活度,活度系数,标准态,参考态概念问题.ppt

§4.4 拉乌尔定律与亨利定律•4.1 液态混合物的气液平衡液态混合物的气液平衡☆☆一定温度下，一定组成的液态混合物有一一定温度下，一定组成的液态混合物有一定的饱和蒸气压定的饱和蒸气压气相气相气相气相液相液相液相液相x x1 1, ,x x2 2, ,……x xc cp p1 1, ,p p2 2, ,……p pc cT T 温度热源温度热源☆☆液态混合物的蒸气压各组分的蒸气分压之和液态混合物的蒸气压各组分的蒸气分压之和☆☆平衡气相中组分平衡气相中组分B B的分压力与气相组成的关系的分压力与气相组成的关系☆☆液态混合物的蒸气压不仅与各组分的本性及温度有关，而且与液态混合物的蒸气压不仅与各组分的本性及温度有关，而且与混合物的组成有关混合物的组成有关§4.4 拉乌尔定律与亨利定律•4.2 拉乌尔定律拉乌尔定律☆☆稀溶液中的溶剂能较好地服从拉乌尔定律，且溶液越稀越准确稀溶液中的溶剂能较好地服从拉乌尔定律，且溶液越稀越准确☆☆任一组分在全部组成范围内都符合拉乌尔定律的液态混合物称任一组分在全部组成范围内都符合拉乌尔定律的液态混合物称理想液态混合物理想液态混合物 1886188618861886年，法国化学家年，法国化学家年，法国化学家年，法国化学家拉乌尔拉乌尔拉乌尔拉乌尔（（（（Raoult F MRaoult F MRaoult F MRaoult F M）从实验中归纳）从实验中归纳）从实验中归纳）从实验中归纳出一个经验定律：出一个经验定律：出一个经验定律：出一个经验定律：稀溶液中溶剂的蒸气压等于同一温度下纯溶稀溶液中溶剂的蒸气压等于同一温度下纯溶稀溶液中溶剂的蒸气压等于同一温度下纯溶稀溶液中溶剂的蒸气压等于同一温度下纯溶剂蒸气压乘以溶液中溶剂的摩尔分数剂蒸气压乘以溶液中溶剂的摩尔分数剂蒸气压乘以溶液中溶剂的摩尔分数剂蒸气压乘以溶液中溶剂的摩尔分数，此即，此即，此即，此即拉乌尔拉乌尔拉乌尔拉乌尔定律定律定律定律。

用公用公式表示为：式表示为：式表示为：式表示为：两组分溶液中：两组分溶液中：两组分溶液中：两组分溶液中：该式表明：溶剂蒸气压该式表明：溶剂蒸气压该式表明：溶剂蒸气压该式表明：溶剂蒸气压的相对下降等于溶质的的相对下降等于溶质的的相对下降等于溶质的的相对下降等于溶质的摩尔分数摩尔分数摩尔分数摩尔分数☆☆微观解释：微观解释：液相中单位体积内溶剂的分子数目降低，进入气相液相中单位体积内溶剂的分子数目降低，进入气相的溶剂分子数目减少，故平衡时溶剂蒸气压降低的溶剂分子数目减少，故平衡时溶剂蒸气压降低§4.4 拉乌尔定律与亨利定律•4.3 亨利定律亨利定律☆☆稀溶液中的溶质能较好地服从亨利定律，且溶液越稀越准确稀溶液中的溶质能较好地服从亨利定律，且溶液越稀越准确☆☆亨利定律适用于气液两相中具有相同分子状态的溶质如亨利定律适用于气液两相中具有相同分子状态的溶质如HClHCl分别溶解在分别溶解在水水和和苯苯中中 1803180318031803年英国化学家年英国化学家年英国化学家年英国化学家亨利亨利亨利亨利（（（（Henry WHenry WHenry WHenry W）根据实验总结出另一）根据实验总结出另一）根据实验总结出另一）根据实验总结出另一条经验定律：条经验定律：条经验定律：条经验定律：在一定温度和平衡状态下，气体在液体里的溶解在一定温度和平衡状态下，气体在液体里的溶解在一定温度和平衡状态下，气体在液体里的溶解在一定温度和平衡状态下，气体在液体里的溶解度（用物质的量分数度（用物质的量分数度（用物质的量分数度（用物质的量分数x x x x表示）与该气体的平衡分压成正比表示）与该气体的平衡分压成正比表示）与该气体的平衡分压成正比表示）与该气体的平衡分压成正比，此，此，此，此即即即即亨利亨利亨利亨利定律定律定律定律。

