物理化学课件二组分体系相图.ppt

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1、第六章 相平衡,主要内容,引言6.1 Gibbs相律6.2 单组分系统相图6.3 双组分系统相图及应用,引言,相平衡是热力学在化学领域中的重要应用之一。研究多相体系的平衡在化学、环境、材料及食品等学科的科研和生产中有重要的意义，例如：溶解、蒸馏、重结晶、萃取、提纯及金相分析等方面都要用到相平衡的知识。,相图（phase diagram）表达多相体系的状态如何随温度、压力、组成等强度性质变化而变化的图形，称为相图。,相律（phase rule）根据多相平衡的热力学条件，结合相平衡实验研究温度、压力、组成如何来影响多组分多相平衡状态,6.1 Gibbs相律,基本概念相律相律的推导相律的意义,6.1

2、.1 基本概念,相（phase）体系内部物理和化学性质完全均匀的部分称为相。相与相之间在指定条件下有明显的界面，在界面上宏观性质的改变是飞跃式的。体系中相的总数称为相数，用 P表示。,气体，不论有多少种气体混合，只有一个气相。,液体，按其互溶程度可以组成一相、两相或三相共存。,固体，一般有一种固体便有一个相。两种固体粉末无论混合得多么均匀，仍是两个相（固体溶液除外，它是单相）。,组分数 S（纯物质数）,体系中能单独分离开，且能长期独立存在的均匀物质，即体系的纯物数。如：NaCl水溶液 S=2,独立组分数,（number of independent component）,在平衡体系所处的条件下

3、，能够确保各相组成所需的最少独立物种数称为独立组分数。它的数值等于体系中所有物种数 S 减去体系中独立的化学平衡关系式的数目R，再减去各物种间的浓度限制条件R。,定义：,例：1）体系中有PCl5（g)、PCl3（g)、Cl2（g)以任意比 例混合，无化学反应发生 组分数S=3，R=0，R=0,独立组分数C=3,2）体系中有PCl5（g)、PCl3（g)、Cl2（g)，组分之间有化学反应发生,组分数S=3，R=1，R=0,独立组分数C=2,PCl5（g)=PCl3（g)+Cl2（g)化学平衡时，平衡常数限制了浓度，即：,3）体系中有PCl5（g)而且发生分解反应,化学平衡时，平衡常数限制了浓度

4、PCl5（g)=PCl3（g)+Cl2（g)而且同一相中存在浓度限制条件：,组分数S=3，R=1，R=1,独立组分数C=1,注意：,R=0,自由度,使体系旧相不消失，新相不产生，在一定范围内，体系能任意变动的独立变量。即：确定平衡体系的状态所必须的独立强度变量的数目称为自由度，用字母 f 表示。这些强度变量通常是压力、温度和浓度等。,如果已指定某个强度变量，除该变量以外的其它强度变量数称为条件自由度，用 表示。例如：指定了压力，指定了压力和温度，,（degrees of freedom）,相律（phase rule）,相律是相平衡体系中揭示相数P，独立组分数C和自由度 f 之间关系的规律，可用

5、上式表示。式中2通常指T，p两个变量。相律最早由Gibbs提出，所以又称为Gibbs相律。如果除T，p外，还受其它力场影响，则2改用n表示，即：,f=C-P+2,f=C-P+n,(1)热平衡条件：设体系有 个相，达到平衡时，各相具有相同温度,多相体系平衡的一般条件,在一个封闭的多相体系中，相与相之间可以有热的交换、功的传递和物质的交流。对具有 个相体系的热力学平衡，实际上包含了如下四个平衡条件：,(2)压力平衡条件：达到平衡时各相的压力相等,6.1.3 相律的推导,（4）化学平衡条件：化学变化达到平衡,（3）相平衡条件：任一物质B在各相中的化学势相等，相变达到平衡,一定的温度、压力，多组分、多

