物理化學(xué)第二章自由能、化學(xué)勢(shì)和溶液

1、1,理想氣體不同過(guò)程狀態(tài)變化,?,填 +（大于零）、（小于零）、0對(duì)于Q、 W、U、 H 再填對(duì)應(yīng)的計(jì)算公式,2,理想氣體不同過(guò)程狀態(tài)變化,3,理想氣體不同過(guò)程狀態(tài)變化,4,熱力學(xué)第三定律,內(nèi)容：在熱力學(xué)溫度為零時(shí)，任何純物質(zhì)的完美晶體的熵值都等于零。 數(shù)學(xué)表達(dá)式： 規(guī)定熵： 定壓下，溫度從0K升高到T，且無(wú)相變化，過(guò)程的熵變等于物質(zhì)在溫度T時(shí)的熵值規(guī)定熵。 標(biāo)準(zhǔn)熵：,5,規(guī)定熵ST： 定壓下，溫度從0K升高到T，且無(wú)相變化，過(guò)程的熵變等于物質(zhì)在溫度T時(shí)的熵值規(guī)定熵。 S=0TCp,m/T dT=ST-S0K=ST 標(biāo)準(zhǔn)熵Sm (T)： 1 mol純物質(zhì)在指定溫度T及標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的規(guī)定熵稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)

2、熵?？刹楸慝@得。,6,化學(xué)反應(yīng)熵變的計(jì)算： （與化學(xué)反應(yīng)焓變的計(jì)算類(lèi)似） DD+EE+= FF+ GG+ rSm=BB S m,B 具體計(jì)算參考教材例 1-8,7,為什么要定義新函數(shù),熱力學(xué)第一定律提出了內(nèi)能U這個(gè)狀態(tài)函數(shù)，并指出內(nèi)能的變化 U與熱效應(yīng)Q和功W間的守恒關(guān)系；為了處理熱化學(xué)中的問(wèn)題，又定義了焓H。,熱力學(xué)第二定律導(dǎo)出了熵S這個(gè)狀態(tài)函數(shù)，但用熵作為判據(jù)時(shí)，體系必須是孤立體系，也就是說(shuō)必須同時(shí)考慮體系和環(huán)境的熵變，這很不方便。,通常反應(yīng)總是在等溫、等壓或等溫、等容條件下進(jìn)行，有必要引入新的熱力學(xué)函數(shù)，利用體系自身狀態(tài)函數(shù)的變化，來(lái)判斷自發(fā)變化的方向和限度。,物理化學(xué)與膠體化學(xué),第二章

3、 自由能、化學(xué)勢(shì)、溶液,9,1. Gibbs自由能判據(jù),2. 自由能與溫度、 壓力的關(guān)系,3. G的計(jì)算及自 由能判據(jù)的應(yīng)用,4. 偏摩爾數(shù)量,5. 化學(xué)勢(shì),6. 氣體的化學(xué)勢(shì),7.溶液中組分化學(xué)勢(shì),8. 稀溶液的依數(shù)性,10,根據(jù)熵判據(jù) dS孤 = dS體 + dS環(huán) 0 = dS體 Q體/T環(huán)0 根據(jù)熱力學(xué)第一定律dU = Q pe dV + W Q = dU + pe dV -W 代入，dS孤 = dS體 (dU + pe dV -W )/T環(huán)0 T環(huán)dS孤 = T環(huán)dS體 (dU + pe dV -W ) 0,2.1 Gibbs自由能判據(jù),2.1.1 熱力學(xué)第一、第二定律聯(lián)合式,11,

4、2.1.2吉布斯自由能及判椐,根據(jù) T環(huán)dS體 (dU + pedV W) 0 等溫(T1=T2=T環(huán))等壓(p1=p2=pe) -d(U+pV-TS) W 定義 G = U+pV TS = H-TS 則 -dG W,12,G W, 可逆 不可逆,電化學(xué)中可逆電池所做電功是實(shí)際電池做功的限度,自發(fā)過(guò)程,非自發(fā)過(guò)程,G 0,0 可逆 0 不可逆,？,H2(g) + O2 (g),H2O( l ),自發(fā),非自發(fā), 0,+,+,G = W電, 0,G = W電,可設(shè)計(jì)成電池,電解水,13, 0 自發(fā)過(guò)程 封閉體系 G(T, p, W=0) O 平衡(可逆) 0 非自發(fā)過(guò)程,優(yōu)點(diǎn)： 可直接用體系熱力學(xué)

