活度活度系数标准态参考态 概念问题

武汉科技大学2022年《冶金原理》考研真题与答案解析一、名词解释1、活度2、分子扩散3、二元共晶反应4、酸性氧化物5、沉淀脱氧二、简述题1、钢铁冶金从铁矿石开始到生产出连铸坯的过程主要工序有哪些。

2、请简述热力学第一定律。

3、拉乌尔定律表达式p B ＝p B *⋅x B 中p B *的含义？4、球团矿的还原反应应该采用什么动力学模型进行描述，由那些环节组成？5、熔渣中4个组元：CaO 、TiO 2、K 2O 、FeO, 请说明酸碱性强弱顺序。

其中光学碱度大于1的氧化物是哪一个？6、如果忽略压力对相平衡体系的影响，相律的表达式为 ，其中C和分别表示什么？ϕ7、钢水脱磷反应式为：2[P]＋5（FeO ）＝（P 2O 5）＋5[Fe] ，请改写为离子方程式。

8、氧势图中2Cu ＋O 2＝2CuO 线为何倾斜向上？C （石）＋O 2＝CO 2线为何近似水平？9、简述温度、渣的碱度以及氧化性对炼钢脱磷的影响？10、请简述熔渣分子结构理论？1f C ϕ=-+三、计算题700℃时测得Cd—Sn合金的镉蒸汽压与镉浓度关系如下：%Cd 1 50 100Pc d(mmHg) 5 150 250试分别以纯物质和重量1%溶液为标准态，确定含镉50%的Cd—Sn合金中镉的活度和活度系数。

（已知M Cd=112.4，M Sn=118.7）四、相图分析题下图为具有一个二元中间化合物D的三元系相图，看图在答题纸上回答问题：1、D是稳定的中间化合物还是不稳定中间化合物，为什么？2、分别写出P、E点发生的相变反应名称及反应式。

3、体系点O的质量为W，纯液态O开始冷却，当液相冷却至S点时，作图表示出此时固相所处的位置，并用做出的线段表示出此时液相、固相、以及固相中B、C的质量为多少？4、若S作为体系点，其结晶终点及结晶产物分别是什么？5、画出体系点Q的冷却曲线。

五、分析题分析某高炉利用炉渣去硫，已知渣铁间脱硫反应式为：[S]＋（CaO）＝（CaS）＋[O] =124 kJ/molH式中，[S]、[O]以质量1%溶液为标准态，(CaO)、（CaS）以纯物质为标准态。

课题：溶液的热力学性质——活度及活度系数课程名称：钢铁冶金原理教材：黄希祜主编 .《钢铁冶金原理（第3版）》. 北京：冶金工业出版社,2004.01第一章 冶金热力学基础1.2 溶液的热力学性质——活度及活度系数 教学要求：1) 理解拉乌尔定律、亨利定律、理想溶液、稀溶液、亨利定律常数的含义；理解活度及活度系数的概念、。

2) 掌握不同浓度单位间的换算；确定(%))(*,,H x H B K K P 的方法及它们间转换。

3) 掌握活度及活度系数的计算方法；活度标准态的选择及其与活度的关系；不同活度标准态间的转换。

教学重点：1) 三种标准态的活度及活度系数的计算。

2) 三种活度标准态间的转换。

3) 亨利定律常数的确定。

教学难点：1) 计算活度的公式)(/标B B B p p a =中)(标s p 的确定。

2) 三种活度标准态间的转换系数0B γ的确定。

第一部分 复习上节课主要内容第二部分 新课引入：由于冶金反应中常遇到的钢液、熔渣等都是非理想溶液，这种溶液里的组分浓度并不适合理想溶液的热力学公式，必须用一系数对组分浓度进行修正，使其适用于常见物理化学定律。

被修正后的浓度称为活度。

所以有必要学习活度有关的知识。

第三部分 讲授新课1.2.1 溶液组分浓度的单位及其相互转换关系 一、常用溶液组分浓度单位 B w —质量百分浓度B n —组分B 的摩尔数 B x —组分B 的摩尔分数B c —体积摩尔浓度（3/m mol 溶液）B ϕ—标准总压数B p —组分B 的分压数注意：本课后面出现的B w 值及B ϕ值是百分号“%”前的数字。

