第4章習題答案科學出版社

1、第四章相平衡思考題思考題1.什么叫自由度？相律的內(nèi)容是什么？它能夠解決什么問題？答：在不引起舊相消失和新相形成的前提下，可以在一定范圍內(nèi)獨立變動的強度性質(zhì)稱為系統(tǒng)的自由度。相律就是在平衡系統(tǒng)中，系統(tǒng)內(nèi)相數(shù)、組分數(shù)、自由度數(shù)及影響物質(zhì)性質(zhì)的外界因素（如溫度、壓力、重力場、磁場、表面能等）之間關系的規(guī)律。相律是一個定性規(guī)律，可以指示相平衡體系中有幾個相，可以指導如何去識別由實驗繪制的相圖。2.水的三相點與冰點是否相同答：不相同。純水的三相點

2、是氣液固三相共存，其溫度和壓力由水本身性質(zhì)決定，這時的壓力為610.62Pa，溫度為273.16K。熱力學溫標1K就是取水的三相點溫度的1273.16K。水的冰點是在大氣壓力下，水的三相共存點的溫度。由于冰點受外界壓力影響，在105Pa壓力下，溫度下降0.00747K，由于水中溶解了空氣，溫度又下降0.0024K，所以在大氣壓力為105Pa時，水的冰點為273.15K。3.相點與物系點有什么區(qū)別答：相點是相圖中表示某平衡相組成的點。從相

3、點位置可看出該相的狀態(tài)、組成、溫度、壓力等。相點位置可隨壓力、溫度的改變而改變。在單組分系統(tǒng)的相圖上，所有點全部是相點。物系點是在多組分系統(tǒng)的相圖上表示系統(tǒng)總組成的點，在單相區(qū)，物系點可與相點重合，而在兩相區(qū)內(nèi)只有物系點。該物系所對應的兩個相組成由兩個相點表示。在Tx圖上，物系點可沿著與溫度坐標平行的直線上下移動；在水鹽系統(tǒng)圖上，隨著水的含量不同，物系點可沿著與組成坐標平行的直線左右移動。4.單組分系統(tǒng)的三相點與低共熔點有何異同點答：共

4、同點：都是三相共存。不同點：單組分系統(tǒng)的三相點是氣液固三相共存，這時的自由度為零，它的壓力、溫度由系統(tǒng)自身性質(zhì)決定，不受外界因素影響。而二組分系統(tǒng)的低共熔點在等壓的條件下自由度為零。外壓改變，低共熔點的溫度和組成也會隨之而改變。5.米粉和面粉混合得十分均勻。再也無法彼此分開，這時混合體系有幾相？答：兩相6.金粉和銀粉混合后加熱，使之熔融后冷卻，得到的固體是一相還是兩相？答：一相7.低共熔物能不能看作是化合物？答：不能。低共熔物不是化合物

5、，它沒有確定的熔點，壓力改變，低共熔物的熔化溫度和組成都會改變。雖然低共熔物在金相顯微鏡下看起來非常均勻，但它仍是兩個固相的混合物，由兩相組成。(5)I2(s)與I2(g)成平衡。解：(1)f=121=0(2)f=122=1溫度或壓力(3)f=220＝0(4)f=222=2溫度和壓力(5)f=122＝1溫度或壓力8.Na2CO3與水可形成三種水合物Na2CO3H2O(s)，Na2CO37H2O(s)和Na2CO310H2O(s)。問這些

6、水合物能否與Na2CO3水溶液及冰同時平衡共存？解：不能，只能與冰或水或水溶液共存。9.在1949～2054K之間，金屬Zr的蒸氣壓方程為TKKTpp3106610415.23351.7lg4??????請得出Zr的摩爾升華焓與溫度T的關系式。并估算Zr在溶點2128K時的摩爾升華焓和蒸氣壓。答案：573.79kJmol11.69103Pa123]106230.4594721[?????????????molJKTvapHm?10.某物

7、質(zhì)的固體及液體的蒸氣壓可分別用下式表示：（固體）(1)TKPpa8.1864454.11lg??（液體）(2)TKPpa1453870.9lg??試求其：(1)摩爾升華焓(2)正常沸點(3)三相點的溫度和壓力(4)三相點的摩爾熔化熵答案：(1)35.70kJmol1(2)298.7K(3)260.0K19.14kPa(4)30.30JK1mol111.在海拔4500m的西藏高原上，大氣壓力只有57.329kPa，水的沸點為84℃，求水的

8、氣化熱。答案：39.45kJmol112.一冰溪的厚度為400m，其比重為0.9168，試計算此冰溪底部冰的熔點。設此時冰溪的溫度為0.2℃，此冰溪能向山下滑動否？答案：0.26℃，能向山下滑動。13.下列說法對嗎？為什么？(1)杠桿規(guī)則只適用于T～x圖的兩相平衡區(qū)。兩相的量可以物質(zhì)的量或質(zhì)量表示。(2)通過精餾的方法總可以將二元互溶液系分離成兩個純組分。(3)一般有機物可以用水蒸氣蒸餾法提純，當有機物質(zhì)的飽和蒸氣壓和摩爾質(zhì)量越大時，提