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 f11 ，溶质-溶质 f22 ，溶剂-溶质 f12。
1） 纯态： 溶质 f22 溶剂 f11
2） 稀溶液： 溶质 f22 溶剂 f11
3） 中等浓度： 溶质 f22,f12 溶剂 f12, f11
4） 高浓度： 溶质 f22 溶剂 f12
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。
1211,22fff121122,fff121122fffBBmV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。
. 第四章 多组分系统热力学及其在溶液中的应用
1.在298K时，有0.10kg质量分数为0.0947的硫酸H2SO4水溶液，试分别用（1）质量摩尔浓度Bm；（2）物质的量浓度和Bc（3）摩尔分数Bx来表示硫酸的含量。已知在该条件下，硫酸溶液的密度为331.060310kgm ，纯水的浓度为3997.1kgm 。
解：质量摩尔浓度：
2410.19.47%/1009.47%0.1981.067molHSOBnmWkg水
物质量浓度：
24331009.47%0.10.19.47%/98997.11.02310molHSOBncVmg水
摩尔分数：242420.0189HSOBHSOHOnxnn
2、在K298和大气压力下，含甲醇()B的摩尔分数Bx为0.458的水溶液密度为30.8946kgdm，甲醇的偏摩尔体积313()39.80VCHOHcmmol，试求该水溶液中水的摩尔体积2()VHO。
解：3322CHOHCHOHHOHOVnVnV
3322CHOHCHOHHOHOVnVVn
以1mol甲醇水溶液为基准，则
330.45832(10.458)180.027290.894610mVdm
∴23310.027290.45839.801016.7210.458HOVcmmol
3.在298K和大气压下，某酒窖中存在酒10.0m3，其中含乙醇的质量分数为0.96。今欲加水调制含乙醇的质量分数为0.56的酒，试计算
（1）应加入水的体积；
（2）加水后，能得到含乙醇的质量分数为0.56的酒的体积
已知该条件下，纯水的密度为3997.1kgm，水和乙醇的偏摩尔体积为
第四章，多组分系统热力学
一、 选择题
1. 在 298K 时，A 和 B 两种气体单独在某一溶剂中溶解，遵守亨利定律，亨利常数分别为 kA和 KB ，且知 KA >KB ，则当 A 和 B 压力（平衡时的）相同时，在一定量的该溶剂中所溶解的关系为 ( ) B
(A) A 的量大于 B 的量 (B) A 的量小于 B 的量
(C) A 的量等于 B 的量 (D) A 的量与 B 的量无法比较
2. 在 400K 时，液体 A 的蒸气压为 4×104 Pa，液体 B 的蒸气压为 6×104Pa，两者组成理想液体混合物，平衡时，溶液中 A 的物质的量分数为 0.6，则气相中 B 的物质的量分数为： ( ) B
(A) 0.60 (B) 0.50 (C) 0.40 (D) 0.31
3. 已知挥发性纯溶质 A 液体的蒸气压为 67 Pa，纯溶剂 B 的蒸气压为 26665
Pa，该溶质在此溶剂的饱和溶液的物质的量分数为 0.02，则此饱和溶液（假设为理想液体混合物）的蒸气压为：( ) C
(A) 600 Pa (B) 26198 Pa (C) 26133 Pa (D) 599 Pa
4. 已知 373.2K 时，液体 A 的饱和蒸气压为 133.32 kPa，另一液体 B 可与 A
构成理想液体混合物。当 A 在溶液中的物质的量分数为 0.5 时，A 在气相中的物质量分数为 2/3 时，则在 373.2K时，液体 B 的饱和蒸气压应为： ( ) A
第四章 多组分系统热力学及其在溶液中的应用
1.在298K时，有0.10kg质量分数为0.0947的硫酸H2SO4水溶液，试分别用（1）质量摩尔浓度Bm；（2）物质的量浓度和Bc（3）摩尔分数Bx来表示硫酸的含量。已知在该条件下，硫酸溶液的密度为331.060310kgm ，纯水的浓度为3997.1kgm 。
解：质量摩尔浓度：
2410.19.47%/1009.47%0.1981.067molHSOBnmWkg水
物质量浓度：
24331009.47%0.10.19.47%/98997.11.02310molHSOBncVmg水
摩尔分数：242420.0189HSOBHSOHOnxnn
2、在K298和大气压力下，含甲醇()B的摩尔分数Bx为0.458的水溶液密度为30.8946kgdm，甲醇的偏摩尔体积313()39.80VCHOHcmmol，试求该水溶液中水的摩尔体积2()VHO。
解：3322CHOHCHOHHOHOVnVnV
3322CHOHCHOHHOHOVnVVn
以1mol甲醇水溶液为基准，则
330.45832(10.458)180.027290.894610mVdm
∴23310.027290.45839.801016.7210.458HOVcmmol
3.在298K和大气压下，某酒窖中存在酒10.0m3，其中含乙醇的质量分数为0.96。今欲加水调制含乙醇的质量分数为0.56的酒，试计算
（1）应加入水的体积；
（2）加水后，能得到含乙醇的质量分数为0.56的酒的体积
已知该条件下，纯水的密度为3997.1kgm，水和乙醇的偏摩尔体积为
25CHOH 6312/10VHOmmol 63125/10VCHOHmmol
