物理化學(xué)習(xí)題解答五

1、物理化學(xué)習(xí)題解答(五)習(xí)題 p3353421、Ag2O(s)分解的反應(yīng)方程為Ag2O(s)=2Ag(s)+ 1/2O(g)，當(dāng)用Ag2O(s)進(jìn)行分解達(dá)平衡時(shí)，系統(tǒng)的組分?jǐn)?shù)、自由度和可能平衡共存的最大相數(shù)各為多少？解：f+=C+2S=3，R=1，R/=0，C=S-R-R/=2，=3，f=C+2-=12、指出如下各系統(tǒng)的組分?jǐn)?shù)、相數(shù)和自由度各為多少？(1) NH4Cl(s)在抽空容器中，部分分解為NH3(g)，HCl(g)達(dá)平衡；(2) NH4Cl(s)在含有一定量NH3(g)的容器中，部分分解為NH3(g)，HCl(g)達(dá)平衡；(3) NH4HS(s)與任意量的NH3(g)和H2S(g)混合，

2、達(dá)分解平衡。(4) 在900K時(shí)，C(s)與CO(g)，CO2(g)，O2(g)達(dá)平衡。解： NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g) (1) S=3，R=1，R/=1，C=S-R-R/=1，=2，f=C+2-=1(2) S=3，R=1，R/=0，C=S-R-R/=2，=2，f=C+2-=2(3) S=3，R=1，R/=0，C=S-R-R/=2，=2，f=C+2-=2(4) S=4，R=2，R/=0，C=S-R-R/=2，=2，f=C+1-=13、在制水煤氣的過(guò)程中，有五種物質(zhì)：C(s)，CO(g)，CO2(g)，O2(g)和H2O(g)建立如下三個(gè)平衡，試求該系統(tǒng)的獨(dú)立組分?jǐn)?shù)。C(s)

3、+ H2O(g) = H2(g) + CO(g) (1)CO2(g) + H2(g) = H2O(g) + CO(g) (2)CO2(g) + C(s) = 2CO(g) (3)解：S=5，R=2，R/=0，C=S-R-R/=3，=2，f=C+2-=34、已知，Na2CO3(s)和H2O(l)可以生成如下三種水合物：Na2CO3.H2O(s)，Na2CO3.7H2O(s)和Na2CO3.10H2O(s)，試求(1) 在大氣壓下，與水溶液和冰平衡共存的水合鹽的最大值；(2) 在298K時(shí)，與水蒸氣平衡共存的水合鹽的最大值。解：(1) S=5，R=3，R/=0，C=S-R-R/=2，f=C+2-=

4、0，=4，n=2(2) S=5，R=3，R/=0，C=S-R-R/=2，f=C+2-=0，=4，n=35、在不同的溫度下，測(cè)得Ag2O(s)分解時(shí)氧氣的分壓如下：T/K 401 417 443 463 486 p(O2)/kPa 10 20 51 101 203試問(wèn)：(1) 分別于413K和423K時(shí)，在空氣中加熱銀粉，是否有Ag2O(s)生成？(2) 如何才能使Ag2O(s)加熱到443K時(shí)而不分解？解：(1) Ag2O(s)=2Ag(s)+ 1/2O(g)在空氣中，p(O2)=101.325×21%=21.28kPa在413K時(shí)，p(O2)大于其平衡分壓，平衡向左移動(dòng)，故有Ag2

5、O(s)生成；在423K時(shí)，p(O2) 小于其平衡分壓，平衡向右移動(dòng)，故無(wú)Ag2O(s)生成。(2)為了使Ag2O(s)加熱到443K時(shí)不分解，必須增大p(O2)>51kPa(即充氧)。6、通常在大氣壓力為101.3kPa時(shí)，水的沸點(diǎn)為373K，而在海拔很高的高原上，當(dāng)大氣壓力降為66.9kPa時(shí)，這時(shí)水的沸點(diǎn)為多少？已知水的標(biāo)準(zhǔn)摩爾汽化焓為40.67kJ.mol-1，并設(shè)其與溫度無(wú)關(guān)。解：由Clausius-Clapeyron方程式可知，dlnp/dT=vapHm/RT2 lnp1/p2=-vapHm/R(1/T1-1/T2)，ln(101.3/66.9)= -40.67×1