6、相封闭的平衡体系，S种物质，P相,f=总变量数-变量之间的关系数,1）总变量 SP+2温度、压力2个独立变量，组成变量 SP个,2）变量之间关系式的数目不同组分在同一相中的组成之间有如下关系,相,相,.,P相,P个组成之间的关系式,同一组分在不同相中的组成之间有如下关系（根据化学势相等，可导出联系组成的方程式，假定每一种组分在每一相中存在）,组分之间独立的化学平衡关系式的数目R及浓度限制条件R,f=总变量数-变量之间的关系数=SP+2-P+S（P-1）+R+R=S-R-R-P+2=C-P+2,如果除T，p外，还受其它力场（电场、磁场）影响，则2改用n表示，即：,f=C-P+n,相律几点说明,1

7、）相律适用于多相平衡体系2）在恒温或恒压条件下，f*=C-P+1,f*条件自由度3）推导相律时，假定体系中每一种组分在每一相中均存在，如某一相中不含某种物质，相律仍适用用（在某相中少一个物种就少一个浓度变量，结果相抵消）4）相律只能定量回答问题，得不出定性解释5）相律应用，验证由实验结果得到相图的正确性。研究平衡体系绘制出相图。,6.2 单组分体系的相图,相点 表示某个相状态（如相态、组成、温度等）的点称为相点。,物系点 相图中表示体系总状态的点称为物系点。在T-x图上，物系点可以沿着与温度坐标平行的垂线上、下移动；在水盐体系图上，随着含水量的变化，物系点可沿着与组成坐标平行的直线左右移动。,

8、在单相区，物系点与相点重合；在两相区中，只有物系点，它对应的两个相的组成由对应的相点表示。,单组分体系的自由度最多为2，双变量体系的相图可用平面图表示，通常用P-T图来描述。,单组分体系的相数与自由度,6.2 单组分体系的相图,6.2.1 水的相图,水的相图是根据实验绘制的。图上任何一点表示水的状态,6.2.1 水的相图,三个单相区 在气、液、固三个单相区内，P=1,f=2，温度和压力独立地有限度地变化不会引起相的改变。,三条两相平衡线 p=2,f=1，压力与温度只能改变一个，指定了压力，则温度由体系自定。,OA 是气-液两相平衡线，即水的蒸气压曲线。它不能任意延长，终止于临界点。临界点，这时

9、气-液界面消失。高于临界温度，不能用加压的方法使气体液化。,OB 是气-固两相平衡线，即冰的升华曲线，理论上可延长至0 K附近。,OC 是液-固两相平衡线，当C点延长至压力大于 时，相图变得复杂，有不同结构的冰生成。,6.2.1 水的相图,OD 是AO的延长线，是过冷水和水蒸气的介稳平衡线。因为在相同温度下，过冷水的蒸气压大于冰的蒸气压，所以OD线在OB线之上。过冷水处于不稳定状态，一旦有凝聚中心出现，就立即全部变成冰。,O点 是三相点（triple point），气-液-固三相共存，p=3,f=0。三相点的温度和压力皆由体系自定。,H2O的三相点温度为273.16 K，压力为610.62 P

10、a。,6.2.1 水的相图,三相点是物质自身的特性，不能加以改变，如H2O的三相点,冰点是在大气压力下，水、冰、气三相共存。当大气压力为 时，冰点温度为，改变外压，冰点也随之改变。,6.2.1 水的相图,冰点温度比三相点温度低 是由两种因素造成的：,（1）因外压增加，使凝固点下降；,（2）因水中溶有空气，使凝固点下降。,6.2.1 水的相图,利用相图分析两相平衡线上的相变过程,两相平衡线上的相变过程,在两相平衡线上的任何一点都可能有三种情况。如OA线上的P点：,（1）处于f点的纯水，保持温度不变，逐步减小压力，在无限接近于P点之前，气相尚未形成，体系自由度为2。用升压或降温的办法保持液相不变。

11、,6.2.1 水的相图,（3）继续降压，离开P点时，最后液滴消失，成单一气相，。通常只考虑（2）的情况。,（2）到达P点时，气相出现，在气-液两相平衡时，。压力与温度只有一个可变。,利用相图分析两相平衡线上的相变过程,6.2.2 Clapeyron方程,在一定温度和压力下，任何纯物质i达到两相平衡时,根据相平衡条件,纯物质的化学势与摩尔吉布斯函数相等，即：,当状态发生微小变化，两相平衡温度和压力分别改变了dT，dP,此时两相又建立平衡,6.2.2 Clapeyron方程,相变摩尔熵,相变摩尔体积,得：,Clapeyron equation适用于纯物质两相平衡,6.2.2 Clapeyron方程

