余高奇博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/yugaoqi666 经典热力学也称平衡态热力学,研究系统由一个热力学平衡态变化至另一个热力学平衡态的准静态过程的自发性; 它是真实热力学过程发生的必要条件。

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凝聚相物质热力学标准态的特殊规定

已有 753 次阅读 2025-4-1 11:51 |系统分类:教学心得

       本文拟结合化学反应(或相变)相关物质化学势计算公式,介绍凝聚相物质的热力学标准态的特殊规定,

供参考

  1.   化学反应(或相变)中相关物质化学势计算公式 

    对于恒温、恒压及环境不提供有效功条件下,进行的某化学反应(或相变):

    aA(s)+bB(l)→cC(aq)+dD(g)             (1)

    式(1)中“A、B、C及D”分别代表固态凝聚相物质A、液态凝聚相物质B、水合离子C及理想气体D;

“a、b、c及d”分别代表相关物质的计量系数,均取正值.

       则相关物质化学势的计算公式[1]分别参见如下式(2)、(3)、(4)及(5)所示:

       image.png                    (2)

        image.png                     (3)

       image.png               (4)

       image.png                   (5)

2. 相关物质的热力学标准态

    结合式(2)可得固态凝聚相物质A的标准态必须满足:

    ①n(A,s)=nθ(A,s)=1mol.

    结合式(3)可得液态凝聚相物质B的标准态必须具备:

    ②n(B,l)=nθ(B,l)=1mol.

    结合式(4)可得水合离子C的标准态必须满足:

    ③c(C,aq)=cθ(C,aq)=1mol·dm-3.

    结合式(5)可得理想气体D的标准态必须满足:

    ④p(D,g)=pθ(D,g)=100kPa.

    把条件①、②、③及④分别代入式(2)、(3)、(4)及(5)依次可得:

    image.png           (6)

     image.png            (7)

     image.png      (8)

      image.png         (9)

       式(6)、(7)、(8)及(9)显示:固态凝聚相物质A、液态凝聚相物质B、水合离子C及理想气体D的

热力学标准态条件设置正确.

       另需指出范特霍夫平衡箱是热力学理想反应器,化学反应相关物质是从不同加料口或取料口投入或取

出,因此标准态对系统总压不做要求.

   3. 结论

       ⑴凝聚相物质的标准态必须满足凝聚相物质的物质的量为1mol;

       ⑵范特霍夫平衡箱是热力学理想反应器,标准态对系统总压不做要求.

参考文献

[1]余高奇.标准化学势及化学势的计算公式及实例.科学网博客,2025,3.



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