习题课(相平衡)
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第四章 相平衡复习题1.判断下列说法是否正确,为什么?(1) 在一个密封的容器内,装满了373.2K的水,一点空隙也不留,这时水的蒸气压等于零;(2) 在室温和大气压力下,纯水的蒸气压为P*,若在水面上充入N2(g)以增加外压,则纯水的蒸气压下降;(3) 小水滴与水汽混在一起成雾状,因为它们都有相同的化学组成和性质,所以是一个相;(4) 面粉和米粉混合得十分均匀,肉眼已无法分清彼此,所以它们已成为一相;(5) 将金粉和银粉混合加热至熔融,再冷却至固态它们已成为一相;(6) 1molNaCl(s)溶于一定量的水中,在298K时,只有一个蒸气压;(7) 1molNaCl(s)溶于一定量的水中,再加少量的KNO3(S),在一定的外压下,当达到气—液平衡时,温度必有定值;(8) 纯水在三相点和冰点时,都是三相共存,根据相律,这两点的自由度都应该等于零。
答(1)不对(2)不对(3)不对,两相——气相与液相(4)不对,两相(5)正确。
(6)正确(7)冰点时,两相共存,f=1。
2.指出下列平衡系统中的物种数、组分数、相数和自由度数。
(1)NH4Cl(s)在真空容器中,分解成NH3(g)和HCl(g)达平衡;(2)NH4Cl(s)在含有一定量NH3(g)的容器中,分解成NH3(g)和HCl(g)达平衡;(3)CaCO3(s)在真空容器中,分解成CO2(g)和CaO(s)达平衡;(4)NH4 HCO3(s)在真空容器中,分解成NH3(g),CO2(g)和H2O(g) 达平衡;(5)NaCl水溶液与纯水分置于某半透膜两边,达渗透平衡;(6)NaCl(s)与其饱和溶液达平衡;(7)过量的NH4Cl(s),NH4I(s)在真空容器中达成如下的分解平衡;NH4Cl(s)NH3(g)+HCl(g)NH4I(s) NH3(g)+ HI(g)i. 含有Na+ ,K+ ,SO42- ,NO3- 四种离子的均匀水溶液。
答(1) S=3, C=1, f=1.(2) S=3, C=2, f=1.(3) S=3, C=2, f=1.(4) S=4, C=1, f=1.(5) S=2,C=1, f=1.(6) S=2, C=1, f=1.(7) S=5, C=2, f=1.(8) S=5, C=4, f=5.3.回答下列问题。
1.最小液气比(L/V)min只对()(设计型,操作型)有意义,实际操作时,若(L/V)﹤(L/V)min ,产生结果是()。
答:设计型吸收率下降,达不到分离要求2.相平衡常数m=1,气膜吸收系数k y=1×10-4Kmol/(m2.s),液膜吸收系数 k x 的值为k y 的100倍,这一吸收过程为()控制,该气体为()溶气体,气相总吸收系数K Y=() Kmol/(m2.s)。
(天大97)答:气膜易溶 9.9×10-43.某一吸收系统,若1/k y 》1/k x,则为气膜控制,若 1/k y《1/k x,则为液膜控制。
(正,误)。
答:错误,与平衡常数也有关。
4.对于极易溶的气体,气相一侧的界面浓度y I 接近于(),而液相一侧的界面浓度x I 接近于()。
答:y*(平衡浓度) x(液相主体浓度)5.含SO2为10%(体积)的气体混合物与浓度C= 0.02 Kmol/m3的SO2水溶液在一个大气压下接触,操作条件下两相的平衡关系为 p*=1.62 C (大气压),则 SO2将从()相向()转移,以气相组成表示的传质总推动力为()大气压,以液相组成表示的传质总推动力为()Kmol/m3 。
答:气液 0.0676 0.04176.实验室中用水吸收 CO2基本属于()控制,其气膜中浓度梯度()(大于,小于,等于)液膜浓度梯度,气膜阻力()液膜阻力。
(清华97)答:液膜小于小于7.采用化学吸收可使原来的物理吸收系统的液膜阻力(),气膜阻力()。
答:减小不变8.填料的传质单元高度的数值主要与(,)和( )有关。
(清华 95)答:单位塔截面上的气体处理量填料性能传质系数9.填料层高度的计算可以用传质单元数乘以填料的等板高度。
(对,错)答:错,只有平衡线与操作线平行时才成立。
