第12章相律與相圖試計(jì)算下列平衡體系的自由度數(shù)：(1)298.15K、101325Pa下固體NaCl與其水溶液平衡；(2)I2(s)?I2(g)；(3)NaCl(s)HClNaCl飽和溶液。（01，③解：(1)K=2,R=0,b=0,φ=2∴CK-R-b=2,T,p已指定∴f=C-φ+n=2-2+0=0(2)K=1,R=0,b=0,φ=2∴C=K-R-b=1-0-0=1f=C-φ+n=1-2+2=(3)K=3,R=0,b=0,φ=2則C=K-R-b=3–0–0=3∴f=C-φ+n=3-2+2=3NH4HSH2SNH3平衡：NH4HS(s)?NH3(g)＋H2S(g)求該體系組元數(shù)和自由度數(shù)；NH4HS?（答案：①2，2，②1，1）解：(1)K=3,R=1,b=0,φ=2∴C=K-R-b=st1:chsdateYear="2000"Month="3"Day="1"IsLunarDate="False"IsROCDate="False">3-1-0=2即體系組元數(shù)為2fC-φn=22+2=(2)K=3,R=1,b=1,φ=2∴該體系平衡時(shí)的組元數(shù)C=K-R-b=3–1–1=1fC-φn=1-2+2=3．求下列體系的組元數(shù)和自由度數(shù)：Fe(s)、FeO(s)、C(s)、CO(g)、CO2(g)組成的平衡體系；Fe(s)、FeO(s)、Fe3O4(s)、C(s)、CO(g)、CO2(g)組成的平衡體系；Na2SO4水溶液，其中有Na2SO4(s)、H2OH+OH-；(4)Na2SO4水溶液中有+、、(l)(4)Na2SO4水溶液中有+、、(l)、(s)、H+OH-。2，④2，2）解：(1)K=53種∴該體系的獨(dú)立化學(xué)平衡數(shù)R=5-3=2此時(shí)b=0，體系的組元數(shù)C=K-R-b=5–2–0=3φ=4，因此，自由度數(shù)f=C-φ+n=3–4+2=1(2K=5R=5-3b=0C=K==3=fCn=4+2=1∴C=–1–1=2=2f=Cn=2-2+2===2∴C=2–22=2∴f=Cn=2-2+2=24．NaCO(sHO(lNaCOHO(s2 3 2 2 3 2NaCO7HO(sNaCO10HO(s2 3 2 2 3 2在101325NaCO水溶液及冰平衡共存的含水鹽最多可有幾種?2 3293.15時(shí)，與水蒸氣平衡共存的含水鹽最多可有幾種?（1，②2）解：(1)設(shè)最多有x種含水鹽，則K=2+x，R=x，b=0∴C=K=2=2=2，n=1fCnf2-(+1=-≥∴x，即最多只能有一種含水鹽與之共存。(2)同上理K=2+x，R=x，b=0∴CKb=2+x–0==1+，n=1∴f=2-(1+x)+1=2-x5．固態(tài)氨的飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系可表示為；液體氨而f≥0∴x5．固態(tài)氨的飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系可表示為；液體氨的飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系可表示為的飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系可表示為三相點(diǎn)時(shí)的蒸發(fā)熱、升華熱和熔化熱。（答案：⑴195..17K，2.17Pa，⑵5204.56，6379.33，1174.77J·mol-1）解：(1)在三相點(diǎn)處液氨對(duì)應(yīng)的飽和蒸氣壓應(yīng)與固氨對(duì)應(yīng)的飽和蒸氣壓相等，故有：解得：T=195.17K=77.90℃故有：將所求溫度數(shù)據(jù)代入任意一個(gè)飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系式可解得：(2)由克(2)由克-克公式：，6．CCl4的蒸氣壓6．CCl4的蒸氣壓SnCl4的蒸氣壓／K

