第三章化学势(物理化学-印永嘉)

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物理化学教学大纲-上海师范大学

上海师范大学本科课程教学大纲课程名称：物理化学(Physical Chemistry)学分：6 总学时：108开课专业：化学师范一、课程性质与目的（一）课程性质《物理化学》是化学师范专业的一门专业必修课。

本课程是应用物理的和化学的方法研究探索化学运动的普遍性规律。

本课程主要包括热力学第一、二定律、化学势、相平衡、化学平衡、电化学、化学动力学、表面与胶体化学等内容。

（二）课程设置目的本课程的作用是使学生掌握物理化学的基本概念，理解化学现象的原理。

掌握课程的逻辑框架，学会学习方法和解决问题的方法，将实验化学现象提高到理论上加以认识。

为学习后续课和将来从事化学教学和应用化学等领域的各项工作打下基础。

（三）适用对象：化学师范专业本科用二、预修课程大学基础化学、高等数学、大学物理三、教学内容绪论0.1物理化学的目的和内容0.2 物理化学的研究方法0.3 物理化学的建立与发展0.4 物理化学课程的学习方法第一章热力学第一定律1.1 热力学概论1.2 热力学第一定律1.3 准静态过程与可逆过程1.4 焓1.5 热容1.6 热力学第一定律对理想气体的应用1.7 实际气体1.8 热化学1.9 赫斯定律1.10 几种热效应1.11 反应热与温度的关系—基尔霍夫定律1.12 绝热反应—非等温反应1.13 *热力学第一定律的微观说明第二章热力学第二定律2.1 自发变化的共同特征—不可逆性2.2 热力学第二定律2.3 卡诺定理2.4 熵的概念2.5 克劳修斯不等式与熵增加原理2.6 熵变的计算2.7 热力学第二定律的本质和熵的统计意义2.8 亥姆霍兹自由能和吉布斯自由能2.9 变化的方向和平衡条件2.10 ΔG的计算示例2.11 几个热力学函数间的关系2.12 单组分体系的两相平衡—热力学对单组分体系的应用2.13 热力学第三定律与规定熵2.14 *不可逆过程热力学简介第三章多组分系统热力学及其在溶液中的应用3.1 引言3.2 溶液组成的表示法3.3 多组分体系中物质的偏摩尔量和化学势3.4 稀溶液中的两个经验定律3.5 混合气体中各组分的化学势3.6 理想溶液的定义、通性及各组分的化学势3.7 稀溶液中各组分的化学势3.8 *理想溶液和稀溶液的微观说明3.9 稀溶液的依数性3.10 吉布斯–杜亥姆公式和杜亥姆–马居耳公式3.11 非理想溶液3.12 分配定律—溶质在两互不相溶液相中的分配第四章相平衡4.1 引言4.2 多相体系平衡的一般条件4.3 相律4.4 单组分体系的相图4.5 二组分体系的相图及其应用4.6 *三组分体系的相图及其应用4.7 *二级相变第五章化学平衡5.1 化学反应的平衡条件和化学反应的亲和势5.2 化学反应的平衡常数和等温方程式5.3 平衡常数的表示式5.4 复相化学平衡5.5 平衡常数的测定和平衡转化率的计算5.6 标准生成吉布斯自由能5.7 *用配分函数计算和反应的平衡常数5.8 温度、压力及惰性气体对化学平衡的影响5.9 同时平衡5.10 反应的耦合5.11 *近似计算5.12 *生物能力学简介第六章电解质溶液6.1 电化学的基本概念和法拉第定律6.2 离子的电迁移和迁移数6.3 电导6.4 强电解质溶液理论简介第七章可逆电池的电动势及其应用7.1 可逆电池和可逆电极7.2 电动势的测定7.3 可逆电池的书写方法及电动势的取号7.4 可逆电池的热力学7.5 电动势产生的机理7.6 电极电势和电池的电动势7.7 浓差电池和液体接界电势的计算公式7.8 电动势测定的应用7.9 *生物电化学第八章电解与极化作用8.1 分解电压8.2 极化作用8.3 电解时电极上的反应8.4 金属的电化学腐蚀、防腐与金属的钝化8.5 化学电源第九章化学动力学基础（一）9.1 化学动力学的任务和目的9.2 化学反应速率表示法9.3 化学反应的速率方程9.4 具有简单级数的反应9.5 几种典型的复杂反应9.6 温度对反应速率的影响—阿仑尼乌斯经验式9.7 活化能Ea对反应速率的影响9.8 链反应9.9 拟定反应历程的一般方法第十章化学动力学基础（二）10.1 碰撞理论10.2 过渡态理论10.3 *单分子反应理论10.4 *分子反应动态学10.5 在溶液中进行的反应10.6 快速反应的测试10.7 光化学反应10.8 *催化反应动力学第十一章表面物理化学11.1 表面吉布斯自由能和表面张力11.2 弯曲表面下的附加压力和蒸气压11.3 液体界面的性质11.4 不溶性表面膜11.5 液-固界面现象11.6 *表面活性剂及其作用11.7 固体表面的吸附11.8 *吸附速率—吸附和解吸速率方程式11.9 *气-固相表面催化反应第十二章胶体分散体系和大分子溶液12.1 胶体和胶体的基本特性12.2 *溶胶的制备和净化12.3 溶胶的动力性质12.4 溶胶的光学性质12.5 溶胶的电学性质12.6 溶胶的稳定性和聚沉作用12.7 乳状液12.8 *大分子概说12.9 *加聚和缩聚作用的机理和动力学方程12.10 大分子的相对分子质量12.11 唐南平衡12.12 *天然大分子12.13 *流变学简介12.14 *凝胶四、使用教材及参考书目1、使用教材傅献彩，沈文霞，姚天扬，侯文华编，《物理化学》第五版，高等教育出版社，2006 2、参考书目（1）朱传征，褚莹，许海涵编，《物理化学》，科学出版社，2008（2）天津大学物理化学教研室编，《物理化学》第四版，高等教育出版社，2008（3）印永嘉，奚正楷，张树永编，《物理化学简明教程》第四版，高等教育出版社，2007 （4）万洪文，詹正坤编《物理化学》第二版，高等教育出版社2010（5）孙德坤，沈文霞，姚天扬，侯文华编，《物理化学学习指导》，高等教育出版社，2007 （6）印永嘉，王雪琳，奚正楷编，《物理化学简明教程例题与习题集》第二版，高等教育出版社，2009五、课外学习要求为了实现教学目标，要求学生做到课堂理论教学和课外预复习的时间比例为1：2，要求学生做到课前预习，每章节内容上课后布置复习思考题和作业题，便于学生课后复习。

