化工原理 复习提纲
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时, 在该溶剂中所溶解的量是( A. A的量大于B的量 C. A的量等于B的量 )。 B. A的量小于B的量 C. A的量与B的量无法比较
答： B 享利定律 pA= kA xA , pB= kB xB 因为 kA>kB, 当 pA= pB 时则 xA < xB
选择题5
5. 根据依数性用渗透压法 测定化合物的摩尔质量 时, 最广泛被用来测定的 化合物是( )。 A. 无机非电解质 B. 低分子有机物 C. 无机电解质 D. 高分子化合物
答： C
气体的标准态就是温度为T及压力为100kPa时的 纯理想气体状态。
四、典型填空题
1．稀溶液的依数性及定量关系式为 _________, __________, _________, __________。
答： 蒸气压下降Dp=pA* xB , 凝固点降低 DTf =Kf bB, 沸点升高 DTb =KbbB, 渗透压 Π=cBRT
三、典型选择题
1．加入惰性气体, 对下列哪一反应能增大其平衡的转 化率? ( ) A. H2NNH2(g) 2H2(g)+N2(g) B. CO(g)+H2O(g) CO2 (g)+ H2 (g) C. (3/2)H2(g)+(1/2) N2 (g) NH3 (g) D. CH3COOH(l)+CH3OH(l) H2O(l)+CH3COOCH3(l) 答：A 惰性气体不参加反应, 加入只稀释作用, 相当于 降低了系统的总压力, 因此对Dv>0的反应, 其加入 是有利于提高平衡转化率的。
或 p =100kPa, c =1mol· dm-3, 理想稀溶液态
3. 组成表示： 摩尔分数 xB＝nB/SnA 气相用yB A 质量分数 wB ＝mB/SmA 浓度 cB ＝nB/V 质量摩尔浓度 bB＝nB/溶剂质量mA
A
4. 理想稀溶液： 溶剂符合拉乌尔定律
溶质符合亨利定律 5. 理想液态混合物: 任意浓度范围符合拉乌尔定律 6. 偏摩尔量: X B = (X/nB )T , p , n' n 对物质的量的偏微分
K1 K2
答：C 因为 反应＝(1)－(2)
选择题3
3.在恒定温度、压力下, 反应 aA + bB = cC + dD 达到化学平衡的条件是( )。 A. mA=mB=mC =mD B. amA= bmB= cmC = dmD C. amA+ bmB= cmC + dmD D. mA+ mB= mC + mD 答：C 化学平衡的条件为 DrGm=SvBmB=0
分符合_______定 律的混合物。
五、典型计算题
1．根据稀溶液的性质做依数性等方面的计算。
2．在相平衡一章中常用拉乌尔定律和亨利定律。
3．典型题型
第四章
化学平衡
一、主要概念 二、重要公式与理论 三、典型选择题 四、典型填空题 五、典型计算题
一、主要概念
1. 摩尔反应吉布斯函数变：1mol反应的吉布斯变
DrGm = SvB mB =SvBGm = －RT ln K
2. 压力商: 见后 3. 标准平衡常数 4. 转化率 x=反应物转化量/反应物初始量 5. 产率 K = Jp(平衡)
a=反应物转化为指定产物的量/反应物初始量
二、主要公式与理论
核心：DrGm = DrGm(T, p, x)≤0, T, p, x 的影响 1．理想气体反应的恒温方程： DrGm = DrGm +RTlnJp (1) 压力商
三、典型选择题
1. 纯物质在同温同压下形成理想混合物, 则有( A. DmixS=0 B. DmixG=0 C. DmixH=0 D. DmixV≠0
答： C.