12、,在一定温度和压力下，任何纯物质达到两相平衡时，蒸气压随温度的变化率可用下式表示：,为相变时的焓的变化值，为相应的体积变化值。这就是克拉贝龙方程式（Clapeyron equation）。变化值就是单组分相图上两相平衡线的斜率。,对于气-液两相平衡,对于液-固两相平衡,克拉贝龙,HV同一变化方向的增量，注意量纲,对于气-液两相平衡，并假设气体为1mol理想气体，将液体体积忽略不计，则,这就是Clausius-Clapeyron 方程，是摩尔气化热。,假定 的值与温度无关，积分得：,这公式可用来计算不同温度下的蒸气压或摩尔蒸发热。,6.2.2 Clapeyron方程,三条两相平衡线的斜率均可由C

13、lausius-Clapeyron方程或Clapeyron方程求得。,OA线,斜率为正。,OB线,斜率为正。,OC线,斜率为负。,6.2.2 Clapeyron方程,理想液态混合物的气液平衡相图,杠杆规则,液态部分互溶系统的平衡相图,形成化合物的体系,固态互溶系统液固平衡相图,固态不互溶系统液固平衡相图,6.3 二组分体系的相图,p-x图 和 T-x图,对于二组分体系，C=2,f=4-P。P至少为1，则 f 最多为3。这三个变量通常是T，p 和组成 x。所以要表示二组分体系状态图，需用三个坐标的立体图表示。,保持一个变量为常量，从立体图上得到平面截面图。,（1）保持温度不变，得 p-x 图 较

14、常用,（3）保持组成不变，得 T-p 图 不常用。,（2）保持压力不变，得 T-x 图 常用,6.3 二组分体系的相图,6.3 二组分体系的相图,二组分相图类型很多，简单介绍一些基本类型：,双液系,完全互溶的双液系（理想体系）,部分互溶的双液系,液-固体系,简单的低共熔混合物,有化合物生成的体系,完全互溶的固溶体,部分互溶的固溶体,理想液态混合物的气液平衡相图,两个纯液体可按任意比例互溶，每个组分都服从拉乌尔定律，这样组成了理想的完全互溶双液系，或称为理想的液体混合物，如苯和甲苯，正己烷与正庚烷等结构相似的化合物可形成这种双液系。,从图中可看出若 P*AP*B P*BP P*A,在定温下，以x

15、A为横坐标，以蒸气压为纵坐标，在P-x图上可分别表示出分压、总压与液相组成的关系,B,A,P,xA,PA,PB,P,P*A,P*B,由于A、B两组分的蒸气压不同，所以当气液两相平衡时，气相组成与液相组成不同，显然蒸汽压较大的组分在气相中的含量应比其在液相中的多。,把液相组成 x 和气相组成 y 画在同一张图上。A和B的气相组成 和 的求法如下：,已知，或，就可把各液相组成对应的气相组成求出。所作 pyA 曲线称为“气相线”。,理想液态混合物的气液平衡相图,如果，则，即易挥发的组分在气相中的成分大于液相中的组分，反之亦然。,在等温条件下，p-x-y 图分为三个区域。在液相线之上，体系压力高于任一

16、混合物的饱和蒸气压，气相无法存在，是液相区。,在气相线之下，体系压力低于任一混合物的饱和蒸气压，液相无法存在，是气相区。,在液相线和气相线之间的梭形区内，是气-液两相平衡。,理想液态混合物的气液平衡相图,理想液态混合物的气液平衡相图,(2)T-x图,亦称为沸点-组成图。外压为大气压力，当溶液的蒸气压等于外压时，溶液沸腾，这时的温度称为沸点。某组成的蒸气压越高，其沸点越低，反之亦然。,T-x图在讨论蒸馏时十分有用，因为蒸馏通常在等压下进行。T-x图可以从实验数据直接绘制。也可以从已知的p-x图求得。,理想液态混合物的气液平衡相图,将组成与沸点的关系标在下一张以温度和组成为坐标的图上，就得到了T-

