相律相圖答案詳解

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1、實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案第5章相律與相圖復(fù)習(xí)思考題1．什么是獨(dú)立組分?jǐn)?shù)?獨(dú)立組分?jǐn)?shù)與物種數(shù)有何區(qū)別和聯(lián)系?2．試以NaCl和水構(gòu)成的系統(tǒng)為例說明系統(tǒng)的物種數(shù)可以隨考慮問題的出發(fā)點(diǎn)和處理方法而有所不同，但獨(dú)立組分?jǐn)?shù)卻不受影響。3.在下列物質(zhì)共存的平衡系統(tǒng)中，有幾個獨(dú)立反應(yīng)？請寫出反應(yīng)式。（a）C（s）、CO（g）、CO2（g）、H2（g）、H2O（l）、O2（g）。（b）C（s）、CO（g）、CO2（g）、Fe（s）、FeO（s）、Fe3O4（s）、Fe2O3（s）4．“單組分系統(tǒng)的相數(shù)一定少于多組分系統(tǒng)的相數(shù)

2、，一個平衡系統(tǒng)的相數(shù)最多只有氣、液、固三相?！边@個說法是否正確?為什么?5．水和水蒸氣在363K平衡共存，若保持溫度不變，將體積增大一倍，蒸氣壓將如何改變?6．什么是自由度?自由度是否等于系統(tǒng)狀態(tài)的強(qiáng)度變量數(shù)?如何理解自由度為零的狀態(tài)?7．將CaCO3置于密閉真空容器中加熱，以測定其分解壓強(qiáng)，問CaCO3的用量是否需精確稱量?若CaCO3量過少可能會發(fā)生什么現(xiàn)象?8.I2在水和CCl4間的分配平衡，當(dāng)無固態(tài)I2存在時，其自由度為多少？9．二液體組分若形成恒沸混合物，試討論在恒沸點(diǎn)時組分?jǐn)?shù)、相數(shù)和自

3、由度各為多少。習(xí)題1．指出下列平衡系統(tǒng)的物種數(shù)、組分?jǐn)?shù)、相數(shù)和自由度：（1）Ca（OH）2（s）與CaO（s）、H2O（g）呈平衡。（2）CaSO4與其飽和水溶液達(dá)平衡。（3）在標(biāo)準(zhǔn)壓力下，水與水蒸氣平衡。（4）由Fe(s)、FeO(s)、C(s)、CO(g)、CO2(g)組成的平衡系統(tǒng)；（5）由Fe(s)、FeO(s)、Fe3O4(s)、CO(g)、CO2(g)組成的平衡系統(tǒng)；解：（1）（2）（3）（4）精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案（5）2．固體NH4HS和任意量的H2S及NH3氣體混合物組成的系統(tǒng)達(dá)到

4、平衡：（1）)求該系統(tǒng)組分?jǐn)?shù)和自由度；（2）若將NH4HS放在一抽空容器內(nèi)分解，平衡時，其組分?jǐn)?shù)和自由度又為多少?解：（1）（2）3．已知Na2CO3(s)和H2O(1)可形成的水合物有三種：Na2CO3·H2O(s)，Na2CO3·7H2O(s)和Na2CO3·10H2O(s)，試問：（1）在101325Pa下，與Na2CO3水溶液及冰平衡共存的含水鹽最多可有幾種?（2）在293.15K時，與水蒸氣平衡共存的含水鹽最多可有幾種?解：（1）設(shè)最多有x種含水鹽，則由相律得，所以，。即最多有一種含水鹽

5、與之共存。（2）分析同（1）可得，，所以，即最多有兩種含水鹽與之共存。4．固態(tài)氨的飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系可表示為ln（p/po）=4.707–767.3／T，液體氨的飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系可表示為ln（p/po）=3.983–767.3／T。試求：（1）三相點(diǎn)的溫度及壓強(qiáng)；（2）三相點(diǎn)時的蒸發(fā)熱、升華熱和熔化熱。解：(1)在三相點(diǎn)處液氨對應(yīng)的飽和蒸氣壓應(yīng)與固氨對應(yīng)的飽和蒸氣壓相等，故有：解得：將所求溫度數(shù)據(jù)代入任意一個飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系式可解得：(2)由克-克公式：與題目所給關(guān)系式相比較可得：

6、精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案5.溜冰鞋下面的冰刀與冰接觸的地方，長度為7.62×10―2m，寬度為2.45×10―5m，（1）若某人的體重為60kg，試問施加于冰的壓力為若干？（2）在該壓力下冰的熔點(diǎn)為若干？已知冰的熔化熱為6010J/mol，冰和水的密度分別是920kg/m3和1000kg/m3。解：（1）(2)Clapeyron方程用于固液系統(tǒng)代入數(shù)據(jù)積分得，T=262.2K6.試根據(jù)下列數(shù)據(jù)，畫出HAc的相圖（示意圖）。（1）固體HAc的熔點(diǎn)為16.6℃，此時的飽和蒸氣壓為120Pa。（2）固體HA

7、c有α、β兩種晶型，這兩種晶型的密度都比液體大，α晶型在低壓下是穩(wěn)定的。（3）α晶型和β晶型與液體成平衡的溫度為55.2℃，壓力為2×108Pa。（4）α晶型和β晶型的轉(zhuǎn)化溫度（即α和β的平衡溫度）隨壓力的降低而降低。（5）HAc的正常沸點(diǎn)為118℃。7.在標(biāo)準(zhǔn)壓力和不同溫度下，丙酮和氯仿系統(tǒng)的溶液組成及平衡蒸氣壓有如下數(shù)據(jù)：t/℃56.059.062.565.063.561.0x（丙酮，l）0.000.200.400.650.801.00y（丙酮，g）0.000.110.310.650.881.

8、00（1）畫出此系統(tǒng)的T-x相圖。（2）將4mol氯仿與1mol丙酮的混合物蒸餾，當(dāng)溶液沸點(diǎn)上升到60℃時，整個餾出物的組成約為若干？（3）將（2）中所給溶液進(jìn)行精餾，能得何物？若將4mol丙酮與1mol氯仿的混合物進(jìn)行精餾，又能得何物？氯仿與丙酮的混合物能否用精餾法同時得到純氯仿和純丙酮？精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案解：（1）根據(jù)數(shù)據(jù)，origin作圖得T-x相圖（2）如圖所示，根據(jù)杠桿原理可知?dú)鈶B(tài)混合物約為3.33mol，其中丙酮約為0.53mol，氯仿約為2.80mol.（3）將（2