用公式表示为：用公式表示为：用公式表示为：用公式表示为：☆☆☆☆其它形式：其它形式：其它形式：其它形式：注意不同形式的亨利定律表达式中亨利系数的单位不同注意不同形式的亨利定律表达式中亨利系数的单位不同注意不同形式的亨利定律表达式中亨利系数的单位不同注意不同形式的亨利定律表达式中亨利系数的单位不同§4.4 拉乌尔定律与亨利定律•4.4 拉乌尔定律与亨利定律的对比拉乌尔定律与亨利定律的对比☆☆适用对象：适用对象：分别适用于稀溶液中的分别适用于稀溶液中的溶剂溶剂和和溶质溶质，溶液越稀越，溶液越稀越准确准确☆☆比例常数：比例常数：含义不同、影响因素不同含义不同、影响因素不同P.180 P.180 P.180 P.180 例例例例4.4.14.4.14.4.14.4.1思考题：思考题：思考题：思考题：在在在在300K300K300K300K时，液体时，液体时，液体时，液体A A A A与与与与B B B B部分互溶形成部分互溶形成部分互溶形成部分互溶形成αααα和和和和ββββ两个平衡相，两个平衡相，两个平衡相，两个平衡相，在在在在αααα相中相中相中相中A A A A的的的的摩尔分数为摩尔分数为摩尔分数为摩尔分数为0.850.850.850.85，纯，纯，纯，纯A A A A的饱和蒸气压是的饱和蒸气压是的饱和蒸气压是的饱和蒸气压是22kPa22kPa22kPa22kPa，在，在，在，在ββββ相中相中相中相中B B B B的的的的摩尔分数摩尔分数摩尔分数摩尔分数为为为为0.890.890.890.89，将两层液相视为稀溶液，则，将两层液相视为稀溶液，则，将两层液相视为稀溶液，则，将两层液相视为稀溶液，则A A A A的亨的亨的亨的亨利常数为利常数为利常数为利常数为多少？多少？多少？多少？分析：分析：分析：分析：混合液体在混合液体在混合液体在混合液体在300K300K300K300K呈气液平衡呈气液平衡呈气液平衡呈气液平衡时，时，时，时，αααα相与相与相与相与ββββ相、相、相、相、αααα相与相与相与相与蒸气相、蒸气相、蒸气相、蒸气相、ββββ相与蒸气相都达平衡相与蒸气相都达平衡相与蒸气相都达平衡相与蒸气相都达平衡在在在在αααα相中，相中，相中，相中，A A A A是溶剂，符合拉乌尔定律是溶剂，符合拉乌尔定律是溶剂，符合拉乌尔定律是溶剂，符合拉乌尔定律解题：解题：解题：解题：在在在在ββββ相中，相中，相中，相中，A A A A是溶质，符合亨利定律是溶质，符合亨利定律是溶质，符合亨利定律是溶质，符合亨利定律§4.5 理想液态混合物•5.1 理想液态混合物理想液态混合物☆☆定义：定义：任一组分在全部组成范围内都符合拉乌尔定律的液态混合任一组分在全部组成范围内都符合拉乌尔定律的液态混合物称物称理想液态混合物理想液态混合物☆☆微观特征：微观特征：不同种类分子之间的作用力与它们各自处于纯态时不同种类分子之间的作用力与它们各自处于纯态时 同种分子之间的作用力相同，分子大小也完全相同同种分子之间的作用力相同，分子大小也完全相同☆☆举例：举例：由同位素组成的化合物、紧邻同系物、性质非常相似的由同位素组成的化合物、紧邻同系物、性质非常相似的物质形成的液态混合物可以近似看成理想液态混合物，物质形成的液态混合物可以近似看成理想液态混合物，如：如：CHCH3 3I I和和1313CHCH3 3I I、苯和甲苯、甲醇和乙醇、、苯和甲苯、甲醇和乙醇、C C2 2H H5 5BrBr和和C C2 2H