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第六章 相平衡 对于单组分或多组分相平衡系统(一定T，p 条 件下两相或多相物质平衡共存),系统中各种强 度性质（T，p 各相组成）之间存在函数关系 例：A ＋B （溶液）＝A ＋B （g） p ＝f （T，xB ） 将这些强度性质之间关系用图形方式表示－相图 本章主要介绍 单组分系统和二组分系统的各类相图 由相图可知：一定T，p 条件下，系统中平衡 共存的相态和相数及各相组成 相图是选择分离提纯产品方法和确定过程 操作条件的依据 二组分系统相图类型：气-液平衡相图 固-液平衡相图 §6-1 相律 Gibbs 1876年 由热力学原理导出描述 平衡系统中，相数、组分数、自由度之间关系 1.自由度数 F — 独立变量数 （数学含义） 一定的平衡系统，在不改变相的形态和数目 情况下，允许独立变化的系统强度性质数 目，称这一平衡系统的自由度数 例 1 ：A （l ）＝A （g ） （单组分两相平衡系统） p A * = f （T） T 、p 中只有一个独立变量 ∴F ＝ 1 例 2 ：A + B （l ）＝A + B （g ） （二组分两相平衡系统） p = f （T , x ） B T 、p 、组成中有两个独立变量 ∴F ＝2 2 组分数 C — 可独立变化数量的物种数 物种数 S — 系统中化学物质种类数 C = S －R - R’ R — 独立的化学反应数 R’ — 附加的浓度限制条件数 例：SO 、 SO 、 O 、系统 3 2 2 有化学平衡：2 SO2 ＋ O2 ＝ 2SO3 S = 3 ， R = 1 ∴ C = 2 如果开始时n （SO ）：n （O ）= 2 ：1 2 2 则 R ’= 1 ∴ C =1 3 相律数学表达式 F = C – P ＋2 （P – 表示相数） 式中2 — 指T，p 这两个强度性质 如果系统恒T或恒p ，则 F = C – P ＋1 说明: 1.相律只适合于热力学平衡系统； 2.S 种物质可以不存在于每一相中； 3.考虑除温度、压力外的其他因素 (外场)对平衡的影响 F = c – P + n 例1 ：密闭抽空容器中放入过量固体NH HS ， 4 有下列分解反应: NH HS(s)=NH (g)+H S(g)， 4 3 2 求此系统的R 、R’ 、C、P 、F 各为多少？ 解：R=1，R ’ 1, （p （NH ）= p （H S））