17、x图。,将x1，x2，x3和x4的对应温度 连成曲线就得液相组成线。,用 的方法求出对应的气相组成线。,在T-x图上，气相线在上，液相线在下，上面是气相区，下面是液相区，梭形区是气-液两相区。,和 分别为甲苯和苯的沸点。显然 越大，越低。,理想液态混合物的气液平衡相图,a,b,T,B,A,xA,L1,L2,G2,G1,T1,T2,若将状态点b的液态混合物升温到达状态点L1，液相开始沸腾，T1为该液相的泡点，液相线表示了液相组成与泡点的关系，叫泡点线,若将状态点a的气态混合物降温到达状态点G2，气相开始凝结，T1为该气相的露点，气相线表示了气相组成与露点的关系，叫露点线,理想液态混合物的气液平衡

18、相图,G,L,(3)平衡两相相对数量的计算杠杆规则（Lever rule）,在T-x图的两相区，物系点C代表了体系总的组成和温度。,通过C点作平行于横坐标的等温线，与液相和气相线分别交于D点和E点。DE线称为等温连结线（tie line）。,落在DE线上所有物系点的对应的液相和气相组成，都由D点和E点的组成表示。,液相和气相的数量借助于力学中的杠杆规则求算，即以物系点为支点，支点两边连结线的长度为力矩，计算液相和气相的物质的量或质量，这就是可用于任意两相平衡区的杠杆规则。即,或,可以用来计算两相的相对量（总量未知）或绝对量（总量已知）。,(3)杠杆规则（Lever rule）,(3)杠杆规则（

19、Lever rule）,对于任意两相平衡区，杠杆规则示意图如下：图中o.a,b分别为系统组成点和、两相组成点。以系统点 o为支点，两个相点为力点，在两个力点上分别悬挂质量为m(),m()，则成杠杆平衡,a,o,b,m(),m(),wB(),wB(),杠杆规则表示如下：m()oa=m()ob或：n()oa=n()ob,n(),n(),xB(),xB(),（4）T-p-x图,把p-x图和T-x图合在一起，就得到T-p-x三维图。三个坐标分别代表p，T,和x；,理想液态混合物的气液平衡相图,6.3.2 部分互溶的双液系的溶解度曲线,（1）具有最高会溶温度,体系在常温下只能部分互溶，分为两层。,B点温

20、度称为最高临界会溶温度（critical consolute temperature）。温度高于，水和苯胺可无限混溶。,下层是水中饱和了苯胺，溶解度情况如图中左半支所示；上层是苯胺中饱和了水，溶解度如图中右半支所示。升高温度，彼此的溶解度都增加。到达B点，界面消失，成为单一液相。,帽形区外，溶液为单一液相，帽形区内，溶液分为两相。,会溶温度的高低反映了一对液体间的互溶能力，会溶温度越低，两液体间的互溶性越好。可以用来选择合适的萃取剂。,所有平均值的连线与平衡曲线的交点为临界会溶温度。,在373 K时，两层的组成分别为A和A”，称为共轭层（conjugate layers），A和A”称为共轭配对

21、点。是共轭层组成的平均值。,6.3.2 部分互溶的双液系的溶解度曲线,在 温度（约为291.2K）以下，两者可以任意比例互溶，升高温度，互溶度下降，出现分层。,（2）具有最低会溶温度,水-三乙基胺的溶解度图如图所示。,以下是单一液相区，以上是两相区。,6.3.2 部分互溶的双液系的溶解度曲线,（3）同时具有最高、最低会溶温度,如图所示是水和烟碱的溶解度图。,在最低会溶温度(约334 K)以下和在最高会溶温度(约481K)以上，两液体可完全互溶，而在这两个温度之间只能部分互溶。,形成一个完全封闭的溶度曲线，曲线之内是两液相区。,6.3.2 部分互溶的双液系的溶解度曲线,（4）不具有会溶温度,乙醚