H5 5I I、邻、邻- -二二甲苯和对甲苯和对- -二甲苯等二甲苯等§4.5 理想液态混合物•5.2 理想液态混合物中任一组分的化学势理想液态混合物中任一组分的化学势理想液态混合物气液两相平衡条件：理想液态混合物气液两相平衡条件：理想液态混合物气液两相平衡条件：理想液态混合物气液两相平衡条件：蒸气看成混合理想气体：蒸气看成混合理想气体：蒸气看成混合理想气体：蒸气看成混合理想气体：将拉乌尔定律代入：将拉乌尔定律代入：将拉乌尔定律代入：将拉乌尔定律代入：该式可以看该式可以看该式可以看该式可以看成是理想液成是理想液成是理想液成是理想液态混合物的态混合物的态混合物的态混合物的定义式定义式定义式定义式理想液态混合物中任一组分理想液态混合物中任一组分理想液态混合物中任一组分理想液态混合物中任一组分B B B B的化学势表达式：的化学势表达式：的化学势表达式：的化学势表达式：B B B B的标准态是的标准态是的标准态是的标准态是T T T T温度、温度、温度、温度、标准压力下的纯标准压力下的纯标准压力下的纯标准压力下的纯B B B B组分组分组分组分§4.5 理想液态混合物•5.3 理想液态混合物的混合性质理想液态混合物的混合性质（（（（1 1））））ΔΔΔΔmixmixmixmixV V V V =0=0=0=0由纯液体混合形成理想液态混合物时混合前后系统的体积不变由纯液体混合形成理想液态混合物时混合前后系统的体积不变由纯液体混合形成理想液态混合物时混合前后系统的体积不变由纯液体混合形成理想液态混合物时混合前后系统的体积不变（（（（2 2））））ΔΔΔΔmixmixmixmixH H H H =0=0=0=0由纯液体混合形成理想液态混合物时混合前后系统的焓不变，由纯液体混合形成理想液态混合物时混合前后系统的焓不变，由纯液体混合形成理想液态混合物时混合前后系统的焓不变，由纯液体混合形成理想液态混合物时混合前后系统的焓不变，所以混合热为零所以混合热为零所以混合热为零所以混合热为零§4.5 理想液态混合物•5.3 理想液态混合物的混合性质理想液态混合物的混合性质（（（（3 3））））ΔΔΔΔmixmixmixmixS S S S >0>0>0>0由纯液体混合形成理想液态混合物时混合前后系统的熵值增大由纯液体混合形成理想液态混合物时混合前后系统的熵值增大由纯液体混合形成理想液态混合物时混合前后系统的熵值增大由纯液体混合形成理想液态混合物时混合前后系统的熵值增大（（（（4 4））））ΔΔΔΔmixmixmixmixG G G G <0<0<0<0由纯液体混合形成理想液态混合物时混合前后系统的吉布斯函由纯液体混合形成理想液态混合物时混合前后系统的吉布斯函由纯液体混合形成理想液态混合物时混合前后系统的吉布斯函由纯液体混合形成理想液态混合物时混合前后系统的吉布斯函数值减小数值减小数值减小数值减小§4.5 理想液态混合物•5.4 理想液态混合物的相关计算理想液态混合物的相关计算★★★★理想液态混合物的相关计算都是通过解下述联立方程组求得理想液态混合物的相关计算都是通过解下述联立方程组求得理想液态混合物的相关计算都是通过解下述联立方程组求得理想液态混合物的相关计算都是通过解下述联立方程组求得P.209 P.209 P.209 P.209 习题习题习题习题4.104.104.104.10分析分析：：解题解题解题解题：：：：从混合蒸气中凝结出第一滴细微液滴时：从混合蒸气中凝结出第一滴细微液滴时：从混合蒸气中凝结出第一滴细微液滴时：从混合蒸气中凝结出第一滴细微液滴时：y y y yA A A A≈0.4≈0.4≈0.4≈0.4计算类型：计算类型：计算类型：计算类型：已知已知已知已知p