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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,00-7-15,*,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢,1,将一定量,NH,4,Cl(s),置于真空容器中,加热分解达平衡,系统组分数为,_,相数为,_,自由度数为,.,1,2,酚与水混合形成相互饱和两个液层,该平衡系统独立组分数,C,=_,相数,P,=_,自由度数,F,=_.,3,单组分相图上每一条线表示,时系统温度和压力之间关系,这种关系恪守,_,方程,.,两相平衡,2,2,1,克劳修斯,-,克拉贝龙,2,2,第六章、相平衡,第1页,00-7-15,1,4,假如完全互溶二组分液体混合物对拉乌尔定律有较大正偏差,在,T-x,相图中就有一个,此点组成混合物称为,含有,相等和,恒定特征。,最低恒沸点,5 FeCl,3,和,H,2,O,形成四种水合物,:,FeCl,3,6H,2,O,;,2FeCl,3,3H,2,O,;,2FeCl,3,5H,2,O,;,FeCl,3,2H,2,O,该系统独立组分数为,_,在恒压下最多能有,_,相共存,.,6,把,NaHCO,3,放在一抽闲容器中,加热分解并到达平衡,:2NaHCO,3,(s)=Na,2,CO,3,(s)+CO,2,(g)+H,2,O(g),该系统独立组分数,C,=_;,相数,P,=_;,自由度数,F,=_.,2,恒沸混合物,气液两相组成,沸腾温度,3,F=C,P+,1,S,R,R,=,4,1,1=2,3,C,P+,2=1,第2页,00-7-15,2,9,在一块透明矿石中有一气泡,泡中可见少许水,.,假设泡中无其它物质,能否不破坏矿石而估算岩石在形成时最低压力,?_.,7,含有最高恒沸点,A-B,二组分系统,精馏至最终其馏出物是,_;,残留液是,_.,8,已知丙酮在两个温度下饱和蒸气压,能否求得其正常沸点,?_.,纯,A,或纯,B,能够,.,将透明矿石加热,观察泡中改变,.,当泡中水全部变为蒸气时,统计下温度,.,然后用克,-,克方程即可估算出岩石形成时最低压力,能够,用两次克,-,克方程即可求得其正常沸点和蒸发焓,恒沸混合物,C,第3页,00-7-15,3,10,相图与状态图关系是,_,_.,11,稀溶液凝固点是否一定比纯溶剂低,?_.,不一定,.,参见右图,相图是状态图一个,.,相图坐标都是系统强度性质,.,单组分相图是系统状态图在坐标轴,p,和,T,平面上正投影,12,在,101.3kPa,和,30,时,有,100g,由,60%H,2,O,及,40%C,2,H,5,OH,所组成溶液,形成上下两层,.,在,C,2,H,5,OH,层中含有,70%C,2,H,5,OH,在,H,2,O,层中含有,92%H,2,O,则水层质量为,_ g,层质量为,_ g.,48.4,T,A,B,x,B,51.6,第4页,00-7-15,4,1,只受环境温度和压力影响二组分平衡系统,可能出现最多相数为,_.,A.,2,B.,3,C.,4,D.5,C,2,在,N,2,(g),O,2,(g),系统加入固体催化剂,生成几个,气态,氮氧化物,系统自由度数,F,=_.,A.1 B.2 C.3 D.,随生成氧化物数目而变,C,3 AlCl,3,加入水中形成系统,其独立组分数是,_.,A.2 B.3 C.4 D.5,A,F=C,P,+2,第5页,00-7-15,5,4,关于相律适用条件,以下说法较准确是,_.,A.,封闭系统,B.,敞开系统,C.,多相平衡系统,D.,平衡系统,D,5,碳酸钠与水可形成以下几个水合物,:,Na,2,CO,3,H,2,O,Na,2,CO,3,7H,2,O,Na,2,CO,3,10H,2,O,.,在,101.325kPa,与碳酸钠水溶液和冰共存含水盐最多能够有,_,种,.,A.0 B.1 C.2 