22、与水组成的双液系，在它们能以液相存在的温度区间内，一直是彼此部分互溶，不具有会溶温度。,6.3.2 部分互溶的双液系的溶解度曲线,6.3.3 固态不互溶系统液固平衡相图-低共熔相图,（1）热分析法绘制低共熔相图,基本原理：二组分体系，指定压力不变，,首先将二组分体系加热熔化，记录冷却过程中温度随时间的变化曲线，即步冷曲线（cooling curve）。当体系有新相凝聚，放出相变热，步冷曲线的斜率改变。，出现转折点；，出现水平线段。据此在T-x图上标出对应的位置，得到低共熔T-x图。,f*=C-P+1=3-PP=1 f*=2 双变量体系P=2 f*=1 单变量体系P=3 f*=1 无变量体系,C

23、d-Bi二元相图的绘制,1.首先标出纯Bi和纯Cd的熔点,将100Bi的试管加热熔化，记录步冷曲线，如a所示。在546K时出现水平线段，这时有Bi(s)出现，凝固热抵消了自然散热，体系温度不变，,这时条件自由度。当熔液全部凝固，温度继续下降。所以546 K是Bi的熔点。,同理，在步冷曲线e上，596 K是纯Cd的熔点。分别标在T-x图上。,2 作含20Cd，80Bi的步冷曲线。,将20%混合物加热熔化，记录步冷曲线如b所示。在C点，曲线发生转折，有Bi(s)析出，降温速度变慢；,至D点，Cd(s)也开始析出，温度不变；,f*=2-2+1=1,至D点，熔液全部凝结为Bi(s)和Cd(s)，温度又

24、开始下降；f*=2-2+1=1,含70Cd的步冷曲线d情况类似，只是转折点F处先析出Cd(s)。将转折点分别标在T-x图上。,3作含40Cd的步冷曲线,将含40Cd，60Bi的体系加热熔化，记录步冷曲线如C所示。开始，温度下降均匀，到达E点时，Bi(s)，Cd(s)同时析出，出现水平线段。,当熔液全部凝固，温度又继续下降，,将E点标在T-x图上。,f*=2-3+1=0,4 完成Bi-Cd T-x相图,将A,C,E点连接，得到Bi(s)与熔液两相共存的液相组成线；,将H,F,E点连接，得到Cd(s)与熔液两相共存的液相组成线；,将D,E,G点连接，得到Bi(s),Cd(s)与熔液共存的三相线；熔

25、液的组成由E点表示。,这样就得到了Bi-Cd的T-x图。,图上有4个相区：,1.AEH线之上，熔液（l）单相区，,2.ABE之内，Bi(s)+l 两相区，,3.HEM之内，Cd(s)+l 两相区，,4.BEM线以下，Bi(s)+Cd(s)两相区，,Cd-Bi二元低共熔相图分析,有三条多相平衡曲线,1.ACE线，Bi(s)+l 共存时，熔液组成线。,2.HFE线，Cd(s)+l 共存时，熔液组成线。,3.BEM线，Bi(s)+Cd(s)+l 三相平衡线，三个相的组成分别由B，E，M三个点表示。,Cd-Bi二元低共熔相图分析,有三个特殊点：,因为E点温度均低于A点和H点的温度，称为低共熔点（eut

26、ectic point）。在该点析出的混合物称为低共熔混合物（eutectic mixture）。它不是化合物，由两相组成，只是混合得非常均匀。E点的温度会随外压的改变而改变，在这T-x图上，E点仅是某一压力下的一个截点。,Cd-Bi二元低共熔相图分析,（2）溶解度法绘制水-盐相图,以 体系为例，在不同温度下测定盐的溶解度，根据大量实验数据，绘制出水-盐的T-x图。,图中有四个相区：,LAN以上，溶液单相区,LAB之内，冰+溶液两相区,NAC以上，和溶液两相区,BAC线以下，冰与 两相区,图中有三条曲线：,LA线 冰+溶液两相共存时，溶液的组成曲线，也称为冰点下降曲线。,AN线+溶液两相共存时