p p pA A A A* * * *、、、、 p p p pB B B B* * * *以及以及以及以及 p p p p、、、、x x x xA A A A、、、、y y y yA A A A三三三三个量中的一个求另外个量中的一个求另外个量中的一个求另外个量中的一个求另外两个两个两个两个（（（（1 1 1 1）将）将）将）将p p p pA A A A* * * *、、、、 p p p pB B B B* * * *以及以及以及以及y y y yA A A A代入上述联立方程组，得代入上述联立方程组，得代入上述联立方程组，得代入上述联立方程组，得（（（（2 2 2 2）将）将）将）将p p p pA A A A* * * *、、、、 p p p pB B B B* * * *以及以及以及以及p p p p代入上述联立方程组，得代入上述联立方程组，得代入上述联立方程组，得代入上述联立方程组，得相关结论：相关结论：相关结论：相关结论：易挥发易挥发易挥发易挥发组分在气相中的含组分在气相中的含组分在气相中的含组分在气相中的含量大于其在液相中量大于其在液相中量大于其在液相中量大于其在液相中的含量，难的含量，难的含量，难的含量，难挥发组挥发组挥发组挥发组分在液相中的含量分在液相中的含量分在液相中的含量分在液相中的含量大于其在气相中的大于其在气相中的大于其在气相中的大于其在气相中的含量含量含量含量§4.6 理想稀溶液•6.1 溶剂的化学势溶剂的化学势☆☆溶剂服从拉乌尔定律溶剂服从拉乌尔定律理想稀溶液：理想稀溶液：理想稀溶液：理想稀溶液：溶质溶质溶质溶质B B B B的含量的含量的含量的含量x x x xB B B B趋于零趋于零趋于零趋于零的溶液，又称的溶液，又称的溶液，又称的溶液，又称无限无限无限无限稀薄溶液稀薄溶液稀薄溶液稀薄溶液，它是溶，它是溶，它是溶，它是溶液的理想化模型液的理想化模型液的理想化模型液的理想化模型☆☆☆☆推导思路与理想液态混合物化学势表达式相同推导思路与理想液态混合物化学势表达式相同推导思路与理想液态混合物化学势表达式相同推导思路与理想液态混合物化学势表达式相同☆☆☆☆溶剂的标准态是溶剂的标准态是溶剂的标准态是溶剂的标准态是T T T T 温度、标准压力下温度、标准压力下温度、标准压力下温度、标准压力下服从拉乌尔定律的服从拉乌尔定律的服从拉乌尔定律的服从拉乌尔定律的纯溶剂状态纯溶剂状态纯溶剂状态纯溶剂状态•6.2 溶质的化学势溶质的化学势溶质服从亨利定律溶质服从亨利定律溶质化学势表达式溶质化学势表达式溶质化学势表达式溶质化学势表达式☆☆☆☆溶质的标准态是溶质的标准态是溶质的标准态是溶质的标准态是T T T T 温度、标准压力温度、标准压力温度、标准压力温度、标准压力下的服从亨利定律下的服从亨利定律下的服从亨利定律下的服从亨利定律的一定浓度状态，的一定浓度状态，的一定浓度状态，的一定浓度状态，是虚拟的假想状态是虚拟的假想状态是虚拟的假想状态是虚拟的假想状态§4.6 理想稀溶液•6.3 溶质化学势的其它表达式溶质化学势的其它表达式•6.4 溶质化学势表达式的应用举例溶质化学势表达式的应用举例--分配定律分配定律在一定温度、压力下，当溶质在共存的两不互溶液体间平衡在一定温度、压力下，当溶质在共存的两不互溶液体间平衡时，若形成理想稀溶液，则溶质在两液相中的质量摩尔浓度之时，若形成理想稀溶液，则溶质在两液相中的质量摩尔浓度之比为一常数，这就是比为一常数，这就是能斯特（能斯特（Nernst H WNernst H W）分配定律）分配定律其它形式：其它形式：其它形式：其它形式：。