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第四章 多组分系统热力学及其在溶液中的应用§4.1 引 言1.基本概念1）多组分系统：由两种或两种以上物质所组成的系统。
（多组分系统可以是单相的也可以是多相的。
）2）混合物：由两种或两种相互均匀混合而构成的系统。
（可以是气相、液相或固相） 3）溶 液(1)定义：由两种或两种以上物质在分子级别呈均匀混合而成的系统。
(2)溶液组分命名：溶质，溶剂。
(3)分类：（1）固态溶液、液态溶液。
（2）电解质溶液、非电解质溶液。
(4)应注意问题:形成溶液后，一般溶质、溶剂受力 情况与纯组分受力情况不同，所以对它们研究方法是不同的。
2.溶液中物质受力情况溶剂-溶剂 f 11 ，溶质-溶质 f 22 ，溶剂-溶质 f 12。
1） 纯态： 溶质 f 22 溶剂 f 11 2） 稀溶液： 溶质 f 22 溶剂 f 11 3） 中等浓度： 溶质 f 22,f 12 溶剂 f 12, f 11 4） 高浓度： 溶质 f 22 溶剂 f 12 3.受力变化同热效应关系1） 放热2） 吸热3） 不吸热不放热§4.2 多组分系统的组成表示法1.组成表示法1）B 的质量浓度：单位体积混合物中所含B 的质量。
1211,22f f f >121122,f f f <121122f f f ==()B B m Vρ=单位 与T 有关2）B 的质量分数：单位质量混合物中所含B 的质量。
单位为1，与T 无关3）B 的浓度：单位体积混合物中所含B 的物质的量。
单位 或 同T 有关。
4）B 的摩尔分数( 或)：组分B 的物质的量与混合物中总物质的量的比值。
单位为1，与T 无关液体用 ，气体用5）溶质B 的质量摩尔浓度：每千克溶剂中所含溶质的物质的量。
单位 与T 无关。
6）溶质B 的摩尔比：单位物质的量的溶剂中所含溶质的物质的量。
单位为1，与T 无关。
2.常用的浓度表示法之间的关系 1） 与 的关系：若取1000 g 溶剂对稀溶液 2） 与 关系：-3kg m ⋅B B W w W =B Bn c V =-3mol m ⋅-3mol dm ⋅B x B y B B n x n=B x By ()BB A n m m =⋅-1mol kg BB A n r n =B x B m B BB A B n n x n n n ==+∑AB B A B BB A10001000m x m m M M m M ==++∑∑A B 1000M m <<∑B AB 1000m M x =B x BC A B B BW W c M ρρ=-=-∑∑AB B B B A AB B B B B BB A A c c c M x W c M c M c M c c M M ρρ===--+++∑∑∑∑∑()B AB A B Bc M x c M M ρ=+-∑若溶液很稀则3） 同 的关系： 取 取若溶液很稀则 若 取 对水§4.3 偏摩尔量1.偏摩尔量的定义 1. 问题的引出对简单均相系统 ，要描述其状态，只需要两个状态性质（T 、p ）就可以了。
多组分体系一.选择题1.当某溶质溶于某溶剂形成一定的溶液时,若采用不同的浓标,则下列描述溶质的各说法中正确的是()A.浓度数据相同B.活度数据相同C.活度因子相同D.化学势相同2.恒温时在A和B的二元液系中,若增加A组分使其分压p A上升,则B组分在气相中的分压p B将()A.上升B.不变C.下降D.不确定3.沸点升高,说明在溶剂中加入非挥发性溶质后,该溶剂的化学势与加入前比较将()A.升高B.不变C.降低D.无法确定4.在α，β相中均含有A和B两种物质,达到相平衡时,下列各式正确的是（）A.B.C.D.5.在298.15K时0.01m o l.d m-3葡萄糖水溶液的渗透压π1，0.01m o l.d m-3硫酸钾水溶液的渗透压π2,下列各项正确的是()A.B.C.D.不能确定6.组分B从a相扩散入β相中,则以下说法正确的有()A.总是从浓度高的相扩散入浓度低的相B.总是从浓度低的相扩散到浓度高的相C.平衡时两相浓度相等D.总是从高化学势移向底化学势7.在363,15K,101.325k P a时水和水蒸气构成两相平衡,两相化学势的关系为（）A.B.C.D.不能确定8.在298.15K,A和B两种气体在某种溶剂中的亨利系数分别为k A 和k B并有k A>k B当A和B具有相同的分压力时,二者的浓度关系是()A.B.C.D.不能确定9.