物理化学(第四版)课件_印永嘉_等编_第3章_化学势 ppt课件

k
dG Gi dni i 1
dG=GAdnA+GBdnB
偏摩尔量化学势 (g) 溶液 (sln) 依数性非理想溶液习题课
4
二、偏摩尔量的物理意义
1、由定义式可见：( )T,p 往无限大的系统中加入一摩尔i物质所引起的X的变化，即dX；
2、由偏微商的概念可理解为图中的曲线的斜率。
它不仅与气体的特性有关，还与温度、压力
有关。
偏摩尔量化学势 (g) 溶液 (sln) 依数性非理想溶液习题课
18
实际气体与理想气体的偏差：
压力较小时， <1 压力很大时，>1 p0时， = 1 实际气体行为趋向于理想气体
f
标准态
实际气体的标准态：p=p的符合
理想气体行为的状态，假想态
右边代入
Vm

RT
(1 p)
p

RT
1 p

(1 p)

偏摩尔量化学势 (g) 溶液 (sln) 依数性非理想溶液习题课
23
接上页 (d)T Vmdp
RTd ln
f

RT

1 p

1 p
dp
积分
ln f d ln f
ln f
偏摩尔量化学势 (g) 溶液 (sln) 依数性非理想溶液习题课
17
二、实际气体的化学势，逸度 fugacity
令逸度 f = p
(T ) RT ln
p
p
(T ) RT ln
f p
(T)：仍是理想气体的标准态化学势，
：逸度系数（校正因子）。其数值标志该气体与理想气体的偏差程度，