5、量的變化來(lái)判斷方向和限度，不需要再考慮環(huán)境。,2.1.2 Gibbs自由能判據(jù)(自由能降低原理),H2(g) + O2 (g),H2O( l ),237.129 kJmol-1 G 0,G 0 237.129 kJmol-1,Helmholtz自由能：定溫定容,14,熱力學(xué)函數(shù)間的關(guān)系,2.2 自由能與溫度、壓力的關(guān)系,熱力學(xué)基本關(guān)系式 dG = -SdT +Vdp,Gibbs自由能與溫度、壓力的關(guān)系,對(duì)簡(jiǎn)單狀態(tài)變化,H = U + PV G = H TS,（2-16）,（2-18）,（2-22）,15,此式的左端是GT對(duì)T的微分，故可寫(xiě)成,為GibbsHelmholtz式，對(duì)物理變化和化學(xué)變

6、化都適用。（GHT公式）,對(duì)化學(xué)反應(yīng),16,17,2.3 G的計(jì)算及自由能判據(jù)的應(yīng)用,定溫的簡(jiǎn)單狀態(tài)變化 G = H TS, dG = SdT + V dp,T,dG = V dp,理想氣體,液、固體 V ( p2p1 ),2-23,2-25,例2-1 定溫可逆G = 5705 J 0,18,可逆相變（正常相變）,不可逆相變 和可逆相變建立聯(lián)系,氣 101.325kPa 298K,液 101.325kPa 298K,氣 3.168kPa 298K,液 3.168kPa 298K,= 8585 J,= 1.8 J,G 0,過(guò)飽和水蒸氣自發(fā)凝結(jié)成水,19,化學(xué)反應(yīng)的rGm 利用公式 由 計(jì)算（參考

7、f H m的計(jì)算方法）,計(jì)算非298K時(shí)的G ：,計(jì)算非p 時(shí)的G ：,dG = -SdT +Vdp,20,例 合成氨反應(yīng)為N2(g) + 3H2(g)=2NH3(g) 已知在25及標(biāo)準(zhǔn)壓力下， rGm (298K)=-33.26kJ.mol-1， rHm (298K)=-92.38kJ.mol-1 假設(shè)此反應(yīng)的rHm 不隨T變化，試求在500K時(shí)此反應(yīng)的rGm ，并說(shuō)明溫度升高對(duì)此反應(yīng)是否有利。 解：根據(jù)GHT公式 可得,21,500K時(shí)的rGm = 6814.13 Jmol-1 由此說(shuō)明溫度升高不利反應(yīng)進(jìn)行。,22,例 C(石墨) C(金剛石) 1. 求298K，p 下上述轉(zhuǎn)化的G ，并判

8、斷該轉(zhuǎn)化 能否自發(fā)？ 2. 在p 下，改變溫度能否實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化？計(jì)算轉(zhuǎn)化條件。 (設(shè)溫度變化對(duì)S影響很小，S可視為常數(shù)) 3. 在298K時(shí),改變壓力能否實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化？計(jì)算轉(zhuǎn)化條件。 (設(shè)壓力變化對(duì)V影響很小，V可視為常數(shù)) 各種所需數(shù)據(jù)可查閱書(shū)后附錄 石墨密度: 2.260 gcm3 金剛石密度: 3.513 gcm3,23,298K, p下 C(石墨) C(金剛石),查閱附錄, 0,298K, p下石墨轉(zhuǎn)化為金剛石為非自發(fā)過(guò)程,2900 J,0 1.895 kJmol-1,5.740 2.377 JK-1mol-1,0 2.900 kJmol-1,m m,24, 0,0 2897 = ( 3.36

9、3 ) ( T2 298 ) T2 = 563.4 K,此溫度不存在,p 下, 改變溫度不能使石墨轉(zhuǎn)化為金剛石,C(石墨),C(金剛石),298K, p,C(石墨),C(金剛石),T , p,G 0,？,？, ( 3.363 ), 0 K,非自發(fā),自發(fā),使G 減小,直至 0 轉(zhuǎn)化可自發(fā),25, 0,使G 減小,直至 0 轉(zhuǎn)化可自發(fā),0 2897 = 1.896 10-6 ( p p ) p = 1.528 109 Pa = 15280 p,298K下, p 1.528 109 Pa 石墨可轉(zhuǎn)變?yōu)榻饎偸?？,超高壓,26,人造金剛石:,合成腔體直徑 6 40 mm,1954年美國(guó)首次研制成功 1

