第五章-相平衡ppt课件.ppt

《第五章-相平衡ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、§5.1引言§5.2多相系统平衡的一般条件§5.3相律§5.4单组分系统的相平衡§5.5二组分系统的相图及其应用§5.6三组分系统的相图及其应用第五章相平衡§5.1引言相图：研究多相系统的状态如何随温度、压力和组成等强度性质的变化而变化，并用图形来表示，这种图形称为相图。相平衡是热力学在化学领域中的重要应用之一。多相体系相平衡的研究有着重要的实际意义。研究金属冶炼过程、各种天然或人工合成的熔盐体系、天然的盐类及一些工业合成新产品，用适当的方法如溶解、蒸馏、结晶、萃取、凝结等从各种天然资源中分离出所需要的成分，在这些过程中都需要有关相平衡的

2、知识。(1)热平衡§5.2多相系统平衡的一般条件任何热力学平衡系统，包含下列四个平衡：(2)力平衡(3)相平衡(4)化学平衡§5.3相律1、相与相数相：化学组成、物理性质和化学性质完全均匀（分子水平的混合）的部分相数：系统或体系具有的相的总数相无论多少种气体组成的混合物均为一相根据互溶程度而定有几种固体就是几相(无论机械混合的多么均匀）例外：固体溶液为一相，同种固体的不同晶型为不同相完全互溶液体为一相不互溶或部分互溶为不同相H2O(l)糖水糖水糖相可以是连续的也可以是不连续的判断下列系统的相数物种数S：体系中所有物种的数目（化学构成完

3、全相同的物质称为同一物种）②独立组分数C:用来确定平衡体系中各相组成所需要的最少数目的物种数2、物种数与独立组分数S与C的关系C=S–R–R´R—独立的化学反应(平衡)数R´—独立的浓度限制条件数3H2+N2=2NH3R=1R´=0C=S–R–R´=2H2:N2=3:1R=1R´=1C=S–R–R´=1R=0R´=0C=S–R–R´C=S=3N2H2NH3g讨论体系的独立组分数S=3C=S–R–R´无化学平衡存在化学平衡存在浓度限制条件O2N2CO2gS=3什么是化学平衡1、化学反应属于化学平衡2、弱电解质在水溶液中的电离平衡属于化学平衡

4、3、强电解质在饱和溶液中存在化学平衡注意：CO+H2O=CO2+H2①H2+1/2O2=H2O②CO+1/2O2=CO2③由于①+②=③∴R=2S=5R´=0C=3（1）独立的化学平衡数RCOH2OCO2H2O2①什么样的条件是浓度限制条件必须是在同一相中，存在按反应物或生成物之间的计量系数比进行的化学反应，或指定比例的非化学反应。(2)独立浓度限制条件数R´H2O:C=1:1O2:N2=2:1，N2:CO2=1:1N2H2NH3gO2N2CO2g3H2+N2=2NH3当H2:N2=3:1投料或开始只有NH3不存在化学反应:存在化学反应

5、：当N2:H2=1:1投料NH3:H2=2:3②独立浓度限制条件O2N2CO2g体系中：O2:N2=1:1O2:CO2=1:2N2:CO2=1:2不存在化学反应：R´=2有离子存在的系统，电中性也是浓度限制条件的一种注意：电中性和离子浓度比恒定两个浓度限制条件不能重复组分数的计算说明：物种数可以人为确定，但组分数对于一个平衡系统是确定的3、自由度f在不破坏相平衡的条件下（不产生新相，不消失旧相），能独立变动的强度性质的数目称为体系的自由度。解：①最初只有等量的NH3和HCl存在R=1S=3R´=1C=3-1-1=1②以任意量的NH3，H

6、Cl和NH4Cl开始S=3R=1R´=0C=3-1-0=2f=C-+2=1-2+2=1=2讨论下列相平衡系统相律NH3(g)+HCl(g)＝NH4Cl(s)①最初只有等量的NH3和HCl存在②以任意量的NH3，HCl和NH4Cl开始例=2f=C-+2=2-2+2=2Na2CO3有三种含水盐：Na2CO3H2O,Na2CO37H2O,Na2CO310H2O(1)在大气压力下,与Na2CO3水溶液和冰平衡共存的水合盐最多几种?(2)在298K时，可与水气平衡共存的水合盐最多有几种？S=5Na2CO3+xH2O=Na2CO3.xH

7、2OR=3C=2C=2(Na2CO3和H2O)例解：(1)p下,与Na2CO3(aq)和冰平衡共存的含水盐最多几种?指定p,f=C–Φ+1f=3–Φf=0,Φ=3Φ最多为3，与Na2CO3(aq)和冰(s)与共存的盐只有一种。(2)298K时，可与水气平衡共存的水合盐最多有几种？指定温度,f=C–Φ+1f=3–Φ,f=0,Φ=3Φ最多为3，与水蒸气共存的水合盐最多有2种一个相平衡系统，相数最少（Φ=1）时，自由度最大；自由度最小（f=0）时，相数最多4、相律就是在相平衡体系中，联系系统内相数()、独立组分数(C)、自由度(

8、f)及影响物质性质的外界因素（如T、p、重力场、磁场、表面能等）之间的规律。相律是多相平衡系统热力学的基础。在只考虑T，p影响时，平衡体系中、C、f之间的关系可以表示为下列形式：5、相律的推