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道尔顿定律(气态方程和道尔顿定律)

反应,溶液,系统道尔顿定律(气态方程和道尔顿定律)

发布时间：2016-12-08加入收藏来源：互联网点击：

（公式31） n：电极反应中所转移的电子数 a、b：分别代表电极反应中氧化态、还原态的化学计量系数 电极反应中的固体或液体的浓度不列入方程式，电极反应中的气体（视为理想气体）：用相对分压来表示，公式中c（氧化型）、c（还原型）：应包括参加电极反应的所有物质浓度。 四、电极电势的应用 1、计算原电池电动势 E=E+-E- 2、判断氧化还原反应进行的方向 根据ΔrGm(T)=－nFE，若计算得到的E为正值，则ΔrGm0，说明电池反应是自发的； 若计算得到的E为负值，则ΔrGm0，则电池反应是非自发的，或者说电池的正、负极位置换一下，电池反应才是自发的 3、确定氧化还原反应进行的限度 氧化还原反应的Kθ值大小由下面因素决定：Eθ（氧化剂电对）－Eθ（还原剂电对）；反应方程式的书写形式不同，Kθ值不同 4、比较氧化剂和还原剂的相对强弱 一、相律 1、相和相数 （1）相：系统中物理质和化学质完全相同的均匀部分。 相与相之间有明显的界面存在；在界面的两侧系统的质有着明显的突变 （2）相数 气相：Ф=1 系统中不论有多少种气体，都只有一个相 液相：纯液体Φ=1 混合溶液：完全互溶Φ=1 不互溶Φ=2,3····· 固相：一般一种固体物质为一相，同一物质的不同晶型也是不同的相 2、独立组分数和自由度数 （1）独立组分数 化学物种数（S）：系统中所含的化学物质种类的数目。 独立组分数（C）：用于描述平衡系统中各相组成所需要最少的独立物种数。 系统中的独立组分数和化学物种数不一定相同。 独立组分数的确定 独立组分数＝物种数－独立化学平衡反应数－独立浓度限制条件数 C＝S－R－R′（公式32） 独立化学平衡反应数R：不包括以线型的组合形式由其它反应导出来的反应方程式； 浓度限制条件：几种物质在同一相中的浓度之间存在的某种比例关系，不同相的物种间不考虑浓度限制条件。 （2）自由度（数）f 在已达平衡的系统中，可以在一定范围内任意改变，而不使系统原有的相数和形态发生变化（即不引起旧相的消失和新相的产生）的独立强度变量，又称独立变量。 3、相律 相律的数学表达式：f=C－Φ+2（公式33） 文字叙述：只受温度和压力影响的平衡系统的自由度数，等于系统的独立组分数减去相数再加上2。 系统独立组分数C增大，相数Ф减少，f 增大。 2：指影响系统平衡状态的外界条件：温度、压力 相律只适用于平衡系统： 若指定温度或指定压力：f*＝C－Ф + 1 f最小值：零；C、Ф最小值：1 二、克拉贝龙-克劳修斯方程 1、克拉贝龙方程