D.3,B,6,单组分物质熔点温度,_.,A.,是常数,B.,仅是压力函数,C.,同时是压力和温度函数函,D.,是压力和其它原因函数,B,F=C,P,+1,C,=2;,当,F=,0,时,P,=3(,溶液,冰,固体盐,),第6页,00-7-15,6,7,某种物质在某溶剂中溶解度,_.,A.,仅是温度函数,B.,仅是压力函数,C.,同时是温度和压力函数,D.,是温度,压力及其它原因函数,C,8,相图与相律关系是,_.,A.,相图由相律推导出,B.,相图决定相律,C.,相图由试验结果绘制,与相律无关,D.,相图由试验结果绘制,相图不能违反相律,D,9,下述关于相图作用了解中,_,是错误,.,A.,经过相图可确定一定条件下系统由几个相组成,B.,相图可表示出平衡时每一相组成怎样,C.,相图可表示出到达相平衡所需时间长短,D.,经过杠杆规则可求出两相相对数量多少,C,F=C,P,+2,当,C,=2;,P=,2,时,F,=2(,温度,压力,),第7页,00-7-15,7,10,已知,A,液体沸点比,B,液体高,且二者能形成低共沸混合物,E.,将任意百分比,A,和,B,进行蒸馏,塔顶馏出物应是,_.,A.,纯,A,B.,纯,B,C.,E,D.B+E,C,11,已知温度为,T,时,液体,A,蒸气压为,13330Pa,液体,B,蒸气压为,6665Pa.,若,A,与,B,形成理想液态混合物,则当,A,在液相中摩尔分数为,0.5,时,其在气相中摩尔分数为,_.,A.1/3 B.1/2 C.2/3 D.3/4,C,12,某,4,种固体形成均匀固溶体应是,_,相,.,A.1 B.2 C.3 D.4,A,第8页,00-7-15,8,14,组分,A,和,B,能形成以下几个稳定化合物,:,A,2,B(s),AB(s),AB,2,(s),AB,3,(s),设全部这些化合物都有相合熔点,则此,A-B,凝聚,系统低共熔点最多有,_,个,.,A.,3,B.,4,C.,5,D.,6,C,15,在一个刚性透明真空容器中装有少许单组分液体,若对其连续加热,可见到,_;,若使其不停冷却,则会见到,_.,A.,沸腾现象,B.,三相共存现象,C.,临界现象,D.,升华现象,C,13,用,_,能够区分固熔体和低共熔混合物,.,A.,放大镜,B.,金相显微镜,C.,超显微镜,D.,电子显微镜,B,B,第9页,00-7-15,9,(1),C,=,S,R,R,=3,1,0,2,F,=,C,+2=2,3+2=1,(2),C,=,S,R,R,=3,1,0,2,F,=,C,P,+2=2,3+2,1,关于,相数,:,固体物质若不形成固熔体,有几个物质就有几个纯固相,;,气相内不论有多少种物质,都是一个气相,.,关于,R,:,第,(1),种情况下,CaO(s),与,CO,2,(g),虽保持物质量相等,但因二者处于不一样相,不能算作组成变量限制条件,.,纯固相,CaO,摩尔分数一直为,1,与气相中,CO,2,摩尔分数无关,.,相律,例,(1),仅由,CaCO,3,(s),部分分解,建立以下反应平衡：,CaCO,3,(s)=CaO(s)+CO,2,(g)(2),由任意量,CaCO,3,(s),CaO(s),CO,2,(g),建立以下平衡：,CaCO,3,(s)=CaO(s)+CO,2,(g),试求两种情况下,系统组分数,C,=,？自由度数,F,=?,第10页,10,相律,例 指出以下平衡系统中组分数,C,相数,P,及自由度数,F,.,I,2,(s),与其蒸气成平衡,;,CaCO,3,(s),与其分解产物,CaO(s),和,CO,2,(g),成平衡,;,(3)NH,4,HS(s),在真空容器中与分解产物,NH,3,(g),和,H,2,S,(g),成平衡,;,(4),取任意量,NH,3,(g),和,H,2,S(g),与,NH,4,HS(s),成平衡,;,(5)I,2,在两不互溶液体,H,2,O,和,CCl,4,中到达分配平衡,(,凝聚系统,).,(1),S,=1,R,=0,R,=0,故,C,=,S,R,R,=1,0,0=1;,P,=2;,F,=,C,P,+2=1,2+2=1 (,T,或,p,),(2),S,=3,R,=1,R,=0,故,C,=,S,R,R,=3,1,0=2;,P,=3;,F,=,C,P,+2=2,3+2=1,(3),S,=3,R,=1,R,=1,故,C,=,S,R,R,=3,1,1=1;,P,=2;,F,=,C,P,+2=1,2+2=1,(4),S,=3,R,=1,R,=0,故,C,=,S,R,R,=3,1,0=2;,P,=2;,F,=,C,P,+2=2,2+2=2,(5),S,=3,R,=0,R,=0,故,C,=,S,R,R,=3,0,0=3;,P,=2;,F,=,C,P,+1=3,2+1=2,第11页,11,C,=,S,R,R,=4,1,1,2,F,=,C,P,2=2,3+2=1,相律,例 仅由,NaHCO,3,(s),部分分解,建立以下反应平衡,:NaHCO,3,(s)=NaCO,3,(s)+CO,2,(g)+H,2,O,(g),试求系统 组分数,C,=?,自由度数,F,=?,第12页,12,相律,(1),物种数,S,=3,独立化学平衡数,R,=0,其它限制条件数,R,=0,故组分数,C,=,S,R,R,=3,又相数,P,=3,故自由度数,=,C,P,+2=3,3+2=2,(2),当自由度,=0,时平衡共存相数最大,.,P,=,C,f,+2=3,0+2=5,例 在,25,时,A,B,和,C,三种物质,(,不能相互发生反应,),所形成溶液与固相,A,和由,B,与,C,组成气相同时呈平衡,.