物理化学简明教程(印永嘉) 化学势

(dG)T, p =Σ BdnB= [μ(SO3)– μ(SO2)–½μ(O2)]dn
[μ(SO3)– μ(SO2)–½ μ(O2)]
=0: 反应达平衡 <0: 反应正向进行 >0: 反应逆向进行
第三章化学势
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17
推广到任意化学反应：定温定压 , W’=0时
(dG)T, p = B dnB
如何证明---利用最大有效功相同。如
dH = TdS + Vdp + Wr’ (dH)S,P= Wr’
第三章化学势
(2)
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11
②多组分系统基本公式： G=f(T, p, nB , nC , nD , )
G G G dG dp dnB dT T p ,nB B nB T , p , n p T ,nB C B

(Gm )T Vm dp
p
p
理想气体压力为p时的状态称为标准态， μ(T)：标准态化学势，仅是温度的函数。
20
第三章化学势
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2. 理想气体混合物的化学势
对理想气体混合物来说，其中某种气体的行为与该气体单独占有混合气体总体积时的行为相同。所以理想气体混合物中某气体的化学势表示法与该气体在纯态时的化学势表示法相同.故
1. 纯组分理想气体的化学势 2. 理想气体混合物的化学势
3. 实际气体的化学势——逸度的概念
第三章化学势
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19
1. 纯组分理想气体的化学势
纯组分理想气体 GB = Gm =μ 定温下其状态从p →p 时，dGm=Vmdp

物理化学简明教程(印永嘉)化学动力学_图文

注意： (1)反应速率的表示式与选择物质 B无关； (2) 对何种条件下进行的反应都是严格的、正确的；
例如，对于体积不恒定的反应系统，对于多相反应系统以及流动反应系统等，上式都能够正确地表示出反应进行的快慢程度。
(3) 单位体积的反应速率：r/ mol ·m-3 ·s -1
或/ mol ·dm-3 ·s -1
dt RT dt
RT dt
p酯=2p0 – p总
r 1 dc光 1 dp光 1 dp总 2 dt 2RT dt RT dt
p光气=2[p总– p0]
但对同样类型的反应如:C2H6(g) C2H4(g)+ H2(g) 由于副反应使产物中有一定量的甲烷存在，因此就不能用系统总压力的增加来求算上述反应中各组分的分压，亦即不能用压力这一物理性质来测量反应速率。Байду номын сангаас
因此说化学热力学只解决了反应可能性的问题，反应究竟能否实现还需由化学动力学来解决。
基本任务：
(1)研究各种因素（浓度、温度、光、介质）对反应速率的影响。
(2)指示反应的机理（即反应实际进行的具体步骤）。 (3)研究物质的结构与反应速率的关系。
目的：
控制反应速率控制反应机理
得到预期的产品。
dt 2 dt
很显然，在参加反应的三种物质中，选用任何一种，反应速率的值都是相同的。实际工作中，常选择其中浓度比较容易测量的物质来表示其反应速率。
2. 反应速率的实验测定
c r0
r2
产物
r1 r3 反应物 t
图9.1 浓度随反应时间的变化
以c t作图，得一曲线，求各点的切线，其斜率 dc /dt
4. 反应级数
若反应的速率公式可以表达为：

印永嘉物理化学

印永嘉物理化学化学动力学基础对于一个化学反应，主要需要考虑两个方面的问题主是要了解化学反应进行的方向和最大限度以及外界条件对化学平衡的影响因素是要知道化学反应进行的速率相反应的历程(即机理)。

人们利用化学热力学解决了第一个问题，而第二个问题的解决则需耍依靠化学动力学的研究。

化学动力学也称为反应动力学，是研究化学反应速率和化学反应机理的学科，它有四个主要任务，一是研究化学反应进行的速率和外部条件如温度、压力、介质、催化剂以及各种场如电场、磁场、光辐射等因素对速率的影响，从而找到合适的化学反应条件：一是揭示化学反应的历程(也叫反应机理)，即一个化学反应是经过怎样的中间步骤和中间物而生成产物的；三是研究物质的结构和反应能力之间的关系。

四是研究反应体系的化学动力学行为，自从非线性动力学行为的发现，它的丰富性引起了人们的注意，研究化学反应的动力学行为(包括行为的种类、稳定性、演变、调控)，也就成了化学动力学学科的一个新的生长点。

