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1、第五章相平衡题解,( )1将克拉贝龙方程用于H2O 的液 固两相平衡，因为 Vm( H2O,s ) Vm( H2O,l )，所以随着压力的增大，则H2O( l )的凝固点将： (A)上升； (B)下降； (C)不变； (D)不能确定。,一、选择题：,B,( )2将固体NH4HCO3(s) 放入真空容器中，等温在400 K，NH4HCO3 按下式分解并达到平衡： NH4HCO3(s)=NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)系统的组分数C和自由度数为： (A)C=2， =1； (B)C=2，=2； (C)C=1， 0； (D)C=3， =2。,C,( )3Na2CO3可以形成三种水合盐Na2CO
2、3H2O、Na2CO37H2O、 Na2CO310H2O，常压下当将Na2CO3(s)投入水溶液中，待达到三相平衡时，一相是Na2CO3水溶液，一相是Na2CO3(s)，则另一相是： (A)冰； (B) Na2CO310H2O(s) ； (C)Na2CO37H2O (s) ； (D) Na2CO3H2O (s),( )4已知A和B 可构成固溶体，在组分A 中，若加入组分B 可使固溶体的熔点提高，则组分B 在此固溶体中的含量必_ _组分B 在液相中的含量。 (A)大于；(B)小于 (C)等于； (D)不能确定。,D,A,( )5. 对恒沸混合物的描写，下列各种叙述中哪一种是不正确的？ (A) 与
3、化合物一样，具有确定的组成； (B) 恒沸混合物的组成随压力的改变而改变； (C) 平衡时，气相和液相的组成相同； (D) 其沸点随外压的改变而改变。,A,1. 指出下列平衡系统中的相数，组分数和自由度数： （1）NH4HS(s)，H2S(g)和NH3(g)构成的系统； （2）固体NH4HS（s）处于真空容器中分解达到平衡； （3）CO2（g）与其水溶液呈平衡； （4）NaCl(s)、NaCl(aq)、H2O(l)、HCl (aq)平衡共存； （5）固态砷、液态砷和气态砷；,二、计算题：,解：,题号 相数 独立组分数 自由度,1 2 2 2,2 2 1 1,3 2 2 2,4 2 3 3,5
4、3 1 0,2. Ag2O分解的计量方程为:Ag2O(s)=2Ag(s)+(1/2)O2(g)，当Ag2O进行分解时,体系的组分数、自由度和可能平衡共存的最多相数各为多少?,解：,C=2； f=2-+2=2-3+2=1; 当f=0时， =4；,3. 液态水和六种过量的固体NaCl、Na2SO4、NaNO3、KNO3、KCl、K2SO4振荡达平衡，求独立组分数和自由度数。,解：,S=7；R=0； =7; C=7; f=7-7+2=2.,4. 在平均海拔为4500m的青藏高原上，大气压只有57.328kPa，水的沸点为何？已知 。,解：,解之得：T=357.61K,5. 液态As的蒸汽压与温度的关
5、系为： ，固态As的蒸汽压与温度的关系为： ；试求As的三相点的温度和压力。,解：,在三相点，平衡三相的压力相等。有：,解之得：T=1092.39K。代入任一等式得：,解之得：p=371.28MPa,6. 滑冰鞋下面冰刀与冰接触面长为7.62102m，宽为2.45105m。设人的体重为60kg，在此压力下冰的熔点是多少？已知，(H2O,s)=920kgm3，(H2O,l)=1000kgm3。,解：,施加于冰上的压力为：,7. 25时水的饱和蒸气压为3167.7Pa，求至100范围内水的平均摩尔汽化焓，视水蒸气为理想气体。,解：,解之得：,8.已知固态苯的蒸汽压在273.15K时为3.27kPa
6、，293.15K时为12.303kPa，液态苯的蒸汽压在 293.15K时为10.02kPa，液态苯的蒸发焓为34.17kJmol-1,求： （1）303K时液态苯的蒸汽压 （2）苯的摩尔升华焓 （3）苯的摩尔熔化焓,解：,（1）,p2=15.81kPa,(2),(3),9.SiO2-Al2O3系统在高温区间的相图如图所示。在高温下，SiO2有白硅石和磷石英两种变体，AB是这两种变体的转晶线，AB之上为白硅石，之下为磷石英；生成的不稳定化合物是多铝红柱石，其组成为2Al2O33SiO2（图中O点）。 （1）指出各相区相态； （2）图中三条水平线分别代表哪些相平衡共存； （3）画出从x、y、z点
7、冷却的步冷曲线；,（4）现需一种以刚玉为骨架，外表包裹一定厚度多铝红柱石的催化剂载体，怎样用刚玉和石英制取这种载体？,解：,7:熔体（单相）(2) 1：熔体+白硅石（双相）(1) 2：白硅石+多铝红柱石(1) 3：鳞石英+多铝红柱石(1) 4：熔体+多铝红柱石(1) 5：熔体+ Al2O3 (1) 6：多铝红柱石+ Al2O3 (1),CJD线：白硅石+熔体+多铝红柱石三相平衡线 AB：鳞石英+白硅石+多铝红柱石三相平衡线 EIF线：熔体+多铝红柱石+刚玉三相平衡线,z,y,z,系统点位于E，I之间，冷却至接近CD线。,10. NaCl-H2O所成的二组分系统，在-20时有一个低共熔点，此时冰
8、、NaCl2H2O（s）和浓度为22.3（质量百分数）的NaCl水溶液平衡共存。在-9时不稳定化合物 (NaCl2H2O)分解，生成无水NaCl和 27的NaCl水溶液。已知无水NaCl在水中的溶解度受温度影响不大（当温度升高时，溶解度略有增加）。 （1）试绘出相图，并指出各部分存在的相平衡。 （2）若有1kg28的NaCl溶液，由160冷到-10，问此过程中最多能析出多少纯NaCl？,解：,11. 镁（熔点651）和锌（熔点419）所组成的双组分固液系统形成两个低共熔物。其一温度为368，含Mg质量百分数为3.2；另一温度为347，含Mg质量百分数为49。系统的熔点曲线在590有一极大，该点混合物组成含Mg质量百分数15.7。 （1）画出凝聚相系统的温度组成图（示意图），标明各区平衡时共存的相态； （2）根据相图作出含Mg30、49、80的液体混合物的步冷曲线并用相律分析。,解：,s,p,m,s,p,m,f=0,f=1,f=2,f=1,12锑-镉系统能生成稳定化合物Cd3Sb2，其步冷曲线实验数据如下：,试作出该系统的相图，并标出各相区的相态和自由度数。,解：,f=2,f=1,f=1,f=1,f=1,f=1,f=1,