(1),试计算此系统自由度数,?(2),试计算此系统中能平衡共存最大相数,?,第13页,13,磷相图,图中每条线斜率按克氏方程确定,例 已知,:,在,863K,和,4.4,10,6,Pa,时,固体红磷,液体磷和磷蒸气处于平衡；,在,923K,和,1.0,10,7,Pa,时,液态磷,固态黑磷和固态红磷处于平衡,;,黑磷、红磷和液态磷密度分别为,2.70,10,3,kgm,3,2.34,10,3,kgm,3,和,1.81,10,3,kgm,3,;,黑磷转化为红磷时要吸收热量,.,依据以上数据画出磷相图示意图,;,问黑磷和红磷熔点随压力怎样改变,.,因,vap,H,0,vap,V,0,所以,OB,线斜率都为正,.OA,升华线类似,.,因黑磷密度大于红磷,故黑磷转化为红磷时体积增大,又知该过程吸热,故,O,D,线斜率为正,.,一样,因,fus,H,0,fus,V,0,所以,OO,O,C,线斜率都为正,表明黑磷和红磷熔点都随压力增大而升高,.,p,/MPa,10,4.4,T,/K,863,923,A,O,B,l,C,D,g,S(,黑,),S(,红,),O,第14页,14,碳相图,8,6,4,2,4000,T,/K,p,/10,4,M Pa,C,液,金刚石,A,石墨,O,B,(1),O,点,是石墨、金刚石、液相共存三相平衡点,.,(2),OA,为石墨、金刚石之间相变温度随压力改变线；,OC,为金刚石熔点随压力改变线,.,(3),常温常压下石墨是稳定相,.,(4),从,OA,线上读出,K,时,转变压力为,65,10,8,Pa.,(5)OA,线斜率,d,p,/d,T=,H,/(,T,V,),0,石墨,金刚石,H,m,0,故,V,0,即石墨密度比金刚石小,.,例,图为碳相图,问,:,(1)O,点是什么点,;,(2),曲线,OA,OB,OC,分别表示什么？,(3),常温常压下石墨,金刚石何者是热力学上稳定相；,(4),在,K,把石墨转变成金刚石需要多大压力？,(5),在任意给定温度和压力下,石墨和金刚石那个密度大,?,已知 石墨,金刚石,H,m,0.,第15页,15,理想液态混合物气液组成计算,例,60,时甲醇,(A),饱和蒸气压,83.4 kPa,乙醇,(B),饱和蒸气压是,47.0 kPa,二者可形成理想液态混合物,若液态混合物组成为质量分数,w,B,=0.5,求,60,时与此液态混合物平衡蒸气组成,(,以摩尔分数表示,).(,已知甲醇及乙醇,M,r,分别为,32.04,及,46.07.),系统总压力,:,p,=,p,A,*,x,A,+,p,B,*,x,B,=68.47 kPa,该液态混合物摩尔分数,:,y,B,=0.282,平衡蒸气组成,:,第16页,16,理想液态混合物气液组成计算,(2),开始沸腾时第一个气泡组成,即上述溶液平衡气相组成,设为,y,B,则,y,A,=1,y,B,=0.523,(1),p,=,p,A,*+(,p,B,*-,p,A,*),x,B,例,100,时,纯,CCl,4,(A),及纯,SnCl,4,(B),蒸气压分别为,1.93310,5,Pa,及,0.66610,5,Pa.,这两种液体可组成理想液态混合物,.,今有这种液态混合物,在外压力为,1.01310,5,Pa,条件下,加热到,100,时开始沸腾,.,计算,:(1),该液态混合物组成,;(2),该液态混合物开始沸腾时第一个气泡,组成,.,第17页,17,理想液态混合物气液计算,例,已知甲苯和苯在,90,下纯液体饱和蒸气压分别为,54.22 kPa,和,136.12kPa,二者可形成理想液态混合物,.,取,200.0g,甲苯和,200.0g,苯于带活塞导热容器中,始态为一定压力下,90,液态混合物,.,在恒温,90,下逐步降低压力,问,:,(1),压力降到多少时,开始产生气相,此气相组成怎样,?,(2),压力降到多少时,液相开始消失,最终一滴液相组成怎样,?,(3),压力为,92.00kPa,时,系统内气液两相平衡,两相组成怎样,?,两相物质量各为多少,?,以,A,代表甲苯,B,代表苯,.,系统总组成为,:,(1),刚开始产生气相时,可认为液相组成与系统总组成相等,第18页,18,(2),只剩最终一滴液相时,可认为气相组成与系统总组成相等,(3),压力为,92.00kPa,时,L