二、浓度单位间的关系式1）)1(1100BA B B A B M Mx M M w -+⋅=（二元系） （2-1）证明： BB A A BB B A B B n M n M n M m m m w +=+=100100=)1(1100)(100BA B B A BA BA B A BA B BM Mx M M n n n M M M n n n M -+⋅=+-++证毕。

BrBrf B BrB f0BrFea《钢铁冶金原理》基本知识点By Moonlight 2009/10/17注：主要知识点是基于老师上课提问的问题，限于名词、概念、公式的解析。

1、 活度、活度系数、活度的标准态：以拉乌尔定律或亨利定律为基准或参考态，引入修正后的浓度值称为活度；而此修正系数称为活度系数。

具有纯物质、假想纯物质及 =1﹪溶液蒸汽压或两定律的比例常数的状态称为活度的标准态。

2、 、 、 的含义：， 分别为以拉乌尔定律为基准或参考态，对组分浓度修正时的修正系数和以亨利定律为基准或参考态，对组分浓度修正时的修正系数。

指的是稀溶液以纯物质为标准态的活度系数，其值为常数。

3、 活度标准态选择的一般原则以及钢铁冶金过程中组分活度标准态如何选择？一般作为溶剂或浓度较高的组分可选纯物质作为标准态，若组分的浓度比较低时，可选用假想纯物质或质量为1﹪溶液作为标准态。

在冶金过程中，作为溶剂的铁，如果其中元素的溶解量不高，而铁的浓度很高时，可选纯物质作为标准态， =x [Fe]=1,Fe r =1 ；如果溶液属于稀溶液，则可以浓度代替活度（H K 标准态）；熔渣中组分的活度常选用纯物质标准态。

4、 理想溶液，稀溶液以及超额函数：理想溶液：在整个浓度范围内，服从拉乌尔定律的溶液；稀溶液：溶质蒸汽压服从亨利定律，溶剂蒸汽压服从拉乌尔定律的溶液；Bw超额函数：实际溶液的偏摩尔量（或摩尔量）与假想其作为理想溶液时的偏摩尔量（或摩尔量）的差值。

ex BG=RT lnBrex mG=RTln BBx r∑5，为什么温度升高使实际溶液趋向于理想性质？由()2BB T T G H T∂∆∂=-∆ 知：2ln B BT r H RT∂∂=-∆当0B H ∆< 时，ln 0B T r ∂∂>； 当0B H ∆> 时，ln 0B T r ∂∂<。

