最新多组分PPT课件.ppt
复习复习: :任一广延量任一广延量 X（U、H、S、A、G.）c,BBnpTnXX 定义定义: :在一定温度、压力及组成条件下，将在一定温度、压力及组成条件下，将1mol1mol组分组分B B加到体系中所引起加到体系中所引起体系广延性质的变化量体系广延性质的变化量X XB B称为组分称为组分B B在该条件下的偏摩尔量。在该条件下的偏摩尔量。例例1 1：恒：恒T、p下，下，1molA (l)和和2molB (l)混合，混合， 混合物的体积为混合物的体积为140cm3。现混合物中加入。现混合物中加入 0.0001mol( (极少量极少量) ) A (l)后，测得混合物后，测得混合物 体积增加体积增加0.002cm0.002cm3 3，求该，求该T、p下下A (l)和和 B (l)的偏摩尔体积。的偏摩尔体积。 解解：13Amolcm200001. 0002. 0 V3BAcm 1402 VV13Bmolcm60220140 V混合系统中组分B的偏摩尔吉布斯函数GB称为化学势 。定义：符号：B定义式：CnPTBBBnGGdef,纯组份的化学势等于该组份的摩尔吉布斯函数：mBG4.2 4.2 化学势化学势 BBCCBBB,B,d d d .d d d d .ddddCBBBnpTnTnpnpVTSnnpVTSnnGppGTTGG 对于含有A,B,多组分的单相混合系统：多组分系统的热力学基本方程多组分系统的热力学基本方程 单相多组分系统单相多组分系统.,DCBAnnnnPTfG ()dUd GPVTSdGPdVVdPTdSSdTBBBBBBdUSdTVdPdnPdVVdPTdSSdTPdVTdSdn ()()BBBBBBdHd GTSTdSVdPdndAd GPVSdTPdVdn 同理可得：多组分单相系统热力学基本方程多组分单相系统热力学基本方程CCCC,B,B,B,BB npTnVTnpSnVSnnnGnAHU 可看出：可看出：.dd ddd.dd ddd.dd dd d.dddd dCCBBCCBBCCBBCCBB nnpVTSGnnVpTSAnnpVSTHnnVpSTU 注：只有注：只有, ,CBBBT P nGGn是偏摩尔量和化学势的定义式是偏摩尔量和化学势的定义式 多相多组分系统多相多组分系统 对于多相系统，如果忽略相之间的界面效应，则系统的广度性质对于多相系统，如果忽略相之间的界面效应，则系统的广度性质 X 是每个相广度性质是每个相广度性质 X(a a) 之和：之和：aaGGGG故：故： a aa aa a a aa a a aa aa aBBBBBBBBBBBB)(d)( d d d _. . )(d)(d)(d)()(d)(d)(d)(d)()(d)(d)(d)(d)()(dnpVTSGnpVTSGnpVTSGnpVTSG aadXdXBBBddddGS TV pna aa基于同样的推导，得到基于同样的推导，得到aaaB BB BB Bd dd dd dd dU UT TS Sp p V Vn naaaB BB BB Bd dd dd dd dH HT TS SV Vp pn na aaBBBBB BddddddddAS Tp VnAS Tp Vn多组分多相系统热力学基本方程多组分多相系统热力学基本方程多组分单相体系的热力学基本方程：多组分单相体系的热力学基本方程：恒温恒压且0WBBBdndG00 自发过程 =0 平衡状态多组分多相体系的热力学基本方程：多组分多相体系的热力学基本方程：BBBdGSdTVdPdn 化学势判据及应用举例化学势判据及应用举例：恒温恒压0Waaa0)()(BBBdndG0 自发过程 =0 平衡状态BBBddddGS TV pna aa. . .)(d)()(d)()(d)(.)(d)()(d)()(d)(.)(d)()(d)()(d)( 0)(d)( DDCCBBDDCCBBDDCCBBBBB a aa a a aa a a aa a a aa a a annnnnnnnnn组分B 组分C 组分D .每一项：某相中某个组分物质量的变化引起的每一项：某相中某个组分物质量的变化引起的G变化变化总总 和：和：所有相中所有组分因物质量的变化引起的总所有相中所有组分因物质量的变化引起的总G G 变化变化化学反应化学反应相变化相变化不引起不引起G变化变化各组分物各组分物质量变化质量变化物质平衡物质平衡(平衡平衡)具体应用具体应用mMlLbBaA T,pMLBAMLBAMLBAmlbamlbamlba （1 1）化学反应平衡）化学反应平衡自发向右自发向右平衡平衡自发向左自发向左 例：一多组分多相系统由,两相构成，在恒温恒压 下有dnB的B物质从相自动转移到相。 