它的最终目的是揭示化学反应的本质，使人们更好地控制化学反应过程，以满足科学研究和实际生产的需要。

如果一个化学反应在热力学上判断是可能发生的，则如何使可能性转变为现实性，并使这个反应能以一定的速率进行，就成为主要矛盾了。

如在298K时，H2(g)十O2(g)＝H2O(1)G＝一23719kJ·mol-1与化学热力学相比，化学动力学是一门比较年轻的学科，它的发展大体上可以分为如下几个阶段，即19世纪后半叶的宏观动力学阶段、20世纪50年代以后的微观反应动力学阶段及20世纪前叶由宏观反应动力学向微观反应动力学的过渡阶段。

在宏观动力学阶段中，研究对象是总包反应，主要的成就是质量作用定律和阿伦尼乌斯公式的确立，并由此提出了活化能的概念。

在两者的过渡阶段中，研究对象是基元反应、主要成就是对反应速率从理论上作了讨沦，提出了碰撞理论和过渡态理论，并借助量子力学计算了反应体系的势能面，指出所谓过渡态(或活化络合物)乃是势能面上的鞍点；并发现了一些重要的链反应，链反应的发现使化学动力学的研究从总包反应深入到基元反应，即实现了由宏观反应动力学向微观反应功力学的过渡在微观反应动力学阶段，研究对象是态—态反应，由于分子束和激光技术的发展和应用，开创了深入到研究态—态反应层次的分子反应动态学(或称微观反应动力学)，即研究由不同量子态的反应物转化为不同量子态的产物的速率及反应的细节，这也是当今化学动力学研究的前沿领域。

大学物理化学第三章化学势

物质的量分数，又称为摩尔分数，无量纲。
2. 质量摩尔浓度mB
mB def
nB mA
溶质B的物质的量与溶剂的质量之比称为溶质B的质
量摩尔浓度，单位是 mol kg-1 。
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2021/2/14
溶液组成的表示法
3. 物质的量浓度cB
cB def
nB V
溶质B的物质的量与溶液体积V的比值称为溶质B的物质的量
化学平衡的条件是：除系统中各组分的温度和压力相等外，还要求产物的化学势之和等于反应物的化学势之和。
总结：在等T,p W ' 0 的条件下，传质过程朝化学势降低的方向进行，平衡时化学势相等—化学势判据（所有判据的统一）
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五、化学势与温度和压力的关系：
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三、化学势的物理意义
定温定压下， dG SdT Vdp BdnB BdnB
若不做非体积功：
BdnB < 0 自发过程
BdnB 0 平衡
物质的化学势是决定物质传递方向和限度的强度
因素，这就是化学势的物理意义。(等T , p,W ' 0)
dU TdS pdV
U ( nB
)S ,V ,nC
dnB
令：H f (S, p, nB , nC ...)
dH TdS Vdp
H ( nB )S , p,nC dnB
令：A=f(T,V,nB , nC ...)
dA SdT pdV
A ( nB )T ,V ,nC dnB
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物理化学第三章化学势

dGT,p= H 2 dnH 2 +CO dnCO + CH3OH dnCH3OH
= H 2 (-2dn)+ CO ( -dn)+ CH3OH dn
=( CH3OH -2 H 2 - CO )dn< 0
CH OH -2 H - CO < 0
3 2
( dn > 0 )
保持特征变量和除B以外其它组分不变，某热力学函数随其物质的量 nB 的变化率称为化学势。
2. 化学势在多相平衡中的应用
多相体系，物质可以越过相界由一相至另一相。假设系统由和两相构成，有dn()的物质B 由相转移至相，整个体系吉布斯自由能的改变：
dG＝dG( ) +dG() 当恒温恒压，W’=0 时 dG( ) ( )dn( )
在等温等压时， dT=0, dp=0,
令
X X i ( )T , p , n j ni
dX X i dni
Xi称为物质i的某种容量性质X的偏摩尔量（partial molar quantity）。使用偏摩尔量时应注意：
1.偏摩尔量的含义是：在恒温、恒压、保持B物质以外的所有组分的物质的量不变的条件下，改变 dnB 所引起广度性质X的变化值，或在恒温、恒压条件下，在大量的定组成体系中加入单位物质的量的B 物质所引起广度性质X的变化值。
有 200 多种实际气体状态方程，且较复杂，不易计算μ B
路易斯（Lewis）提出：
若把实际气体与理想气体之间的偏差，反映在化学势的表示式中，也即在其压力项上进行修正，而保留了与理想气体化学势公式相一致的形式，引入逸度 f
压力为 P 的理想气体：
μ B（T，P）=μ