6、03/8.314(1/373-1/T2) (1/373-1/T2)= -8.314×ln(101.3/66.9) /40.67×103= -8.48×10-5T2=361.6K7、某種溜冰鞋下面冰刀與冰的接觸面為：長(zhǎng)7.62cm，寬2.45×10-3cm。若某運(yùn)動(dòng)員的體重為60kg。已知冰的摩爾熔化焓為6.01kJ.mol-1，冰的正常熔點(diǎn)為273K，冰和水的密度分別為920和1000kg.m-3。試求(1) 運(yùn)動(dòng)員施加于冰面的總壓力；(2) 在該壓力下冰的熔點(diǎn)。解：(1) p=F/S=mg/S=60×9.8/(7.62×10-2&#

7、215;2.45×10-5)=3.15×108Pa(2)由Clapeyron方程式可知，dp/dT=fusHm/TfusVm (p2-p1)= fusHm/fusVmln(T2/T1)(3.15×1011-1.013×105)=6.01×103/18×10-3(1/1000-1/920)ln(T2/273)ln(T2/273)=(3.15×108-1.013×105)×18×10-3×(1/1000-1/920)/(6.01×103)ln(T2/273)= -0.08204，

8、T2=251.5K8、已知在101.3kPa時(shí)，正已烷的正常沸點(diǎn)為342K，假定它符合Trouton規(guī)則，即vapHm/Tb88J.K-1.mol-1，試求298K時(shí)正已烷的蒸氣壓。解：由Clausius-Clapeyron方程式可知，dlnp/dT=vapHm/RT2 lnp2/p1=-vapHm/R(1/T2-1/T1)，ln(p2/101.3)=88×342/8.314(1/298-1/342) ln(p2/101.3)=-88×342/8.314(1/298-1/342)= -1.5628 p2=21.23kPa9、從實(shí)驗(yàn)測(cè)得乙烯的蒸氣壓與溫度的關(guān)系為： lnp/P

9、a= -1921K/T+1.75lnT/K-1.928×10-2T/K+12.26試求乙烯在正常沸點(diǎn)169.5K時(shí)的摩爾蒸發(fā)焓變。解：dlnp/dT=1921/T2+1.75/T-1.928×10-2T=169.5K時(shí)，dlnp/dT=1921/169.52×10-2=0.0579由Clausius-Clapeyron方程式可知，dlnp/dT=vapHm/RT2vapHm = RT2 dlnp/dT =8.314×169.52×0.0579=13830 J.mol-110、已知液態(tài)砷As(l)的蒸氣壓與溫度的關(guān)系為：lnp/Pa= -5665

10、K/T+20.30固態(tài)砷As(s)的蒸氣壓與溫度的關(guān)系為：lnp/Pa= -15999K/T+29.76試求砷的三相點(diǎn)的溫度和壓力。解：三相點(diǎn)時(shí)，液態(tài)砷化學(xué)勢(shì)=固態(tài)砷的化學(xué)勢(shì)=氣態(tài)砷的化學(xué)勢(shì)，即：固態(tài)砷As(s)的蒸氣壓=液態(tài)砷As(l)的蒸氣壓-5665K/T+20.30= -15999K/T+29.76，T=1092.4Klnp/Pa= -15999K/T+29.76= -15999/1092.4+29.76=15.11p=3619.1kPa11、在298K時(shí)，純水的飽和蒸氣壓為3167.4Pa，若在外壓為101.3kPa的空氣中，求水的飽和蒸氣壓為多少？空氣在水中的溶解的影響可略不計(jì)。解