即温度升高时，成正偏差()1B r >的溶液的B r 值减少；而成负偏差()1B r <的溶液的B r 值则增大，溶液的有序态随温度的升高而减少。

状态方程和活度系数模型在化学领域中，状态方程和活度系数模型是两个非常重要的概念。

状态方程描述了化学物质在不同温度、压力和浓度条件下的行为，而活度系数模型则用于描述溶液中溶质的活性和溶液的行为。

本文将详细介绍这两个概念，并讨论它们在化学研究中的应用。

一、状态方程状态方程是描述气体、液体或固体在不同条件下的行为的数学表达式。

其中最为著名的是物态方程，即描述气体行为的方程。

根据物态方程，理想气体的体积和压力成反比，与温度成正比。

这个关系由理想气体状态方程给出：PV = nRT其中，P为气体的压力，V为气体的体积，n为气体的摩尔数，R为气体常数，T为气体的温度。

这个方程是描述理想气体行为的基础，然而在实际应用中，气体并不总是符合理想气体的行为。

对于非理想气体，我们需要采用更加复杂的状态方程来描述其行为。

例如，范德瓦尔斯方程是描述气体行为的一个更加准确的方程。

范德瓦尔斯方程引入了修正因子，考虑了气体分子之间的相互作用，从而更好地描述了气体的行为。

除了气体，液体和固体的行为也可以通过状态方程来描述。

例如，范德瓦尔斯方程可以用于描述液体的行为，而各种状态方程可以用于描述固体的行为。

这些方程的应用使得我们能够更好地理解和预测物质在不同条件下的性质和行为。

二、活度系数模型在溶液中，溶质的活性是描述溶质在溶液中行为的一个重要参数。

溶液中溶质的活性不仅取决于溶质的浓度，还取决于溶液中其他组分的浓度和相互作用。

为了描述溶液中溶质的行为，我们引入了活度系数的概念。

活度系数模型是一种数学模型，用于描述溶液中溶质的活性和溶液的行为。

最简单的活度系数模型是理想溶液模型，即假设溶液中溶质间相互作用可以忽略。

根据理想溶液模型，溶质的活性与其浓度成正比。

然而，在实际应用中，溶质间相互作用不能忽略，因此我们需要采用更加复杂的活度系数模型来描述溶质的活性。

常用的活度系数模型包括范德瓦尔斯活度系数模型和赫尔默尔特活度系数模型等。

这些模型考虑了溶质间的相互作用，从而更加准确地描述了溶质的活性和溶液的行为。

1摩尔氯化钾的活度系数1.引言1.1 概述活度系数是描述溶液中物质活性与浓度关系的重要物理量。

在化学溶液中，活度系数可以用来表示溶质的活力或有效浓度，从而更准确地描述溶液中化学反应的行为。

本文将重点研究摩尔氯化钾的活度系数，通过深入探讨活度系数的概念和意义，以及影响其数值的因素，旨在为进一步了解溶质在溶液中行为提供参考。

在化学反应中，溶质的活性是指其参与反应的有效程度。

而溶液中的活性则与溶质的浓度有关，但浓度并不能直接反映溶质的实际活性。

这时，活度系数的概念应运而生。

活度系数可以看作是修正因子，用于校正溶质浓度对溶液行为的影响，使实际活性与浓度关系更加准确。

摩尔氯化钾是一种常见的无机盐溶解物，广泛应用于化学实验和工业生产中。

研究摩尔氯化钾的活度系数具有重要的科学意义和应用价值。

首先，活度系数的研究可以深化对溶液中离子行为的理解。

摩尔氯化钾是由钾离子（K+）和氯离子（Cl-）组成的强电解质，其离子在溶液中的行为对活度系数的计算具有重要影响。

其次，活度系数的研究可以帮助优化溶液的配制和稳定性。

溶液中的活度系数对离子浓度和配比的准确控制有着重要的指导意义，有利于提高溶液的反应活性和稳定性。

此外，摩尔氯化钾的活度系数还与溶液的物理化学性质、溶解度、溶解热等相关，研究其活度系数有助于揭示这些性质的内在规律。

综上所述，深入研究摩尔氯化钾的活度系数对于进一步理解溶质在溶液中的行为具有重要意义，有助于优化溶液的配制和应用。

本文将重点探讨活度系数的概念和意义，以及影响其数值的因素，旨在为相关研究提供理论基础和实验依据。

1.2文章结构1.2 文章结构本文将按照以下结构来展开讨论摩尔氯化钾的活度系数：第一部分是引言部分，包括概述、文章结构和目的。

在概述部分，我们将简要介绍摩尔氯化钾和活度系数的基本情况。

文章结构部分即本小节，将详细介绍本文的结构和各部分的内容。

目的部分将明确研究活度系数的目的和意义，引导读者对接下来的内容有一个整体的了解。

0.05nafde 活度系数-回复活度系数（a）是化学中的一个概念，用于描述溶液中溶质分子或离子的活动性。

