(物理化学课件)04章_相平衡1.ppt

* 形成稳定化合物的相图 * 形成稳定水合物的相图 与 能形成三种稳定的水合物，即 , , ,它们都有自己的熔点。 纯硫酸的熔点在283 K左右，而与一水化合物的低共熔点在235 K，所以在冬天用管道运送硫酸时应适当稀释，防止硫酸冻结。 这张相图可以看作由4张简单的二元低共熔相图合并而成。如需得到某一种水合物，溶液浓度必须控制在某一范围之内。 * 形成稳定水合物的相图 b点，纯硫酸的熔点在283 K左右； E4点，一水化合物的低共熔点在235 K。 * 4.7 辅导答疑 4.1 4.1 相点与物系点有什么区别? 答：相点是相图中表示某平衡相组成的点。从相点位置可看出该相的状态、组成、温度、压力等。相点位置可随压力、温度的改变而改变。在单组分体系的相图上，所有点全部是相点。 物系点是在多组分体系的相图上表示总组成的点,在单相区,物系点可与相点重合,而在两相区内只有物系点。该物系所对应的两个相组成由两个相点表示。在T-x图上,物系点可沿着与温度坐标平行的直线上、下移动；在水盐体系图上,随着水的多少物系点可沿着与组成坐标平行的直线左右移动。 * 辅导答疑 4.2 4.2 单组分体系的三相点与低共熔点有何异同点? 答：共同点：都是三相共存。 不同点：单组分体系的三相点是气-液-固三相共存，这时的自由度为零，它的压力、温度由体系自身性质决定，不受外界因素影响。而二组分体系的低共熔点如T-x图上的E点，是固体A、固体B和组成为E的液体三相共存。这时的自由度为1，在等压下的条件自由度为零。E点的组成由A和B的性质决定，但E点的温度受压力影响，外压改变，E点的温度和组成也会随之而改变。 * 辅导答疑 4.3 4.3 低共熔物能不能看作是化合物？ 答：不能。低共熔物不是化合物，它没有确定的熔点，压力改变，低共熔物的熔化温度和组成都会改变。虽然低共熔物在金相显微镜下看起来非常均匀，但它仍是两个固相的混合物，由两相组成。 * 辅导答疑 4.4 4.4 水的三相点与冰点是否相同? 答：不相同。纯水的三相点是气-液-固三相共存,其温度和压力由水本身性质决定，这时的压力为610.62 Pa，温度为273.16 K 。热力学温标1 K就是取水的三相点温度的1/273.16 K 。 水的冰点是在大气压力下，水的三相共存点的温度。由于冰点受外界压力影响，在105Pa压力下，冰点下降0.00747K,由于水中溶解了空气，冰点又下降0.0024K,所以在大气压力为105 Pa时，水的冰点为273.15 K 。 * 辅导答疑 4.5 4.5 沸点和恒沸点有何不同? 答：沸点是对纯液体而言的。在大气压力下，纯物的液-气两相达到平衡，气相压力等于大气压力时的温度称为沸点。 恒沸点是对完全互溶的二组分体系而言的。定压下，二组分体系的气相和液相组成完全相同时的温度，称为该溶液的恒沸点。用简单蒸馏的方法不能把二组分完全分开。在恒沸点时自由度为1。外压改变，恒沸点也改变。当压力固定时，条件自由度为零，恒沸温度有定值。 * 辅导答疑 4.6 4.6 恒沸混合物是不是化合物? 答：不是。它是完全互溶的两个组分的混合物。在外压固定时，它有一定的沸点，这时气相组成和液相组成完全相同。但是，当外压改变时，恒沸混合物的沸点和组成也随之而改变。 * 辅导答疑 4.7 4.7 在汞面上加了一层水能减少汞的蒸气压吗? 答：不能。因为水和汞是不互溶的液体，两者共存时，各组分的蒸气压与单独存在时一样。汞的蒸气压并没有因为水层的覆盖而下降，液面上的总压力等于水和汞的蒸气压之和。如果要蒸馏汞的话，加了水可以使混合物的沸点降低，这就是蒸气蒸馏的原理。 * 辅导答疑 4.8 4.8 硫氢化铵的分解反应：(1)在真空容器中分解,(2)在充有一定氨气的容器中分解,两种情况的独立组分数是否一样? 答：两种独立组分数不一样。 在(1)中，C =1。因为物种数S 为3，但有一个平衡限制条件和1个浓度限制条件； 在(2)中， C =2，浓度限制条件被破坏，所以独立组分数为 2。 * 辅导答疑 4.9 4.9 纯的碳酸钙固体在真空容器中分解，这时独立组分数为多少? 答：独立组分数为2。因为物种数为3，有一个平衡限制条件，但没有浓度限制条件。因为氧化钙与二氧化碳不处在同一个相，没有摩尔分数累加和等于1的限制条件，所以独立组分数为 2。 * 辅导答疑 4.10 4.10 制水煤气时有三个平衡反应，求独立组分数C ？ (1) H2O(g)+ C(s)= H2(g)+ CO(g) (2) CO2(g)+ H2(g)= H2O(g)+