11、：lnpg/pg*=Vm(l)/RT(pe-pg*) lnpg/3167.4= 18×10-3/1000/(8.314×298)×(101300-3167.4)=7.13×10-4pg/3167.4=1.00713，pg=3169.7Pa12、在360K時(shí)，水(A)與異丁醇(B)部分互溶，異丁醇在水相中的摩爾分?jǐn)?shù)為xB=0.021。已知水相中的異丁醇符合Henry定律，Henry系數(shù)kx,B=1.58×106Pa。試計(jì)算在與之平衡的氣相中，水與異丁醇的分壓。已知水的摩爾蒸發(fā)焓為40.66 kJ.mol-1，且不隨溫度而變化。設(shè)氣體為理想氣體。解

12、：pB= kx,BxB=1.58×106×0.021=3.318×104Pa=33.18kPa由Clausius-Clapeyron方程式dlnp/dT=vapHm/RT2可知：lnp*A,1/p*A,2= -vapHm/R(1/T1-1/T2)ln101.325/lp*A,2= -40.66×103/8.314×(1/360-1/373)= -0.473p*A,2/101.325=0.623，p*A,2=63.14kPapA=p*AxA=63.14×(1-0.021)=61.81kPa13、根據(jù)所示碳的相圖，回答如下問(wèn)題：(1) 曲

13、線OA，OB，OC分別代表什么意思？(2) 指出O點(diǎn)的含義；(3) 碳在常溫、常壓下的穩(wěn)定狀態(tài)是什么？(4) 在2000K時(shí)，增加壓力，使石墨轉(zhuǎn)變?yōu)榻饎偸且粋€(gè)放熱反應(yīng)，試從相圖判斷兩者的摩爾體積哪個(gè)大？(5) 試從相圖上估計(jì)，在2000K時(shí)，將石墨轉(zhuǎn)變?yōu)榻饎偸辽僖佣啻髩毫?？解?1) OA代表C(金)C(石)；OB代表C(石)C(l)；OC代表C(金)C(l)；(2) O點(diǎn)代表C(金)C(石)C(l)三相平衡點(diǎn)；(3) 碳在常溫、常壓下的穩(wěn)定狀態(tài)是石墨；(4) dp/dT=Hm/TVm >0，H <0, V =V金-V石<0，V石>V金(5) 壓力p>50&

14、#215;108Pa。14、在外壓為101.3kPa的空氣中，將水蒸氣通入固體碘I2(s)與水的合物中，進(jìn)行蒸汽蒸餾。在371.6K時(shí)收集餾出蒸汽冷凝，分析餾出物的組成得知，每100g水中含有碘81.9g，。試計(jì)算在371.6K時(shí)碘的蒸氣壓。解：m(A)/m(B)=p*A/p*B×MA/MB= (pe-p*B)/p*B×MA/MB pe/p*B= m(A)/m(B)×MB/MA+1=100/81.9×253.8/18.01+1=18.21p*B= pe/18.21=101.3/18.21=5.56kPa15、水(A)與氯苯(B)互溶度極小，故對(duì)氯苯進(jìn)行蒸

15、汽蒸餾。在101.3kPa的空氣中，系統(tǒng)的共沸點(diǎn)為365K，這時(shí)氯苯的蒸氣分壓為29kPa。試求(1) 氣相中氯苯的含量yB; (2) 欲蒸出1000kg純氯苯，需消耗多少水蒸汽？已知氯苯的摩爾質(zhì)量為112.5 g.mol-1。解：(1) pB*=pyB，yB = pB*/p=29/101.3=0.286(2) mA/mB=pA*/pB*.MA/MB=(101.3-29)/29×18/112.5mA=mBpA*/pB*.MA/MB=1000×(101.3-29)/29×18/112.5=398.9kg16、在273K和293K時(shí)，固體苯的蒸氣壓分別為3.27kPa