)。
选择题2
2. 液体A和B在293K及101325Pa下, 纯态时的摩尔体 积分别为90 cm3· mol-1及80cm3· mol-1, 今取3mol A(l) 和2mol B(l)混合而成溶液. 测知在溶液中1molA和 1molB的体积分别是93 cm3和78cm3, 则A和B两液
理想气体 fB =1
5．过程方向判据
dT=0, dp=0, W'=0时
dG = vB mBdnB ≤0 <0, 自发
B
=0, 平衡
DG = vB mB
B
(1) 相变过程 恒T，p时， Dm =mb-ma<0, 自发 (2) 化学反应
恒 T、 p时 ,
DrG=SvBmB <0,
B
自发
6. 理想液态混合物的性质
第三章 多组分系统热力学
一、主要概念 二、重要公式与理论 三、典型选择题 四、典型填空题 五、典型计算题
一、重要概念
1. 混合物：多组分。各组分标准态相同。 标准态： p =100kPa, 纯液态 2. 溶液：多组分。溶剂(较多)和溶质, 标准态不同。 溶剂标准态： p =100kPa, 纯液态 溶质标准态：p =100kPa, b =1mol· kg-1, 理想稀溶液态
B B
7. 实际混合物：浓度用活度代替
mB = mB +RT lnaB
(1) 实际气体：~ pB、fB为逸度和逸度因子
aB= ~ pB/p
(2) 液态混合物
(3) 实际溶液 溶质：pB=ka,BaB 溶剂：pA= pA* aA
fB = ~ pB / p B p A= p A* a A aB=gBxB 或 aB=gBbB/b 或aB=gBcB/c
选择题2
2. Biblioteka Baidu知温度为T 时反应 (1) H2O(g) = H2(g) +(1/2)O2(g) (2) CO2(g) = CO(g)+(1/2) 2 (g) 则反应 CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) 的K 为( )。 A. K =K1 + K2 B. K =K1 ×K2 C. K =K1 /K2 D. K =K2 /K1
选择题4
4. 将NH4Cl(s)置于抽空容器中, 加热到597K, 使 NH4Cl(s)分解, NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g) 达 平衡时系统总压力为100kPa, 则热力学标准平 衡常数K 为( )。 A. 0.5 B. 0.025 C. 0.05 D. 0.25
ln(K2 / K1 ) = －(DrHm /R)(1/T2 － 1/T1) (定积分)
lnK = －(DrHm /R)(1/T ) + c (不定积分) (2) DrHm与T有关： DrHm (T)= DrHm (T1) + T DCp dT DCp = Da + Db T + Dc T 2
T2
理想液态混合物：一组分在全部组成范围内都 符合拉乌尔定律的混合物 (1) 化学势 m=m +R T ln xB (2) 恒T, p时 X= S XBnB
B
(3) 恒T, p混合过程 DmixV=0 DmixH=0 DmixS= －nR S xBlnxB DmixG=DmixH －TDmixS = nRT S xBlnxB
填空题2
2．当T, p一定时, NaCl水溶液总体积随NaCl浓度 变化关系式为 V/m3 = [1002.874 + 17.8213 (b2/mol· kg—1) + 0.87391 (b2/mol· kg—1)2 + 0.047225 (b2/mol· kg—1)3 ]×10—6, 则在b2 = 1.000 mol· kg—1时, NaCl的偏摩尔体积 V2, m =______________ m3· mol—1。 答： V2, m =(V/ n2)T, p, n = (V/ b2)T, p, n /m1
4. 化学势定义
mB =GB = (G/nB )T , p , n
' C nB