M G,x,B,x,B,0,y,B,n,L,n,(,总,),n,L,第19页,19,液态完全互溶,气液相图及杠杆规则,例,101.325kPa,下水,(A)-,醋酸,(B),系统气,-,液平衡数据以下,:,t,/,100 102.1 104.4 107.5 113.8 118.1,x,B,0 0.300 0.500 0.700 0.900 1.000,y,B,0 0.185 0.374 0.575 0.833 1.000,(1),画出气,-,液平衡温度,-,组成图,;,(2),从图上找出组成为,x,B,=0.800,液相泡点,;,(3),从图上找出组成为,y,B,=0.800,气相露点,;,(4)105,时气,-,液平衡两相组成是多少,?,(5)9kg,水与,30kg,醋酸在,105.0,到达平衡,气、液两相质量各为多少克,?,(2),x,B,=0.800,时,泡点为,110.2.,(3),y,B,=0.800,时,露点为,112.8.,(4)105,时,x,B,=0.544,y,B,=0.417.,(5),系统总组成,:,p,=,101.325kPa,116,112,108,105,104,100,水,0.2 0.4 0.6 0.8,醋酸,x,(,醋酸,),t,/,水,-,醋酸系统温度,-,组成图,(1),110.2,112.8,G,L,M,第20页,20,气相和液相质量分别为,:,第21页,21,液态完全互溶,最低恒沸点,p,p,A,*,p,B,*,A,B,x,B,x,0,l,g+l,g,在,x,0,处,x,A,x,B,;,在,x,0,右侧图中两相区,两相平衡时,y,B,x,B,.,例,A,B,两种液体在液态完全互溶且含有最低恒沸点,.,若饱和蒸气压,p,*,A,=2,p,*,B,试作温度一定压力组成图,标出图中各区相态及成份,设恒沸组成为,x,0,试比较在恒沸组成处,x,A,与,x,B,相对大小,.,在恒沸组成右侧两相区两相平衡时,是,y,B,与,x,B,相对大小又怎样？,第22页,22,液态完全互溶,最低恒沸点,T,一定,A,B,0.7,x,B,p,A,*,p,B,*,p,上述系统在一定温度下蒸气压,-,组成图示意以下,:,例,A,B,两液态物质可完全互溶,在同温度下,p,A,p,B,.,在一定压力下,将,A,B,溶液在一精馏塔中进行精馏,若塔足够高,不论溶液组成怎样改变,在塔顶只能得到,x,B,=0.7,恒沸混合物,试绘出在一定温度下上述系统蒸气压,组成图,.,第23页,23,液态完全互溶,最低恒沸点,精馏,(2),塔顶得到恒沸混合物,E,塔底纯液体,B.,(1),如图,.,例 已知,A,B,两种液体完全互溶,且,p,*,B,p*,A,在常压下含有最低恒沸混合物组成为,E.(1),试画出该系统,T,-,x,图,p,-,x,图,;(2),若有一组成介于,B,与,E,之间,A,B,二组分溶液,经精馏后,在塔顶和塔底各得什么产物,?,第24页,24,液态完全互溶,最低恒沸点,求溶剂活度因子,克克方程,例,A,B,二组分在,101.325kPa,下温度,-,组成图以下,.,已知液体,B,在,80,下蒸气压力为,101.325kPa,气化焓为,30.76 kJmol,1,.,现有,8 mol B,和,2 mol A,混合物在,101.325 kPa,65,时达平衡,(1),求平衡气相物质量,;(2),求平衡液相中组分,B,活度和活度系数,;(3),此混合物能否用简单精馏方法分离为两纯组分,?,为何,?,得,p,*,B,(65)=63.6kPa,(3),因图中有恒沸点,单纯用精馏方法只能得到纯,B,及恒沸混合物而不能得到纯,A.,a,B,=,x,B,f,B,=,0.9 1.12=1.01,第25页,25,液相部分互溶,液液平衡,高低会熔点,例 丙三醇,(A),间甲苯胺,(B),可形成部分互溶二组分系统,相图如图所表示,:(1),将,30g,丙三醇和,70g,间甲苯胺在,20,时混合,系统为,_,相；,(2),上述混合液加热至,60,可建立,_,相平衡,各相组成份别为,_,和,_;,各相质量分别为,_,和,_;(3),将系统温度继续升至,120,系统又为,_,相,相组成为,_.,0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0,A,w,B,B,t,/,120,100,80,60,40,20,0,1,2,w,B,(l,1,)=0.18,w,B,(l,2,)=0.76,10.5g,89.5g,1,w,B,=0.70,第26页,26,液相部分互溶，有低共沸点,例 