第06章节相平衡.pdfVIP

第六章 相平衡习题与参考答案 1 在推导相律时，C 个组分是否在每一相中都必须存在？ 答：在推导相律时，随然假设 C 个组分在每一相中都存在，但实际某一相 中的组分数即使小于 C ，限制条件同样随之减少，相律不受影响。 2 指出下列各系统的独立组分数和自由度数： （1 ） NH 4 Cl ( s) 部分分解为 NH 3 ( g) 和 H Cl ( g) ，并达到分解平衡; （2 ） Ca CO 3 ( s) 达到分解平衡； （3 ） C ( s) 和 CO ( g) CO2 ( g) O2 ( g) 在 700 ℃时达到平衡。 [( 1) 2 ，2 。(2) 2 ，1 。( 3) 2 ，1 。] 3 、试用相相律分析，用碳还原金属氧化物 M eO 的反应体系中能否用控制 温度来控制 Me 的蒸气 ？ 解：系统中反应： C ( s) + M eO ( s) = CO ( g) + M e( g) 2 CO ( g) = CO2 ( g) + C ( s) 压力平衡： p Me g p COg 2p CO2 g 系统中 C= 5 -2 - 1= 2 P= 3 F= C -P+ 2 = 3 - 3 -2 = 1 由于自由度为 1 ，平衡时 T p 及各物质浓度等条件中只有一个是独立 变化的，所以指定温度时，压力随之而改变，可以用控制温度来控制 Me 的蒸汽 。 4 如何用相律说明两组分气液平衡相图中恒沸点混合物是混合物而不是化 合物。 答：二组分气液平衡相图系统恒沸混合物特点是，气相与其平衡的液 ‘ 相组成如何相同，R =1 。 由相律可知： F= C+ P+ 2 = (2 - 0 -2 )- 2 + 2 = 1 压力确定时，该平衡系统中温度、气 液相组成也恒定，若压力改变 时，平衡系统中温度 气 液相组成也相应改变。所以恒沸点组成随压力 改变而改变。因此，恒沸混合物是混合物而不是化合物。 5 、在 100 kPa 下，A B 二组分系统的沸点- 组成图 如右图： ( 1) 图中 E 点对应的温度 TE 称为什麽温度，此 点对应的气相和液相的组成有何关系？ (2 ) 曲线 1 和曲线4 各称为什麽线？ ( 3) 总组成在 0 ～x B , E 范围内，B 组分在气相中的含量与在平衡液相中的 含量有和何关系？ 答：( 1) 图中 E 点对应的温度 TE 称最低恒沸点，此 点对应的气相和液相的组成相等。 ( 1) 曲线 1 和曲线4 各称气相线和液相线。 (2 ) 总组成在 0 ～x B , E 范围内，B 组分在气相中的含量大于平衡液相中的 含量。 6 某 A B 二组分系统在压力 p 下的气- 液平衡相图 T 如右图。讨论组成为 a b c d 各点的物系加热 时状态的变化。 答：a 点处于 A B 部分互溶的两液相层 l 1 l2 ，当加热到最低 共沸点时 TE 时出现三相平衡即 l 1 l2 和气相 g ，继续加热 a b c d 进入气液两相区，最后进入一相气相区。 A xB b 点处于 A B 部分互溶的两液相层 l 1 l2 ，当加热到最低 共沸点时 TE 时出现三相平衡