10、963年中國(guó)研制成功, 目前產(chǎn)量第一,p 1.528109 Pa,27,2.4 偏摩爾量,單組分(純組分)體系與多組分體系的區(qū)別,純組分體系：,多組分體系：,其狀態(tài)與T，p 有關(guān),如：水的體積,298K，p下：Vm( H2O)=18.09 cm3mol1,如：乙醇的體積,298K，p下：Vm(C2H5OH)=58.35 cm3mol1,其狀態(tài)與T，p，組成或濃度 有關(guān),如：乙醇溶液,28,298K，p下：Vm( H2O) = 18.09 cm3mol1 Vm(C2H5OH) = 58.35 cm3mol1 5mol H2O和5mol C2H5OH混合形成溶液的體積?,純組分體系：VH2O =

11、n Vm ( H2O) = 5 18.09 = 90.45 cm3 VC2H5OH = n Vm (C2H5OH) = 5 58.35 = 291.75 cm3 V和 = n Vm ( H2O) + n Vm (C2H5OH) = 382.20 cm3,多組分體系：實(shí)驗(yàn)測(cè)得V溶液 = 372.05 cm3,相差10.15cm3 2.73%,V溶液 = n Vm ( H2O) + n Vm (C2H5OH),U、H、S和G 亦同樣不具有簡(jiǎn)單的加和性,?,29,偏摩爾量(partial ),與摩爾量對(duì)照,30,298.15K，p下：Vm( H2O) = 18.09 cm3mol1 Vm(C2H5O

12、H) = 58.35 cm3mol1 5mol H2O和5mol C2H5OH混合形成溶液的體積,？,純組分體系：VH2O = n Vm ( H2O) = 5 18.09 = 90.45 cm3 VC2H5OH = n Vm (C2H5OH) = 5 58.35 = 291.75 cm3,多組分體系：實(shí)驗(yàn)測(cè)得V溶液 = 372.05 cm3,實(shí)驗(yàn)測(cè)得VH2O,m = 17.00 cm3mol1 VC2H5OH,m= 57.41 cm3mol1,= 5 17.00 + 5 57.41 = 372.05 cm3,382.20 cm3,消失的體積,31,注意： 1.只有定溫定壓條件下，體系的廣度性質(zhì)

13、才有偏摩爾量。偏摩爾量是強(qiáng)度性質(zhì)，與體系中組分B的濃度有關(guān)。 2.只有偏微商括號(hào)外的下角標(biāo)為T(mén)、P、nZ的才是偏摩爾量。 3.純物質(zhì)（單組分）沒(méi)有偏摩爾量的概念-摩爾量。偏摩爾量是討論多組分體系代替單組分體系摩爾量的一個(gè)概念。,32,2.5 化學(xué)勢(shì) B,純組分(T, p ) Gm G = nGm dG = SdT + V dp,多組分(T, p, n1, n2, ) B,dG = SdT + V dp +,T,P,33,化學(xué)勢(shì)判據(jù),T,P,W = 0 dG =,1.化學(xué)勢(shì)與相變化 方向-自發(fā)轉(zhuǎn)移 限度-相平衡,2.化學(xué)勢(shì)與化學(xué)變化 方向-化學(xué)勢(shì)高的反應(yīng)物向化學(xué)勢(shì)低的產(chǎn)物 限度-當(dāng)反應(yīng)物和產(chǎn)物的

14、化學(xué)勢(shì)相等時(shí)即達(dá)平衡,3. 名稱(chēng)的由來(lái)-類(lèi)同用水位、電位判斷水流、電流方 向，化學(xué)勢(shì)(位)可用來(lái)判斷化學(xué)變化的方向,0 自發(fā)過(guò)程 0平衡(可逆) 0 非自發(fā)過(guò)程,34,問(wèn)題： 1.何謂“化學(xué)場(chǎng)”？ 氣體的混合，自發(fā)分離絕無(wú)可能； 大理石+鹽酸CaCl2 + CO2, CaCl2 + CO2 大理石。 也就是說(shuō)，在排除了其他外場(chǎng)的影響之后，體系內(nèi)部仍存在一個(gè)保守場(chǎng)，這個(gè)場(chǎng)使得自然界的變化都有單向性，即為“化學(xué)場(chǎng)”，它所造成的方向性總是使得體系在一定條件下傾向能量最低的狀態(tài)。,35,2.化學(xué)勢(shì)的概念解決了什么問(wèn)題？ 化學(xué)勢(shì)是化學(xué)場(chǎng)中存在的一個(gè)概念。 多組分體系中主要是分子間相互作用不同。這種差別不