水,(A)-,异丁醇,(B),系统液相部分互溶,.,在,101.325kPa,下,共沸点为,89.7,气,(G),液,(L,1,),液,(L,2,),三相平衡组成,w,B,依次为,0.70,0.087,0.85.,今有,350g,水和,150g,异丁醇形成系统在标准压力下由室温加热,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,系统存在哪些相,?,其质量各为多少,?,L,1,M G L,2,w,B,L,1,w,B,0,w,B,G,w,B,L,2,(1),此时存在两共轭液相,:,水相,(,w,B,=0.087),和异丁醇相,(,w,B,=0,.,85).,(2),此时存在,水层,(,w,B,=0.087),和气相,(,w,B,=0.70),平衡共存,.,第27页,27,p,一定,0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0,A,B,w,B,t,0,液相部分互溶，有低共沸点,系统总组成,w,B,=9.6/(9.6+14.4)=0.40,当,t,=,t,0,d,t,时,两液相,l,1,和,l,2,共存,当,t,=,t,0,+d,t,时,液相,l,1,和气相,g,E,共存,g,l,1,+l,2,l,1,l,2,l,1,+g,g+l,2,g,E,例,A,B,二组分液态部分互溶系统气,-,液平衡相图以下,:(1),标明各区域中稳定相；,(2),将,14.4kg,纯,A,液体和,9.6kg,纯,B,液体混合后加热,当温度无限靠近,t,0,时,有哪几个相平衡共存？各相质量是多少？当温度刚才离开,t,0,时有哪几个相平衡共存,?,各相质量各是多少？,第28页,28,液相部分互溶,拉乌尔定律,亨利定律,例,A,和,B,在液态部分互溶,A,和,B,在,100kPa,下沸点分别为,100,和,120,该二组分气,液平衡相图如图所表示,且知,C,E,D,三个相点组成份别为,x,B,C,=0.05,y,B,E,=0.60,x,B,D,=0.97.(1),试将图中各相区及,CED,线相数,相态及成份,自由度,F,;(2),试计算,3mol B,与,7mol A,混合物,在,100kPa,80,达成平衡时气,液两相各相物质量各为多少摩尔？,(3),假定平衡相点,C,和,D,所代表两个溶液均可视为理想稀溶液,.,试计算,60,时纯,A(l),及,B(l),饱和蒸气压及该两溶液中溶质亨利系数,(,浓度以摩尔分数表示,).,p,一定,0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0,A,B,w,B,t,/,120,100,80,60,40,20,C,E,0.97,0.5,0.05,0.3,0.03,G,M,L,D,(1),P=,1,g,(A+B),F,=2,P=,2,F,=1,l,1,(A+B),+,l,2,(A+B),P=,2,l,1,(A+B),+,g,(A+B),F,=1,P=,3,l,C,+,g,E,+l,D,F,=0,P=,1,l,1,(A+B),F,=2,P=,1,l,2,(A+B),F,=2,P=,2,l,2,(A+B),+,g,(A+B),F,=1,(2),系统点为,M,液相点为,L,气相点为,G,由杠杆规则可求得,n,(g)=5.7mol;,n,(l)=4.3mol,(3),溶液,C,:,p,*,A,x,A,=,py,A,E,则,p,*,A,=42.1kPa;,k,x,B,x,B,=,py,B,E,则,k,x,B,=1200 kPa.,溶液,D,:,p*,B,x,B,=,py,B,E,则,p,*,B,=61.9kPa;,k,x,A,x,A,=,py,A,E,则,k,x,A,=1333 kPa.,第29页,29,0.0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0,A,B,x,B,液相完全不互溶,例 为了将含非挥发性杂质甲苯提纯,在,86.0kPa,压力下用水蒸气蒸馏,.,已知,:,在此压力下该系统共沸点为,80,80,时水饱和蒸气压为,47.3kPa.,试求,:,(1),气相组成,(,含甲苯摩尔分数,);,(2),欲蒸出,100kg,纯甲苯,需要消耗水蒸气多少千克,?,(1)80,时共沸,气相中,(2),对同温同体积两种理想气体,t/,水,(A),甲苯,(B),系统温度,-,组成图,p,=86.0kPa,G,l(A)+l(B),g,l(A)+g,g+l(B),L,2,L,1,第30页,30,液态完全不互溶,水蒸气蒸馏,克克方程,例,(1),由硝基苯,(B),和水,(A),组成完全不互溶系统,在,101.325kPa,下,其共沸点为,99.,已查得,99,时水蒸气压力为,97.7 kPa.,若将此系统进行水蒸气蒸馏以除去不溶 性杂质,试求馏出物中硝基苯所占质量分数？