(1) 理想气体的化学势
m =m +RTln(p/p )
(2) 分配定律：在T、p下, 某溶质B在溶剂A构成的 两相达到平衡时有 cB(a)/cB(b) =K(T, p) ~ (3) 实际气体的化学势与逸度 p B ~ /p ) mB=mB +RTln(p B ~ /p 其中逸度系数 fB = p B B
p, n ' ≠n C B
C B
B. (A/nB)T, p, n ' ≠n
C
C. (G/nB)T, p, n ' ≠n D. (U/nB)T, p,
B
' ≠n B nC
答： C
选择题4
4. 298K时A和B两种气体在某一溶剂中溶解的享利
系数分别为kA和kB, 且知kA>kB, 则当A和B压力相同
体在混合前后其总体积的变化为(
)。
A.5cm3 B.9cm3 C.15cm3 D.-15cm3 答： A 混合前V1=(3×90+2×80)cm3=430cm3 混合后V2=(3×93+2×78)cm3=435cm3 DV=V2-V1=5cm3
选择题3
3. 下列各式中哪个是化学势？( )
A. (H/nB)T,
1
代入基本式进行计算。
3．平衡常数的其它影响因素 Dv v B B K = Kp (p )-Dv = Ky (p/p ) Dv = Kc (c RT / p )Dv= Kn (p/p S nB)Dv 其中： Kp=P(pB)evB, Ky=P(yB)evB, Kn=P(nB)evB Kc =P(cB/c )evB, K =P(pB/p )evB pB = p yB = p nB / S nB = (cB/cB ) cB RT (1) 若反应Dv>0, 总压p增大, K 不变, Ky 减少, 产物分压减少, 反应朝反应物方向移动。 K = Ky (p/p )Dv 相当于 (2) 惰性组分的影响：K = Kn (p/p SnB) Dv 降总压 (3) 反应物配比的影响：符合化学计量数之比时, 产物在混合气体中的比例最大。
(5) 非理想气体：压力用逸度或活度代替
~ K = P(pB/p )vB = Kp Kf
B
Kf = P(fB)vB
B
2．反应恒压方程: K与T的关系 dlnK / dT = DrHm /(RT2) ( 微分式)
原由： {( DrGm /T) / T} p, x = －DrHm /T2 代入: DrGm －RT ln K (1) DrHm为常数
答： D 渗透法主 要用于测定高 分子化合物
选择题6
6. 对于纯物质的标准态的规定, 下列说法中哪一种是不正 确的? ( ) A. 气体的标准态就是温度为T压力为100kPa下具有理想气 体性质的纯气体状态。 B. 纯凝聚物质的标准态就是温度为T及100kPa下的纯态。 C. 气体的标准态就是温度为T及压力为100kPa时的纯态。 D. 溶液中组分的标准态, 若采用规定A, 则指纯组分。
J p ( pB / p )
B
vB
注意：对多相反应, 通常只考虑气相组分, 固相或液相的活度近似认为不变。
(2) 标准反应摩尔吉布斯函数变： DrGm = SvB mB =SvBGm = －RT ln K
(3) 标准平衡常数： K = exp(－DrGm /RT) =Jp(平衡) 可用DrGm 或平衡浓度计算 (4) 恒温恒总压时 DrGm = DrGm +RTlnJp = RTln(Jp / K ) < 0 即Jp < K 时反应正向进行
C B
7. 化学势: mB= GB 8. 稀溶液的依数性：与数量有关, 与分子种类无关
9. 逸度~ pB: 有效压力 逸度因子： f = ~ p B /p B 10. 活度a : 可理解为有效浓度
活度因子g： g= a (b / b)
二、重要公式与理论
1．拉乌尔定律：稀溶液溶剂A的蒸气压 pA = pA*xA pA*：纯溶剂的蒸气压 2．亨利定律：稀溶液挥发性溶质B的蒸气压 pB=kx,BxB=kc,BcB=kb,BbB, k为亨利常数 3．稀溶液的依数性： (1) 蒸气压下降： DpA = pA*－ pA = pA* xB (2) 凝固点降低： DTf =Kf bB Kf –溶剂有关的凝固点降低常数 (3) 沸点升高： DTb =Kb bB Kf –溶剂有关的沸点升高常数 (4) 渗透压：P =cRT
