物理化学——05章_相平衡-1.pptVIP

相 平 衡 相平衡与化学平衡的差别 化学平衡： 例如： 高温，高压 条件下：3N2 + 3H2 2NH3 ，某温度和压强下，N2和H2反应生成NH3的速度等于NH3分解生成N2和H2的速度。 例2. 任意组成的二组分盐水溶液与水蒸气两相平衡系统，变量：温度、压力和溶液组成 p = f (T,x), T = f (p,x) , 故这个系统的 F =2。 5.1 多相体系平衡的一般条件 多相体系平衡的一般条件 5.2 相 律 1. Rˊ是除在相律推导过程中已考虑过的浓度限值 条件以外的其他浓度限值条件，与相平衡系统中各 组分的浓度（或组成）有关； ②在一个抽空容器中放有过量的NH4I(s)，同时存在下列平衡： 4.由相同物质组成的系统，不同情况下，独立浓度限 值条件数可能不同。 例1 ：N2，H2和NH3的系统 ①推导相律时，假设在每一相中 S 种物质均存在，但是不论实际情况是否符合此假设，都不影响相律的形式； ②没有气相存在，只有液相和固相形成的凝聚系统来说，由于压力对相平衡的影响很小，且通常在大气压力下研究，即不考虑压力对相平衡的影响，故常压下凝聚系统相律的形式为F=C-P-1。 5.3 杠杆规则 某温度和压力下，A、B二组分系统成α、β两相平衡 思考题 5.4 单组分体系的相图 水的相图 水的相图 相图的说明 两相平衡线的斜率 相图（phase diagram） 表达多相体系的状态如何随温度、压力、组成等强度性质变化而变化的图形。 相点 表示某个相状态（如相态、组成、温度等） 的点称为相点。 系统点 相图中表示体系总状态的点称为系统点。 在单相区，系统点与相点重合；在两相区中，只有系统点，它对应的两个相的组成由对应的相点表示。 相点 表示某个相状态（如相态、组成、温度等） 的点称为相点。 系统点 相图中表示体系总状态的点称为系统点。 当 单相 双变量体系 两相平衡 单变量体系 三相共存 无变量体系 单组分体系的自由度最多为2，双变量体系的相图可用平面图表示。 单组分体系的相数与自由度 单组分体系的相图 P + F = 3 三条两相平衡线 ，压力与温度只能改变一个，指定了压力，则温度由体系自定。 三个单相区 在气、液、固三个单相区内， ，温度和压力独立地有限度地变化不会引起相的改变。 水的相图是根据实验绘制的。 图上有： OA 是气-液两相平衡线，即水的蒸气压曲线。它不 能任意延长，终止于临界点。临界点 , 这时气-液界面消失。高于临界 温度，不能用加压的方法使气体液化。 OB 是气-固两相平衡线，即冰 的升华曲线，理论上可延 长至0 K附近。 OC 是液-固两相平衡线，当C点延长至压力大于 时，相图变得复杂，有不同结构的冰生成。 水的相图 OD: AO的延长线，过冷水和水蒸气的介稳平衡线。 在相同温度下，过冷水的蒸气压大于冰的蒸气 压，所以OD线在OB线之上。过冷水处于不稳定 状态，一旦有凝聚中心出现，就立即全部变成冰。 O点: 三相点（triple point），气-液-固三相共存， 。三相点的温度和压力皆由体系自定。 H2O的三相点温度为273.16 K，压力为610.62 Pa。 水的相图 两相平衡线上的相变过程 在两相平衡线上的任何一点都可能有三种情况。如 OA线上的P点： （1）处于 f 点的纯水，保 持温度不变，逐步减小压力，在无限接近于 P 点之前，气相尚未形成，体系自由度为 2。用升压或降温的办法保持液相不变。 水 的 相 图 水的相图 (3) 继续降压，离开P点时， 最后液滴消失，成单一气相。通常只考虑(2)的情况。 （2）到达P点时，气相出现，在气 -液两相平衡时， 压力与温度只有一个 可变。 水的相图 三相点是物质自身的特性，如H2O的三相点: 冰点是在大气压力下，水、冰、气三相共存。当大气压力为 时，冰点温度为 ，改变外压，冰点也随之改变。 三相点与冰点的区别 三相点与冰点的区别 物理化学—第5章 中国计量学院材料科学与工程学院 2009.12.01 教 师：江 莉 相平衡： 例如： 1个大气压下，水的温度在0-100℃之间，分子从液 态转到气态的速度等于分子从气态转变为液态的速度，达到 相平衡。 相平衡是热力学在化学领域中的重要应