,(,已知,H,2,O,C,6,H,5,NO,2,摩尔质量分别为,18.02 gmol,1,123.11 gmol,1,.)(2),若在合成某一化合物后,进行水蒸气蒸馏,此系统沸腾温度为,95,大气压为,99.2kPa.,馏出物经分离,称重得出水质量分数为,0.45,试预计此化合物摩尔质量,.(,水蒸发焓为,40.7 kJmol,1,与温度无关,.),得,p,*,A,=84.8 kPa,p,*,B,=,p,-,p,*,A,=(99.2,-,84.8)kPa=14.4 kPa,求得,M,B,=129.7 gmol,1,.,第31页,31,液态完全不互溶,水蒸气蒸馏,克克方程,(1),对溴苯利用克,-,克方程,将,p,1,=101325Pa,p,2,=8825Pa,T,1,=429.15K,T,2,=353.15K,代入上式,解得溴苯摩尔蒸发焓为,40.465,kJ mol,1,.,由水,摩尔蒸发焓为,40.638,kJ mol,-,1,再依据克,-,克方程,可近似得到,:,又,p,A,+,p,B,=101325Pa,将,p,1,=101325Pa,p,A,=15922Pa,T,1,=429.15K,代入,克,-,克方程,解得溴苯水溶液蒸馏温度为,368.95K.,得,p,A,=15922Pa,p,B,=85403Pa,例,80,时溴苯,(A),和水,(B),蒸气压分别为,8.825kPa,和,47.335 kPa,溴苯正常沸点为,156,计算,:(1),溴苯水蒸气蒸馏温度,已知大气压力为,101325Pa;(2),馏出物中,溴苯质量分数,已知其摩尔质量为,156.9g mol,1,;(3),蒸出10,kg,溴苯需要消耗多少千克水蒸气,?,第32页,32,(2),在馏出气,中,溴苯与水分压比为,:,所以溴苯与水质量比为,:,所以溴苯质量分数为,:,(3),蒸出10,kg,溴苯需要消耗水蒸气为,:,第33页,33,固态完全互溶基本类型,例,依据,Au-Pt,二组分系统相图,试确定以下问题：,(1)400g,w,(Pt)=0.40,熔融物冷却时最初析出固相组成,;(2),当迟缓地冷却到,1 380,时有多少克熔融物已经固化,?,固体中含,Au,与,Pt,各多少克？,(3),若要使二分之一熔融物固化,应冷却到什么温度？若冷却得很迟缓则固相组成发生怎样改变,?,若冷却得较快速时,固相组成又会发生怎样改变,?,(3),若冷却很迟缓,固相组成会沿着固相线不停与溶液进行调整而一直保持处于均匀平衡固相状态,故按平衡相图可知冷却到,1235,时便有二分之一固化,;,冷却得较快时固相所含,Pt,质量分数能超出其平衡状态时质量分数,.,得,m,(s)=227g,其中含,Pt 127g,含,Au100g.,(1),w,(Pt)=0.80,(2),冷却到,1 380,时,固相组成,w,(Pt)=0.56,液相组成,w,(Pt)=0.19,第34页,34,固态部分互溶,有一低共熔点,例 在,A,B,形成凝聚系统相图中,(,如右图所表示,),自由度为零部位有,_,_,_.,p,=101.325kPa,t/,0.0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0,(A),(B),x,B,E,C,D,F,点,G,点,CED,线段,第35页,35,1.0,0.8,0.6,0.4,0.2,0.0,B,A,w,B,p,一定,t,l,2,l,1,G,t,1,c,1,0.21,固态部分互溶,有一转变温度,g,(A+B),l,1,(A+B),+,g,(A+B),l,1,(A+B)+,l,2,(A+B),l,1,(A+B),g,(A+B),+l,2,(A+B),l,2,(A+B),(2),系统总组成,w,B,=,m,B,/,m,B,=7.2/(10.8+7.2)=0.4,当,t,=,t,1,d,t,时,有两个液相平衡共存,.,m,(l,1,)/,m,(l,2,)=,=(0.70 0.4)/(0.400.21)=1.58,m,(l,1,)+,m,(l,2,)=18 kg,m,(l,2,)=6.98 kg,m,(l,1,)=11.02 kg,(3),当,t,=,t,1,+d,t,时,为气、液两相共存,m,(l,1,)/,m,(,总,)=,m,(l,1,)=(0.80 0.4)/(0.8 0.21),18 kg=12.2 kg,m,(G)=(18,12.2)kg=5.8 kg,例 右图为,A,B,二组分气、液平衡系统相图,.