1 1
=19.71×10-6 m3· mol-1
填空题3 3．对于含0.5mol乙醇和 0.5mol水的溶液体积 为V, 已知水的偏摩尔 体积为V水, 则乙醇的 偏摩尔体积V乙醇为 ______________。
答： 2V－V水
填空题4
4．理想混合物的 定义为_______组
答：全部；拉乌尔
成范围内任一组
答： B 享利定律 pA= kA xA , pB= kB xB 因为 kA>kB, 当 pA= pB 时则 xA < xB
选择题5
5. 根据依数性用渗透压法 测定化合物的摩尔质量 时, 最广泛被用来测定的 化合物是( )。 A. 无机非电解质 B. 低分子有机物 C. 无机电解质 D. 高分子化合物
答： C
气体的标准态就是温度为T及压力为100kPa时的 纯理想气体状态。
四、典型填空题
1．稀溶液的依数性及定量关系式为 _________, __________, _________, __________。
答： 蒸气压下降Dp=pA* xB , 凝固点降低 DTf =Kf bB, 沸点升高 DTb =KbbB, 渗透压 Π=cBRT
三、典型选择题
1．加入惰性气体, 对下列哪一反应能增大其平衡的转 化率? ( ) A. H2NNH2(g) 2H2(g)+N2(g) B. CO(g)+H2O(g) CO2 (g)+ H2 (g) C. (3/2)H2(g)+(1/2) N2 (g) NH3 (g) D. CH3COOH(l)+CH3OH(l) H2O(l)+CH3COOCH3(l) 答：A 惰性气体不参加反应, 加入只稀释作用, 相当于 降低了系统的总压力, 因此对Dv>0的反应, 其加入 是有利于提高平衡转化率的。
或 p =100kPa, c =1mol· dm-3, 理想稀溶液态
3. 组成表示： 摩尔分数 xB＝nB/SnA 气相用yB A 质量分数 wB ＝mB/SmA 浓度 cB ＝nB/V 质量摩尔浓度 bB＝nB/溶剂质量mA
A
4. 理想稀溶液： 溶剂符合拉乌尔定律
溶质符合亨利定律 5. 理想液态混合物: 任意浓度范围符合拉乌尔定律 6. 偏摩尔量: X B = (X/nB )T , p , n' n 对物质的量的偏微分
K1 K2
答：C 因为 反应＝(1)－(2)
选择题3
3.在恒定温度、压力下, 反应 aA + bB = cC + dD 达到化学平衡的条件是( )。 A. mA=mB=mC =mD B. amA= bmB= cmC = dmD C. amA+ bmB= cmC + dmD D. mA+ mB= mC + mD 答：C 化学平衡的条件为 DrGm=SvBmB=0
分符合_______定 律的混合物。
五、典型计算题
1．根据稀溶液的性质做依数性等方面的计算。
2．在相平衡一章中常用拉乌尔定律和亨利定律。
3．典型题型
第四章
化学平衡
一、主要概念 二、重要公式与理论 三、典型选择题 四、典型填空题 五、典型计算题
一、主要概念
1. 摩尔反应吉布斯函数变：1mol反应的吉布斯变
DrGm = SvB mB =SvBGm = －RT ln K
2. 压力商: 见后 3. 标准平衡常数 4. 转化率 x=反应物转化量/反应物初始量 5. 产率 K = Jp(平衡)
a=反应物转化为指定产物的量/反应物初始量
二、主要公式与理论
核心：DrGm = DrGm(T, p, x)≤0, T, p, x 的影响 1．理想气体反应的恒温方程： DrGm = DrGm +RTlnJp (1) 压力商
三、典型选择题
1. 纯物质在同温同压下形成理想混合物, 则有( A. DmixS=0 B. DmixG=0 C. DmixH=0 D. DmixV≠0
答： C.
