相平衡齐齐哈尔大学物理化学考试参考

1、.第六章 相平衡6.1 指出下列平衡系统中的组分数C,相数P及自由度数F。(1) I2(s)与其蒸气成平衡；(2) MgCO3(s)与其分解产物MgO(s)和CO2(g)成平衡；(3) NH4Cl(s)放入一抽空的容器中，与其分解产物NH3(g)和HCl (g) 成平衡；(4) 取任意量的NH3(g)和H2S (g)与NH4HS(g)成平衡；(5) 过量的NH4HCO3(s)与其分解产物NH3(g)，H2O(g)和CO2(g) 成平衡；(6) I2作为溶质在两不互溶液体H2O和CCl4中达到分配平衡（凝聚系统）。解：（1）C=1，P=2，；（2）C=2，P=3，；（3）C=1，P=2，；（4）

2、C=2，P=2，；（5）C=1，P=2，；（6）C=3，P=2，。6.2常见的Na2CO3(s)水合物有Na2CO3H2O (s)，Na2CO37H2O(s)和 Na2CO310H2O (s)（1）101.325kPa下，与Na2CO3水溶液及冰平衡共存的水合物最多能有几种？（2）20时，与水蒸气平衡共存的水合物最多能可能有几种？解： S=5，R=3，R=0，C=S-R-R=2，F=C-P+1=3-P，Fmix=0，Pmax=3；（1）已有两相（水溶液、冰），只能有一种水合物与其共存；（2）已有一相（水蒸气），有二种水合物与其共存。6.11 A-B二组分液态部分互溶系统的液-固平衡相图如附图所

3、示，试指出各个项区的平衡关系，各条线所代表的意义，以及三相线所代表的平衡关系。解：单相区：1：A和B的混合溶液l；二相区：2：l1+ l2；3：l2+ B(s)；4：l1+ A(s)；5：l1+ B(s)；6：A(s)+B(s)各条线代表的意义：LJ：A的凝固点降低曲线；JM：B的凝固点降低曲线；NV：B的凝固点降低曲线；MUN：液液相互溶解度曲线。三相线：MNO：l1+ B(s)l2；IJK：A(s)+B(s)l1固相开始析出固相开始析出液相消失6.13 低温时固态部分互溶、高温时固态完全互溶且具有最低熔点的A-B二组分凝聚系统相图。指出各相区的稳定相及各条线所代表的意义。abABwB题6.

4、14 附图t1234cde5f解：1区为液态溶液，单相区；2区为固溶体，单相区；3区为液态溶液与固溶体两相平衡区；4区为液态溶液与固溶体两相平衡区；5区为固溶体与固溶体两相平衡区。最上面边的一条曲线是液相组成线，也是A、B相互溶解度随温度变化曲线；中间的acb线是固溶体组成线，表示不同温度下与液相平衡时固溶体的组成；下面的def线是A(s)与B(s)的相互溶解度曲线，表示不同温度下固溶体与固溶体两相平衡时固溶体与固溶体的组成。6.14 某二组分凝聚系统相图如附图所示。（1）指出图中各相区的稳定相；（2）绘出图中状态点为a的样品的冷却曲线，并指明冷却过程相变化情况。解：如图： 6.16 某A-B

5、二组分凝聚系统相图如附图所示。（1）指出各相区稳定存在时的相，三相线上的相平衡关系；（2）绘出图中状态点为a，b，c的样品的冷却曲线，并注明各阶段时的相变化。解：（1）各相区相态如下表所示。相 区相 态相 区相 态12345溶液l固溶体固溶体固溶体溶液l +固溶体6789溶液l + 固溶体溶液l + 固溶体固溶体+ 固溶体固溶体 + 固溶体（2）水平线def为溶液l、固溶体、固溶体三相平衡，自由度数为0。在此线上有下述平衡存在:l(组成为)+(s,组成为)(s,组成为)水平线ghk为溶液l、固溶体、固溶体三相平衡，自由度数为0。在此线上有下述平衡存在:l(组成为)(s,组成为)+(s,组成为)

6、时间温度固溶体析出液相消失图 状态点为a,b，c样品的冷却曲线ab固溶体析出固溶体析出液相消失固溶体析出液相消失固溶体析出c（3）状态点为a，b，c三个样品的冷却曲线如下图所示。6.17 某A-B二组分凝聚系统相图如附图。指出各相区的稳定相，三相线上的相平衡关系。解：各相区相态如下表所示。ABwB题6.17 附图t1234def6758abc相 区相 态相 区相 态1234溶液l固溶体固溶体溶液l1 +固溶体5678溶液l1 +溶液l2溶液l2 + 固溶体溶液l2 + 固溶体固溶体+ 固溶体水平线abc为溶液l1、溶液l2、固溶体三相平衡，自由度数为0。在此线上有下述平衡存在:l1(组成为)+

