相平衡题解(课堂PPT)

vap
H
O m
(H 2 O)
40.67kJ
mol1
。
解：
ln
p2 p1
vap
H
m
R
1
T1
1 T2
ln
101325 57328
40670 8.314
1 T1
1 373.15
解之得：T=357.61K
10
5. 液态As的蒸汽压与温度的关系为：
ln [ p p O (kPa)] 5665/ T (K) 20.3，0 固 态 As 的 蒸汽压与温度的关系为：
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9.SiO2-Al2O3系统在高温区间的相图如图所示。 在高温下，SiO2有白硅石和磷石英两种变体， AB是这两种变体的转晶线，AB之上为白硅石， 之下为磷石英；生成的不稳定化合物是多铝 红柱石，其组成为2Al2O3·3SiO2（图中O点）。 （1）指出各相区相态； （2）图中三条水平线分别代表哪些相平衡共 存； （3）画出从x、y、z点冷却的步冷曲线；
第五章相平衡题解
1
一、选择题：
(B )1．将克拉贝龙方程用于H2O 的液
固
两相平衡，因为 Vm( H2O,s ) > Vm( H2O,l )，
所以随着压力的增大，则H2O( l )的凝固点将：
(A)上升； (C)不变；
(B)下降； (D)不能确定。
2
( C )2．将固体NH4HCO3(s) 放入真空容器中， 等温在400 K，NH4HCO3 按下式分解并达到平 衡： NH4HCO3(s)=NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) 系 统 的 组
(A)大于；(B)小于 (C)等于； (D)不能确定。4
( A )5. 对恒沸混合物的描写，下列各种叙述 中哪一种是不正确的？
(A) 与化合物一样，具有确定的组成； (B) 恒沸混合物的组成随压力的改变而改变； (C) 平衡时，气相和液相的组成相同； (D) 其沸点随外压的改变而改变。
5
二、计算题：
ln[ p p O (kPa)] 15999/ T (K) 29.7；6 试 求 As 的 三相点的温度和压力。
解： 在三相点，平衡三相的压力相等。有：
5665 /T (K) 20.30 15999 / T (K) 29.76
解之得：T=1092.39K。代入任一等式得：
ln[ p p O (kPa)] 15999 /1092.36K 29.76
解：
ln
p2 p1
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vap
H
m
R
1
T1
1 T2
ln 101325 3167.7
vap Hm 8.314
1 298.15
1 373.15
解之得：
vapHm 42.56kJ mol1
14
8.已知固态苯的蒸汽压在273.15K时为3.27kPa， 293.15K 时 为 12.303kPa ， 液 态 苯 的 蒸 汽 压 在 293.15K 时 为 10.02kPa ， 液 态 苯 的 蒸 发 焓 为 34.17kJ·mol1,求： （1）303K时液态苯的蒸汽压 （2）苯的摩尔升华焓 （3）苯的摩尔熔化焓
C=2； f=2-+2=2-3+2=1; 当f=0时， =4；
8
3. 液态水和六种过量的固体NaCl、Na2SO4、 NaNO3、KNO3、KCl、K2SO4振荡达平衡， 求独立组分数和自由度数。 解：
S=7；R=0； =7; C=7; f=7-7+2=2.
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4. 在平均海拔为4500m的青藏高原上，大气压 只有57.328kPa，水的沸点为何？已知
水溶液，一相是Na2CO3(s)，则另一相是：
(A) 冰 ；
(B) Na2CO3·10H2O(s) ；
(C)Na2CO3·7H2O (s) ； (D) Na2CO3·H2O (s)
( A)4．已知A和B 可构成固溶体，在组分A 中， 若加入组分B 可使固溶体的熔点提高，则组分 B 在此固溶体中的含量必_ __组分B 在液相中 的含量。
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解： （1）
根据
ln
p2 p1
vap Hm R
1
T1
1 T2
得：
ln
p2 10020
34170 8.314
1 293.15
1 303
p2=15.81kPa
(2)
ln 3270 12303
sub
H
m
8.314
1 293.15
1 273.15
sub
H
m
44.11kJ mol1
(3) fusHm subHm vapHm 9.94kJ mol1
2
1.54 108
Pa
dT T
Vm*
H
* m
dp
12
ln
ln T2
T2T1
Vm*
H
* m
p2 p1
273.15
1.56106 1.54108 101325 6010
T2 262 2K 或 t -11C 13
7. 25℃时水的饱和蒸气压为3167.7Pa，求至 100℃范围内水的平均摩尔汽化焓，视水蒸气 为理想气体。
6
解： 题号
1 2
3 4 5
相数 2 2
2 2 3
独立组分数 2 1
2 3 1
自由度 2 1
2 3 0
7
2. Ag2O 分 解 的 计 量 方 程 为 :Ag2O(s)=2Ag(s)+(1/2)O2(g) ， 当 Ag2O 进 行 分解时,体系的组分数、自由度和可能平衡共 存的最多相数各为多少? 解：
1. 指出下列平衡系统中的相数，组分数和自由度 数：
（1）NH4HS(s)，H2S(g)和NH3(g)构成的系统； （2）固体NH4HS（s）处于真空容器中分解达到 平衡；
（3）CO2（g）与其水溶液呈平衡； （4）NaCl(s)、NaCl(aq)、H2O(l)、HCl (aq)平 衡共存；
（5）固态砷、液态砷和气态砷；
分数C和自由度数为：
(A)C=2， =1； (B)C=2，=2； (C)C=1，´ ＝0； (D)C=3， =2。
3
( D)3 ． Na2CO3 可 以 形 成 三 种 水 合 盐
Na2CO3·H2O
、
Na2CO3·7H2O
、
Na2CO3·10H2O，常压下当将Na2CO3(s)投入水
溶液中，待达到三相平衡时，一相是Na2CO3
解之得：p=371.28MPa
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6. 滑冰鞋下面冰刀与冰接触面长为7.62×102m， 宽为2.45×105m。设人的体重为60kg，在此压 力下冰的熔点是多少？已知， ρ(H2O,s)=920kg·m3，ρ(H2O,l)=1000kg·m3。
解： 施加于冰上的压力为：
p
60 9.8 7.62102 2.45105