)。
选择题2
2. 液体A和B在293K及101325Pa下, 纯态时的摩尔体 积分别为90 cm3· mol-1及80cm3· mol-1, 今取3mol A(l) 和2mol B(l)混合而成溶液. 测知在溶液中1molA和 1molB的体积分别是93 cm3和78cm3, 则A和B两液
理想气体 fB =1
5．过程方向判据
dT=0, dp=0, W'=0时
dG = vB mBdnB ≤0 <0, 自发
B
=0, 平衡
DG = vB mB
B
(1) 相变过程 恒T，p时， Dm =mb-ma<0, 自发 (2) 化学反应
恒 T、 p时 ,
DrG=SvBmB <0,
B
自发
6. 理想液态混合物的性质
第三章 多组分系统热力学
一、主要概念 二、重要公式与理论 三、典型选择题 四、典型填空题 五、典型计算题
一、重要概念
1. 混合物：多组分。各组分标准态相同。 标准态： p =100kPa, 纯液态 2. 溶液：多组分。溶剂(较多)和溶质, 标准态不同。 溶剂标准态： p =100kPa, 纯液态 溶质标准态：p =100kPa, b =1mol· kg-1, 理想稀溶液态
B B
7. 实际混合物：浓度用活度代替
mB = mB +RT lnaB
(1) 实际气体：~ pB、fB为逸度和逸度因子
aB= ~ pB/p
(2) 液态混合物
(3) 实际溶液 溶质：pB=ka,BaB 溶剂：pA= pA* aA
fB = ~ pB / p B p A= p A* a A aB=gBxB 或 aB=gBbB/b 或aB=gBcB/c
选择题2
2. Biblioteka Baidu知温度为T 时反应 (1) H2O(g) = H2(g) +(1/2)O2(g) (2) CO2(g) = CO(g)+(1/2) 2 (g) 则反应 CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) 的K 为( )。 A. K =K1 + K2 B. K =K1 ×K2 C. K =K1 /K2 D. K =K2 /K1
选择题4
4. 将NH4Cl(s)置于抽空容器中, 加热到597K, 使 NH4Cl(s)分解, NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g) 达 平衡时系统总压力为100kPa, 则热力学标准平 衡常数K 为( )。 A. 0.5 B. 0.025 C. 0.05 D. 0.25
ln(K2 / K1 ) = －(DrHm /R)(1/T2 － 1/T1) (定积分)
lnK = －(DrHm /R)(1/T ) + c (不定积分) (2) DrHm与T有关： DrHm (T)= DrHm (T1) + T DCp dT DCp = Da + Db T + Dc T 2
T2
理想液态混合物：一组分在全部组成范围内都 符合拉乌尔定律的混合物 (1) 化学势 m=m +R T ln xB (2) 恒T, p时 X= S XBnB
B
(3) 恒T, p混合过程 DmixV=0 DmixH=0 DmixS= －nR S xBlnxB DmixG=DmixH －TDmixS = nRT S xBlnxB
填空题2
2．当T, p一定时, NaCl水溶液总体积随NaCl浓度 变化关系式为 V/m3 = [1002.874 + 17.8213 (b2/mol· kg—1) + 0.87391 (b2/mol· kg—1)2 + 0.047225 (b2/mol· kg—1)3 ]×10—6, 则在b2 = 1.000 mol· kg—1时, NaCl的偏摩尔体积 V2, m =______________ m3· mol—1。 答： V2, m =(V/ n2)T, p, n = (V/ b2)T, p, n /m1
4. 化学势定义
mB =GB = (G/nB )T , p , n
' C nB
(1) 理想气体的化学势
m =m +RTln(p/p )
(2) 分配定律：在T、p下, 某溶质B在溶剂A构成的 两相达到平衡时有 cB(a)/cB(b) =K(T, p) ~ (3) 实际气体的化学势与逸度 p B ~ /p ) mB=mB +RTln(p B ~ /p 其中逸度系数 fB = p B B