15、僅與物質(zhì)種類(lèi)有關(guān)，而且還是濃度的函數(shù)。為了描述多組分體系中每一種物質(zhì)的實(shí)際行為，引進(jìn)了化學(xué)勢(shì)的概念。它是一宏觀量，將各組分間的所有影響因素都包括在其中。以實(shí)際應(yīng)用為背景引入的一個(gè)概念.,36,1.理想氣體的化學(xué)勢(shì) 純氣體,T,p,p,（參照 P45 p 對(duì)G 的影響）,( 2-24 ),( 2-41 ),標(biāo)準(zhǔn)態(tài)化學(xué)勢(shì),混合氣體,氣體B的分壓,2.實(shí)際氣體的化學(xué)勢(shì),氣體B的有效分壓 N2:50 p 48.95 p 100 p 96.7p,1mo1,2.6 氣體的化學(xué)勢(shì),37,2.7 溶液中各組分的化學(xué)勢(shì),溶液組成的表示方法( 溶劑A，溶質(zhì)B）,對(duì)稀水溶液，二者相近,0.9%的氯化鈉注射液 酒類(lèi)的

16、酒精度 45，38，12%,質(zhì)量分?jǐn)?shù),體積分?jǐn)?shù),物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(摩爾分?jǐn)?shù)),（0 1）,物質(zhì)的量濃度,質(zhì)量摩爾濃度,molm3 常用moldm3(molL1 or M),molkg1,38,稀溶液的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)定律 1拉烏爾定律（溶劑 ） pA = p*A xA (2-46) 若溶液僅由xA的A和xB的B兩種組分構(gòu)成， 則 pA = p*A (1-xB) 拉烏爾定律可寫(xiě)成 pA = p*A xB (2-47),稀溶液蒸氣壓下降,39,pB = kx xB = kC CB = km mB 由于溶質(zhì)濃度表示方法不同，Henry常數(shù)各不相同， kx kC km，單位也不相同 Henry定律適用范圍是稀溶液

17、，且要求溶質(zhì)在氣液兩相中具有相同的分子狀態(tài)。,2亨利定律 （溶質(zhì)）,40,在深海工作的人必須緩慢地從海底回到海面也可以用Henry定律解釋。人在深海處經(jīng)受較大的壓力，氮?dú)庠谘褐械娜芙舛缺仍陉懙厣险毫r(shí)大許多倍，如果潛水員迅速?gòu)暮Ｏ禄氐胶Ｃ嫔蟻?lái)，原先在高壓時(shí)溶解在血液中的氮就從 溶液中析出，可能形成血栓（血液循環(huán)中的氣泡），或發(fā)生所謂潛函病，輕則眩暈，重則死亡。,潛水員從608.0kPa海水深處上升到海平面時(shí)要放出N2的量為0.41 dm3,41,例題1. 潛水員在壓力約為608.0kPa海水深處能持續(xù)操作，需供給潛水員呼吸的空氣的組成為n(N2):n(O2)=4，空氣在血漿中的溶解度符合

18、亨利定律，成人體內(nèi)含血漿約6 dm3，已知N2氣在水中的亨利系數(shù)為8.410 GPa，試估算潛水員自壓力為608.0kPa的海水深處突然上升到海平面時(shí)從血漿中要放出多少dm3氮?dú)猓?假設(shè)血漿為稀的水溶液，即設(shè)血漿的密度近似等于水的密度，人體溫度為37,42,解：假設(shè)血漿為稀的水溶液，即設(shè)血漿的密度近似等于水的密度，人體溫度為37。 根據(jù)亨利定律 p(N2) = kx(N2) .x(N2) x(N 2) = p(N2) / kx(N2) 又 x(N2) = n(N2)/n(總) = c(N2) .V(溶液)/ n(總) = c(N2) . m(水)/(水)/ n(總) = c(N2) . m(水