(1),写出图中各相区相态及成份,;(2)10.8 kgA,液体与,72kg,纯,B,液体混合物加热,当温度无限靠近,t,1,时,有哪几个相平衡共存,?,各相质量是多少,?(3),当温度刚才离开,t,1,时,又有哪几相共存,?,各相质量是多少,?,第36页,36,0.0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0,As,Pb,w,Pb,l,L,S,Pb,S,As,l+s,Pb,s,As,+l,s,As,+s,Pb,800,200,400,t,/,0.967,固态完全不互溶基本类型,t,/,时间,步冷曲线,0.60,0.98,l,l+s(A)+s(B),s(A)+s(B),l+s(A),0,例 试依据,As,-,Pb,凝聚系统相图,:(1),画出,w,Pb,=0,0.60,和,0.98,熔融物步冷曲线示意图,;(2),在曲线上标明,w,Pb,=0.60,熔融物在冷却过程中相改变,;(3),从图上找出由,100g,固态砷与,200g,w,Pb,=0.60,平衡液相组成系统系统点,并说明系统组成,.,第37页,37,固态完全不互溶基本类型,例 互不相溶固体,A,B,熔点分别为,800,900,二者不生成化合物,.,在,650,下,分别有,w,A,=0.20,和,w,A,=0.70,溶液与固相成平衡,画出此系统相图草图,并在相图右边对应位置画出,w,B,=0.90,温度由,1000,冷却至液相完全消失后步冷曲线,.,l(A+B),l(A+B)+s(B)+s(A),l(A+B)+s(B),s(B)+s(A),第38页,38,固态完全不互溶,t,/,50,40,30,20,10,0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0,A,x,B,B,p,=101325Pa,t,/,P,相态及成份 各相量,F,5 2 S(A),S(B),n,S,(A),=2mol;,n,S,(B),=8mol 1,30 2 S(B),L(A+B),n,L,(A+B),=6.67mol,n,S,(B),=3.33mol 1,50 1 L(A+B),n,L,(A+B),=10mol 2,例,A,和,B,固态时完全不互溶,101325Pa,时,A(s),熔点为,30,B(s),熔点为,50,A,和,B,在,10,含有最低共熔点,其组成为,x,B,E,=0.4,设,A,和,B,相互溶解度均为直线,.(1),画出该系统熔点,-,组成图,(,t,-,x,B,图,);(2),今由,2molA,和,8molB,组成一系统,依据画出,t,x,B,图,指出系统在,5,30,50,时相数,相聚集态及成份,各相物质量,系统所在相区自由度,.,第39页,39,稳定化合物,例,铋和碲生成相合熔点化合物,Bi,2,Te,3,它在,600,熔化,.,纯,Bi,和纯,Te,熔点分别为,300,和,450.,固体,Bi,2,Te,3,在全部温度范围内与固体,Bi,Te,不互溶,与,Bi,和,Te,低共熔点分别为,270,和,415.,粗略画出,Bi-Te,相图并标出全部相区存在相态及成份,.,第40页,40,稳定化合物,例,A,和,B,按等分子比形成相合熔点化合物,C.A,B,C,在固态时完全不互溶,熔点分别为,200,300,400,A,与,C,及,C,与,B,形成两个低共熔点分别为,150,x,B,E,1,=0.2,和,250,x,B,E,2,=0.8,.(1),画出以上述系统温度,-,组成,(,t,-,x,B,),图,;(2),画出,x,B,=0.4,及,x,B,=0.5,系统从,400,冷却到,100,步冷曲线,;(3)8 mol B,和,12 mol A,混合物冷却到无限靠近,150,时,系统是哪几相平衡？各相组成是什么？各相物质量是多少？