27、，溶液的组成曲线，也称为盐的饱和溶度曲线。,BAC线 冰+溶液三相共存线。,（2）溶解度法绘制水-盐相图,图中有两个特殊点：,L点 冰的熔点。盐的熔点极高，受溶解度和水的沸点限制，在图上无法标出。,A点 冰+溶液三相共存点。溶液组成在A点以左者冷却，先析出冰；在A点以右者冷却，先析出。,（2）溶解度法绘制水-盐相图,水-盐冷冻液,在化工生产和科学研究中常要用到低温浴，配制合适的水-盐体系，可以得到不同的低温冷冻液。例如：,在冬天，为防止路面结冰，撒上盐，实际用的就是冰点下降原理。,A和B两个物质可以形成两类化合物：,(1)稳定化合物，包括稳定的水合物，它们有自己 的熔点，在熔点时液相和固相的组

28、成相同。属于这类体系的有：,6.3.4 形成化合物的体系,(2)不稳定化合物，没有自己的熔点，在熔点温度以下就分解为与化合物组成不同的液相和固相。属于这类体系的有：,6.3.4 形成化合物的体系,形成稳定化合物的相图,与可形成化合物C，H是C的熔点，在C中加入A或B组分都会导致熔点的降低。,这张相图可以看作A与C和C与B的两张简单的低共熔相图合并而成，所有的相图分析与简单的二元低共熔相图类似。,形成稳定水合物的相图,与 能形成三种稳定的水合物，即,它们都有自己的熔点。,纯硫酸的熔点在283 K左右，而与一水化合物的低共熔点在235 K，所以在冬天用管道运送硫酸时应适当稀释，防止硫酸冻结。,这张

29、相图可以看作由4张简单的二元低共熔相图合并而成。如需得到某一种水合物，溶液浓度必须控制在某一范围之内。,在 与 相图上,C是A和B生成的不稳定化合物。,因为C没有自己的熔点，将C加热，到O点温度时分解成 和组成为N的熔液，所以将O点的温度称为转熔温度（peritectic temperature）。,FON线也称为三相线，由A(s)，C(s)和组成为N的熔液三相共存，与一般三相线不同的是：组成为N的熔液在端点，而不是在中间。,形成不稳定化合物的相图,相区分析与简单二元相图类似，在OIDN范围内是C(s)与熔液(L)两相共存。,分别从a，b，d三个物系点冷却熔液，与线相交就有相变，依次变化次序为

30、：,a线：,b线：,d线：,希望得到纯化合物C，要将熔液浓度调节在ND之间，温度在两条三相线之间。,形成不稳定化合物的相图,6.3.5 完全互溶固溶体的相图,两个组分在固态和液态时能彼此按任意比例互溶而不生成化合物，也没有低共熔点，称为完全互溶固溶体。Au-Ag，Cu-Ni，Co-Ni体系属于这种类型。,以Au-Ag相图为例，梭形区之上是熔液单相区，之下是固体溶液（简称固溶体）单相区，梭形区内是固-液两相共存，上面是液相组成线，下面是固相组成线。,当物系从A点冷却，进入两相区，析出组成为B的固溶体。因为Au的熔点比Ag高，固相中含Au较多，液相中含Ag较多。,继续冷却，液相组成沿 线变化，固相

31、组成沿 线变化，在 点对应的温度以下，液相消失。,6.3.5 完全互溶固溶体的相图,完全互溶固溶体出现最低点或最高点,当两种组分的粒子大小和晶体结构不完全相同时，它们的T-x图上会出现最低点或最高点。,例如：等体系会出现最低点。但出现最高点的体系较少。,6.3.5 完全互溶固溶体的相图,两个组分在液态可无限混溶，而在固态只能部分互溶，形成类似于部分互溶双液系的帽形区。在帽形区外，是固溶体单相，在帽形区内，是两种固溶体两相共存。,属于这种类型的相图形状各异，现介绍两种类型：,（1）有一低共熔点，（2）有一转熔温度。,6.3.6 部分互溶固溶体的相图,(1)有一低共熔点者,在相图上有三个单相区：,

32、AEB线以上，熔化物（L）AJF以左，固溶体（1）BCG以右，固溶体(2),有三个两相区：,AEJ区，L+（1）BEC区，L+(2)FJECG区，（1）+(2),AE，BE是液相组成线；AJ，BC是固溶体组成线；JEC线为三相共存线，即(1)、(2)和组成为E的熔液三相共存，E点为(1)、(2)的低共熔点。两个固溶体彼此互溶的程度从JF和CG线上读出。,6.3.6 部分互溶固溶体的相图,三条步冷曲线预示的相变化为：,(1)从a点开始冷却，到b点有组成为C的固溶体（1）析出，继续冷却至d以下，全部凝固为固溶体（1）。,(2)从e点开始冷却，依次析出的物质为：熔液L L+（1）（1）（1）+（2）