19、)/(水)/ m(水)/M(水) = c(N2) . M(水)/(水) 所以 c(N2) = p(N2) .(水)/ kx(N2).M(水) =p(總).y(N2) .(水)/ kx(N2).M(水),43,當(dāng) p=6.080 105時(shí) c(N2) = 6.080 105Pa0.81kg.dm-3/ 8.410 109Pa 1810-3 kg.mol-1 = 0.0032mol.dm-3 當(dāng) p=1.013 105Pa時(shí) c(N2) = 1.013105Pa0.81kg.dm-3/ 8.410109Pa1810-3 kg.mol-1 = 0.000535mol.dm-3,44,故潛水員從608

20、.0kPa海水深處上升到海平面時(shí)要放出N2的量為 n(N2) = c(N2) c (N2) 6dm3 =(0.0032 -0.000535)mol.dm-3 6dm3 =0.016mol 在37、 1.013 105Pa時(shí)的體積為V(N2) V(N2) = n(N2) RT/p(N2) = 0.016mol 8.314J.mol-1.K-1310K/1.013 105Pa = 0.41 dm3,45,溶液中各組分的化學(xué)勢(shì),通過(guò)氣液達(dá)相平衡時(shí),兩相的化學(xué)勢(shì)相等從氣體的化學(xué)勢(shì)導(dǎo)出溶質(zhì)、溶劑的化學(xué)勢(shì),純組分B的化學(xué)勢(shì),46,理想溶液,定義：任一組分，全過(guò)程符合拉烏爾定律,微觀特征,通性 (形成過(guò)程熱

21、力學(xué)),A、B分子結(jié)構(gòu)、體積相近,分子間作用力相等(近),A,+,B,混合mix,溶液,自發(fā)過(guò)程,體積無(wú)額外增減,無(wú)熱效應(yīng),47,2.8 稀溶液的依數(shù)性,稀溶液的依數(shù)性?xún)H與溶質(zhì)的數(shù)量有關(guān) 而與溶質(zhì)的本性無(wú)關(guān),濃度,種類(lèi)、大小,蒸氣壓下降,(由 2-47得 ),滲 透 壓,凝固點(diǎn)降低,沸點(diǎn)升高,Tf = Kf mB,Tb = Kb mB,300K時(shí)，0.1 molL1某溶質(zhì)B稀水溶液上述各性質(zhì),？,凝固點(diǎn)下降常數(shù),沸點(diǎn)升高常數(shù),理想稀溶液： 定T定p，一定濃度范圍，溶劑服 從拉烏爾，溶質(zhì)服從亨利的稀溶液,48,= 1, 1,0,高,低,p p p p+ 溶劑 溶液 溶劑 溶液 滲透開(kāi)始 滲透平衡

22、,滲透壓, ,反滲透法 制純凈水,49,生物的細(xì)胞膜起著半透膜的作用，細(xì)胞內(nèi)有些物質(zhì)不能通過(guò)，維持著一定的滲透壓。與細(xì)胞液具有相等滲透壓的溶液稱(chēng)為細(xì)胞的等滲溶液。一般植物細(xì)胞液的滲透壓在4052026kPa之間。若植物細(xì)胞與高滲溶液接觸，細(xì)胞內(nèi)水分將迅速向外滲透，使細(xì)胞收縮，導(dǎo)致植物枯萎死亡。 人類(lèi)血液的滲透壓在正常體溫時(shí)的變化范圍在710830 kPa之間(測(cè)定值)，平均為770 kPa，超出這個(gè)范圍就是病理狀態(tài)。,0.9% 的氯化鈉注射液,？,50,計(jì)算0.9%的NaCl注射液的滲透壓,按 0.1kg(0.1L)水溶液中含 0.9g NaCl來(lái)計(jì)算其濃度,？,( 710 830 kPa )

23、,電解質(zhì)溶液,蒸氣壓下降,滲 透 壓,凝固點(diǎn)降低,沸點(diǎn)升高,Tf = Kf mB,Tb = Kb mB,i,i,i,i,？,NaCl Na+ + Cl-,引入校正系數(shù) i (對(duì)NaCl i 2),依數(shù)性,51,實(shí)驗(yàn)：凝固點(diǎn)降低法測(cè)定分子量,Tf = Kf mB （亨利定律）,WA溶劑質(zhì)量,WB溶質(zhì)質(zhì)量,MB溶質(zhì)分子量,V 0.87320,關(guān)鍵,貝克曼溫度計(jì)測(cè)定溫差 精確至0.01度,苯 5.12,0.198 g,52,溶劑 2.885 溶液 2.413 溫差 0.472,53,本章復(fù)習(xí),1. 熱力學(xué)第三定律 S0K=0 規(guī)定熵和標(biāo)準(zhǔn)熵 2. 吉布斯自由能判據(jù)（以熵判據(jù)為基礎(chǔ)）, 非自發(fā)過(guò)程 G