物理化学(第四版)课件印永嘉等编第3章化学势

界面张力与物质在界面上的吸附状态密切相关，通过改变界面张力可以调控物质的吸附行为。
表面吸附与化学势的变化
当物质被吸附到界面上时，其化学势会发生变化，这种变化会影响物质在界面上的吸附量和吸附状态。
通过研究物质在界面上的吸附和反应过程中化学势的变化，可以深入了解这些过程的机理和动力学特征。
对于理想气体，化学势的变化与温度、压力和物质的量有关；对于液态和固态物质，还与物质的聚集状态和表面结构有关。
理等计算溶质的活度和浓度。
溶液的化学势
溶液的化学势是描述溶质在溶液中的能量状态的参数，可以通过热力学基本定律和化学反应平衡常数等计算溶质的活度和浓度。
ห้องสมุดไป่ตู้3 化学势在化学平衡中的应用
化学平衡的条件与判据
化学平衡条件
在一定温度和压力下，化学反应达到平衡状态时，正反应和逆反应速率相等，且各组分浓度保持不变。
界面
物质的不同聚集状态（固态、液态、气态）之间接触的表面。
界面化学
研究物质在界面上的吸附、反应和传递等现象的化学分支。
界面张力
液体表面抵抗形变的能力，与表面分子或离子的排列紧密程度有关。
界面张力与化学势的关系
化学势与界面张力在数值上存在一定的关系，通常界面张力越低，化学势越高。
在一定温度和压力条件下，物质在界面上的吸附和反应往往受化学势和界面张力的共同影响。
物理化学(第四版)课件印永嘉等编第3章化学势
目录
• 化学势的定义与意义 • 化学势的计算方法 • 化学势在化学平衡中的应用 • 化学势在相平衡中的应用 • 化学势在界面化学中的应用
01 化学势的定义与意义
化学势的定义
化学势定义为在等温、等压条件下，物质在某特定相中的吉布斯自由能与该物质在标准态下的吉

物理化学简明教程(印永嘉)_化学势582111435

第三章化学势
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24
以1mol该气体为系统，在一定温度下，
T, p*
T, p
(Gm )T ( p) ( p ) RT ln f / f
( p)
(T ) RT
ln
f p
第三章化学势
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25
从定义式出发
Vm=RT/p +α
dGm = Vmdp=（RT/p +α）dp
T , p,nCB
V
浓度 V水/cm3 V乙醇/cm3 V总/cm3
20.8% 150 50 195
44.1% 100 100 192
70.3% 50 150 193
单组份系统是过原点的直线
nB
第三章化学势
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7
2. 偏摩尔量的集合公式(积分式）
若是二组分系统，则 dX=XAdnA+XBdnB 如：A和B的偏摩尔体积分别为VA ,VB，则 ( )T,p dV=VAdnA+VBdnB 但VA，VB均为变量，不能直接积分。
第三章化学势
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2. 理想液态混合物的定义
(1)一定温度和压力下，液态混合物中任一组分在任意浓度范围内都服从拉乌尔定律——称为理想液态混合物。
(2)微观解释：同纯物质处境
理想液态混合物就是混合物中各种分子之间的相互作用力完全相同。以物质B和物质C形成理想混合物为例，混合物中任何一种物质的分子B不论它全部为B分子所包围，或全部为C分子所包围，或一部分为B分子另一部分为C分子所包围，其处境与它在纯物质时的情况完全相同。
体单独占有混合气体总体积时的行为相同。所以理想气体