33、,(3)从j点开始，则依次析出物质为：L L+（1）（1）+（2）+L（组成为E）（1）+（2）,6.3.6 部分互溶固溶体的相图,（2）有一转熔温度者,相图上有三个单相区：,BCA线以左，熔化物LADF区，固溶体（1）BEG以右，固溶体（2）,有三个两相区,BCE L+（2）ACD L+（1）FDEG（1）+（2）,因这种平衡组成曲线实验较难测定，故用虚线表示。,6.3.6 部分互溶固溶体的相图,一条三相线,CDE是三相线：（1）熔液（组成为C），（2）固溶体（1）（组成为D）（3）固溶体（2）（组成为E）三相共存。,CDE对应的温度称为转熔温度，温度升到455K时，固溶体（1）消失，转化为

34、组成为C的熔液和组成为E的固溶体（2）。,6.3.6 部分互溶固溶体的相图,*相图分析的两个规则,本章教学要求,明确相数,独立组分,自由度的概念掌握相律的推导,物理意义及其用途能看懂相图(单组分体系相图,贰组分体系气-液平衡与固液平衡的相图)能应用相律进行分析和应用杠杆规则进行计算,1若以1表示100与101.325kPa时液态水的化学位，2表示101与101.325kPa时气态水的化学位，3表示98与101.325kPa时液态水的化学位，则水在三个状态化学位的大小顺序为（）2一定温度时，稀溶液体系中，溶液上方溶剂的饱和蒸气压随溶液中溶质浓度的增加而（）3某液体物质的饱和蒸气压与温度的函数关系

35、为 P=A+BT-1(A,B均为常数)，则该物质的摩尔汽化热为（）4A物质与水可分别形成含一分子，三分子和七分子的固体含水盐，该体系的独立组分数为（）；一定压力下，固体A与含A的水溶液体系中最多允许有（）种含水盐与其平衡共存。,习题,5：A，B两组分凝聚体系平衡相图如图所示，TA*，TB*分别为A，B的熔点。A，B两组分生成不稳定化合物C，C对应的物系点为80%。在温度时间关系图中，画出B为20%，50%，90%的冷却曲线，注明每一阶段体系有哪些相？发生了哪些变化？指出自由度为多少？100Kg含B为20%的熔液，冷却到1000，液相中含B的量（质量,A 20%40%60%80%B B（%）,8

36、00,1000,6、已知甲苯（A）、苯（B）在90下纯液体的饱和蒸汽压分别为54.22kPa和136.12kPa，两者可以形成理想溶液，取200克甲苯和200克苯置于带活塞的导热器中，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压力降到多少时开始产生气相？此气体的组成如何？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,7、已知，下列反应的G0mT的关系为：2Mn(s)+O2(g)=2 MnO2(s)G0m=(7.695105+144.9K)J/mol 2C(s)+O2(g)=2CO(g)G0m=(-2.234105-175.3K)J/mol试通过计算判断在150

37、0K时，标准状态下，C是否能还原MnO,8、已知下述反应，Kp与T的关系式为：Fe3O4(s)+H2(g)=3FeO(s)+H2O(g);Kp=-3378/T+3.648FeO(s)+H2(g)=Fe(s)+H2O(g);Kp=-748/T+0.578计算反应 Fe3O4(s)+4H2(g)=3Fe(s)+4H2O(g)800K时，反应达到平衡的气相组成（用摩尔分数表示）。,9反应：CO2(g)+C(石墨)=2CO(g)实验测得平衡数据如下：,又已知反应：2CO2(g)=2CO(g)+O2（g）在1173K时的标准平衡 常数K0=1.2510-16 试计算：反应：2CO2(g)=2CO(g)+O2（g）在1173K时，rHm0和rSm0（气体可以视为理想气体，上述反应的rCpm=0）,