对非理想液体中的溶质,当选假想的,符合亨利定律的,的状态为标准态时,下列结果正确的是()时,时,时,时,,10.A和B形成理想溶液,已知373K时纯A的蒸气压为133.3k P a,纯B的蒸气压为166.66k P a,与此二元溶液成平衡的气相中的摩尔分数为2/3时,溶液中A的摩尔分数为()A.1B.2/3C.1/2D.1/411.在298.15K,101325P a时某溶液中溶剂A的蒸气压为p A,化学势为u A,凝固点为T A,上述三者与纯溶剂的相比,有()12.下列活度与标准态的关系表述正确的是()A.活度等于1的状态必为标准态B.活度等于1的状态与标准态的化学势相等C.标准态的活度并不一定等于1D.活度与标准态的选择无关13.下列关于亨利系数讨论中,不正确的是()A.其值因溶液组成表示方法不同而异B.其值与温度有关C.其值与溶剂的性质均有关D.其值与溶质的活度有关14.对A,B二组分理想液态混合物系统中,下列说法不正确的是()A.A,B在全部组成范围内均服从拉乌尔定律B.该系统的沸点-组成图,液相线为直线C.任一组分的化学势表示为D.对任一组分均有15.在讨论稀溶液的蒸气压下降的规律时,溶质必须是()A.挥发性溶质B.气体物质C.非挥发性溶质D.电解质16.溶剂服从拉乌尔定律同时溶质服从亨利定律的二元溶液()A.理想稀溶液B.理想溶液C.实际溶液D.共轭溶液17.由水(1)和甲醇(2)组成的二元溶液,下列各式不是甲醇在此溶液中化学势的是()A. B. C. D.18.下列关于稀溶液依数性的讨论中,不正确的是()A.在依数性中最灵敏的性质是渗透压B.在依数性公式的推导中,都应用了拉乌尔定律C.依数性都可以用来测知溶剂的不纯性D.在依数性公式的热力学推倒中没有任何近似假定,是十分严格的19.对于二元溶液,其组分的平衡分压与组成的关系为杜亥姆-马居尔公式:，其适用的条件为()A.温度和总压恒定B.温度恒定,气相为理想气体C.恒温D.温度和总压恒定,并且气相为理想气体20.在298.15K时,纯丙酮的蒸气压为43k P a,在氯仿的摩尔分数为0.30的丙酮-氯仿二元溶液上丙酮的蒸气压为26.77k P a,则此溶液()A.为理想溶液B.对丙酮为正偏差C.对丙酮为负偏差D.以上都不对>>查看所有选择题答案<<D C C B B D A C A C D B D B C A D D D C C二. 填空题1.偏摩尔量是指多组分系统中的任一量X(如,,,等)在温度和压力及除了组分B以外其他各组分的物质的量均不变的条件下,由于某一组分B的物质的量的极微小变化而引起系统量X随组分B的物质的量的变化率>>查看答案<<广延、G、H、U、广延2.理想液态混合物是指在一定温度下,液态混合物中的任意组分在全部的组成范围内都遵守定律的混合物,可以认为此溶液中分子的是相同的>>查看答案<<拉乌尔、作用力3.物质标准态的规定如下,固态:固体纯物质在的状态;液态:纯液体在的状态;气态:在任一温度T,标准压力pθ下的状态,在这些状态下物质所具有的化学势为各自的标准化学势>>查看答案<<在任一温度T,标准压力pθ(100k P a)下；在任一温度T,标准压力pθ(100k P a)下；理想气体4. A,B两液体形成理想液态混合物,已知在温度T时纯A和B饱和蒸气压分别为和,若该混合物在温度T及压力100k P a时开始沸腾,则此时的液相和气相组成为>>查看答案<<0.75；0.95.在某温度下,纯液体A的饱和蒸气压是纯液体B的13倍,A和B 形成理想液态混合物,若平衡时的气相中A和B的摩尔分数相等,则液相中A和B的摩尔分数比是>>查看答案<<1:136. 0.5mo l N a O H固体在288.2K时溶于4.559mo l水中形成溶液的蒸气压为1363.9k P a,而此时纯水的蒸气压为1704.9P a则溶液中水的活度为,溶液中溶剂的化学势和纯水的化学势相差>>查看答案<<0.8、-534.7J.m o l-17.含有某非挥发性溶质的水的稀溶液,在271K时凝固,水的K f为1.86k.k g.mo l-1,K b为0.52k.k g.mo l-1,该溶液在正常沸点为,298.15K时的渗透压为>>查看答案<<273.75、 2.86×106p a8.某温度时,丙酮-氯仿溶液的蒸气压为29.40k P a,其中丙酮的摩尔分数为0.287,平衡蒸气中丙酮的摩尔分数为0.819,已知纯氯仿在此温度下的蒸气压为29.5k P a,则氯仿在该溶液中的活度为,活度因子为>>查看答案<<0.812、0.2529.