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387考慮是沸點(diǎn)-組成圖，∴考慮是沸點(diǎn)-組成圖，∴SnCl4組成與和的關(guān)系為：(1)／kPa 101.325111.458148.254193.317250.646--／kPa --34.39748.26366.26189.726101.325假定這兩個(gè)組元形成理想溶液，繪出其沸點(diǎn)—組成圖。CCl40.2101.325kPa?最初的餾出物中含CC4?（(2)∴，解：(1)∴，而氣相中SnCl4組成與壓強(qiáng)的關(guān)系為：而氣相中SnCl4組成與壓強(qiáng)的關(guān)系為：(2)按題目所給不同溫度下和的值代入(1)和(2)式，可得不同溫度下氣相、液相T/K350353363373383387x200.13150.46930.72400.92791.000y2 0 0.0446 0.2235 0.4735 0.8217 1.000按上面數(shù)據(jù)作圖如下：(2)從圖上找到(2)從圖上找到，即處對(duì)應(yīng)點(diǎn)，可得此體系沸點(diǎn)為：餾出物含CCl4量為：101.325kPax餾出物含CCl4量為：350.3348.15344.96344.75345.95349.55351.450.0000.1000.3600.4620.7100.9421.0000.0000.1640.3980.4620.6000.8801.000／Kx(C2H5／Kx(C2H5OH)y(C2H5OH)x(C2H5OH)＝0.75時(shí)最初餾出物的成分是什么?x(C2H5OH)＝0.75?y

=0.64，(3)不能）乙醇

（答案：解：(1)制圖如下：x(C2H5OH)0.75y(C2H5OH)=0.64的混合氣體。x(C2H5OH)=0.75x(C2H5OH)=0.462所以用分餾塔只能從改組成溶液分離出純乙醇，而不能得到純乙醇乙酯。曲線轉(zhuǎn)折溫度/K曲線成水平溫度/曲線轉(zhuǎn)折溫度/K曲線成水平溫度/03203745577085100----1--1--11--273343423563924911911111111KK375223223223223693作出該體系的相圖，確定鎂和硅生成化合物的化學(xué)式。85%5kg1473K時(shí)可得多少純硅?（答案：(2)約為2.1kg）解：(1)化合物含Si量為37%(wt)，所以，含Mg量為63%(wt)，而Si和Mg的相對(duì)原子量分別為28.09和24.31，故此化合物中Si和Mg的摩爾數(shù)為：Si n =37/28.09=1.3172mol，n Si Si Mg 2因此n :n =1:2，故此化合物化學(xué)式為MgSi。作圖如下：Si Mg 2(2)按杠桿規(guī)則有W·=W·=W·而=85-74.2=10.8=100-85=15W+W=5得：Wc=2.093kg2.093kg22 NaCl—HO252K時(shí)有一個(gè)共晶點(diǎn)，此時(shí)冰、NaCl·2HO(s)和質(zhì)量22.3%的NaCl264K時(shí)NaCl·2HO27%NaClNaCl在水中的溶解度受溫度的影響不大。22 試?yán)L出相圖，并標(biāo)明各相區(qū)的穩(wěn)定相。NaCl做制冷劑，可獲得最低溫度多少攝氏度?(3)1kg28%NaCl433K264K多少?（答案：(2)252K，(3)13.7g）解：(1)作圖如下，各相區(qū)的穩(wěn)定相如圖中所表識(shí)：∵NaCl的相對(duì)分子質(zhì)量為58.44，水的相對(duì)分子質(zhì)量為18.0162∴NaCl2HO中NaCl58.44(58.44+18.0162)=61.9%2冰的融點(diǎn)為273.15K。此時(shí)就是向(I)NaClNaCl濃度提高，其組成-252K。按杠桿規(guī)則有WW·=W·，而=28-27=1，=100-28=72，又W+W=1c∴解得：W0.0137kg10．(1)12—8相圖中各區(qū)的穩(wěn)定相；c(3)畫出體系點(diǎn)、M的冷卻曲線。解：(1)12—8Ⅰ區(qū)：液相區(qū)(Ⅰ)Ⅱ區(qū)：液相(L)+NaCl(s)二相區(qū)Ⅲ區(qū)：液相(L)+Na2BeCl4(s)Ⅳ區(qū)：液相(L)+BeCl2(s)二相區(qū)Ⅴ區(qū)：Na2BeCl4(s)+BeCl2(s)二相區(qū)Ⅵ區(qū)：NaCl+Na2BeCl4(s)二相區(qū)FDP線為包晶線：NaCl(s)、Na2BeCl4(s)Lp三相共存；GEH線為共晶線：Na2BeCl4(s)、BeCl2(s)和LE三相共存。點(diǎn)、M的冷卻曲線如下圖所示：11．(1)標(biāo)明圖12—10所示相圖中各相區(qū)的穩(wěn)定相；(2)70%(摩爾分?jǐn)?shù))500g1052K?各相含銅多少?（答案：(2)231.48212.96克，液相：約268.52克，含銅約76.53克）解：(1)12—10中各相區(qū)的穩(wěn)定相表注如下圖所示：70%的熔體折算成質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為：70×63.45/(70×63.45+30×107.9)=57.88%（wt）1052KED28.5%(wt)92%(wt)，由杠桿規(guī)則得：W·W·=W·而+E W W 而+E 代入方程組可得：液相質(zhì)量：WE

