第五章 相平衡小结

《第五章 相平衡小结》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、第五章相平衡相律f=C-φ+2对渗透平衡f=C-φ+3浓度限制条件必须在同一相中应用，例：开始时仅有NH4Cl(s)NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)R’=1开始时已有NH3(g)或HCl(g)NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)R’=0CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)R’=0在同时平衡体系中独立组分数确定的简便方法：独立组分数C=N元素的数目应用条件：（1）体系达同时平衡（2）体系中无浓度限制条件（即R’=0）(3)构成化合物的元素至少有一种以单质形式存在于体系中在习题中，以上三条件一般均满足例如：某体系平衡时存在C(s)、H2O(g)、CO(g)、CO2

2、(g)、H2(g)五种物质，求该体系的独立组分数C：解：H2O(g)中的H元素以单质H2(g)存在于平衡体系中，以上三条件均满足体系中元素为：C，H，O3种所以独立组分数C=3此题按常规解，则需先写出体系中独立的化学反应：CO2(g)＋H2(g)------H2O(g)＋CO(g)CO2(g)＋C(s)------2CO(g)C＝S－R－R'＝5－2－0＝3单组分系统的相平衡一．克拉贝龙(Clapeyron)方程(克拉贝龙方程)适用于纯物质的两相平衡。克劳修斯-克拉贝龙方程适用于纯物质的液-气、固-气两相平衡克-克程微分式:不定积分式：定积分式：对液-气平衡，；对固-气平衡，。二水的相图

3、二组分体系相图I双液系一完全互溶双液系非理想的二组分液态混合物1正(或负)偏差都不是很大的系统（p的值在和之间）易挥发组分在气相中的浓度大于其在液相中的浓度2正偏差很大在p—x图上可产生最高点的系统（pmax的值大于和）若原先溶液的浓度介于xB---1之间分馏可以得到纯B和恒沸混合物。若原先溶液的浓度介于0---xB之间分馏可以得到纯A和恒沸混合物。不可能通过一次分馏同时得到纯A和纯B。3负偏差很大在p—x图上可产生最低点的系统（pmin的值小于和）不可能通过一次分馏同时得到纯A和纯B。二部分互溶双液系三不互溶双液系-水蒸气蒸馏（见教科书）四杠杆规则--适用于一切两相区即DE为杠杆，C为

4、支点，将物质的量改为质量分数，杠杆规则仍适用。II液-固系统相图重点在液固体系恒压相图：1.固态不互溶简单低共熔相图生成稳定化合物（具确定熔点，液、固相均稳定存在）生成不稳定化合物（不具确定熔点，仅存在于固相。在转熔温度时分解）稳定化合物具相合熔点，不稳定化合物具不相合熔点2固态完全部分互溶。液态完全互溶（参见教科书）3．固态部分互溶。液态完全互溶复杂相图二元相图中：垂直线均为单组分C=1，水平线均为三相线，曲线为两相平衡线例题将固体NH4HCO3(s)放入真空容器中，恒温到400K，NH4HCO3按下式分解并达到平衡:NH4HCO3(s)=NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)体系的

5、组分数C和自由度数f为(A)C=2，f=1(B)C=2，f=2(C)C=1，f*=0(D)C=3，f=2[答](C)S=4C=S-R-R'=4-1-2=1f*=C+1-φ=1+1-2=0例题298K时，蔗糖水溶液与纯水达渗透平衡时，整个体系的组分数、相数、自由度数为(A)C=2，φ=2，f*=1(B)C=2，φ=2，f*=2 (C)C=2，φ=1，f*=2(D)C=2，φ=1，f*=3[答](B)C=2(蔗糖，水)φ=2(蔗糖溶液，纯水)f=C–φ+3=2–2+3=3,f*=2在渗透平衡的体系中，有二个平衡压力，P(纯水)和P(糖水)所以相律应写成f+φ=C+3例题某一水溶液中有n种溶质

6、，其摩尔分数分别是X1,X2,...,Xв,若使用只允许水出入的半透膜将此溶液与纯水分开,当达到渗透平衡时水面上的外压为Pо,溶液面上外压为PS，则该体系的自由度数为(A)f=n(B)f=n+1(C)f=n+2(D)f=n+3[答](C)∵S=n+1,R=0,R'=0∴C=n+1又φ=2f=C+3-φ=n+1+3-2=n+2例题：在101325Pa的压力下，I2在液态水和CCl4中达到分配平衡(无固态碘存在)，则该体系的自由度数为(A)f*=1(B)f*=2(C)f*=0(D)f*=3[答](B)C=S-R-R'=3-0-0=3f*=C-φ+1=3-2+1=2例题某一固体在25℃和压力下

7、升华，这意味着(A)固体比液体密度大些(B)三相点的压力大于101325Pa(C)三相点的压力小于298K(D)三相点的压力小于101325Pa(B)例题.单组分体系的固液平衡线的斜率dp/dT的值(A)大于零(B)等于零(C)小于零(D)不确定(D)对水→冰DV>0；对一般体系DV<0。由克拉贝龙方程知，斜率不确定。例题A，B两液体混合物在T-x图上出现最高点，则该混合物对拉乌尔定律产生(A)正偏差(B)负偏差(C)没偏差(D)无