大连理工大学884物理化学及物理化学实验专...考研内部资料 联系客服

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? =4 f =3 – 4 +2 = 1

【例题2】下列化学反应,同时达平衡时(900—1200K),

CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g) CO2(g) + H2(g) = CO(g) + H2O(g)

CO(g) + H2O(g) + CaO(s) = CaCO3(s) + H2(g) 其独立组分数K =__, 相数? =__,和自由度数f =__ 解析:R=2 R’=0 所以 K =6 – 2 = 4 ? =3 f =6 – 3 + 2 = 3

【例题3】A, B双液系统,A的正常沸点为100 ℃ ,在80℃, py时, xB= 0.04; yB=0.4。 求:(1) 80℃时,组分A的pA*; (2) 组分B的亨利常数Kh,x;(3) 组分 A的气化热(设气化热不随温度变化,蒸气可视为理想气体)。

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解析:根据题意 80℃, py时, xB= 0.04; yB=0.4。

xB=0.04很小,可视为稀溶液,则溶剂遵守拉乌尔定律,溶质遵守亨利定律。 (1) pA=py(1– yB)=pA*(1– xB) pA*=py(0.6/0.96)=63.3kPa (2) pB= pyyB = Kh,x xB Kh,x = pyyB /xB=10py

(3) 纯A的蒸气压与温度的关系----克–克方程 根据题意 : Tb,A*=100℃, py 和题(1)的结果: 80℃, pA*= 63.3kPa

?p?63.3?vapHm1??1A(353.2K)ln??ln????p(373.2K)101.3R?373.2353.2??rHmy=25.75 kJ×mol-1

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上例说明挥发性溶质的溶液沸点不一定升高。 【例题4】

已知101.325kpa下,纯苯(A)的正常沸点和蒸发焓分别为353.3K和30726J/mol ,纯甲苯(B)的正常沸点和蒸发焓分别为383.7K和31999J/mol .苯和甲苯形成理想液态混合物,若有该种液态混合物在101.325kpa,373.1K时沸腾,计算该混合物的液相组成。 解析:在373.15k苯的饱和蒸汽压为PA,2则: In(PA,2/PA,1)=-ΔH/R (1/T1 -1/T2) 代入数据解得:PA,2=176.525kpa 在373.15k甲苯的饱和蒸汽压为PB,2 In(PB,2/PB,1)=-ΔH’/R (1/T1 -1/T2) 代入数据解得:P B,2=76.198kpa 在液态混合物沸腾时(101.325kpa) P= PA,2 XA + P B,2(1-XA) 解得:XA=0.250 XB=0.750

2.3本章典型题库

2.3.1作业

AlCl3溶液完全水解后,此系统的独立组分数=__,自由度数=_____。 2.3.2作业答案

AlCl3 + 3H2O = Al(OH)3 (s) + 3HCl (R=1)

K =4 – 1 = 3, ? =2, f =3 – 2 +2 = 3 或Al3+ , Cl- , H2O, OH- , H+, Al(OH)3 (s) (S=6) Al3 ++ 3OH- = Al(OH)3 (s) H2O = OH- +H+ R=2 [OH-]=[H+], R’=1 K =6 – 3 = 3,

? =2, f =3 – 2 +2 = 3

第三章 相平衡状态图

3.1本章知识点串讲

知识点1 :二组分系统基本相图

(1)两种固态物质或液态物质能完全互溶

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(2)两种固态物质或液态物质能部分互溶的相图

(3)两种固态物质完全不互溶的相图

知识点2:二组分系统相图基本特征 1)单相区:

A,B两组分能形成溶液或固溶体的部分。

相区内的一点既代表系统的组成和温度; 又代表该相的组成和温度。 2)两相区:

处于两个单相区或单相线之间。相区内的一点只代表系统的组成和温度;结线两端点代表各相的组成和温度。两相区内适用杠杆规则。

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3)凡是曲线都是两相平衡线。线上的一点为相点,表示一个平衡相的状态。 4)凡是垂直线都可看成单组分纯物质。

如果是稳定化合物:垂线顶端与曲线相交,为极大点; 若是不稳定化合物:垂线顶端与水平线相交,为“T”字形 5)凡是水平线基本上都是“三相线”。三相线上f = 0

6)冷却时,当物系点通过(两相平衡)曲线时,步冷曲线上出现一个转折:当物系点通过三相线时,步冷曲线上出现平台;(三相线的两端点除外)。 3.2本章重难点总结

3.2.1重难点知识点总结

步冷曲线的绘制、二组分气液、完全互溶、部分互溶、完全不互溶相图,各点、线、区的含义。 3.2.2本章重难点例题讲解

【例题1】已知A 、 B二组分系统的相图如下: (1) 画出a、 b、c三个系统冷却时的步冷曲线; (2) 标出各相区的相态,指出自由度为零的地方; (3) 使系统p降温,说明系统状态变化情况;

解析:(1),(2)

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