通过活度系数，可以衡量溶液中溶质的实际浓度与其理论浓度之间的关系。

在本文中，我们将逐步回答关于活度系数的问题，解释其定义、计算方法以及在化学反应中的应用。

一、活度系数的定义活度系数是溶液中溶质的活性与其理论浓度之比。

活性是相对于标准状态（常压、常温下1mol/L）的溶质在溶液中的活动浓度。

活度系数可以用来描述溶液中溶质的实际浓度与其理论浓度之间的差异，并帮助我们理解溶质在溶液中的行为。

二、活度系数的计算方法活度系数通常通过使用活度系数模型或实验数据计算得出。

常见的活度系数模型有范德瓦尔斯（Van der Waals）模型、理想溶液模型和德拜-赫克尔（Debye-Hückel）模型等。

这些模型根据溶液中气体、固体和电解质的化学特性和相互作用，给出了计算活度系数的方程式。

实验方法则是通过测量溶液的物理性质，如冰点降低、沸点升高、摩尔折光率或溶液电导率等，来间接计算活度系数。

三、活度系数在化学反应中的应用活度系数在化学反应中起着重要的作用。

在涉及溶液的平衡反应中，反应物和生成物的活度系数影响着反应的方向和平衡常数。

根据活度系数，可以确定溶液中各组分的活度，而不仅仅是浓度。

这对于理解反应动力学和化学平衡非常关键。

四、活度系数的两个重要性质活度系数具有两个重要的性质：与浓度相关和与温度相关。

活度系数的值随着溶液浓度的增加而减小，这是因为溶质分子间的相互作用增加。

此外，活度系数也随着温度的升高而减小，这是因为溶质分子的热运动增加，使其与溶剂分子的相互作用减弱。

五、活度系数的实际应用活度系数在实际应用中起着重要的作用。

例如，在化学工程中，计算活度系数对于确定反应的条件和设备设计非常重要。

在环境科学中，活度系数用于估算水体中的污染物浓度。

此外，活度系数还与生物化学和药物研究等领域有关，有助于理解生物体内的化学反应和药物在体内的分布。

热化学如何规定物质所处的标准态
热化学规定物质所处的标准态：气体物质的标准态除指物理状态为气态外，还指该气体的压力(或在混合气体中的分压)值为100kPa（部分文献为101.325kPa），即标准压力p θ；在采用SI单位制后，IUPAC建议采用pθ=1bar=100kPa。

溶液的标准态规定溶质的浓度为1摩尔每升或1摩尔每千克，标准态活度的符号为cθ。

液体和固体的标准态是指处于标准态压力下纯物质的物理状态。

标准状态选择。

由于热力学方法的特点，人们常选某一状态为标准态(也即基态),规定了该状态下的值后可求得另一状态下热力学函数的相对值。

为能交流和积累实验数据，在各学科领域人们对选择标准态需有一个共识，且不随时间的推移而随意改变。

各冶金反应的标准吉布斯自由能变化，即是按国际上共同认可的标准态确定的，所以它们才具有加和性。

活度就是某一状态下的化学位和标准态化学位的差值的反映。

活度标准态的认识冶金041 杨丽学号：0421017由二元系组元i在溶液中的摩尔分数与其在气相中蒸汽压的关系图可以知道，在很小的浓度范围里，组元i服从拉乌尔定律或亨利定律，为线性关系。

实际上当组元i的浓度在很大的一个浓度区间范围里，组元i既不服从拉乌尔定律，也不服从亨利定律，为了使用这二定律线性关系的形式描述溶液中组元i的浓度与其在气相中的蒸汽压的关系，对拉乌尔定律和亨利定律的浓度项进行了修正。

即将拉乌尔定律和亨利定律的数学描述中组元i在液相中的摩尔分数和质量分数均用活度替代，从而使得修正后的数学描述可推广到全浓度范围，但是由于拉乌尔定律和亨利定律共有三种表达形式，从而修正后的表达形式表达的意义不一样，建立的基础不一样，各自的活度自然不一样。

因此理所当然的引出了标准态的概念。

标准态是温度的函数，冶金中，最常用的3个标准态的条件描述如下：（1）、纯物质标准态：摩尔分数Xi=1,符合拉乌尔定律。

此时标准态蒸汽压P标=Pi*（2）、亨利标准态：摩尔分数Xi=1,符合亨利定律。

此时标准态蒸汽压ｋH，i；（此标准态也称假想纯物质标准态）（3）、1%溶液标准态：活度为1,质量分数为1，且符合亨利定律，标准态蒸汽压P标=ｋ%，i；（此标准态也称假想组元质量分数为1标准态）实际上也可理解为标准态是修正后的表达式的特殊值，即活度为1的情况。

活度标准态所处状态的浓度都是真实的；标准态选择的理论依据是拉乌尔定律或亨利定律，但该浓度在气相中的蒸汽压是在拉乌尔定律或亨利定律的线上的值，这个值可能是真实的，也可能是虚拟的或假设的。

