中南大学物化课后习题答案 5章 相律与相图

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1、第12章相律与相图1．试计算下列平衡体系的自由度数：(1)298.15K、101325Pa下固体NaCl与其水溶液平衡；(2)I2(s)?I2(g)；(3)NaCl(s)与含有HCl的NaCl饱和溶液。（答案：①0，②1，③3）解：(1)K=2,R=0,b=0,φ=2∴C=K-R-b=2,又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=1则f=C-φ+n=1-2+2=1(3)K=3,R=0,b=0,φ=2则C=K-R-b=3–0–0=3∴f=C-φ+n=3-2+2=32．固体NH4HS和任意量

2、的H2S及NH3气体混合物组成的体系按下列反应达到平衡：NH4HS(s)?NH3(g)＋H2S(g)(1)求该体系组元数和自由度数；(2)若将NH4HS放在一抽空容器内分解，平衡时，其组元数和自由度数又为多少?（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即体系组元数为2而体系的自由度数f=C-φ+n=2–2+2=2(2)K=3,R=1,b=1,φ=2∴该体系

3、平衡时的组元数C=K-R-b=3–1–1=1而体系的自由度数f=C-φ+n=1-2+2=13．求下列体系的组元数和自由度数：(1)由Fe(s)、FeO(s)、C(s)、CO(g)、CO2(g)组成的平衡体系；(2)由Fe(s)、FeO(s)、Fe3O4(s)、C(s)、CO(g)、CO2(g)组成的平衡体系；(3)Na2SO4水溶液，其中有Na2SO4(s)、H2O、H+和OH-；(4)已知Na2SO4水溶液中有+、、(l)、(s)、H+和OH-。（答案：①3，1，②3，1，③2，2，④2，2）解：(1)K=5而体系中的化学元素为3种∴该体系的独立化学平衡数

4、R=5-3=2此时b=0，体系的组元数C=K-R-b=5–2–0=3φ=4，因此，自由度数f=C-φ+n=3–4+2=1(2)K=5同上理R=5-3=2，而b=0∴体系的组元数C=K-R-b=5–2–0=3φ=4，因此，自由度数f=C-φ+n=3–4+2=1(3)K=4R=1b=1∴C=4–1–1=2，φ=2f=C-φ+n=2-2+2=2(4)K=6R=2b=2∴C=6–2–2=2，而φ=2∴f=C-φ+n=2-2+2=24．已知Na2CO3(s)和H2O(l)可形成的水合物有三种：Na2CO3·H2O(s)，Na2CO3·7H2O(s)和Na2CO3·10H2O

5、(s)试问：(1)在101325Pa下，与Na2CO3水溶液及冰平衡共存的含水盐最多可有几种?(2)在293.15K时，与水蒸气平衡共存的含水盐最多可有几种?（答案：①1，②2）解：(1)设最多有x种含水盐，则K=2+x，R=x，b=0∴C=K-R-b=2+x-x–0=2又φ=2+x，n=1∴由相律f=C-φ+n得：f=2-(2+x)+1=1-x而f≥0∴x≤1，即最多只能有一种含水盐与之共存。(2)同上理K=2+x，R=x，b=0∴C=K-R-b=2+x-x–0=2，而φ=1+x，n=1∴f=2-(1+x)+1=2-x而f≥0∴x≤2，即最多有两种含水盐与

6、水蒸汽平衡共存。5．固态氨的饱和蒸气压与温度的关系可表示为；液体氨的饱和蒸气压与温度的关系可表示为，试求：(1)三相点的温度及压强；(2)三相点时的蒸发热、升华热和熔化热。（答案：⑴195..17K，2.17Pa，⑵5204.56，6379.33，1174.77J·mol-1）解：(1)在三相点处液氨对应的饱和蒸气压应与固氨对应的饱和蒸气压相等，故有：解得：T=195.17K=77.90℃将所求温度数据代入任意一个饱和蒸气压与温度的关系式可解得：(2)由克-克公式：与题目所给关系式相比较可得：，6．CCl4的蒸气压和SnCl4的蒸气压在不同温度时的测定值如下

7、：／K350353363373383387／kPa101.325111.458148.254193.317250.646--／kPa--34.39748.26366.26189.726101.325(1)假定这两个组元形成理想溶液，绘出其沸点—组成图。(2)CCl4的摩尔分数为0.2的溶液在101.325kPa下蒸馏时，于多少摄氏度开始沸腾?最初的馏出物中含CCl4的摩尔分数是多少?（答案：(2)约为376.5K，0.42）解：(1)∵两组元形成理想溶液，∴，考虑是沸点-组成图，∴故液相中SnCl4组成与和的关系为：(1)而气相中SnCl4组成与压强的关系

8、为：(2)