10.在吸收塔的设计中,气体流量,气体进出口组成和液相进口组成不变,若减少吸收剂用量,则传质推动力(),设备费用()。
物理化学习题(相平衡)一.选择1.在α、β两相中均有A和B两种物质,达到相平衡时,下列各式正确的是(1)。
(1)μαB=μβB(2)μαA=μβA(3)μαB=μαA(4)μαB=μβA2.组分B从α相扩散到β相中,则下列说法中正确的是(4)。
(1)总是从浓度高的相扩散到浓度低的相(2)平衡时两相的浓度相等(3)总是从浓度低的相扩散到浓度高的相(4)总是从高化学势移向低化学势3. 室温下氨基甲酸铵分解反应为 NH2CO2NH4(s)====2NH3(g)+CO2 (g)若在300K时向系统中加入一定量的氨基甲酸铵固体,则此系统的物种数S和组分数C应为(3)。
(1)1,1(2)3,2(3)3,1(4)3,34.将克拉贝龙方程应用于水的液固两相,随压力的增长,水的凝固点将(2)。
(1)上升(2)下降(3)不变(4)无法判断5.在一定温度下,在水和CCl4组成的互不相溶的系统中,向水层中加入1:1的KI和I2,此系统的自由度是(2)。
(1)1(2)2(3)3(4)46.对于二组分系统,能平衡共存的最多相数为(4)。
(1)1(2)2(3)3(4)47.对于恒沸混合物,下列说法中错误的是(4)。
(1)不具有确定的组成(2)平衡时气相和液相组成相同(3)其沸点随外压的改变而改变(4)与化合物一样具有确定的组成二.填空1.在水的平衡相图中。
线是水的蒸发曲线,线是冰的升华曲线,线是冰的融化曲线,点是水的三相点。
.2.将过量NH4HCO3(s)放入密闭真空容器内,50℃时,按NH4HCO3(s)按下式进行分解:NH4HCO3(s)=NH3(g)+CO2(g)+H2O(g)。
达平衡后则该体系的相数P= ,独立组分数C= ,自由度数F= 。
(2,1,0)3.(2)最合适的组成应配成w(联苯醚)=0.78,这一组成具有最低共熔点12℃,其凝固点最低,所以不至于因为凝固而堵塞管道。
4. 求下列系统③从X B=0.5开始蒸馏,馏出物或残留物分别是什么?(1)T M,T N,(2)所处的T,p及气液相组成y B、x B,达两相平衡气液相的相对量不同,(3)0。
第五章 相平衡本章知识要点与公式1.几个重要概念(1)相图:用图形来表示系统状态,如随温度、压力和浓度等改变而发生变化。
(2)相:系统中宏观上看起来化学组成、物理性质和化学性质完全均匀的部分,用符号Φ表示系统内相的数目。
(3)自由度:确定平衡系统的状态所需要的独立的强度变量数,用符号f 表示。
(4)相律:多相平衡系统中相数。
独立组分数与描述该平衡系统的变数之间的关系。
f +Φ =C +2是最普遍的形式,“2”表示外界条件只有温度和压力可以影响系统的平衡状态。
f *+ Φ=C + n 。
相律的一般式(5)凝聚系统:没有气相的系统。
此时,相律可写成 f *+Φ =C +1 (f *=f -1)。
f *为条件自由度。
(6)多相系统平衡的一般条件热平衡条件 T α=T β;压力平衡条件 p α=p β;相平衡条件 μαB =μβB(7)组分:足以确定平衡体系中所有各相组成所需的最少数目的独立物质数。
C =S -R -R ′C 为组分数,S 为物种数,R 为体系内各物种之间存在的独立化学平衡数目,R ′为浓度限制条件数。
2.单组分系统两相平衡 Clapeyron 方程 vap mvap md d p H T T V ∆=∆(气—液两相平衡) Clapeyron -Clausius 方程fus mfus md d p H T T V ∆=∆(液—固两相平衡) 3.重点掌握二组分系统相图(1)液液平衡系统(气液平衡系统) ①完全互溶的双液系统的T —x 图①部分互溶的双液系统的T —x 图①完全不互溶双液系统①固液系统①固相完全不互溶的T—x图(A)(B)图有简单低共熔混合物的系统(C)图生成稳定化合物的系统,由两个简单低共溶点的相图拼成(D)图生成不稳定化合物的系统①固相完全互溶的固液相图①固相部分互溶的T—x图(E)系统有一低共熔点(F)系统有一转熔点二组分体系相同的共同特征①所有的曲线都是两相平衡线,曲线上的点为相点①水平线为三相线,三个相点分别在水平线段的两端和交点上,三相线上f =0 ①围成单相固溶体的线段中不含三相水平线 ①两相平衡共存区所适用杠杆原则①相图中的垂直线段上的点表示单组分体系典型例题讲解例1指出下列各体系的独立组分数、相数和自由度数各为若干? ①NH 4Cl(s)部分分解为NH 3(g)和HCl(g) ①若在上述体系中额外再加入少量NH 3(g)①NH 4HS 和任意量的NH 3(g).H 2S(g)混合达到平衡 ①C (s )与CO(g),CO 2(g),O 2(g)在973K 时达到平衡 解:① NH 4Cl(s)= NH 3(g)+ HCl(g) 3111C S R R '=--=--=2Φ=(一个固相,一个气相) 21221f C Φ=-+=-+=①若在上述体系中额外加入少量NH 3(g),则浓度限制条件就没有了, 所以3102C S R R '=--=--=;2Φ=;2222f C Φ=-+=2-+= ①NH 4HS= NH 3(g)+ H 2S(g)3102C S R R '=--=--=; 2Φ=;2222f C Φ=-+=2-+=①系统存在4种物质,有4个化学平衡C(s)+1/2O 2(g)=CO(g) (a)CO(g)+ 1/2O 2(g)=CO 2(g) (b) C(s)+ O 2(g)= CO 2(g) (c) C(s)+ CO 2(g)= 2CO(g) (d) 但(a )+(b )=(c ),(a )-(b )=(d ),所以系统中只有2个独立的化学平衡关系式。
第五章 相平衡一、填空题1、一定温度下,蔗糖水溶液与纯水达到渗透平衡时的自由度数等于__________。
2、纯物质在一定温度下两相共存时的自由度数等于__________。
3、NaCl(S)和含有稀盐酸的NaCl 饱和水溶液的平衡系统,其独立组分数是_______。
4、设下列化学反应同时共存时并达到平衡(900-1200K ):()()()g CO s CaO s CaCO 23+=()()()()g O H g CO g H g CO 222+=+()()()g H s CaCO s CaO g CO g O H 232)()(+=++则该系统的自由度数为______。
5、含KNO 3和NaCl 的水溶液与纯水达到渗透平衡时,其组分数为____,相数为___, 自由度数为____。
6、在氢和石墨的系统中,加一催化剂,H 2和石墨反应生成n 种碳氢化合物,此系统的独立 组分数为______。
7、完全互溶的双液系中,在x B =0.6处,平衡蒸气压有最高值,那么组成为x B =0.4的溶液在 气液平衡时,x B (g )、x B (l )、x B (总)的大小顺序为______。
将x B =0.4的溶液进行 精馏时,塔顶将得到______。
8、对于渗透平衡系统,相律的形式应写成______。
9、NH 4Cl 固体分解达到平衡时,())()(s Cl NH 34g NH g HCl +=,系统的独立组分数为___,自由度为___。
10、将AlCl 3溶于水中,全部水解,生成Al(OH)3沉淀,此系统自由度数f=____。
11、已知100o C 时水的饱和蒸气压为101.325KPa,用公式_________可求出25o C 时 水的饱和蒸气压。
答案1、22、03、24、35、3;2:46、27、x B (g )>x B (总)>x B (l ) x B =0.6恒沸混合物 8、3+Φ-=k f 9、1;1 10、2 11、⎪⎪⎭⎫⎝⎛-∆=211211lnT T RH p p mr二、单选题1、右图为H 2OA.-(NH 4)2SO 4B.的沸点-组成图。
1.常压下,用煤油从苯蒸汽与空气混合物吸收苯,吸收率为99%,混合气量为53kmol/h ,入塔气含苯2%(体积),入塔煤油中含苯0.02%(摩尔分率),溶剂用量为最小用量的1.5倍,在操作温度50℃下,相平衡关系为y *=0.36x ,总传质系数K Y a=0.015kmol/m 2·s ,塔径为1.1米,试求所需填料层高度(m )。
