四川省通江縣天平山小學(xué)小學(xué)英語(yǔ)教師招聘考試試題.doc

第六章 相與相平衡 一、相 (1) 相（phase）：指物系中的某部分具有均勻（相同）的化學(xué)組成及物理性質(zhì)，並有明顯的界面存在，可以和物系內(nèi)其他部分區(qū)分者。(2) 相數(shù)（phases）：一物系內(nèi)所含相的個(gè)數(shù)，一般以p表示。(3) 依據(jù)物系所含相數(shù)可將物系區(qū)分為：.均勻物系：由一相所構(gòu)成的物系，相數(shù)（p） 1 。 混合氣體、互溶液體為均勻物系。 .非均勻物系：由一相以上所構(gòu)成的物系，相數(shù)（p） 1 。 固、液、氣混合物系多為非均勻物系。 （ 液體最多不超過(guò)8相）例1：密閉容器中的（過(guò)）飽和食鹽水溶液，含有那些相？相數(shù)為？是何種物系？二、相律 相律 於1876年由吉布斯提出，敘述一平衡物系中物系的相數(shù)（P）、成份數(shù)（C）與自由度（F）之間的關(guān)係為 FCP2 。P 物系內(nèi)所含相的數(shù)目（最小為1） 。 P1稱(chēng)為均勻系、P1稱(chēng)為非均勻系。C 組成該物系所需最少的獨(dú)立化學(xué)成份數(shù)（最小為1）。 C1稱(chēng)為單成份物系、C2稱(chēng)為二成份物系 若物系有化學(xué)反應(yīng)存在，則C NR（N：化學(xué)成分總數(shù)、R：化學(xué)反應(yīng)式數(shù)目） 例1：MgCO3(s) MgO(s) + CO2(g) 反應(yīng)物系，成分?jǐn)?shù)（C） 。 例2：Fe(s)+ H2O(g) FeO(s)+ H2(g) 反應(yīng)物系，成分?jǐn)?shù)（C） 。F 物系內(nèi)可以獨(dú)立改變的示強(qiáng)性質(zhì)數(shù)目（最小為0）。 示強(qiáng)性質(zhì)：與質(zhì)量無(wú)關(guān)的狀態(tài)函數(shù)，如溫度、壓力、濃度. F0稱(chēng)為不變系、F1稱(chēng)為單變系、F2稱(chēng)為雙變系、 一理想氣體物系【 PV=nRT P=（n/V）RT 】，n/V為濃度，則物系最大自由度(F)2，即溫度、壓力、濃度三者之任二者可自由獨(dú)立改變。例1：一物系內(nèi)之相數(shù)、成份數(shù)與自由度之間的關(guān)係？例2：一成分系、二成分系、三成分系中，可能存在的最大相數(shù)？ 最大自由度為何？例3：下列各物系之自由度為若干？（1）液態(tài)水與其蒸氣平衡？（2）液態(tài)水與水蒸氣、氮?dú)饣旌蠚怏w平衡？（3）酒精水溶液與其蒸氣平衡？ 例4：求下列各物系的成分?jǐn)?shù)、相數(shù)及自由度？（1）HCl(g)與NH3(g)的任意混合物達(dá)成如下平衡：NH3(g) + HCl(g) NH4Cl(s) C= P= F= 。 （2）碳酸鈣在密閉容器中加熱而達(dá)成平衡： CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) C= P= F= 。 三、相平衡（一）單成分物系相平衡：?jiǎn)纬煞菸锵祪H含一成份，即C1，代入相律公式，得F 3P 即P1 F （ 稱(chēng)為 系 ） P2 F （ 稱(chēng)為 系 ） P3 F （ 稱(chēng)為 系，且最多3相共存） 得知，最大自由度 ，一般以溫度、壓力二示強(qiáng)性質(zhì)（變數(shù)）為座標(biāo)之平面圖表示物系內(nèi)物質(zhì)所有的狀態(tài)，此平面圖即稱(chēng)為相圖。例1：討論 水 及 二氧化碳 之相圖？