268.52g含銅量為：268.52×28.5%=76.53g固相質(zhì)量：WD

231.48g含銅量為：231.48×92.0%=212.96gFeO—MnO二元系中，F(xiàn)eO、MnO1643K2053K，1703K30%60%MnO(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，后同)15%MnO1473K時(shí)，兩個(gè)固溶體的組成為26%MnO64%MnO。根據(jù)上述數(shù)據(jù)，試求：(1)FeO—MnO系相圖并標(biāo)25%MnO2000K1400K曲線并說(shuō)明冷卻過(guò)程的變化。解：如下圖所示：M→aaβ固相析出，在冷卻abβ（液相組成順液相線aphDblα二相區(qū)，bc（Pic），到cαcddM→aaβ固相析出，在冷卻A—B12—13所示，若以含40%B100g，由高溫徐徐冷卻，試求：(1)溫度剛降到ＴＦ

時(shí)，平衡的兩相各多少克；在ＴＦ

時(shí)組成為85%B的液相消失時(shí)，其余各相各為多少克；溫度剛降到時(shí)，平衡的兩相各多少克。Ｅ（答案：(1)L1=64.29g，L2=35.71g，(2)液相：約70.59g，固相：約29.41g，(3)液相：約63.83g，固相：約36.17g）F解：（1）TFF

，按杠桿規(guī)則得：LM（40－15LM（40－15）=LF（85－40）由上方程組解得：LM=64.29克，LF=35.71克此時(shí)由杠桿規(guī)則得：（2）85%B的液相消失時(shí)，余下的是LM和純B（s），此時(shí)由杠桿規(guī)則得：NLM（40－15）=B（100－40）NLM+LF=100由上方程組解得：=63.83克LF=36.17克Ni(s)—NiCl2(s)—Cu(s)—CuCl(l)—Cl2(g)HCl(g)和H2(g)，體系的自由度將如何變化?（答案：f1=0，f2=1）解：未加入混合氣體時(shí)，K1=5，R1=5－3=2，C1=5－2－0=3，Φ=5∴f1=3－5+2=0加入混合氣體時(shí)，K2=7，R2=7－4=3，C2=7－3－0=4，Φ=5∴f2=4－5+2=1在高溫下有下列反應(yīng)發(fā)生：C(s)＋CO2====2COCO2＋H2====CO＋H2OC(s)CO2(2)C(s)CO2、H2COH2O（答案：(1)C==3，(2)C=3，f3）解：（1）K=5，R=2，b=0，Φ=2，C=3(組元數(shù))，f=3－2+2=3（自由度數(shù)）（2）K=5，R=2，b=0，Φ=2，組元數(shù)C=K-R-b=5–2–0=3自由度數(shù)f=3－2+2=3硫酸鈣加熱分解如下：2CaSO4(s)====2CaO(s)＋2SO2＋O24求下列情形的組元數(shù)和自由度數(shù)：(1)在抽空的容器中開始只有CaSO；(2)開始有不同數(shù)量的CaSO4和CaO。（答案：(1)C=2，f=1，(2)C=3，f=2）4解：（1）K=4，R=1，b=1，組元數(shù)C=K-R-b=4–1–1=2Φ=2自由度數(shù)f=C–Φ+2=2–3+2=1（2）K=4，R=1，b