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1、1 第六章 相平衡指出以下平衡系统中的组分数C，相数 P及自由度 F。1 I2(s) 与其蒸气成平衡；2 CaCO3(s) 与其分解产物 CaO(s)和 CO2(g) 成平衡；3 NH4HS(s)放入一抽空的容器中，并与其分解产物NH3(g) 和 H2S(g) 成平衡；4取任意量的 NH3(g) 和 H2S(g) 与 NH4HS(s)成平衡。5 I2作为溶质在两不互溶液体H2O和 CCl4中到达分配平衡凝聚系统。解：1C = 1, P = 2, F = C P + 2 = 12 + 2 = 1. 2C = 31 = 2, P = 3, F = CP + 2 = 23 + 2 = 1. 3C =
2、 311 = 1, P = 2, F = CP + 2 = 12 + 2 = 1.4C = 31 = 2, P = 2, F = CP + 2 = 22 + 2 = 2.5C = 3, P = 2, F = CP + 1 = 32 + 1 = 2.已知液体甲苯 A和液体苯 B在 90时的饱和蒸气压分别为= 和。两者可形成理想液态混合物。今有系统组成为的甲苯- 苯混合物 5 mol ，在 90 下成气 - 液两相平衡，假设气相组成为求：1平衡时液相组成及系统的压力 p。2平衡时气、液两相的物质的量解： 1对于理想液态混合物，每个组分服从拉乌尔定律，因此2系统代表点，根据杠杆原理mol.nmol.
3、nn).(n).(.nnn)xx(n)xy(lglgglll ,Bo,Bgo ,Bg,B7843216125030304556050单组分系统的相图示意如右图。 试用相律分析图中各点、线、面的相平衡关系及自由度。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 16 页2 已知甲苯、苯在 90下纯液体的饱和蒸气压分别为54.22 kPa 和 136.12 kPa 。两者可形成理想液态混合物。取200.0 g 甲苯和 200.0 g 苯置于带活塞的导热容器中，始态为一定压力下 90的液态混合物。在恒温90下逐渐降低压力，问1压力降到多少时，
4、开始产生气相，此气相的组成如何？2压力降到多少时，液相开始消失，最后一滴液相的组成如何？3压力为 92.00 kPa 时，系统内气 - 液两相平衡，两相的组成如何？两相的物质的量各位多少？精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 16 页3 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 16 页4 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 16 页5 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳
5、总结 - - - - - - -第 5 页，共 16 页6 101.325 kPa下水 (A)- 醋酸(B) 系统的气 - 液平衡数据如下。100 0 0 1画出气 - 液平衡的温度 - 组成图。2从图上找出组成为的气相的泡点。3从图上找出组成为的液相的露点。4105.0 时气 -液平衡两相的组成是多少？59 kg 水与 30 kg 醋酸组成的系统在105.0 到达平衡时，气 - 液两相的质量各为多少？解： 1气- 液平衡的温度 - 组成图为2的气相的泡点为。3的液相的露点为。4时气 - 液平衡两相的组成，。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - -
6、 -第 6 页，共 16 页7 已知水 - 苯酚系统在 30液-液平衡时共轭溶液的组成为： L1苯酚溶于水， 8.75 %；L2水溶于苯酚，69.9 %。1 在 30，100 g 苯酚和 200 g 水形成的系统达液 - 液平衡时，两液相的质量各为多少？2在上述系统中假设再加入100g 苯酚，又到达相平衡时，两液相的质量各变到多少？解： 1系统代表点，根据杠杆原理精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 16 页8 水-异丁醇系统液相部分互溶。在101.325 kPa 下，系统的共沸点为89.7 。气 (G)、液(L1)、液 (L
7、2)三相平衡时的组成依次为： 70.0 %；8.7 %；85.0 %。今由 350 g水和 150 g 异丁醇形成的系统在101.325 kPa 压力下由室温加热，问：1温度刚要到达共沸点时，系统处于相平衡时存在哪些相？其质量各为多少？2当温度由共沸点刚有上升趋势时，系统处于相平衡时存在哪些相？其质量各为多少？精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 16 页9 恒压下二组分液态部分互溶系统气- 液平衡的温度 - 组成图如附图，指出四个区域内平衡的相。解：各相区已标于图上。l1, B in A. l2, A in B. 为了将含非
8、挥发性杂质的甲苯提纯，在86.0 kPa 压力下用水蒸气蒸馏。已知：在此压力下该系统的共沸点为80，80时水的饱和蒸气压为47.3 kPa 。试求：1气相的组成含甲苯的摩尔分数；2欲蒸出 100 kg 纯甲苯，需要消耗水蒸气多少千克？精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 16 页10 液体 H2O(A)，CCl4(B) 的饱和蒸气压与温度的关系如下：40 50 60 70 80 90 两液体成完全不互溶系统。1绘出 H2O-CCl4系统气、液、液三相平衡时气相中H2O ，CCl4的蒸气分压对温度的关系曲线；2从图中找出系统在外
9、压101.325 kPa 下的共沸点；3某组成为含 CCl4的摩尔分数 的 H2O-CCl4气体混合物在 101.325 kPa下恒压冷却到 80时，开始凝结出液体水，求此混合气体的组成；4上述气体混合物继续冷却至70时，气相组成如何；5上述气体混合物冷却到多少度时，CCl4也凝结成液体，此时气相组成如何？精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 16 页11 AB二组分液态部分互溶系统的液- 固平衡相图如附图， 试指出各个相区的相平衡关系，各条线所代表的意义，以及三相线所代表的相平衡关系。精选学习资料 - - - - - -
10、- - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 16 页12 固态完全互溶、具有最高熔点的A-B 二组分凝聚系统相图如附图。指出各相区的相平衡关系、各条线的意义并绘出状态点为a，b 的样品的冷却曲线。解：单项区： 1 (A + B, 液态溶液 , l) 4 (A + B, 固态溶液 , s)二相区： 2 (l+ s), 3 (l + s) 上方曲线，液相线，表示开始有固溶体产生；下方曲线，固相线，表示液态溶液开始消失。冷却曲线如下图6 15 二元凝聚系统 Hg Cd相图示意如图指出各个相区的稳定相，三相线上的相平衡关系。质，再根据两个单相区线夹着的区域便为该两单相区的共存
11、区。如此题的附图是由两个具有转熔型的、二组分固态部分互溶凝聚系统相图组合而成的，因此有固溶体单相区存在。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 16 页13 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 16 页14 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 16 页15 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 16 页16 623 指出图中二组分凝聚系统相图内各相区的平衡相，指出三相线的相平衡关系。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 16 页