但不是随意虚拟或假设，是在无限稀溶液段符合亨利定律，延到标准态的浓度时，实际蒸汽压已经偏离亨利定律的线，而把选择在亨利定律的线上蒸汽压叫虚拟或假设。

当组元i选取不同的标准态时，组元的活度是不同的，从而使其标准化学势以及反应的标准吉布斯自由能和平衡常数不同。

可见选择确定活度标准态是必要的，它的确定影响了其他某些值的确定。

状态方程和活度系数模型在化学领域中，状态方程和活度系数模型是研究溶液中溶质浓度和溶剂性质的重要工具。

它们帮助我们理解溶液中的物质行为和相互作用，为我们提供了一种描述溶液性质的数学模型。

状态方程是描述物质在不同条件下的状态变化的方程。

在溶液中，我们常常关注溶质的浓度以及溶液的温度和压力等条件对溶液性质的影响。

状态方程可以帮助我们理解这些影响，并预测溶液的行为。

一个常见的状态方程是理想气体状态方程，它描述了理想气体在不同条件下的状态变化。

该方程可以表示为PV = nRT，其中P是气体的压力，V是气体的体积，n是气体的物质量，R是气体常数，T是气体的绝对温度。

该方程通过描述气体分子之间的相互作用和运动来解释气体的性质。

在溶液中，活度系数模型是描述溶质在溶液中的浓度的一种数学模型。

活度系数是一个无量纲的量，用于描述溶质在溶液中的活动程度。

活度系数模型可以帮助我们理解溶质在溶液中的溶解度、溶剂的选择性以及溶液的物理化学性质。

活度系数模型常用于描述非理想溶液，其中溶质分子之间或溶质和溶剂之间存在相互作用。

根据这些相互作用的类型和强度，可以选择不同的活度系数模型来描述溶液的性质。

常见的活度系数模型包括范德华方程、Debye-Hückel方程和UNIQUAC模型等。

范德华方程是描述溶质在溶液中的活度系数的一种经验模型。

它基于范德华力的概念，考虑了溶质和溶剂之间的相互作用。

范德华方程可以用于不同类型的溶质和溶剂，但对于不同的系统需要选择适当的参数。

Debye-Hückel方程是描述弱电解质在稀溶液中的活度系数的一种模型。

该方程基于离子间的库仑相互作用和溶剂分子的极化效应，可以用于预测电解质在稀溶液中的活度系数。

UNIQUAC模型是一种描述溶液中多组分混合物的活度系数的模型。

它基于溶剂和溶质分子之间的相互作用和组分之间的混合熵效应，可以用于预测多组分溶液的性质。

状态方程和活度系数模型是研究溶液性质的重要工具。

物质的活度系数【最新版】目录1.活度系数的定义与意义2.活度系数与活度的关系3.活度系数的影响因素4.活度系数在冶金反应中的应用5.活度系数的示例与计算方法正文活度系数是物理化学中一个重要的概念，它反映了溶液中各组分浓度与活度之间的比例关系。