( 單成份物系之相圖均相似 ) 相圖：（左H2O、右CO2） 相律：（H2O） CO2相圖重點(diǎn)： 1. 1. 2. 2. 3. 3. 狀態(tài)變化：（加熱） （加壓） （二）二成份物系相平衡： 二成份物系C2，代入相律公式 得F 4P 即 P1 F （ 稱(chēng)為 系 ） P2 F （ 稱(chēng)為 系 ） P3 F （ 稱(chēng)為 系 ） P4 F （ 稱(chēng)為 系， 最多4 相共存）得知最大自由度 （三變系），一般相圖為固定一變數(shù)值（設(shè)為參數(shù)），使自由度2，畫(huà)平面圖表示物質(zhì)之狀態(tài)。平面圖共有三種：1. 恆溫下，壓力濃度圖2. 恆壓下，溫度濃度圖3. 定組成下，壓力溫度圖 ( 固定一變數(shù)則自由度減少1，固定二變數(shù)則自由度減少2 )( 1 ) 互溶二成份物系之氣液相平衡：互溶二成份物系可分為理想溶液及非理想溶液，如 苯甲苯、水乙醇、水鹽酸等，一般以蒸氣壓濃度圖、沸點(diǎn)濃度圖為相圖。 相律： 1.（點(diǎn)上） 2.（線(xiàn)上） (A) 理想溶液： 1. 蒸氣壓濃度圖（恆溫下） 2. 沸點(diǎn)濃度圖（恆壓下） （B）非理想溶液： 1. 蒸氣壓濃度圖（恆溫下） 2. 沸點(diǎn)濃度圖（恆壓下） 共沸混合物：.互溶二成份物系氣液平衡時(shí)，當(dāng)溶液的組成（x）與蒸氣的組成（y）相同時(shí)，此時(shí)溶液稱(chēng)為共沸混合物，此現(xiàn)象稱(chēng)為共沸現(xiàn)象、當(dāng)時(shí)溫度稱(chēng)為共沸點(diǎn)。 .有共沸現(xiàn)象的溶液無(wú)法以一般蒸餾方法分離各成分，可採(cǎi)取下列方法分離各成分： 1. 先進(jìn)行分餾，接近共沸點(diǎn)時(shí)，改採(cǎi)其他方法（萃取、結(jié)晶、吸附），至混合液的成分通過(guò)共沸點(diǎn)後，再繼續(xù)進(jìn)行分餾。 2. 改變相對(duì)揮發(fā)度，破壞共沸現(xiàn)象：方法有：1. 對(duì)系統(tǒng)加壓或減壓 2. 加入第三成份：例如乙醇水溶液於78共沸，共沸組成含96乙醇，當(dāng)加入苯即可得到純乙醇。( 2 ) 部分互溶二成份物系之液液相平衡： 水酚物系、水三乙胺物系、水尼古丁物系，當(dāng)其液液平衡時(shí)有完全互溶、部分互溶的可能。溶液的狀態(tài)取絕於溶液的組成及溫度，可繪製各種相圖，一般常使用的是恆壓圖，如下： 相律： （1）最高共溶溫度型（水酚物系） 1.（完全互溶） 2.（部分互溶） （2）最低共溶溫度型（水三乙胺物系） （3）最高最低共溶溫度型（水尼古丁物系） （三）三成份物系相平衡： 三成份物系C3，代入相律公式 得F 5P 一般固定 溫度、壓力二示強(qiáng)性質(zhì)（變數(shù)）繪相圖，則F 3P 若 P1 F （雙變系、二成份之濃度為變數(shù)） P2 F （單變系） P3 F （不變系）( 三成份物系，一般以 正三角形圖 或 直角三角形圖 表示相圖 ) ( 1 ) 討論 45、1大氣壓下，二苯乙烷、二十二碳烷、糠醛 三成份物系之相圖 三成份因混合的濃度不同，而呈現(xiàn)以下兩種狀態(tài)的物系： 1. 部分互溶：物系呈兩相（P2、F ），各相中三成份皆存在、且互溶，但一相的主要成份為二十二碳烷；另一相的主要成份為糠醛。 2. 完全互溶：物系呈三成份完全互溶的一相（P1、F ） 利用相圖求物系的狀態(tài)、各相中物質(zhì)的濃度。 1. 將30、30、40克的糠醛、二苯乙烷、二十二烷 於45下混合，物系呈 狀態(tài) 二相中各物質(zhì)之濃度為：(1)二十二碳烷層： (2)糠醛層： 將15、70、15克的