(zhì)，而把液體叫溶劑。當(dāng)液體溶于液體時，通常把含量較多的液體叫溶劑，含量較少的液體叫溶質(zhì)。但當(dāng)兩個組分的含量差不多時，溶質(zhì)和溶劑就沒有明顯的區(qū)別。通常對溶液中的溶劑和溶質(zhì)，將分別按不同的方法來研究。若對溶液中所有物質(zhì)都按相同的方法來研究，則這樣的體系稱之為混合物。顯然，氣態(tài)溶液是一種混合物。溶液又可分為電解質(zhì)溶液與非電解質(zhì)溶液。本章只討論非電解質(zhì)溶液，電解質(zhì)溶液將在電化學(xué)一章討論。本章的重點(diǎn)是液態(tài)溶液，但其中很多概念和公式也適用于固態(tài)溶液和氣態(tài)混合物。對多相體系，將在相平衡一章中討論?！?.2溶

4、液組成的表示法溶液的組成有多種表示方法：⑴物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)濃度:⑵質(zhì)量摩爾濃度:和的關(guān)系：，（極稀溶液）⑶物質(zhì)的量濃度：111第頁河北科技大學(xué)教案用紙和的關(guān)系：，極稀溶液時，⑷質(zhì)量分?jǐn)?shù):,B即包含溶質(zhì)又包含溶劑。206頁有例題?！?.3偏摩爾量在前面的章節(jié)里所研究的對象多為單組分體系（純物質(zhì)）或組成不變的體系。這樣的體系有兩個變量即可描述。如已學(xué)過的四個熱力學(xué)基本公式都只涉及兩個變量。但常見的體系絕大部分是多組分體系或變組成體系。在研究這樣的體系時，變量的數(shù)目要增加，因此，體系中各物質(zhì)的量nB，應(yīng)該是決定體系狀態(tài)的變量。對于多組分體系有兩個概

5、念很重要，一是偏摩爾量，一是化學(xué)勢。偏摩爾量的概念告訴我們：在均勻的多組分體系中，體系的某種容量性質(zhì)不等于各個純組分這種容量性質(zhì)之和，而等于各組分此容量性質(zhì)的偏摩爾量與其物質(zhì)的量的乘積之和，即式中，表示純物質(zhì)B的摩爾體積，表示物質(zhì)B在溶液中的偏摩爾體積。而化學(xué)勢的概念在討論相平衡和化學(xué)平衡時是非常重要的。偏摩爾量的定義我們知道，不論在什么體系中，質(zhì)量總是具有加和性的，即體系的質(zhì)量等于構(gòu)成該體系的各部分質(zhì)量的總和。但是，除了質(zhì)量以外，其它的容量性質(zhì)除非在純物質(zhì)中或在理想溶液中，一般都不具有加和性。如前面提到的體積，150頁表2.2給出的結(jié)果

6、表明：在討論兩種或兩種以上物質(zhì)所構(gòu)成的均相體系時，必須引用新的概念來代替對于純物質(zhì)所用的摩爾量的概念。設(shè)有一均相體系是由組分1、2、3、……、k所組成的，體系的任一種容量性質(zhì)Z(如V、U、H、S、F、G等)除了與溫度、壓力有關(guān)外，還與體系中各組分的物質(zhì)的量n1、111第頁河北科技大學(xué)教案用紙n2、n3、……nk、有關(guān)，寫作函數(shù)的形式為Z=Z(T,p,n1,n2,n3,……,nk)如果溫度、壓力以及組成有微小的變化，則Z亦相應(yīng)的有微小的變化在等溫等壓下，上式可寫為令則式中ZB,m稱為物質(zhì)B某容量性質(zhì)Z的偏摩爾量。偏摩爾量的物理意義：在等溫等

7、壓下，在大量的體系中，除了B組分以外，保持其它組分的數(shù)量不變，加入1molB時所引起的體系容量性質(zhì)Z的改變?；蛘呤窃谟邢蘖康捏w系中由于組分B的物質(zhì)的量發(fā)生了微小的變化引起體系容量性質(zhì)Z隨組分B的物質(zhì)的量的變化率。若體系只有一種組分（即純物質(zhì)），則偏摩爾量就等于摩爾量。在偏摩爾量的概念中，有三點(diǎn)要注意。一是容量性質(zhì)，二是隨組分B的物質(zhì)的量的變化率，三是等溫等壓條件。偏摩爾量的集合公式偏摩爾量是強(qiáng)度性質(zhì)，與混合物的濃度有關(guān)，但與總量無關(guān)。若按混合物原有組成的比例同時微量的加入組分1、2、3、……、k以形成混合物，因在過程中組成恒定，故ZB,m

8、為定值，將上式積分此式即為偏摩爾量的集合公式。吉布斯—杜亥姆公式111第頁河北科技大學(xué)教案用紙如果在溶液中不按比例地添加各組分，則溶液濃度會發(fā)生改變，這時各組分的物質(zhì)的量和偏摩爾量均會改變。根