24、 = 0 可逆 自發(fā)過(guò)程,封閉體系,54,微分式： dG = -SdT +Vdp,對(duì)簡(jiǎn)單狀態(tài)變化,積分式： G= H-T S (等溫條件下),*應(yīng)用條件：W=0, 封閉體系,55,為GibbsHelmholtz式，對(duì)物理變化和化學(xué)變化都適用。（GHT公式）等壓條件。,對(duì)化學(xué)反應(yīng),56,G的計(jì)算,G = H TS,T,dG = V dp,理想氣體,液、固體 V ( p2p1 ),定溫的簡(jiǎn)單狀態(tài)變化,57,計(jì)算非p 時(shí)的G ：,58,3. 亥姆霍茲自由能：定溫定容 F=U-TS,59,4. 偏摩爾數(shù)量,( VB,m HB,m SB,m GB,m ),化學(xué)勢(shì)偏摩爾吉布斯自由能,60,理想氣體的化學(xué)勢(shì)

25、 純氣體,T,p,p,( 2-24 ),( 2-41 ),標(biāo)準(zhǔn)態(tài)化學(xué)勢(shì),混合氣體,氣體B的分壓,1mo1,氣體的化學(xué)勢(shì),61,溶液中各組分的化學(xué)勢(shì),對(duì)于理想稀溶液的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)定律 a.拉烏爾定律（溶劑 ） pA = p*A xA b.亨利定律 （溶質(zhì)） pB = kx xB= kC CB = km mB,62,氣液達(dá)相平衡時(shí)：,63,蒸氣壓下降,滲 透 壓,凝固點(diǎn)降低,沸點(diǎn)升高,Tf = Kf mB,Tb = Kb mB,*稀溶液的依數(shù)性,64,一、問(wèn)答題,1.為什么要引入偏摩爾量？VB,m能否理解為B組分在溶液中（即處于溶解狀態(tài)下）的摩爾體積？ 2.對(duì)于實(shí)際氣體，當(dāng)壓力p趨于零時(shí)可視為理想氣體

26、。據(jù)此，對(duì)于實(shí)際溶液，當(dāng)xB趨于零時(shí)也視為理想溶液，這句話(huà)對(duì)嗎？ 3.為什么亨利定律有三種形式，而拉烏爾定律只有一種形式？?jī)蓚€(gè)定律有什么異同點(diǎn)？,練習(xí)題,65,1.公式dG = -SdT + Vdp 只適用于可逆過(guò)程。 2.某一體系達(dá)平衡時(shí)，熵最大，自由能最小。 3.只有可逆過(guò)程的G才可以直接計(jì)算。 4.凡自由能降低的過(guò)程一定都是自發(fā)過(guò)程。 5.偏摩爾量就是化學(xué)勢(shì)。 6.在一個(gè)多組分溶液中，只有溶質(zhì)才有偏摩爾量。 7.兩組分混合形成溶液時(shí)，沒(méi)有熱效應(yīng)產(chǎn)生，此時(shí)形成的溶液為理想溶液。,二、判斷題,66,3.自然界中風(fēng)總是從化學(xué)勢(shì)高的地域吹向化學(xué)勢(shì)低的地域，此說(shuō)法正確與否？ 4.自然界中水總是從化

27、學(xué)勢(shì)高的地域流向化學(xué)勢(shì)低的地域，此說(shuō)法正確與否？ 5.為什么冰箱除臭劑在用過(guò)一段時(shí)間之后就需要更？,67,8. 拉烏爾定律和亨利定律既適合于理想溶液，也適合于稀溶液。 9.自由能G是一個(gè)狀態(tài)函數(shù)，從始態(tài)1到終態(tài)2，不管經(jīng)歷任何途徑，G總是一定的。 10.定溫、定壓及W=0時(shí)，化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡，反應(yīng)物的化學(xué)勢(shì)之和等于產(chǎn)物的化學(xué)勢(shì)之和。,68,1.理想溶液混合時(shí)， mixV _， mixG _，mixS_， mixH_。 2.比較水的化學(xué)勢(shì)的大小(p為標(biāo)準(zhǔn)壓力) A.（l, 373K, p）_ （g , 373K, p） B. （l, 373K, p）_ （l, 373K, 2p） C. （g,