16、和12.30kPa，液體苯在293K時(shí)的蒸氣壓為10.02kPa，液體苯的摩爾蒸發(fā)焓為34.17kJ .mol-1。試求(1) 303K時(shí)液體苯的蒸氣壓；(2) 固體苯的摩爾升華焓；(3) 固體苯的摩爾熔化焓。解：(1) 由Clausius-Clapeyron方程式可知，dlnp/dT=vapHm/RT2 lnp2/p1=-vapHm/R(1/T2-1/T1)，lnp2/10.02=-34.17×103/8.314(1/303-1/293)=0.4629p2/10.02=1.58867，p2=1.58867×10.02=15.92kPa(2) 由Clausius-Clape

17、yron方程式可知，dlnp/dT=solHm/RT2 ln3.27/12.30=-solHm/8.314(1/273-1/293)，solHm=8.314×1.3248/(1/273-1/293)=44.05kJ.mol-1(3) 苯(s)=苯(l)=苯(g) solHm=fusHm+vapHmfusHm=solHm-vapHm =44.06-34.17=9.89 kJ.mol-117、在298K時(shí)，水(A)與丙醇(B)的二組分液相系統(tǒng)的蒸氣壓與組成的關(guān)系如下表所示，總蒸氣壓在xB=0.4時(shí)出現(xiàn)極大值：xB00.050.200.400.600.800.901.00pB /Pa014

18、40181318932013265325842901p總/Pa31684533471047864653416036682901(1) 畫出p-x-y圖，并指出各點(diǎn)、線和面的含義和自由度；(2) 將xB=0.56的丙醇水溶液進(jìn)行精餾，精餾塔的頂部和底部分別得到什么產(chǎn)品？(3) 若以298K時(shí)的純丙醇為標(biāo)準(zhǔn)態(tài)，求xB=0.20的水溶液中丙醇的相對(duì)活度和活度因子。解：(1) 水(A)-丙醇(B)的 p-x-y圖 OA線是指水(A)的氣相冷凝線，f*=1；OB線是指丙醇(B)的氣相冷凝線，f*=1；OC線是指水(A)的液相氣化線，f*=1；OD線是指丙醇(B)的液相氣化線，f*=1；OCA區(qū)域是指水(

19、g)和溶液的兩相區(qū)，f*=1；ODB區(qū)域是指丙醇(g)和溶液的兩相區(qū)，f*=1；COD線以上是液相區(qū)，f*=2；AOB線以下是氣相區(qū)，f*=2；O點(diǎn)是指最低恒沸點(diǎn)，f*=0(2) 精餾塔的頂部得到組成為0.4的最低恒沸混合物，底部得到純丙醇；(3) pB*=2901Pa，pB=1813Pa， pB= pB*ax,B，ax,B= pB/ pB*=0.625 ax,B=x,BxB，x,B=ax,B/xB=0.625/0.20=3.1218、在標(biāo)準(zhǔn)壓力100kPa下，乙醇(A)和乙酸乙酯(B)二元液相系統(tǒng)的組成與溫度的關(guān)系如下表所示：T/K351.5349.6346.0344.8345.0348.2

20、350.3xB00.0580.2900.5380.6400.9001.000yB00.1200.4000.5380.6020.8361.000乙醇(A)和乙酸乙酯(B)二元液相系統(tǒng)有一個(gè)最低恒沸點(diǎn)。根據(jù)表中數(shù)據(jù)：(1) 畫出乙醇(A)和乙酸乙酯(B)二元液相系統(tǒng)的T-x-y圖；(2) 將純的乙醇和純的乙酸乙酯混合后加到精餾塔中，經(jīng)過(guò)足夠多的塔板，在精餾塔的頂部和底部分別得到什么產(chǎn)品？解：(1) 乙醇(A)和乙酸乙酯(B)二元液相系統(tǒng)的T-x-y圖 OA線是指乙醇(A)的氣相冷凝線，f*=1；OB線是指乙酸乙酯(B)的氣相冷凝線，f*=1；OC線是指乙醇(A)的液相氣化線，f*=1；OD線是指乙