物理化学(印永嘉)-第三章-化学势

（3）化学势在化学平衡中的应用
对任一化学反应
§3.3 气体物质的化学势
（1）纯组分理想气体的化学势
对纯物质系统来说， GB = Gm 一定温度下 dGm=Vmdp 若在标准压力p和任意压力p之间积分上式，
Gm(p)－Gm(p) = RTln(p/ p)
µ= µ + RTln(p/ p)
pA pA* xA
如果溶液中只有A，B两个组分，则 xA xB 1
pA
p* A
(1
xB )
p*A pA pA*
xB
拉乌尔定律也可表示为：溶剂蒸气压的降低值与纯
溶剂蒸气压之比等于溶质的摩尔分数。
§3.4 理想液态混合物中物质的化学势
例题：298K时纯CHCl3和纯CCl4的饱和蒸汽压分别为 2.64×104Pa和1.527×104Pa，若两者形成理想液态混合物，并由CHCl3和CCl4各为1.00mol 混合而成。计算 ⑴与溶液呈平衡的气相组成；
⑵ 溶液的总蒸汽压。
例题
解（1）由拉乌尔定律得：
pCHCl3
p x * CHCl3 CHCl3
2.654104 Pa 0.5 1.327104Pa
p =p x CCl4
* CCl4 CCl4
1.527104 Pa 0.5 7.635103Pa
由分压定律得：
p pCHCl3 pCCl 4
yCHCl3 pCHCl3 1.327 104 / 7.635103 1.734
f f*
(3) 实际气体的化学势—逸度的概念
根据题中所给的状态方程
积分
Vm
RT p
由于p*→0，所以dGαm(p V–mpd*p)≈αpRp，T dp

物理化学第四版答案印永嘉

物理化学第四版答案印永嘉物理化学第四版答案印永嘉【篇一：2、《物理化学》教学大纲(化学专业)】xt>一、课程基本信息（一）课程中文名称：物理化学（二）课程英文名称：physical chemistry （三）课程代码：15030100 15030101 （四）课程属性及模块：专业必修课（五）授课学院：理学院（六）开课学院：理学院（七）教材及参考书目教材：《物理化学》（第五版）上册，傅献彩，沈文霞等编，高等教育出版社，2005年《物理化学》（第五版）下册，傅献彩，沈文霞等编，高等教育出版社，2006年参考书：《物理化学核心教程》（第二版），沈文霞编，科学出版社，2009年《物理化学》，万洪文，詹正坤主编，高等教育出版社，2009年《物理化学简明教程》（第四版），印永嘉等编，高等教育出版社，2009年《物理化学学习指导》，孙德坤沈文霞等编，高等教育出版社，2009年《物理化学核心教程学习指导》，沈文霞等编，科学出版社，2009年《化学热力学基础》，李大珍编，北京师范大学出版社，1982年《物理化学》，朱文涛编，清华大学出版社，1995年《物理化学教程》（修订版），姚允斌，朱志昂编，湖南科技出版社,1995年（八）课程定位及课程简介《物理化学》是化学及相关学科的理论基础。

是化学、化工、冶金、材料等专业本科生必修的专业主干基础课之一。

它是从化学现象与物理现象的联系入手，借助数学、物理学等基础科学的理论及其提供的实验手段，来探求化学变化中最具普遍性的基本规律的一门学科。

它是先行课程无机化学、分析化学、有机化学普适规律的理论归纳和定量探讨，是后续专业知识深造和科研工作的理论基础，也是连接化学与其它学科的桥梁。

（九）课程设计基本理念依据“以学生为中心”的教育教学理念，本课程的教学目的主要是：（1）使学生在已学过的一些先行课程（无机化学、有机化学、分析化学、高等数学、普通物理学）的基础上，对化学运动作理论和定量探讨。

物理化学3 化学势

µB = ?
semipermeable membrane of B
pB p* * θ θ B µ B = µ B = µ B + RT ln θ = µ B + RT ln θ p p
µBθ：纯理想气体B(T，pθ)
pB pxB RT ln θ = RT ln θ : 可由混合气体的T，p和组成求出 p p
dH = TdS + Vdp + ∑ µ BdnB
dA = − SdT − pdV + ∑ µ BdnB
dG = − SdT + Vdp + ∑ µ BdnB
条件：没有非体积功的任意过程
（3）化学势决定物质变化的方向和限度）
dG = − SdT + Vdp + ∑ µ BdnB
在定温定压条件下： dG
对于纯物质，化学势就等于该物质在纯态时的摩尔吉布斯函数。
µ = GB = Gm
* B
一定温度下，纯组分理想气体摩尔吉布斯函数的微分可表示为：
dGm = Vm dp
在标准压力pθ和任意压力之间积分上式，可得：
p Gm ( p) − Gm ( p ) = RT ln θ p
B的偏摩尔体积
(1) 物理意义：在T、p、nc …..不变的条件下，往一巨大溶液系统中加入1 mol物质B所引起系统体积的变化。 (2) 一般情况下，V B ≠ V m, B 对纯物质
V Β∗ = V m, B
VB → Vm,B
V A ≈ V m, A
当xB很大时，xB↑ ∴ 在稀溶液中
其他常用的偏摩尔量及它们之间的关系： UB， HB， SB， AB， GB
与(1)式比较得