在298.15K时,0.1m o l.d m-3氨的氯仿溶液上,氨的蒸气压为3.37k P a,而0.05m o l.d m-3氨的水溶液上,氨的蒸气压为0.67k P a,则氨在氯仿和水溶液之间的分配系数K为>>查看答案<<0.410.298.15K时,水(A)和丙酮(B)组成溶液,实验测得,已知,将该溶液视为液态混合物,则丙酮(B)的活度系数为,将该溶液视为稀溶液,则丙酮(B)的活度系数为>>查看答案<<3.412、0.56511.下列各种状态H2O的化学势,①298.15K,100k P a,0.05m o l.d m-3乙醇的水溶液,u1;②298.15K,100k P a,0.01m o l.d m-3乙醇的水溶液u2,;③298.15K,100k P a纯水,u3;按由高到低的顺序排列为>>查看答案<<u3>u2>u112.在298K,101.325k P a下，将0.5mo l甲苯混合形成理想液体混合物，该过程的△H=,△U=,△S=。
>>查看答案<<0、0、 5.76J/K13.0℃时两杯由A和B形成的理想液体混合物，甲杯的组成为1m o l A+9m o l B，乙杯的组成为20mo l A+80m o l B。
今将两个杯子放在同一密闭容器中，经足够的时间，则甲杯中A的量会,B的量会。
>>查看答案<<增加、减少14.298K时，纯液体A的饱和蒸气压为，化学势为，并已知在101.325k P a下的凝固点为，当在A不形成固态溶液的可挥发性溶质而形成稀溶液时，溶剂A的上述三物理量分别P A ,u A和T f，则。
>>查看答案<<>、>、>15.在25℃,向甲苯的物质的量分数为0.6的苯与甲苯的1m o l理想液体混合物中加入微量的纯苯,则对每摩尔苯来说,其△G=,△H=,△S= .>>查看答案<<对苯而言,16.在一定的温度下,对于组成一定的某溶液,若组成B选择不同的标准态,则五个量中会改变,_不会改变17.由A和B组成的二元溶液,以质量摩尔浓度b B表示组成时,溶质B的标准态可用图4-1中的点表示,当以纯B为标准态时,>>查看答案<<1、>18.某物质的两种晶型α和β,其化学势与温度的关系如图4-2所示,当由α相平衡转化到β相时,该相变过程系统的△S=0,△H=0>>查看答案<<19.恒压下将摩尔质量为50g.m o l-1的某二聚物3g溶于250g水中,测得凝固点为-0.744℃,已知此二聚物在水中离解为单体,此二聚物在水中有_℅解离为单体,已知水的>>查看答案<<20.在35℃时,丙酮(A)和氯仿(B)系统的实验数据如下:,当时,;当时,若以纯态为标准态,那么当时,;若以亨利定律为基本确定标准态,当时,那么时的0.611、0.960、2.20三. 判断题1.溶液的化学势等于溶液中各组分化学势之和>>查看答案<<错,对溶液整体没有化学势的概念2.系统达到平衡时,偏摩尔量为一个确定的值>>查看答案<<错,不同相中的偏摩量一般不相同3.对于纯组分,化学势等于其吉布斯函数>>查看答案<<错,纯组成物质的化学势应等于摩尔吉布斯函数4.将溶液的蒸气压一定小于同温度下纯水的饱和蒸气压>>查看答案<<错,当溶质不挥发时才一定成立5.将少量挥发性液体加入溶剂中形成稀溶液,则溶液的沸点一定高于相同压力下纯溶剂的沸点,溶液的凝固点也一定低于相同压力下纯溶剂的凝固点>>查看答案<<错,因加入挥发性溶质,沸点不一定生高;凝固点是否降低要看溶质是否析出6.纯物质的熔点一定随压力生高而增加,蒸气压一定随温度的额增加而增加,沸点一定随压力的生高而生高>>查看答案<<第一个结论错,如水的熔点随压力增大而降低,后两个结论都正确7.理想稀溶液中溶剂分子与溶质分子之间只有非常小的作用力,以至可以忽略不计>>查看答案<<错,两种分子之间的作用力和同种分子之间的作用力都较大,不可忽略8.当温度一定时,纯溶剂的饱和蒸气压越大,溶剂的液相组成也越大>>查看答案<<错.液相组成与纯溶剂的蒸气压无关9.在非理想溶液中,浓度大的组分的活度也大,活度因子也越大>>查看答案<<错,一般而言,浓度大活度大,但活度因子不一定大10.在相平衡系统中,当物质B在其中一相达到饱和时,则其在所有相中都达到饱和>>查看答案<<对,因平衡时,同一物质在各相中的化学势相等四. 问答题1.在恒温,恒压下,理想溶液混合过程的物理量的变化是大于,等于,小于?>>查看答案<<答:在恒温,恒压条件下,形成理想溶液混合物时,任一组分的偏摩尔体积都等于该纯组分的摩尔体积,故,形成理想溶液混合物时,分子间作用力不变,没有热效应,故;而混乱程度发生了变化,故2.设水的化学势为,冰的化学势为,在101.325k P a及-5℃条件下,是大于,小于还是等于？>>查看答案<<答：在101.325k P a及-5℃条件下，水凝固为冰的过程是可以自动进行的过程。
