文档介绍：第五章    相平衡
 
一、学衡是热力学在化学领域中的重要应用,也是化学热力学的主要研究对象,学习本章,应了解以下重要内容:
1、相,组分数和自由度的意义,相律的公式及其在相图中的应用;
2、了解杠杆规则及其应用;
3、了解相图和读懂相图;
4、单组分系统水的相图;
5、克拉贝龙方程,克劳修斯——克拉佩龙方程;
6、双液系以完全互溶的双液系为重点,了解其P—X图和T—X图,蒸馏原理、精馏的基本原理;
7、在二组分液一固体系中,以简单低共熔的相图为重点,了解相图的绘制及其应用;
8、对三组分体系,了解水盐体系相图的应用。
二、主要公式(条件自己加上):
F=C-P+2
=
=
lnP=-·+C
lgP=+C
ln=(-)
≈88J·K-1·mol-1
三、思考题、判断正否、说明原因:
1、在一个给定的系统中,物种数可以因分析问题的角度不同而不同,但独立组分数是一个确定的数;
2、单组分系统的物种数一定等于1;
3、自由度就是可以独立变化的变量;
4、相图中的点都是代表系统状态的点;
5、用市售的60°烈性白酒经反复蒸馏能得到100%的纯乙醇;
6、纯水在三相点时,自由度为零;在冰点时,自由度也为零;
7、恒沸物的组成不变;
8、杠杆规则只适用于T—X图的两相平衡;
9、在简单低共熔物的相图中,三相线上的任何一系统点的液相组成都相同;
10、对于二元恒沸点互溶液系,通过精馏方法总可以得到两个纯组分。
四、填空题:
1、在25℃时,A、B、C三种物质(不发生化学变化)所形成的溶液与固相A和B、C组成的气相呈平衡,则系统的自由度F= ;
2、在石灰窑中,分解反应CaCO3(S)=CaO(S)+CO2(g)已达平衡,则该系统的组分数C= ,相数P= ,自由度F= ;
3、在一抽空的容器中放入过量的NH4HCO3(S),加热时发生下达反应并达平衡;NH4HCO3(S)=NH3(g)+CO2(g)+H2O(g),则该系统的组分数C= ,自由度F= 。
4、上题中若只有少许NH4HCO3(S)且已分解完全,则该系统的C= ,F= ;
5、碳酸钠与水可组分下列三种化合物:Na2CO3·H2O,Na2CO3·7H2O,Na2CO3·10H2O ,,与碳酸钠水溶液、水共存的含水盐最多有
;
6、在0℃到100℃的范围内液态的水的蒸气压与温度的关系可近似地表示为lg(P/KPa)=-2265/T/K+, ,那么此地区水的沸点为℃;
7、UF6(S)的蒸气压与温度的关系式为:
lnL(P/Pa)=-,则其平均升华热为 KJ·mol-1。
8、碳的相图如图6—9所示,请回答:
⑴O点有哪几相组成?自由度是;
⑵曲线OA、OB、OC分别代表什么;
⑶常温下石墨和金刚石何者稳定;
⑷如图所示,在2000K时将石墨变为金刚石需要多大压力;
⑸已知石墨转变为金刚石是一放热过程,试由图说明此过程中碳的密度是增加还是减少;
9、如图所示的凝聚相图,图中a、b、c、d四个点所代表的系统冷却降温,在实际操作中能得到纯C是点。
10、如图所示的相图中,A和B形成化合物D,则在I区中存在的