21、酸乙酯(B)的液相氣化線，f*=1；OCA區(qū)域是指乙醇(A)和溶液的兩相區(qū)，f*=1；ODB區(qū)域是指乙酸乙酯(B)和溶液的兩相區(qū)，f*=1；COD線以下是液相區(qū)，f*=2；AOB線以上是氣相區(qū)，f*=2；O點(diǎn)是指最低恒沸點(diǎn)，f*=0(2) 當(dāng)組成xB>0.538時(shí)，精餾塔的頂部得到組成為0.538的最低恒沸混合物，底部得到純乙酸乙酯(B)；當(dāng)組成xB<0.538時(shí)，精餾塔的頂部得到組成為0.538的最低恒沸混合物，底部得到純乙醇(A)；19、在大氣壓力下，水(A)與苯酚(B) 二元液相系統(tǒng)在341.7K以下都是部分互溶。水層(1)和苯酚層(2)中，含苯酚(B)質(zhì)量分?jǐn)?shù)wB與溫度的關(guān)

22、系如下表所示：T/K276297306312319323329333334335338w(1)6.97.88.08.89.711.512.013.614.015.118.5w(2)75.571.169.066.564.562.060.057.655.454.050.0(1) 畫出水(A)和苯酚(B)二元液相系統(tǒng)的T-x圖；(2) 從圖中指出最高會(huì)溶溫度和在該溫度下苯酚(B)的含量；(3) 在300K時(shí)，將水與苯酚各1.0kg混合，達(dá)平衡后，計(jì)算此時(shí)水與苯酚共軛層中各含有苯酚的質(zhì)量分?jǐn)?shù)及共軛水層中和苯酚層中的質(zhì)量；(4) 若在(3)中再加入1.0kg水，達(dá)平衡后，再計(jì)算此時(shí)水與苯酚共軛層中各含有

23、苯酚的質(zhì)量分?jǐn)?shù)及共軛水層中和苯酚層中的質(zhì)量。解：(1) 水(A)和苯酚(B)二元液相系統(tǒng)的T-x圖：(2) 最高會(huì)溶溫度為348K，在該溫度下苯酚(B)的含量為wB=0.36；(3) 在300K時(shí)，wB(1)=0.078 ，wB(2)=0.70由杠桿原理可知：m(1)(0.36-0.078)=m(2)(0.70-0.36)m(1)/m(2)=282/340=0.829m(1)+ m(2)=2kgm(1)=0.907kgm(2)=1.093kg(4) 在300K時(shí)，wB(1)=0.078 ，wB(2)=0.70由杠桿原理可知：m(1)(0.36-0.078)=m(2)(0.70-0.36)m(1

24、)/m(2)=282/340=0.829m(1)+ m(2)=3kgm(1)=1.36kgm(2)=1.64kg20、已知活潑的輕金屬Na(A)和K(B)的熔點(diǎn)分別為372.7K和336.9K，兩者可以形成一個(gè)不穩(wěn)定化合物Na2K(s)，該化合物在280K時(shí)分解為純金屬Na(s)和含K的摩爾分?jǐn)?shù)為xB=0.42的熔化物。在258K時(shí)，Na(s)和K(s)有一個(gè)低共熔化合物，這時(shí)含K的摩爾分?jǐn)?shù)為xB=0.68。試畫出Na(s)和K(s)的二組分低共熔相圖，并分析各點(diǎn)、線和面的相態(tài)和自由度。解：Na(s)和K(s)的二組分低共熔相圖：MNDE線以上指熔液?jiǎn)蜗鄥^(qū)，f=2MNOF區(qū)指Na(s)熔液兩相

