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1、第六章相平衡习题课基本知识复习课堂练习讨论读图练习一、基本知识复习1、相律F=C–P+2C=S–R–R’A.两组分固态完全不互溶2、二组分系统基本相图低共熔点稳定化合物不稳定化合物有共轭溶液l+BA+lA+ABB+ABl+ABA+AB2B+AB2A(s)+B(s)l1+B(s)l1+l2l+AB2A(s)+B(s)l2+B(s)有低共熔点有一转熔温度最高会溶点B.两组分固态或液态能部分互溶(s)+(s)l+(s)l+(s)(s)+(s)(s)+(s)l+(s)l+(s)llll1+l2C.两组分固态或液态均能完全互溶第一类溶液最低恒沸(熔)点最高恒沸(熔)点1)单相
2、区:A、B两组分能形成溶液或固溶体的部分.相区内的一点既代表系统的组成和温度;又代表该相的组成和温度.2)两相区:处于两个单相区或单相线之间的区域.相区内的一点只代表系统的组成和温度;结线两端点代表各相的组成和温度.两相区内杠杆规则适用.3、二组分系统相图的基本特征4)凡是垂直线都可看成单组分或纯物质.如果是稳定化合物:垂线顶端与曲线相交,为极大点;若是不稳定化合物:垂线顶端与水平线相交,为“T”形.3)凡是曲线都是两相平衡线.线上的一点为相点,表示一个平衡相的状态;5)凡是水平线基本上都是“三相线”.三相线上F=0.冷却时,当物系点通过(两相平衡)曲线时,步冷曲线上出现一转折;当物系点通过三
3、相线时,步冷曲线上出现平台;(三相线的两端点除外).例1填空或选择填空(1)固体Fe,FeO,Fe3O4与气体CO,CO2达到平衡时,其组分数C=_____;相数P=_______;自由度数F=______.341二、课堂练习讨论1、求出下列系统的组分数、相数及自由度数该系统存在下列独立的化学反应平衡:Fe(s)+Fe3O4(s)=4FeO(s)Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g)其组分数C=S–R-R’=5-2=3相数P=4自由度数F=C-P+2=1(2)下列化学反应(900-1200K)同时达平衡时:CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)CO2(g)+H2(g)
4、=CO(g)+H2O(g)CO(g)+H2O(g)+CaO(s)=CaCO3(s)+H2(g)其独立组分数C=_______;相数P=_______;自由度数F=________.433(3)AlCl3溶液完全水解后,此系统的独立组分数C=_______;自由度数F=_____.33分析:AlCl3溶液水解得到Al(OH)3沉淀,R=1:AlCl3(aq.)+3H2O(l)=Al(OH)3(s)+3HCl(l)此系统的独立组分数C=S-R-R’=4-1=3;自由度数F=C-P+2=3-2+2=3.分析:S=5,R=2,R’=1(pNH3=pHI+pHCl)此系统的组分数C=S-R-R’=2;相
5、数P=3自由度数F=C-P+2=1(4)真空容器中放入过量的NH4I(s)及NH4Cl(s),发生反应并达到平衡:NH4I(s)NH3(g)+HI(g)NH4Cl(s)NH3(g)+HCl(g)分析:S=4,R=1,R’=2(pNH3=pH2O；pH2O=pCO2)此系统的组分数C=S-R-R’=1;相数P=2自由度数F=1(5)过量NH4HCO3(s)放入抽空容器中,其分解产物NH3(g)、H2O(g)和CO2(g)达成平衡:分析:渗透平衡时原形式的相律F=C-P+2已不再适用.因为相律推导中假设各相压力相等,上式中“2”即为T和P.而在渗透平衡时,两相上方压力不等,所以将原相律用于渗透平衡
6、时应改写为:F=C-P+3(渗透平衡)该系统的组分数C=S-R-R’=3-0-0=3;相数P=2自由度数F=4(6)含有KNO3和NaCl的水溶液与纯水达渗透平衡.H2O(l)KNO3NaClH2O(aq.)T,P1T,P2总变量数=5(T、P1、P2、xKNO3、xNaCl);平衡条件数1个:H2O,aq.=H2O自由度数F=5-1=42、完全互溶双液系统xB=0.6处,平衡蒸气压有最高值.那么组成xB=0.4的溶液在气液平衡时,xB(g)、xB(l)、xB(总)大小顺序为:________________________;将该溶液完全分馏,塔顶将得到:_________________
7、________.xB(l)