（公式34） ΔαβVm ：物质由α相转变到β相时系统的摩尔体积变 ΔαβHm：物质由α相转变到β相时系统的摩尔相变焓 2、克拉贝龙—克劳修斯方程

（公式35） 三、单组分系统的相平衡——水的相图

水的相图分析（其他单组分相图也可照此分析） 1、OA,OB,OC三条实线将平面分为BOC,COA,AOB三个区域，每个区域成为一个相区。这三个相区分别是水蒸气、液态水和固态冰的稳定存在区域，都是单相区Φ=1.由相律可知，三个单相区的自由度都是2，在这些区域内，必须同时指定温度和压力，系统的状态才能完全确定 2、OA,OB,OC三条曲线分别表示固液、固气、气液两相平衡，Φ=2.由相律，f=1，只有一个自由度，即温度和压力两个变量中确定了一个，另一个也随之确定。 3、OA,OB,OC三条曲线的交点O，是气、液、固三相平衡共存点。 4、由水的相图可以看出，OC,OB线的斜率是正值，而OA线的斜率是负值，从而有克拉贝龙方程可以得出冰的摩尔体积大于水的摩尔体积。 5、通过相图可以了解外界条件变化时，系统状态变化的情况，根据要求做平行于T轴或P轴的直线，分析直线与相图曲线的交点即可。 四、完全互溶的二组分气液平衡相图 1、理想溶液气液平衡相图 理想溶液压力—组成图 理想溶液温度—组成图

（公式36，yB是B的蒸汽在气相中的分数） 相图分析：（1）理想溶液的压力—组成图。图中p为系统的总蒸汽压，xB(yB）为液相（气相）中B的摩尔分数。气相线和液相线把全图分为三个区，气相线和液相线之间的区域是气液两相平衡共存的区域。相图中表示系统组成的点成为系统点。如图m点，它表示系统中B组分的摩尔分数xm。当系统处于m点时气液两相平衡，此时气液两相的组成可由过m点并与横轴平行的平行线分别与气相线和液相线相交于l点和g点来确定，它们分别表示液相中B组分的摩尔分数为xl，气相中B组分的摩尔分数为xg。L点和g点表示相的组成，成为相点。在单相区系统点与相点是一致的，在多相区是不一致的

（2） 理想溶液的沸点—组成图同理 2、杠杆规则

总量守恒n=nl+ng

=

（公式37）

3、非理想溶液气液平衡图的分析方法与理想溶液气液平衡图相同

一、液体表面张力和表面自由能

1、表面自由

（公式38）使膜面积增加过程中所做的功，应等于系统表面自由能的增加，故称为表面自由能

2、表面张力

在液体表面上，与液体表面相切，并垂直液体表面“边缘”，单位长度上的收缩力

表面张力和表面自由能：同一数值的两个不同的概念。

影响表面张力的因素

σ与物质的本有关，σ与温度有关温度升高，表面张力减小，所有界面层分子受力不对称，都存在着界面张力。

二、凝聚相的表面自由能

1、液体对固体的润湿作用

杨氏方程

（公式39）

接触角：当气、液、固三相平衡时，在固－液－气交点处作气液界面的切线，此切线与固液交界线的夹角。θ90º：润湿；θ90º：不润湿

2、毛细现象与附加压力

(1)凹面和凸面的规定

弯向液体的为凹液面，弯向气体的为凸液面

（2）附加压力 对一个弯曲液面，由于表面张力的作用，迫使弯曲液面向内收缩而产生一种额外的压力。

①附加压力的方向：凸液面：附加压力的方向指向液面下；凹液面：附加压力的方向指向气体。指向曲面的曲率中心。

②附加压力只发生在弯曲液面上。

（3）附加压力与曲率半径的关系

Δp=

（公式40）

①气泡或液滴半径越小：两侧压力差越大。

②凸形液面：曲率半径为正，则Δp为正值，附加压力的方向指向液体内部；凹形液面：曲率半径为负，则Δp为负值，附加压力方向指向气体；平液面：R无穷大，故Δp= 0。

③适用条件：小液滴或液体中小气泡的附加压力的计算。

（4）毛细现象

r为毛细管曲率半径，h为液柱的高度，θ为润湿角，液体上升的高度与曲率半径成反比

（5）弯曲液面的饱和蒸汽压—开尔文方程

液滴：液滴越小，饱和蒸气压越大

凸液面（r0)凸液面上方液体的饱和蒸气压大于平面上饱和蒸气压；

凹液面(r0)恒小于平面上的饱和蒸气压。

三、溶液的表面吸附与表面活剂

1、溶液表面吸附

表面活：表征溶质在溶液表面聚集程度和降低表面张力程度的质。即一种物质越易聚集在液体表面，降低σ程度越大，其表面活越强。

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