25、平衡，f=1NOID區(qū)指Na2K(s)熔液兩相平衡，f=1EDK區(qū)指K(s)熔液兩相平衡，f=1FOHG區(qū)指Na(s)Na2K(s) 兩相平衡，f=1KIHJ指K(s)Na2K(s) 兩相平衡，f=1NOF線指Na(s)Na2K(s)組成為N的熔液三相平衡，f=0IDK線指K(s)Na2K(s)組成為D的熔液三相平衡，f=021、在大氣壓力下，NaCl(s)與水組成的二組分系統(tǒng)在252K時(shí)有一個(gè)低共熔點(diǎn)，此時(shí)H2O(s)，NaCl.2H2O(s)和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.223的NaCl水溶液三相共存。264K時(shí)，不穩(wěn)定化合物NaCl.2H2O(s)分解為NaCl(s)和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.27的NaCl水溶

26、液。已知NaCl(s)在水中的溶解度受溫度的影響不大，溫度升高溶解度略有增加。(1) 試畫出NaCl(s)與水組成的二組分系統(tǒng)的相圖，并分析各部分的相態(tài)；(2) 若有1.0kg的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.28的NaCl(s)水溶液，由433K時(shí)冷卻到263K，試計(jì)算能分離出純NaCl(s)的的質(zhì)量。解：(1) NaCl(s)與水組成的二組分系統(tǒng)的相圖：MDNE線以上指溶液?jiǎn)蜗鄥^(qū)，f=2MDF區(qū)指H2O(s)與溶液兩相區(qū)，f=1NDIO區(qū)指NaCl.2H2O(s)與溶液兩相區(qū)，f=1FIHG區(qū)指H2O(s)與NaCl.2H2O(s)兩相區(qū)，f=1ENOK區(qū)指NaCl(s)與溶液兩相區(qū)，f=1KOHJ指NaC

27、l(s)與與NaCl.2H2O(s)兩相區(qū)，f=1FDI線指H2O(s)- NaCl.2H2O(s) -組成為D的溶液三相平衡，f=0NOK線指NaCl(s)- NaCl.2H2O(s) -組成為N的溶液三相平衡，f=0(2) mNaCl.H2O×(0.62-0.28)=(1.0- mNaCl.H2O )×(0.28-0.265) 0.34mNaClNaClmNaCl.H2O= 0.015/0.355=0.042kg不能分離出純NaCl晶體，只分離出0.042kgNaCl.2H2O(s)。22、Zn(A)與Mg(B)形成的二組分低共熔相圖具有兩個(gè)低共熔點(diǎn)，一個(gè)含有Mg的質(zhì)量

28、分?jǐn)?shù)為0.032，溫度為641K，另一個(gè)含Mg的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.49，溫度為620K，在系統(tǒng)的熔液組成曲線上有一個(gè)最高點(diǎn)，含Mg的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.157，溫度為863K。已知Zn(s)和Mg(s)的熔點(diǎn)分別為692K和924K。(1) 試畫出Zn(A)與Mg(B)形成的二組分低共熔相圖，并分析各區(qū)的相態(tài)和自由度；(2) 分別用相律說(shuō)明，含Mg的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.80和0.30的熔化物，在從973K冷卻到573K過(guò)程中的相變和自由度的變化；(3) 分別畫出含Mg的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.80，0.49和0.30的熔化物，從973K冷卻到573K過(guò)程中的步冷曲線。解：(1) Zn(A)與Mg(B)形成的二組分低共熔

29、相圖：MONGK線以上指熔液?jiǎn)蜗鄥^(qū)，f=2MOH區(qū)指Zn(s)與熔液兩相平衡，f=1NOD區(qū)指NaCl(s)與熔液兩相平衡，f=1HOD線指Zn(s)-Zn2Mg(s)-組成為O的熔液三相平衡，f=0IGF線指Zn2Mg(s)- Mg(s) -組成為G的熔液三相平衡，f=0HIJE區(qū)指Zn(s)與Zn2Mg(s)兩相平衡，f=1NGI區(qū)指Zn2Mg與熔液兩相平衡，f=1KGF區(qū)指Mg(s)與熔液兩相平衡，f=1IJCF區(qū)指Zn2Mg(s)與Mg(s)兩相平衡，f=1(2) wB=0.80的熔化物，從973K冷卻到GK線上開始析出Mg(s)，熔液相的組成向組成G移動(dòng)，冷卻到GF線上又析出Zn2M