活度系数在冶金反应、溶液平衡等方面有着广泛的应用。

本文将从活度系数的定义与意义、活度系数与活度的关系、活度系数的影响因素、活度系数在冶金反应中的应用以及活度系数的示例与计算方法等方面进行详细阐述。

首先，我们来了解什么是活度系数。

活度系数是一个校正系数，它用于将溶液中的浓度转换为活度，以便于进行热力学计算和分析。

在理想溶液中，组分间的相互作用可以忽略不计，此时可以使用拉乌尔定律等物理化学定律来描述溶液的行为。

然而，在实际溶液中，组分间的相互作用不能忽略，因此需要引入活度系数来校正浓度，使之符合实际溶液的情况。

接下来，我们来讨论活度系数与活度之间的关系。

活度是表示溶液中组分活性的物理量，它反映了组分在溶液中的有效浓度。

而活度系数则是将溶液中的实际浓度转换为活度的比例系数。

在稀溶液中，活度与活度系数的关系可以简化为：活度 = 活度系数×浓度。

在实际应用中，通过测量溶液的活度，可以计算出活度系数，从而得到更准确的浓度信息。

活度系数受到许多因素的影响，包括溶液的温度、压力、组分间的相互作用等。

在冶金反应中，溶液中的组分通常会发生化学反应，导致溶液的组成和温度发生变化。

这些变化会影响活度系数的值，进而影响到对溶液中组分浓度的计算。

因此，在进行冶金反应的热力学分析时，需要考虑活度系数的影响因素，以确保计算结果的准确性。

在冶金反应中，活度系数的应用十分广泛。

冶金反应通常涉及到多种组分，这些组分在反应过程中会发生复杂的相互作用。

通过引入活度系数，可以简化这些相互作用，使得冶金反应的热力学计算更加简便。

此外，活度系数还可以用于预测冶金反应的方向和限度，为冶金过程的优化提供理论依据。

活度系数法状态方程法
活度系数法
概述：
在溶液中，溶质的实际浓度与理论浓度存在偏差，这是由于溶质分子间相互作用而引起的。

为了更准确地描述溶液中溶质的浓度，引入了活度系数的概念。

活度系数是一个无量纲量，它与实际浓度之比等于理论浓度之比。

公式：
a = γ × c
其中，a 表示活度，γ 表示活度系数，c 表示实际浓度。

计算方法：
1. 通过实验数据求得实际浓度。

2. 根据物质在不同温度下的活度系数表或者计算公式求得对应温度下
的活度系数。

3. 将实际浓度与对应温度下的活度系数相乘即可得到该物质在该温度下的活度。

优点：
1. 能够更准确地描述溶液中溶质的浓度。

2. 能够考虑到物质之间相互作用对溶液性质的影响。

状态方程法
概述：
状态方程法是一种通过热力学状态方程计算物质在不同条件下性质变化的方法。

热力学状态方程是描述物质热力学性质的数学公式，它能够描述物质在不同温度、压力、摩尔数等条件下的状态。

公式：
PV = nRT
其中，P 表示压强，V 表示体积，n 表示摩尔数，R 表示气体常数，T 表示温度。

计算方法：
1. 根据实验条件求得物质的压强、体积和温度。

2. 根据物质的化学式求得其摩尔数。

3. 根据热力学状态方程计算出物质在该条件下的其他性质，如密度、焓等。

优点：
1. 能够快速准确地计算物质在不同条件下的性质变化。

2. 能够通过热力学状态方程描述物质在不同条件下的状态。

所谓标准状态，是在指定温度T和标准压力p下该物质的状态，简称标准态。

状态函数中热力学能U及焓H和吉布斯自由能G等热力学函数的绝对值是无法确定的。

为了便于比较不同状态时它们的相对值，需要规定一个状态作为比较的标准。

对具体系统而言，纯理想气体的标准态是该气体处于标准压力p(101kPa)下的状态；[1]混合理想气体的标准态是指任一气体组分的分压力为p的状态；纯液体（或纯固体）物质的标准态是标准压力p 下的纯液体（或纯固体）。

溶液中溶质的标准态，是在指定温度T和标准压力p，质量摩尔浓度1 mol/kg的状态。

因压力对液体和固体的体积影响恒很小，故可将溶质的标准态浓度改用c=1 mol/L代替。

应当注意的是，由于标准态只规定了压力p，而没有指定温度，所以与温度有关的状态函数的标准状态应注明温度。

为了便于比较，国际理论和应用化学联合会（IUPAC）推荐选择273.15 K（0℃）作为参考温度。

需要注意的是，在1982年以前，IUPAC曾经采用101.325kPa 作为标准状态的压力。

从手册或专著查阅热力学数据时，应注意其规定的标准状态，以免造成数据误用。

编辑本段气体标准状态气体的标准状态分三种：1、1954年第十届国际计量大会(CGPM)协议的标准状态是：温度273.15K（0℃），压强101.325KPa。

世界各国科技领域广泛采用这一标态。

2、国际标准化组织和美国国家标准规定以温度288.15K（15℃），压强101.325KPa作为计量气体体积流量的标态。

3、我国《天然气流量的标准孔板计算方法》规定以温度293.15K （20℃），压强101.325KPa作为计量气体体积流量的标准状态。