B相，aaB相，Bdn)()(adGdGdGBBBBBBBdndndn)()()()(aa0)()(BBBdndGa)()(aBB 恒温恒压下，相变化朝着化学势减小的方向自发进行。（2 2）两相平衡）两相平衡)B()B( a aT,p)()()()()()(BBBBBBaaa自发 相平衡自发W?=0的恒温恒压化学反应及相变化：的恒温恒压化学反应及相变化：自发过程：由高化学势自发过程：由高化学势低化学势低化学势 平衡：化学势相等平衡：化学势相等BBBBBBBBBBBBdd d ( )d( )ddd ( )d( )d dd ( )d( )d d d ( )d( )GS TV pnAS Tp VnHT SV pnUT Sp Vna aa aa aa aaaaaaaaaaaaaaaaa VpSTUpVSTHVpTSApVTSGd d dd d dd d d d d d 适用适用条件条件0)(d)( BBB a aa aa a n化学平衡 相平衡纯理想气体化学势纯理想气体化学势标准状态下理想气体的化学势称为该气体的标准化学势。符号：, ,:,pg T ppg T简写为a.标准态：T,p下的纯理想气体状态b.标准化学势仅为温度的函数。 4.3 4.3 气体组分的化学势气体组分的化学势1mol纯理想气体在温度T下由p变至p：lnPPmPPRTpdV dpdpRTpp, ,lnppg T ppg TRTplnpRTp 简写为： 纯态理想气体：mG理想气体混合物中任一组分B的化学势理想气体混合物中任一组分B的状态不受其它组分的影响。即：, , , ,BCBBpg T p ypg T p, , ,lnBBCBppg T p ypg TRTplnBBBpRTp简写为：标准态：T,p下的纯理想气体状态。 纯真实气体的化学势纯真实气体的化学势 标准态：温度标准态：温度 T，标准压力，标准压力 下的纯态理想气体。下的纯态理想气体。p,1,2,3( )( )mmmmGggGGG 0,1,2,30ln,( )pmmmmppRTGRTGdpGVg dppp00( )( )ln( )ppmpRTggRTdpVg dppp000( )( )ln( )( )ln( )ppmpmpRTggRTdpVg dppppRTgRTVgdppp真实气体混合物中任一组分的化学势真实气体混合物中任一组分的化学势 设立如下途径：设立如下途径：注意注意: 等同于等同于 ，B pg p,BBB pg mix ypp, 等同于等同于 B pg mix0p ,B g mix0p , 标准态：温度标准态：温度 T，标准压力，标准压力 下的纯态理想气体。下的纯态理想气体。p 上式具有普遍意义，对于真实气体、理想气体及它们的上式具有普遍意义，对于真实气体、理想气体及它们的混合物中的任一组分混合物中的任一组分B均适用。均适用。,1,2,3( )( )BBBmmmGggGGG 0,1,2,30ln,( )pBBBBBppRTGRTGdpGVg dppp00( )( )ln( )ppBBBBpRTggRTdpVg dppp0( )( )ln( )pBBBBpRTggRTVgdppp4.4 逸度及逸度因子逸度及逸度因子1. 逸度及逸度因子逸度及逸度因子 BBB gB g0glnppRTRTVdppp难于处理难于处理定义定义BB gB glnpRTp称称 为为 B 组分的组分的逸度逸度，它具有压力的量纲。，它具有压力的量纲。B Bp p B 组分的组分的逸度因子逸度因子为为defBBBpp其量纲为一。利用逸度因子，其量纲为一。利用逸度因子，B 组分化学势表达式为：组分化学势表达式为：BBB gB glnpRTp此即为气体普适化学势表达式，逸度因子此即为气体普适化学势表达式，逸度因子 起到修正真实起到修正真实气体对理想气体偏差的作用。对理想气体气体对理想气体偏差的作用。对理想气体 。B1B BBBBln/RTpp *ln/RTpp 真实气体的标准态：没变真实气体的标准态：没变T，p 的理想气体的理想气体 BBBln/RTpp *ln/RTpp 理想理想真实真实校正因子校正因子B gBB0B gB01exp 1expdppVppdpRTpVpRTp,与与 B 组分化学势表达式比较，可得组分化学势表达式比较，可得: BBB gB g0glndppRTRTVpppBBB gB glnpRTpBV B 组分偏摩尔体积组分偏摩尔体积BB gB glnpRTp理想气体混合物理想气体混合物: 。1,BBBpp