30、g(s)，并且Zn2Mg(s)- Mg(s) -組成為G的熔液達(dá)三相平衡，直至組成為G的熔液以最低共熔物Zn2Mg(s)-Mg(s)同時(shí)析出的形式全部析出，再冷卻，進(jìn)入Zn2Mg(s)與 Mg(s)兩相區(qū)(無(wú)相變)，直至溫度達(dá)573K。wB=0.30的熔化物，從973K冷卻到NG線上開始析出Zn2Mg(s)，熔液相的組成向組成G移動(dòng)，冷卻到DG線上又析出Mg(s)，并且Zn2Mg(s)- Mg(s) -組成為G的熔液達(dá)三相平衡，直至組成為G的熔液以最低共熔物Zn2Mg(s)-Mg(s)同時(shí)析出的形式全部析出，再冷卻，進(jìn)入Zn2Mg(s)與 Mg(s)兩相區(qū)(無(wú)相變)，直至溫度達(dá)573K。 (3

31、) 步冷曲線：23、SiO2-Al2O3二組分系統(tǒng)在耐火材料工業(yè)上有重要意義，所示的相圖是SiO2-Al2O3二組分系統(tǒng)在高溫區(qū)的相圖，莫萊石的組成為2Al2O3 .3SiO2，在高溫下SiO2有白硅石和鱗石英兩種變體，AB線是兩種變體的轉(zhuǎn)晶線，在AB線之上是白硅石，在AB線之下是鱗石英。(1) 指出各相區(qū)分別由哪些相組成？(2) 圖中三條水平線分別代表哪些相平衡共存？(3) 分別畫出從x、y、z點(diǎn)將熔化物冷卻的步冷曲線。解：(1) GJEH線以上區(qū)域由熔液(l)單相組成；GJC區(qū)域由白硅石(s)+熔液(l)二相組成； IEJD區(qū)域由莫萊石(s)+熔液(l)二相組成； ABDC區(qū)域由白硅石(s

32、)+ 莫萊石(s) 二相組成；ABMK區(qū)域由鱗石英(s)+莫萊石(s) 二相組成； HEIF區(qū)域由Al2O3(s)+ 熔液(l)二相組成； FIDBMN區(qū)域由莫萊石(s)+Al2O3(s)二相組成；(2) CJD線由莫萊石(s)+白硅石(s)+組成為J的熔液(l)三相平衡；EIF線由莫萊石(s)+Al2O3(s)+組成為E的熔液(l)三相平衡；AB線由白硅石(s)+ 鱗石英(s) +Al2O3(s)三相平衡；(3) 步冷曲線：24、分別指出下列三個(gè)二組分系統(tǒng)相圖中，各區(qū)域的平衡共存的相數(shù)、相態(tài)和自由度。 (1) (2) (3)解：（1） 1：=1，熔液相，f*=2； 2：=1，固溶體，f*=2

33、；3：=2，固溶體+熔液，f*=1； 4：=2，固溶體+熔液，f*=1；5：=2，固體C+熔液，f*=1； 6：=2，固體Pb+熔液，f*=1；7：=2，固溶體+固體C，f*=1； 8：=2，固體C+固體Pb，f*=1（2） 1：=1，熔液相，f*=2； 2：=2，固溶體+熔液，f*=1；3：=1，固溶體，f*=1； 4：=2，固溶體+熔液，f*=1；5：=1，固溶體，f*=2； 6：=2，固溶體+固溶體，f*=1（3） 1：=1，熔液相，f* =2； 2：=2，固體B+熔液，f*=1； 3：=2，固溶體+熔液，f* =1； 4：=2，固體C+熔液，f* =1；5：=2，固體C+固體B，f*=