解:由题意,可得:y 1=0.02 Y 1=y 1/(1-y 1)=0.0204≈0.02 Y 2=Y 1(1—φ)=0.0204×(1—0.99)=0.0002 X ’1= Y 1/m=0.02/0.36=0.0556 X 2=0.0002 ∴(L/V)min =(Y 1—Y 2) /(x’1—x 2)=(0.02—0.0002)/[(0.0556—0.0002)=0.3577 (L/V)=1.5(L/V)min =1.5×0.3577=0.5366∴X 1=X 2+( V / L)(Y 1—Y 2)=0.0002+(1/0.5366)(0.02—0.0002)=0.0371 △Y 1=Y —Y*=0.02—0.36×0.0002=0.00664 △Y 2=Y 2—Y 2*=0.0002—0.36×0.0002=0.000128 ∴△Y m =(△Y 1—△Y 2)/ln(△Y 1/△Y 2) =(0.00664—0.000128) /ln(0.00664/0.000128)=0.00165H OG=V/(K Y a Ω)= (53/3600)/ [ (π/4×1.12) *0.015]=1.033m N OG =(Y 1—Y 2)/ △Y m=(0.02—0.0002)/0.00165=12 ∴H=H OG ×N OG=1.033×12=12.4m 2. 在一逆流操作的填料塔中,用纯矿物油吸收混合气体中的溶质,进口混合气体中溶质含量为1.5%(体积%),吸收率为85%,操作条件下的平衡关系y*=0.5x 。
第九章 习题相平衡1. 总压为101.3kPa 下,用苯、甲苯的安托因方程(见例9-1),求(1)温度为108℃及81℃时,苯对甲苯的相对挥发度;(2)用上述计算的相对挥发度的平均值αm ,计算苯-甲苯的汽液平衡数据,并与书末附表所列的实验值作比较(列表)。
2. 乙苯、苯乙烯混合物是理想物系,纯组分的蒸汽压为:t P A +−=206.213225.142408240.6log 0 乙苯tP B +−=43.20958.144508232.6log 0苯乙烯式中P 0的单位是kPa ,t 为℃。
试求:(1)塔顶总压为8kPa 时,组成为0.595(乙苯的摩尔分率)的蒸汽的温度。
(2)与上述汽相成平衡的液相组成。
3.乙苯、苯乙烯精馏塔中部某一块塔板上总压为13.6kPa ,液体组成为0.144(乙苯的摩尔分率)试求:(1) 板上液体的温度;(2) 与此液体成平衡的汽相组成。
4.总压为303.9kPa (绝对)下,含丁烷0.80、戊烷0.20(摩尔分率)的混合蒸汽冷凝至40℃,所得的液、汽两相成平衡。
求液相和汽相数量(摩尔)之比。
已知丁烷(A )和戊烷(B )的混合物是理想物系,40℃下纯组分的饱和蒸汽压为:P A 0=373.3kPa ;P B 0=117.1kPa 。
5.某二元混合液100kmol ,其中含易挥发组分0.40。
在总压101.3kPa 下作简单精馏。
最终所得的液相产物中,易挥发物为0.30(均为摩尔分率)。
试求:(1) 所得汽相产物的数量和平均组成;(2) 如改为平衡蒸馏,所得汽相产物的数量和组成。
已知物系的相对挥发度为α=3.0。
物料衡算、热量衡算及操作线方程6.某混合液含易挥发组分0.24,在泡点状态下连续送入精馏塔。
塔顶馏出液组成为0.95,釜液组成为0.03(均为易挥发组分的摩尔分率)。
试求:(1) 塔顶产品的采出率D/F ;(2) 采用回流比R=2时,精馏段的液汽比L/V 及提馏段的汽液比L /V;(3) 采用R=4时,求L/V 及V L /。
复习在化工生产中对原料和产品都要求有一定的纯度,因此常常需要对原料和产品进行分离和提纯。
最常用的分离提纯方法是结晶、蒸馏、萃取和吸收等,这些过程的理论基础就是相平衡原理。
本章的内容分为两大部分,首先介绍各种相平衡系统所共同遵守的规律——相律和杠杆规则;然后介绍典型的单组分、二组分系统的基本相图。
一、基本概念物种数(S)和组分数(C):C=S-R-R’自由度(F):在不引起旧相消失和新相生成的前提下,可以在一定范围内独立改变的变量(性质)称为系统的自由度,用符号F表示。
二、相率(如何确定系统的自由度)独立变量数(自由度)=总变量数(T、P、P*S)-非独立变量数(方程式数)。
相率:F =C-P+2,外界影响因素:n=2三、单组份系统相图f =3-P。
即F的极限值为0。
因此可以说对于单组分体系其最多只有三相。