p, n ' ≠n C B
C B
B. (A/nB)T, p, n ' ≠n
C
C. (G/nB)T, p, n ' ≠n D. (U/nB)T, p,
B
' ≠n B nC
答： C
选择题4
4. 298K时A和B两种气体在某一溶剂中溶解的享利
系数分别为kA和kB, 且知kA>kB, 则当A和B压力相同
体在混合前后其总体积的变化为(
)。
A.5cm3 B.9cm3 C.15cm3 D.-15cm3 答： A 混合前V1=(3×90+2×80)cm3=430cm3 混合后V2=(3×93+2×78)cm3=435cm3 DV=V2-V1=5cm3
选择题3
3. 下列各式中哪个是化学势？( )
A. (H/nB)T,
1
代入基本式进行计算。
3．平衡常数的其它影响因素 Dv v B B K = Kp (p )-Dv = Ky (p/p ) Dv = Kc (c RT / p )Dv= Kn (p/p S nB)Dv 其中： Kp=P(pB)evB, Ky=P(yB)evB, Kn=P(nB)evB Kc =P(cB/c )evB, K =P(pB/p )evB pB = p yB = p nB / S nB = (cB/cB ) cB RT (1) 若反应Dv>0, 总压p增大, K 不变, Ky 减少, 产物分压减少, 反应朝反应物方向移动。 K = Ky (p/p )Dv 相当于 (2) 惰性组分的影响：K = Kn (p/p SnB) Dv 降总压 (3) 反应物配比的影响：符合化学计量数之比时, 产物在混合气体中的比例最大。
(5) 非理想气体：压力用逸度或活度代替
~ K = P(pB/p )vB = Kp Kf
B
Kf = P(fB)vB
B
2．反应恒压方程: K与T的关系 dlnK / dT = DrHm /(RT2) ( 微分式)
原由： {( DrGm /T) / T} p, x = －DrHm /T2 代入: DrGm －RT ln K (1) DrHm为常数
答： D 渗透法主 要用于测定高 分子化合物
选择题6
6. 对于纯物质的标准态的规定, 下列说法中哪一种是不正 确的? ( ) A. 气体的标准态就是温度为T压力为100kPa下具有理想气 体性质的纯气体状态。 B. 纯凝聚物质的标准态就是温度为T及100kPa下的纯态。 C. 气体的标准态就是温度为T及压力为100kPa时的纯态。 D. 溶液中组分的标准态, 若采用规定A, 则指纯组分。
J p ( pB / p )
B
vB
注意：对多相反应, 通常只考虑气相组分, 固相或液相的活度近似认为不变。
(2) 标准反应摩尔吉布斯函数变： DrGm = SvB mB =SvBGm = －RT ln K
(3) 标准平衡常数： K = exp(－DrGm /RT) =Jp(平衡) 可用DrGm 或平衡浓度计算 (4) 恒温恒总压时 DrGm = DrGm +RTlnJp = RTln(Jp / K ) < 0 即Jp < K 时反应正向进行
C B
7. 化学势: mB= GB 8. 稀溶液的依数性：与数量有关, 与分子种类无关
9. 逸度~ pB: 有效压力 逸度因子： f = ~ p B /p B 10. 活度a : 可理解为有效浓度
活度因子g： g= a (b / b)
二、重要公式与理论
1．拉乌尔定律：稀溶液溶剂A的蒸气压 pA = pA*xA pA*：纯溶剂的蒸气压 2．亨利定律：稀溶液挥发性溶质B的蒸气压 pB=kx,BxB=kc,BcB=kb,BbB, k为亨利常数 3．稀溶液的依数性： (1) 蒸气压下降： DpA = pA*－ pA = pA* xB (2) 凝固点降低： DTf =Kf bB Kf –溶剂有关的凝固点降低常数 (3) 沸点升高： DTb =Kb bB Kf –溶剂有关的沸点升高常数 (4) 渗透压：P =cRT
1 1
=19.71×10-6 m3· mol-1
填空题3 3．对于含0.5mol乙醇和 0.5mol水的溶液体积 为V, 已知水的偏摩尔 体积为V水, 则乙醇的 偏摩尔体积V乙醇为 ______________。
答： 2V－V水
填空题4
4．理想混合物的 定义为_______组
答：全部；拉乌尔
成范围内任一组