28、373K, p）_ （g, 373K, 2p）,三、填空題,69,5.利用G0判斷過(guò)程自發(fā)進(jìn)行的條件是_ 。 6.在一定溫度及壓力下，某物質(zhì)氣液兩相達(dá)平衡，則兩相的化學(xué)勢(shì)B(l)與B(g) _ 。,70,7. 理想溶液中任意組分B的化學(xué)勢(shì)B= _。 8. 298 K、101.325 kPa,有兩瓶萘的苯溶液，第一瓶為2 dm3，溶有0.5 mol萘，第二瓶為1 dm3，溶有0.25 mol萘，若以1和2表示兩瓶中萘的化學(xué)勢(shì)，則它們的關(guān)系為_(kāi)。,71,四、選擇題,1.在-10，p0時(shí)，1mol過(guò)冷的水結(jié)成冰時(shí)，下述表示正確的是 A.G0,S環(huán)0,S孤0 B. G0,S體0,S孤0 D. G0,S

29、體0,S環(huán)0,S孤0,72,2.下述化學(xué)勢(shì)的公式中，不正確的是,73,3.在373.15K,101.325kPa, H2O (l)與H2O (g)的關(guān)系是 A. H2O(l)H2O(g) B. H2O(l)=H2O(g) C. H2O(l)H2O(g) D. 無(wú)法確定 4.某一過(guò)程G=0，應(yīng)滿(mǎn)足的條件是 A.任意的可逆過(guò)程 B.定溫定壓且只做體積功的過(guò)程 C.定溫定容且只做體積功的可逆過(guò)程 D.定溫定壓且只做體積功的可逆過(guò)程,74,6. 溫度為T(mén)時(shí)，純液體A的飽和蒸氣壓為pA*，化學(xué)勢(shì)為 A*，在1p0時(shí)，凝固點(diǎn)為T(mén)f0，向A中加入少量溶質(zhì)形成稀溶液，該溶質(zhì)是不揮發(fā)的，則pA ,A,Tf的關(guān)系

30、是 A. pA*pA , A* pA , A* Tf D. pA*pA , A* A , Tf0 Tf,75,7.理想氣體的不可逆循環(huán)，G A.0 D.無(wú)法確定 8.鹽堿地的農(nóng)作物長(zhǎng)勢(shì)不良，甚至枯萎，其主要 原因是什么？ A.天氣太熱 B.很少下雨 C.肥料不足 D.水分倒流,76,10.為馬拉松運(yùn)動(dòng)員沿途準(zhǔn)備的軟飲料應(yīng)該是哪一種？ A.白開(kāi)水 B.20%的葡萄糖水 C.高能量飲料 D.含適量維生素的等滲飲料。 11. 298K時(shí)，0.01mol.kg-1的糖水的滲透壓與 0.01mol.kg-1的NaCl溶液的滲透壓關(guān)系如何？ A.1 2 B. 1 2 C. 1 =2 D.不能確定,77,1

31、. 在298K,將1molO2從101.325kPa通過(guò)兩種途徑壓縮到 6101.325kPa , 求Q、W、U、H、G、S和S孤。 （1）等溫可逆壓縮到終態(tài)。 （2） 298K下,自始至終用6101.325kPa的外壓壓縮到終態(tài)。,五、計(jì)算題,78,解（1） U=0，H = 0 W = -nRT lnp1/p2 = - 1mol298K 8.314J.mol.K-1 ln101.325kPa/6101.325kPa =4434.85J QR = -W = - 4434.85J S 體= QR/T = - 4434.85J/298K = -14.88J.K-1 G = H -T S = W =

32、 4434.85J S 環(huán)境 = - S 體 S孤 = S 環(huán)境 + S 體= 0,79,(2) U、H、G、S與（1）相同 W = - p2(V2-V1) = - p2(nRT/p2 - nRT/p1 ) =-nRT(1-p2/p1)=5RT = 5 298K 8.314J.mol.K-1 =12387.86J Q = -W =- 12387.86J S 環(huán)境 = -Q/T = 41.57J.K-1 S孤= S 環(huán)境 + S 體 = 41.57J.K-1 -14.88J.K-1 = 26.69 J.K-1,80,2苯在正常沸點(diǎn)353K下的vapHm0 = 30.77kJ.mol-1，今將353K及p0下的1mol苯（l）向真空