如何看相图:静态:几条线几个点把相图分成几个区域动态:恒压变温,恒温变压§6.3 二组分理想液态混合物的气-液平衡相图掌握二组分理想液态混合物的气-液平衡相图和液-固平衡相图,6.3.1 二组分系统相率和相图概述C=2,f=4-P ,P 大于等于1,所以自由度f 最大为3。
这三个变量通常是T ,p 和组成 x 。
所以要表示二组分系统状态图,需用三个坐标的立体图表示。
保持一个变量为常量,从立体图上得到平面截面图。
保持温度不变,得 p-x 图 较常用 保持压力不变,得 T-x 图 常用 保持组成不变,得 T-p 图 不常用。
这节课我们主要要讲的两张图就是二组分气液平衡的P-x ,T-x 图 6.3.2 二组分气液平衡相图: 相图很大程度上受到液体溶解度影响二组分气-液平衡相图的分类:按两液体组分A 、B 之间相互溶解度的不同,区分为:液态完全互溶、液态部分互溶及液态完全不互溶三类。
液态完全互溶系统又分为理想液态混合物和真实液态混合物。
液态完全互溶的理想系统为例。
理想液态混合物概念:两个纯液体可按任意比例互溶。
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F。
(1)I2(s)与其蒸气成平衡;(2)CaCO3(s)与其分解产物CaO(s)和CO2(g)成平衡;(3)NH4HS(s)放入一抽空的容器中,并与其分解产物NH3(g)和H2S(g)成平衡;(4)取任意量的NH3(g)和H2S(g)与NH4HS(s)成平衡。
(5)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, F = C–P + 2 = 1 – 2 + 2 = 1.(2)C = 3 – 1 = 2, P = 3, F = C–P + 2 = 2 – 3 + 2 = 1.(3)C = 3 – 1 – 1 = 1, P = 2, F = C–P + 2 = 1 – 2 + 2 = 1.(4)C = 3 – 1 = 2, P = 2, F = C–P + 2 = 2 – 2 + 2 = 2.(5)C = 3, P = 2, F = C–P + 1 = 3 – 2 + 1 = 2.6.2 常见的Na2CO3(s)水合物有Na2CO3∙H2O(s),Na2CO3∙7H2O(s)和Na2CO3∙10H2O(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,与水蒸气平衡的水合物最多可能有几种?解:(1)C = S – R - R' = 2 – 0 – 0 =2F = C–P + 1 =2 –P + 1= 3 – P ≥0,即P-2≤1,那么能与Na2CO3水溶液及冰平衡共存的水合物最多只有一种。
(2)C = S – R - R' = 2 – 0 – 0 =2F = C–P + 1 =2 –P + 1= 3 – P ≥0,即P-1≤2,那么与水蒸气平衡的水合物最多可能有两种。
6.4 单组分系统碳的想吐(示意图)如附图所示。
相平衡课后复习题答案一、选择题1. 在相平衡状态下,下列哪一项描述是错误的?A. 各相的化学势相等B. 各相的温度和压力相同C. 各相的体积分数保持不变D. 各相的组成不再发生变化答案:D2. 根据相律,一个两相平衡系统,自由度为:A. 0B. 1C. 2D. 3答案:B3. 相平衡时,两相的化学势相等,这表明:A. 两相的物质组成相同B. 两相的物质组成不同C. 两相的分子数相同D. 两相的分子数不同答案:B二、填空题1. 相平衡的基本原理是_______,即各相的化学势相等。
答案:热力学平衡2. 在相平衡状态下,系统的压力和温度是_______。
答案:恒定的3. 相律指出,对于一个含有C个组分的系统,其自由度F为F=C-P+2,其中P是_______。
答案:相数三、简答题1. 请简述相平衡的概念及其重要性。
答案:相平衡是指在一定条件下,系统中各相的化学势相等,系统达到热力学平衡状态。
相平衡的重要性在于它是理解和预测物质在不同条件下行为的基础,广泛应用于化工、材料科学和地球科学等领域。
2. 描述相律的基本原理及其应用。
答案:相律的基本原理是,对于一个含有C个组分的系统,其自由度F由F=C-P+2来决定,其中P是相数。
