内容发布更新时间 : 2024/12/24 10:42:17星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
第六章 相平衡
6.1 指出下列平衡系统中的组分数C,相数P及自由度F。
(1) I2(s)与其蒸气成平衡;
(2) CaCO3(s)与其分解产物CaO(s)和CO2(g)成平衡;
(3) NH4HS(s)放入一抽空的容器中,并与其分解产物NH3(g)和H2S(g)成平衡; (4) 取任意量的NH3(g)和H2S(g)与NH4HS(s)成平衡。
(5) I2作为溶质在两不互溶液体H2O和CCl4中达到分配平衡(凝聚系统)。 解: (1)C = 1, P = 2, F = C – P + 2 = 1 – 2 + 2 = 1.
(2)C = 3 – 1 = 2, P = 3, F = C –P + 2 = 2 – 3 + 2 = 1.
(3)C = 3 – 1 – 1 = 1, P = 2, F = C – P + 2 = 1 – 2 + 2 = 1.
(4)C = 3 – 1 = 2, P = 2, F = C – P + 2 = 2 – 2 + 2 = 2.
(5)C = 3, P = 2, F = C – P + 1 = 3 – 2 + 1 = 2. 6.2 常见的Na2CO3(s)水合物有Na2CO3?H2O(s),Na2CO3?7H2O(s)和Na2CO3?10H2O(s). (1)101.325kPa下,与Na2CO3水溶液及冰平衡共存的水合物最多能有几种?
(2)20℃时,与水蒸气平衡的水合物最多可能有几种? 解:(1)C = S – R - R' = 2 – 0 – 0 =2
F = C – P + 1 =2 –P + 1= 3 – P ≥0, 即P-2≤1,那么能与Na2CO3水溶液及冰平衡共存的水合物最多只有一种。 (2)C = S – R - R' = 2 – 0 – 0 =2
F = C – P + 1 =2 –P + 1= 3 – P ≥0,即P-1≤2,那么与水蒸气平衡的水合物最多可能有两种。
6.4 单组分系统碳的想吐(示意图)如附图所示。 (1)分析图中各点、线、面的相平衡关系及自由度数; (2)25℃,101.325kPa下,碳以什么状态稳定存在?
(3)增加压力可以使石墨转换为金刚石。已知石墨的摩尔体积大于金刚石的摩尔体积,那么加压使石墨转换为金刚石的过程吸热还是放热? 解:(1)OA线——石墨和金刚石的平衡 F=1
OB线——石墨和液相碳的平衡 F=1 OC线——金刚石和液相碳的平衡 F=1 O点 ——石墨,金刚石和液相碳的三相平衡点 F=0 A点 ——石墨和金刚石的不可区分点 B点 ——石墨和液相碳的不可区分点 C点 ——金刚石和液相碳的不可区分点
(2)从相图上可直接读得,碳在25℃,101.325kPa时稳定存在的形式是石墨;
Hdp??(3)由克拉佩龙方程:???m
dTT??Vm??Hdp若增加压力:?0,即 ??m?0,又有 T???Vm?0,那么可以得到
dTT??Vm???Hm?0,那么加压使石墨转换为金刚石的过程是放热过程。
6.5 已知甲苯、苯在90 ?C下纯液体的饱和蒸气压分别为54.22 kPa和136.12 kPa。两者可形成理想液态混合物。取200.0 g甲苯和200.0 g苯置于带活塞的导热容器中,始态为一定压力下90 ?C的液态混合物。在恒温90 ?C下逐渐降低压力,问
(1) 压力降到多少时,开始产生气相,此气相的组成如何? (2) 压力降到多少时,液相开始消失,最后一滴液相的组成如何? (3) 压力为92.00 kPa时,系统内气-液两相平衡,两相的组成如何?两相的物质的量各位多少? 解:原始溶液的组成为
(1)刚开始出现气相时,可认为液相的组成不变,因此