34、1； 6：=2，固體C+熔液，f*=1；7：=2，固溶體+熔液，f* =1； 8：=1，固溶體，f*=2；9：=2，固溶體+固體C，f*=1。25、UF4(s)，UF4(l)的蒸氣壓與溫度的關(guān)系分別由如下兩個(gè)方程表示，lnp(UF4,s)/pa=41.67-10017K/T，lnp(UF4,lT,試計(jì)算UF4(s)，UF4(l) ，UF4(g)三相共存時(shí)的溫度和壓力。解：三相點(diǎn)時(shí)，uUF4(s)= uUF4(l)= uUF4(g)即41.67-10017K/TTT=336.4Klnp(UF4,s)/pa=41.67-10017K/T=41.67-10017/336.4=11.89p(UF4,s

35、)=145.8kPa26、某高原上的大氣壓力只有61.33kPa，如果將下列四種物質(zhì)在該地區(qū)加熱，問(wèn)哪種物質(zhì)會(huì)直接升華？為什么？物 質(zhì)汞苯氯 苯氬三相點(diǎn)溫度T/K234.3278.6550.293.0三相點(diǎn)壓力p/Pa0.0001748135730068700解：固液氣體，三相點(diǎn)壓力大于外壓時(shí)，就能直接升華，故氬可直接升華。27、電解熔融的LiCl(s)制備金屬鋰Li(s)時(shí)，常常要加一定量的KCl(s)，這樣可節(jié)約電能。已知LiCl(s)的熔點(diǎn)為878K，KCl(s)的熔點(diǎn)為1048K，LiCl(A)與KCl(B)組成的二組分物系的低共熔點(diǎn)為629K，這時(shí)含KCl(B)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為wB=0.5

36、0，在723K時(shí)，KCl(B)含量為wB=0.43的熔化物冷卻時(shí)，首先析出LiCl(s)，而wB=0.63的熔化物冷卻時(shí)，首先析出KCl(s)。(1) 繪出LiCl(A)與KCl(B)二組分的低共熔相圖；(2) 簡(jiǎn)述加一定量KCl(s)的原因；(3) 電解槽的操作溫度應(yīng)高于哪個(gè)溫度，為什么？(4) KCl(s)加入的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)控制在哪個(gè)范圍內(nèi)為好？解：(1) LiCl(A)與KCl(B)二組分的低共熔相圖：(2) 由于LiCl(A)與KCl(B)可形成低共熔物，電解時(shí)可降低物系的熔點(diǎn)。(3) 電解槽的操作溫度應(yīng)高于低共熔點(diǎn)溫度，電解質(zhì)呈液體才能導(dǎo)電，故T>629K(4) KCl(s)加入

37、的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)控制在0.50左右為好，此時(shí)熔點(diǎn)最低。28、金屬Pb(s)和Ag(s)的熔點(diǎn)分別為600K和1223K，它們?cè)?78K時(shí)形成低共熔混合物。已知Pb(s)熔化時(shí)的摩爾焓變?yōu)?858J.mol-1，設(shè)熔液是理想熔液。試計(jì)算低共熔混合物的組成(用摩爾分?jǐn)?shù)表示)。解：dp/dT=fusHm/(TfusVm)=4858/(600fusVm)=8.097/fusVm由Clausius-Clapeyron方程式可知，dlnp/dT=vapHm/RT2 lnp2/p1=-solHm/R(1/T2-1/T1)， lnp*Pb/pPb=-fusHm/R(1/600-1/578)，pPb= p*PbxPb29、經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)得：(1) 磷的三種狀態(tài)：P(s,紅磷)，P(l)和P(g)達(dá)三相平衡的溫度和壓力分別為863K和4.4