第4章習(xí)題答案科學(xué)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(wèn)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(dú)立變動(dòng)的強(qiáng)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?jǐn)?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(chǎng)、磁場(chǎng)、表面能等）之間關(guān)系的規(guī)律。相律是一個(gè)定性規(guī)律，可以指示相平衡體系中有幾個(gè)相，可以指導(dǎo)如何去識(shí)別由實(shí)驗(yàn)繪制的相圖。2.水的三相點(diǎn)與冰點(diǎn)是否相同答：不相同。純水的三相點(diǎn)

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(shí)的壓力為610.62Pa，溫度為273.16K。熱力學(xué)溫標(biāo)1K就是取水的三相點(diǎn)溫度的1273.16K。水的冰點(diǎn)是在大氣壓力下，水的三相共存點(diǎn)的溫度。由于冰點(diǎn)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(shí)，水的冰點(diǎn)為273.15K。3.相點(diǎn)與物系點(diǎn)有什么區(qū)別答：相點(diǎn)是相圖中表示某平衡相組成的點(diǎn)。從相

3、點(diǎn)位置可看出該相的狀態(tài)、組成、溫度、壓力等。相點(diǎn)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(diǎn)全部是相點(diǎn)。物系點(diǎn)是在多組分系統(tǒng)的相圖上表示系統(tǒng)總組成的點(diǎn)，在單相區(qū)，物系點(diǎn)可與相點(diǎn)重合，而在兩相區(qū)內(nèi)只有物系點(diǎn)。該物系所對(duì)應(yīng)的兩個(gè)相組成由兩個(gè)相點(diǎn)表示。在Tx圖上，物系點(diǎn)可沿著與溫度坐標(biāo)平行的直線上下移動(dòng)；在水鹽系統(tǒng)圖上，隨著水的含量不同，物系點(diǎn)可沿著與組成坐標(biāo)平行的直線左右移動(dòng)。4.單組分系統(tǒng)的三相點(diǎn)與低共熔點(diǎn)有何異同點(diǎn)答：共

4、同點(diǎn)：都是三相共存。不同點(diǎn)：?jiǎn)谓M分系統(tǒng)的三相點(diǎn)是氣液固三相共存，這時(shí)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(diǎn)在等壓的條件下自由度為零。外壓改變，低共熔點(diǎn)的溫度和組成也會(huì)隨之而改變。5.米粉和面粉混合得十分均勻。再也無(wú)法彼此分開(kāi)，這時(shí)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(méi)有確定的熔點(diǎn)，壓力改變，低共熔物的熔化溫度和組成都會(huì)改變。雖然低共熔物在金相顯微鏡下看起來(lái)非常均勻，但它仍是兩個(gè)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(wèn)這些

6、水合物能否與Na2CO3水溶液及冰同時(shí)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T(mén)KKTpp3106610415.23351.7lg4??????請(qǐng)得出Zr的摩爾升華焓與溫度T的關(guān)系式。并估算Zr在溶點(diǎn)2128K時(shí)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(diǎn)(3)三相點(diǎn)的溫度和壓力(4)三相點(diǎn)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(diǎn)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(jì)算此冰溪底部冰的熔點(diǎn)。設(shè)此時(shí)冰溪的溫度為0.2℃，此冰溪能向山下滑動(dòng)否？答案：0.26℃，能向山下滑動(dòng)。13.下列說(shuō)法對(duì)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(guò)精餾的方法總可以將二元互溶液系分離成兩個(gè)純組分。(3)一般有機(jī)物可以用水蒸氣蒸餾法提純，當(dāng)有機(jī)物質(zhì)的飽和蒸氣壓和摩爾質(zhì)量越大時(shí)，提