相律的应用在于帮助我们确定在给定条件下,系统能够达到平衡状态的参数数量,从而简化实验设计和数据分析。
四、计算题1. 假设一个由两种组分A和B组成的二元系统,在一定温度和压力下达到相平衡。
已知A和B的摩尔分数在液相中分别为x_A和x_B,在气相中分别为y_A和y_B。
如果x_A=0.4,x_B=0.6,y_A=0.9,y_B=0.1,试计算该系统在相平衡时的自由度。
答案:由于系统含有两个组分,且为两相平衡,根据相律F=C-P+2,代入C=2和P=2,得到F=2-2+2=2。
但由于温度和压力已经固定,自由度实际上为0。
五、论述题1. 论述相平衡在化工过程中的应用,并举例说明。
答案:相平衡在化工过程中的应用非常广泛,例如在蒸馏过程中,通过控制温度和压力,可以实现不同组分的分离。
复旦物理化学1000题相平衡72
摘要:
一、引言
二、相平衡的定义和基本原理
三、相平衡的应用领域
四、相平衡在化学反应中的作用
五、相平衡对环境和经济的影响
六、结论
正文:
一、引言
相平衡是物理化学中的一个重要概念,涉及气相、液相和固相之间的相互转化。
在自然界和人类活动中,相平衡现象普遍存在,理解和掌握相平衡对于解决实际问题具有重要意义。
二、相平衡的定义和基本原理
相平衡是指在一定温度和压力下,多相体系中各相的组成和分布保持不变的状态。
相平衡的基本原理是热力学第二定律,即熵增原理。
在相平衡状态下,各相的熵值达到最大,且各相之间的化学势相等。
三、相平衡的应用领域
相平衡在许多领域有广泛应用,如地质学、材料科学、环境科学和化工等。
在地质学中,相平衡研究有助于揭示岩石相变、成矿作用等地质过程。
在材料科学中,相平衡原理可用于研究材料的制备、性能和稳定性等。
四、相平衡在化学反应中的作用
相平衡在化学反应中起关键作用。
在相平衡状态下,化学反应可以进行到最大限度,反应速率最大。
同时,相平衡也决定了化学反应的方向和限度。
五、相平衡对环境和经济的影响
相平衡现象对环境和经济发展具有重要影响。
例如,地球大气中的温室气体增加导致气候变暖,进而影响农业、水资源和生态系统。
此外,相平衡原理在石油、天然气和矿产资源开发中也有重要作用。
六、结论
相平衡是物理化学中的基本概念,具有广泛的应用价值。
第六章 相平衡三.思考题参考答案1.硫氢化铵4NH HS(s)的分解反应:① 在真空容器中分解;② 在充有一定3NH (g)的容器中分解,两种情况的独立组分数是否一样?答: 两种独立组分数不一样。
在①中,C =1。
因为物种数S 为3,但有一个独立的化学平衡和一个浓度限制条件,所以组分数等于1。
在②中,物种数S 仍为3,有一个独立的化学平衡,但是浓度限制条件被破坏了,两个生成物之间没有量的限制条件,所以独立组分数C =2。
2.纯的碳酸钙固体在真空容器中分解,这时独立组分数为多少?答: 碳酸钙固体的分解反应为 32CaCO (s)CaO(s)CO (g)+物种数为3,有一个平衡限制条件,但没有浓度限制条件。
因为氧化钙与二氧化碳不处在同一个相,没有摩尔分数的加和等于1的限制条件,所以独立组分数为2。
3.制水煤气时有三个平衡反应,求独立组分数C ?(1) H 2O(g)+ C(s)= H 2(g)+ CO(g)(2) CO 2(g)+ H 2(g)= H 2O(g)+ CO(g)(3) CO 2(g)+ C(s)= 2CO(g)答: 三个反应中共有5个物种,5S =。
方程(1)可以用方程(3)减去(2)得到,因而只有2个独立的化学平衡,2R =。
没有明确的浓度限制条件,所以独立组分数3C =。
4.在抽空容器中,氯化铵的分解平衡,43NH Cl(s)NH (g)HCl(g)+。
指出该系统的独立组分数、相数和自由度数?答:反应中有三个物种,一个平衡限制条件,一个浓度限制条件,所以独立组分数为1,相数为2。
根据相律,自由度为1。
即分解温度和分解压力两者之中只有一个可以发生变化。
5.在含有氨的容器中氯化铵固体分解达平衡,43NH Cl(s)NH (g)HCl(g)+。
指出该系统的独立组分数、相数和自由度?答: 反应中有三个物种,一个平衡限制条件,没有浓度限制条件。
所以独立组分数为2,相数为2,自由度为2。
6.碳和氧在一定条件下达成两种平衡,指出该系统的独立组分数、相数和自由度数。