理学章相平衡.pptx

理学章相平衡;§5.1 相 律;气体：不论有多少种气体混合，只有一个气相。如：N2 + O2 + CO2 (一相);√ 多相系统平衡的一般条件—四个平衡条件;(3) 相平衡;√ 物种数;（2）系统中有化学平衡存在;如： 真空容器中发生如下反应 NH4Cl (s) ＝NH3 (g) + HCl (g) 1 ： 1 C = 3-1-1=1 组分数＝物种数－独立化学平衡数－独立浓度关系式 C = S - R - R’;对于浓度限制条件R’ ，必须是在同一相中几个物质浓度之间存在的关系，能有一个方程把它们的化学势联系起来。例如：;（4）系统的物种数可随我们考虑问题的方法而异，而独立组分数却有客观性，对于给定的系统组分数有确定的数值，是唯一的。;√ 自由度（degree of freedom）;某平衡系统中有 S 种不同的化学物种，有;若系统中存在 R 个独立的化学反应，有R个化学平衡常数关联式。 若在各浓度变量之间还有 R’个其它的上述关联式未包括的限制条件。 则;说?? 上述推导假定每一种组分都存在于各相中，而在实 际的平衡中往往不是这样。但相律依旧适用，因为： 某相中少了一种化学物质，就少一个系统的强度性质数，但在相平衡条件中，也同时少了一个化学势等式，即强度性质间的关系式也随之少一个，故系统的;对于凝聚系统，压力影响不大，只有温度影响平衡，则相律可表示为;相律的意义 利用相律来确定一个相平衡系统所需要的独立变量个数。 注意 只适用于平衡系统。 只能求出变量的个数，不能指出是哪个变量。 相律公式中的“2”表示T，p两个影响因素 。考虑 透压： f = C- Φ + 3 (T, p1,p2);（4）若相律写作f＝(C＋2)-Φ，当确定了某一系统的组分数C后，可以确定当系统的自由度最小时（f＝0），系统具有最多的相数Φ。反之，当系统的相数最小时 (Φ=1)，自由度最大。;(3) 298K 时，将固体NaCl 和固体KNO3溶于水所得的;(3) 298K 时，将固体NaCl 和固体KNO3溶于水所得的;例2：已知Na2CO3(s)和水可以形成三种固体水合物 (Na2CO3·H2O，Na2CO3·7H2O，Na2CO3·10H2O)，求(1) 在pθ下与溶液及冰共存的含水盐最多可能有几种？(2)试说明在30℃时，可与水蒸汽平衡共存的含水盐最多可以有几种？;§5.2 单组分系统的相平衡;单组分系统的两相平衡一般包括物质的气-液??衡，气-固平衡，液-固平衡和固-固平衡。 单组分系统两相平衡时温度和压力有怎样的关系?单组分系统的两相平衡——Clapeyron方程 饱和蒸气压 又称蒸气压。某种液体当只与它的蒸气处于平衡时的蒸气的压力。此时因为只有一种物质存在，所以液体所受的外压与饱和蒸气压相等。 饱和蒸气压与液体的种类、温度、外界的压力有关。;在一定温度和压力下，假设B组分的α、β两相平衡;单组分系统的两相平衡——Clapeyron方程;液-气、固-气两相平衡（并假设气体为理想气体） 代入克拉贝龙方程，则 Clausius-Clapeyron方程微分形式 假定 的值与温度无关，积分得： 或;利用Clausius -Clapeyron 方程的积分式，可从两个温度下的蒸气压，求摩尔蒸发(升华)焓变。 或从一个温度下的蒸汽压和摩尔蒸发(升华)焓，求另一温度下的蒸气压。 当缺乏液体的气化热数据时，可用楚顿规则粗略地计算摩尔蒸发焓。 适用于分子不缔合的液体。对极性大的液体和沸点在150 K以下的液体不适用。;固-固和固-液平衡;外压与蒸气压的关系—不活泼气体对液体蒸气压的影响蒸气压是液体自身的性质。一定温度下液体与其自身;外压与蒸气压的关系—不活泼气体对液体蒸气压的影响;外压与蒸气压的关系—不活泼气体对液体蒸气压的影响;水的相图;有三个单相区气、液、固;OA是气-液两相平衡线;水;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。;水;三相点与冰点的区别 三相点是物质自身的特性，不能加以改变。冰点是在大气压力下, 水的气、液、固三相共存 大气压力为 时冰点温度为 改变外压，水的冰点也随之改变;三相点与冰点的区别;三条两相平衡线的斜率均可由Clausius-Clapeyron方程或Clapeyron方程求得。;水;§5.3 二组分系统的相图及应用;§5.4 单组分系统的相平衡;§5.5 二组分系统的相图及应用;理想的二组分液态混合物——;理想的完全互溶双液系;已知 ， ， 或 ，就可把各液相组成对应的气相组成求出，画在 p-x 图上就得 p-x-y 图。;A;A;2。 T-x 图;381K 373K 365K 357K;从实验绘制 T-x 图;混合物起始组成为x1加热到温度为T1液;杠杆规则（Lever rule）;A;A;蒸馏（或精