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第五章 多相平衡习题课 （一）总结 三、二组分系统基本相图 2.两种液态物质能部分互溶的相图(T-x) 3.两种液态物质能完全互溶(T-x) 四、二组分系统相图基本特征： （二）例题 2 .下列化学反应，同时达平衡时(900—1200K)， 6. Na2CO3(s)可形成三种水合物: 例2 丙烯单体以液体状态存放较好。若储存场地夏天最高气温为313K。试估计储液罐至少耐多大压力？丙烯正常沸点225.7K 例3 苯(A)和二苯基甲醇(B)的熔点分别为6℃和65 ℃ 例4 已知A 、 B二组分系统的相图如下： 解: (1), (2) (4) 已知纯A的凝固热为-18.03 kJ·mol-1（设不随温度变化）。低共熔液组成 xB =0.6，当把A作为非理想溶液中的溶剂时，求该溶液中组分A的活度系数。 *例5 A, B双液系统，A的正常沸点为100 ℃ ，在80℃, p?时, xB= 0.04; yB=0.4。 求：(1) 80℃时，组分A的pA*; (2) 组分B的亨利常数Kh,x。 解： 根据题意 80℃, p? 时, xB= 0.04; yB=0.4。 *例6 二组分A(l)，B(l)完全不互溶相图如下： 3) 纯A的气化热 * 一、相律：f = K – ? + 2 二、克拉贝龙方程和克-克方程 适用于任意单组份两相平衡系统。 适用于单组份气液或气固两相平衡系统。 其中ΔxH为常数，x:vap(气化) or sub(升华)， 气体设为理想气体。 1.两种固态物质完全不互溶的相图（固液系统相图T-x ） 稳定化合物 不稳定化合物 A + B l + B A+AB B+AB l+AB A+AB B+AB l+AB 低共熔点 A+l l l l 最高会溶点 α+β l 最低恒沸点 第一类溶液 最高恒沸点 g g g l l l g+l g+l g+l 1）单相区： A，B两组分能形成溶液或固溶体的部分。 相区内的一点既代表系统的组成和温度； 又代表该相的组成和温度。 2）两相区： 处于两个单相区或单相线之间。 相区内的一点只代表系统的组成和温度； 结线两端点代表各相的组成和温度。 两相区内适用杠杆规则。 3)凡是曲线都是两相平衡线。线上的一点为相点，表示一个平衡相的状态。 4)凡是垂直线都可看成单组分纯物质。 如果是稳定化合物： 垂线顶端与曲线相交，为极大点； 若是不稳定化合物： 垂线顶端与水平线相交，为“T”字形 5)凡是水平线基本上都是“三相线”。三相线上f = 0 6)冷却时，当物系点通过(两相平衡)曲线时，步冷曲线上出现一转折：当物系点通过三相线时，步冷曲线上出现平台；(三相线的两端点除外)。 例1 1 .固体Fe, FeO, Fe3O4与气体CO, CO2达到平衡时，其独立组分数K =___, 相数? =___，和自由度数f =____ 3 4 1 解: Fe3O4+ CO = 3FeO + CO2 FeO + CO = Fe + CO2 R=2 ，R’=0 所以K =5 – 2 = 3 ? =4 f =3 – 4 +2 = 1 CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g) CO2(g) + H2(g) = CO(g) + H2O(g) CO(g) + H2O(g) + CaO(s) = CaCO3(s) + H2(g) 其独立组分数K =__, 相数? =__，和自由度数f =__ 4 3 3 解: R=2 R’=0 所以 K =6 – 2 = 4 ? =3 f =6 – 3 + 2 = 3 此系统的独立组分数=__，自由度数=_____。 3 3 解: AlCl3 + 3H2O = Al(OH)3 (s) + 3HCl (R=1) K =4 – 1 = 3, ? =2, f =3 – 2 +2 = 3 3. AlCl3溶液完全水解后， 将 s 点所代表的物系分馏，并将馏液和残液分别冷却到温度T1，残液的相数为_____ ，相点是______。 2 a, b 5. A, B双液系的相图如下， A s a b B l1+l2 T T1 g l Na2CO3 ?H2O, Na2CO3 ?7H2O, Na2CO3 ?10H2O