7、(s,组成为)l2(s,组成为)水平线def为溶液l2、固溶体、固溶体三相平衡，自由度数为0。在此线上有下述平衡存在:l2(组成为)(s,组成为)+(s,组成为)6.18 利用下列数据，粗略地描绘出Mg-Cu二组分凝聚系统相图，并标出各区的稳定相。Mg与Cu的熔点分别为648 ，1085 。两者可形成两种稳定化合物，Mg2Cu，Mg2Cu2，其熔点依次为580、800。两种金属与两种化合物四者之间形成三种低共熔混合物。低共熔混合物的组成及低共熔点对应为：35%，380；66%，560；90.6%，680。解：相对原子质量Ar(Cu)= 63.546，Ar(Mg)= 24.305。Mg2Cu的组

8、成 MgCu2的组成 MgCuw(Cu) / (%)图 Mg-Cu二组分凝聚系统相图t/12346758Mg2Cu91002040608010020040060080010001200MgCu2根据题设数据绘制相图如下图所示。各相区相态如下表所示。相 区相 态相 区相 态12345溶液l溶液l + Mg(s)溶液l + Mg2Cu (s)Mg(s) + Mg2Cu (s)溶液l + Mg2Cu (s)678910溶液l + MgCu2 (s)Mg2Cu (s) + MgCu2 (s)溶液l + MgCu2 (s)溶液l + Cu(s)MgCu2 (s) + Cu(s)6.19 某生成不稳定化合

9、物系统液-固平衡相图如附图所示，绘出图中状态点为a，b，c，d，e，的样品的冷却曲线。解：由任一状态点冷却，在单相区时冷却速度是均匀的，当与液相线相交时，固态物质开始析出，由相变热放出，故冷却速度变慢，步冷曲线斜率改变，曲线出现折点。当温度到达三相线温度时，系统三相平衡，自由度f = 0，温度保持不变，冷却曲线出现平台，直至有一个相消失后，温度才可继续下降。状态点为a，b，c，d，e，f，g的样品的冷却曲线如下图所示。6.20 SiO2-Al2O3系统高温区间的相图示意图如图所示。高温下，SiO2有白硅石和鳞石英两种晶型，AB是其转晶线，AB线之上为白硅石，之下为鳞石英。化合物M组成为3SiO

10、2Al2O3。（1）指出各相区的稳定相及三相线的相平衡关系；（2）绘出图中状态点为a，b，c的样品的冷却曲线。解： 各相区的稳定相：1：l； 2：l +SiO2； 3：l +M； 4：SiO(白硅石)+M； 5：SiO(鳞石英)+M；6：l + Al2O3； 7：M+ Al2O3。三相线上的相平衡关系：左：SiO+Ml； 右：l + Al2O3M6.21 某A-B二元凝聚系统相图如附图所示。其中C为不稳定化合物。（1）标出图中各相区的稳定相和自由度；（2）指出图中的三相线及相平衡关系；（3）绘出图中状态点为a，b的样品的冷却曲线，注明冷却过程相变化过程；（4）将5kg处于b点的样品冷却至t1，

11、系统中液态物质与析出固态物质的质量各为多少？解：（1）各相区的相态如下表所示。相区相 态自由度相区相 态自由度1234溶液(s)(s)溶液+(s)22215678溶液+C(s)溶液+(s)(s)+C(s)(s)+C(s)1111（2）三相线cde上的相平衡：(s)+C(s)l三相线fgh上的三相平衡：l+(s)C(s)（3）冷却曲线如右图：（4）b点的样品冷却至t1，l，(s)两相平衡共存，由图读出两相的组成：wB(l)=0.6，wB(s)=0.9，而系统点组成为wB(b)=0.7。于是，m(l)+m(s)=5kgm(l)=3.33 kg，m(s)=1.67kg题6.22附图ABwBtab12

12、34cf6758deC2C1ghk9106.22 某A-B二组分凝聚系统相图如图所示。标出各相区的稳定相、指出三相线的相平衡关系。解：各相区的相态如下表所示。相 区相 态相 区相 态12345溶液(s)溶液+(s)溶液+C1(s)溶液+C1(s)678910溶液+C2(s)溶液+ B(s)(s)+C1(s)C1(s) +C2(s)B(s) +C2(s)三相线abc上的三相平衡：溶液(组成为wb)固溶体(s)+化合物C1(s)三相线def上的三相平衡：溶液(组成为we)化合物C1(s)+不稳定化合物C2(s)三相线ghk上的三相平衡： 溶液(组成为wg)+B(s)不稳定化合物C2(s)6.23某A-B二组分凝聚系统相图如图所示。标出各相区的稳定相、指出三相线的相平衡关系。解：各相区的稳定相：1：l；2：l+A；3：A+C；4：l+C；5：C+a；6：l+a； 7：l+b；8：a；9：b；10：a+b三相线上的相平衡关系：ab：A+lCcd：C+alef：l+ba6.25 A-B二组分凝聚系统相图如图所示。（1）标出各相区的稳定相；指出各三相平衡线的相平衡关系；（2）指出图中的化合物C，D是稳定化合物还是不稳定