发布时间 : 星期一 文章2014南京大学物理化学考研复习真题与解析更新完毕开始阅读
历年考研真题试卷
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Ⅶ 备考方略
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Ⅷ 资料推介
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Ⅳ 复习指南 第五章 相平衡
一、本章复习提示
本章主要介绍了相平衡的知识,首先讲述了一些基本概念,然后列举了多相系统平衡的一般条件,接着介绍了相率的概念,紧接着讲解了单组分系统的相平衡,最后重点讲述了二组分系统的相图及应用。
在历年的真题中,这一章考的主要是选择、计算与问答题。主要考查了多相系统平衡的一般条件,相率的概念,单组分系统的相平衡,二组分系统的相图及应用,主要以计算和问答题的形式出现。
复习上,这一章比较重要。考生要掌握相平衡的基本知识,并能熟练的掌握运用,尤其是在计算方面需要重点加强。
二、本章知识点框架图
Ⅴ 核心考点解析 第五章 相平衡
一、引言 ★★
相平衡是热力学在化学领域中的重要应用之一。
研究多相系统的平衡在化学、化工的科研和生产中有重要的意义,例如:溶解、蒸馏、重结晶、萃取、提纯及金相分析等方面都要用到相平衡的知识。
研究多相系统的状态如何随温度、压力和组成等强度性质变化而变化,并用图形来表示,这种图形称为。
相律:研究多相平衡系统中,相数、独立组分数与描述该平衡系统的变数之间的关系。它只能作定性的描述,而不能给出具体的数目。
系统内部物理和化学性质完全均匀的部分称为相。相与相之间在指定条件下有明显的界面,在界面上宏观性质的改变是飞跃式的。系统中相的总数称为相数,用?表示。
气体:不论有多少种气体混合,只有一个气相。 液体:按其互溶程度可以组成一相、两相或三相共存。
固体:一般有一种固体便有一个相。两种固体粉末无论混合得多么均匀,仍是两个相(固体溶液除外,它是单相)。
确定平衡系统的状态所必须的独立强度变量的数目称为自由度,用字母f表示。这些强度变量通常是压力、温度和浓度等。
如果已指定某个强度变量,除该变量以外的其它强度变量数称为条件自由度,用例如:指定了压力:指定了压力和温度:
表示。
二、多相系统平衡的一般条件 ★★★★
对具有? 个相系统的热力学平衡,实际上包含四个平衡:热平衡、力学平衡、相平衡、化学平衡。
(1)热平衡条件
设系统有?,? 两个相构成,在系统的组成、总体积和热力学能均不变的条件下,若有微量热自?相流入?相,系统总熵变化为:
当系统达平衡时
dS?0
dS??dS??0
当系统达平衡时,两相的温度相等。这就是热平衡的条件。? ?
??S?(2)压力平衡条件
设系统的总体积为V,在系统的温度、体积及组成均不变的条件下,设?相膨胀了dV,
β
?相收缩了dV当系统达平衡时
α
(3)相平衡条件
设多组分系统中只有? 和? 两相,并处于平衡状态。在定温、定压下, 有dnB的物质B从? 相转移到了? 相 根据偏摩尔量加和公式:因为:
A?A??A??系统达平衡时,两相的压力相等。这就是压力平衡的条件。
A??p?V??p?V ??
平衡时:dG=0,
系统达平衡时,两相的化学势相等,这就是相平衡的条件。dG?dG??dG?? ??dn?(4)化学平衡条件
???dn?在达到化学平衡时,反应物的化学势等于生成物的化学势,化学势的代数和可表示为
?dn??dn?
对于含? 个相的多相平衡系统,这几个平衡可表示为
dG????dn????dn??(?????)dn?
总之,对于多相平衡系统,不论是由多少种物质和多少个相所构成,平衡时系统有共同的压力和温度,并且任一种物质含有该物质的各个向中的化学势都相等。
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