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1、河北科技大学教案用纸第13次课2学时上次课复习：麦克斯韦关系式及其应用；吉布斯—亥姆霍兹方程式；热力学第三定律与标准熵。本次课题（或教材章节题目）：第四章：多组分系统热力学及其在溶液中的应用；§4.1引言；§4.2溶液组成的表示法；§4.3偏摩尔量；教学要求：理解偏摩尔量的概念及偏摩尔量的加和公式，偏摩尔量的求法，吉布斯—杜亥姆公式。重点：摩尔量概念，吉布斯—杜亥姆公式。难点：摩尔量的概念，吉布斯—杜亥姆公式。教学手段及教具：多媒体教学讲授内容及时间分配：§4.1引言；§4.2溶液组成的表示法0.6学时§4.3偏摩尔量1.4学时课后作业2
2、66—267页，习题1，3，5参考资料1.由一个组元的偏摩尔量计算其它组元的偏摩尔量.翟玉春等.东北工学院学报,1990,3,255.2.偏摩尔量的两个特例.崔晓莉.大学化学,1994,6,55.3.导出化学势的简明方法.张克玲.上海机械学院学报,1990,2,73.注：本页为每次课教案首页111第页河北科技大学教案用纸第四章多组分系统热力学及其在溶液中的应用§4.1引言广义地说，两种或两种以上物质均匀混合且彼此呈分子状态分布的均相体系称为溶液。溶液可分为气态溶液、液态溶液和固态溶液。显然，溶液是多组分体系。液态溶液是通常所说的溶液。在液
3、态溶液中，一般把溶解在液体中的气体或固体叫做溶质，而把液体叫溶剂。当液体溶于液体时，通常把含量较多的液体叫溶剂，含量较少的液体叫溶质。但当两个组分的含量差不多时，溶质和溶剂就没有明显的区别。通常对溶液中的溶剂和溶质，将分别按不同的方法来研究。若对溶液中所有物质都按相同的方法来研究，则这样的体系称之为混合物。显然，气态溶液是一种混合物。溶液又可分为电解质溶液与非电解质溶液。本章只讨论非电解质溶液，电解质溶液将在电化学一章讨论。本章的重点是液态溶液，但其中很多概念和公式也适用于固态溶液和气态混合物。对多相体系，将在相平衡一章中讨论。§4.2溶
4、液组成的表示法溶液的组成有多种表示方法：⑴物质的量分数浓度:⑵质量摩尔浓度:和的关系：，（极稀溶液）⑶物质的量浓度：111第页河北科技大学教案用纸和的关系：，极稀溶液时，⑷质量分数:,B即包含溶质又包含溶剂。206页有例题。§4.3偏摩尔量在前面的章节里所研究的对象多为单组分体系（纯物质）或组成不变的体系。这样的体系有两个变量即可描述。如已学过的四个热力学基本公式都只涉及两个变量。但常见的体系绝大部分是多组分体系或变组成体系。在研究这样的体系时，变量的数目要增加，因此，体系中各物质的量nB，应该是决定体系状态的变量。对于多组分体系有两个概
5、念很重要，一是偏摩尔量，一是化学势。偏摩尔量的概念告诉我们：在均匀的多组分体系中，体系的某种容量性质不等于各个纯组分这种容量性质之和，而等于各组分此容量性质的偏摩尔量与其物质的量的乘积之和，即式中，表示纯物质B的摩尔体积，表示物质B在溶液中的偏摩尔体积。而化学势的概念在讨论相平衡和化学平衡时是非常重要的。偏摩尔量的定义我们知道，不论在什么体系中，质量总是具有加和性的，即体系的质量等于构成该体系的各部分质量的总和。但是，除了质量以外，其它的容量性质除非在纯物质中或在理想溶液中，一般都不具有加和性。如前面提到的体积，150页表2.2给出的结果
6、表明：在讨论两种或两种以上物质所构成的均相体系时，必须引用新的概念来代替对于纯物质所用的摩尔量的概念。设有一均相体系是由组分1、2、3、……、k所组成的，体系的任一种容量性质Z(如V、U、H、S、F、G等)除了与温度、压力有关外，还与体系中各组分的物质的量n1、111第页河北科技大学教案用纸n2、n3、……nk、有关，写作函数的形式为Z=Z(T,p,n1,n2,n3,……,nk)如果温度、压力以及组成有微小的变化，则Z亦相应的有微小的变化在等温等压下，上式可写为令则式中ZB,m称为物质B某容量性质Z的偏摩尔量。偏摩尔量的物理意义：在等温等
7、压下，在大量的体系中，除了B组分以外，保持其它组分的数量不变，加入1molB时所引起的体系容量性质Z的改变。或者是在有限量的体系中由于组分B的物质的量发生了微小的变化引起体系容量性质Z随组分B的物质的量的变化率。若体系只有一种组分（即纯物质），则偏摩尔量就等于摩尔量。在偏摩尔量的概念中，有三点要注意。一是容量性质，二是随组分B的物质的量的变化率，三是等温等压条件。偏摩尔量的集合公式偏摩尔量是强度性质，与混合物的浓度有关，但与总量无关。若按混合物原有组成的比例同时微量的加入组分1、2、3、……、k以形成混合物，因在过程中组成恒定，故ZB,m
8、为定值，将上式积分此式即为偏摩尔量的集合公式。吉布斯—杜亥姆公式111第页河北科技大学教案用纸如果在溶液中不按比例地添加各组分，则溶液浓度会发生改变，这时各组分的物质的量和偏摩尔量均会改变。根