,(3),此时系统为,s(C),与,l(A+B),两相平衡,液相组成为,x,B,=0.2.,n,S,=13.3 mol,n,l,=6.67 mol,n,S,+,n,l,=20 mol,第41页,41,不稳定化合物系统,例,绘出生成不稳定化合物系统液,-,固平衡相图,(,见附图,),中状态点为,a,b,c,d,e,f,g,样品冷却曲线,.,d,f,A,B,C,温度,组成,题 图,a,b,c,d,e,f,g,a,b,c,e,g,时间,温度,冷却曲线,第42页,42,不稳定化合物,必须选定溶液组成在含,CaCl,2,约为,x,(CaCl,2,)=0.60 0.75,之间,.,今假定选组成,a,之溶液,从,a,冷却下来与,LE,线相交,当越过,LE,线后便有固相,CaF,2,CaCl,2,析出,溶液组成沿,LE,线改变,待温度降到快到达三相线,CEB,时,将固体从溶液中分离,即可得到纯粹,CaF,2,CaCl,2,结晶,.,例 已知,CaF,2,-CaCl,2,相图,欲从,CaF,2,-CaCl,2,系统中得到化合物,CaF,2,CaCl,2,纯粹结晶,试述应采取什么办法和步骤,?,第43页,43,不稳定化合物,P=1,l(A+B),F=2,P=2,s,(A),+s,(C),F=1,P=2,s,(A),+l(A+B),F=1,P=3,s,A,+l,E,+s,C,F=0,P=2,l(A+B),+s(B),F=1,P=2,l(A+B),+s(C),F=1,P=2,s,(C),+s,(B),F=1,b:,从液相中开始析出固体,B,；,c:,由固体,B,和溶液生 成化合物,C;,d:,固体,A,与固体,C,同时从液相中析出,;,e:,固体,A,与固体,C,共存,.,例 图为,A,B,二组分凝聚系统平衡相图,.(1),指出相图中各相区相数、相态及成份、自由度数,;(2),系统点,a,降温经过,b,c,d,e,指出在,b,c,d,e,点系统相态发生改变,.,第44页,44,不稳定化合物系统,液相部分互溶,例 某生成不稳定化合物,A-B,二组分凝聚系统相图如附图,.,分析一下各相区稳定相,.,C,B,A,t,x,B,l,l,1,+l,2,l,1,+C(s),C(s)+l,2,l,2,+B(s),C(s)+B(s),A(s)+C(s),A(s)+l,1,第45页,45,复杂二组分凝聚相图,A,B,C,1,C,2,t,D,E,F,G,H,I,J,K,L,例 指出附图中二组分凝聚系统相图内各相区平衡相,.,指出三相线相平衡关系,.,l,(,s),(,s)+C,1,(s),C,1,(s)+C,2,(s),C,2,(s)+B(s),(,s)+l,l+C,2,(s),l +C,2,(s),l +B(s),l+C,1,(s),三相线：,JKL,C,2,(s,J),+,B(s,L),=l(K),GHI,l(G)+,C,2,(s,I),=,C,1,(s,H),DEF,(s,D),+,C,1,(s,F),=l(E),第46页,46,(2)3,条水平线均为三相线,:,ME,2,N,:s,1,(Mg+Ag)+s,2,(Mg+Ag),l(E,2,),PQR,:l(Mg+Ag)+s,1,(Mg+Ag),s(Mg,m,Ag,n,),IE,1,J,:s(Mg)+s(Mg,m,Ag,n,),l(E,1,),t/,时间,复杂二组分凝聚相图,l(A+B),l,(A+B)+s(Mg),l(A+B)+,s,(A+B),s,1,(A+B),l(A+B),l+s(Mg,m,Ag,n,)+s(Mg),s(Mg,m,Ag,n,),开始析出,l,+s(Mg,m,Ag,n,),s(Mg),开始析出,s(Mg,m,Ag,n,)+s(Mg),l,消失,例 已知在大气压下,Mg-Ag,系统温度组成图以下列图,.(1),列表说明,1,2,3,4,5,6,相区存在相态及成份,;(2),分析水平线上相平衡状态并指明自由度数,.(3),绘出,a,点冷却到室温步冷曲线,并在曲线转折点处及各线段部位系统相态及成份改变情况,.,s,2,(A+B),s,1,(A+B)+,s,2,(A+B),第47页,47,A,B,t,a,b,c,C,D,E,F,G,H,题图,(,s)+(s),l+,(s),l+,(s),(,s),+l,(,s),(,s),(,s),(,s)+(s),l,a,b,c,(s),析出,(,s),析出,液相消失,(s),析出,液相消失,(s),析出,液相消失,(s),析出,t,时间,冷却曲线,三相线,CDE
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