第三章化学势

第三章化学势第一次课：课程名称：物理化学本课内容：§3.1 偏摩尔量；§3.2 化学势；§3.3 气体物质的化学势授课时间： 90 分钟一、教学目的通过本次课的学习，使学生初步理解偏摩尔量和化学势的概念，掌握化学势的具体应用，了解气体物质化学势的表示式。

二、教学意义通过本次授课，使学生明确提出偏摩尔量和化学势概念的意义，掌握化学势的具体应用。

三、教学重点偏摩尔量和化学势的定义及物理意义；偏摩尔量集合公式；气体物质化学势的表示式。

四、教学难点气体的化学势的表示五、教学方式以电子课件为主，辅以少量板书的课堂讲授。

六、讲授内容§3.1 偏摩尔量(1) 偏摩尔量的定义(2) 偏摩尔量的集合公式§3.2 化学势(3) 化学势的定义(4) 化学势在多相平衡中的应用(5) 化学势在化学平衡中的应用§3.3 气体物质的化学势(6) 纯组分理想气体的化学势(7) 理想气体混合物的化学势(8) 实际气体的化学势—逸度的概念七、讲授方法§3.1 偏摩尔量前两章所讨论的热力学系统多数都是纯物质，称为单组分系统。

描述单组分密闭系统的状态，只需要两个状态性质就可以了。

但要描述一多组分均相系统的状态，除指明系统的温度和压力以外，还必须指明系统中每种物质的量（或浓度）。

为此，还需要引入一个新的概念——偏摩尔量。

（1）偏摩尔量的定义多组分系统的任一种容量性质X可以看作是温度T、压力p及各物质的量的函数，X = ƒ(T ，p ，n B ，n C ，n D ，…) 在定温定压条件下，dT =0，dp =0，并令BC ,,B B ≠⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛∂∂=n p T n X X 则 dX = ΣX B dn B X B 称为物质B 的“偏摩尔量”。

偏摩尔量的物理意义是，在定温定压条件下，往无限大的系统中（可以看作其浓度不变）加入1mol 物质B 所引起的系统中某个热力学量X 的变化，实际上是一偏微商的概念。

物理化学简明教程(印永嘉) 绪论

绪论
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物理化学与其它学科之间的联系
物理化学与化学中的其它学科(如无机化学、分析化学、有机化学等)之间有着密切的联系，无机化学、分析化学、有机化学等各有自己特殊的研究对象，但物理化学则着重研究更具有普遍性的、更本质的化学运动的内在规律性。物理化学所研究的基本问题亦正是其它化学学科最关心的问题。现代无机化学、分析化学和有机化学在解决具体问题时，很大程度上常常需要应用物理化学的规律和方法，因此，物理化学与无机化学、分析化学、有机化学等学科的关系是十分密切的，并相互交叉融合，形成了诸如无机物理化学、有机物理化学、高分子物理化学、生物物理化学、材料物理化学等新兴交叉学科。
M再对x偏微商， N再对y偏微商
2Z M x y yx
M N 所以 x y y x
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N 2Z y xy x
第二章中Maxwell关系式的推导就用到此性质。
4 全微分的性质： dZ=Mdy +Ndx 式中Z和M,N都是x,y的函数，若Z是x,y的全微分
Z Z dZ d y dx y x y x
比较上两式，得
Z M ( x, y ) y x
Z N ( x, y ) x y
最小
最大
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4. 物质的pVT关系和相变
(1) 理想气体的pV 图
定温线 p
V
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有关数学知识的复习
1 函数：Z = f (x,y) 如理想气体的压力、温度和体积三个物理量中： p=f1(T,V), 压力是温度和体积的函数； V=f2(T,p), 体积是温度和压力的函数； 2 偏微分：设Z = f (x,y) , x,y为独立变量, Z是x,y的连续函数,若自变量x改变了dx， y改变了dy，则Z相应改变了dZ: