《物理化学》课程教学课件（PPT讲稿）第五章 多相平衡

第五章多相平衡 5.1相律 5.2克劳修斯-克拉佩龙方程 5.3水的相图 5.4完全互溶双液体系 5.7简单低共熔混合物的固-液系统 5.8有化合物生成的固-液系统 贵头 收

5.1 相律 5.2克劳修斯-克拉佩龙方程 5.3 水的相图 5.4 完全互溶双液体系 5.7简单低共熔混合物的固-液系统 5.8 有化合物生成的固-液系统 第五章 多相平衡

温故知新 气态 升华（吸热） 凝华（放热 液化（放热） 汽化（吸 凝固（放热） 固态 液态 熔化（吸热

转向灯 LED近光灯 远光灯（卤素）】 钨丝 升华 华 (固体钨) 钨蒸气 固体钨 (吸热) 冷的玻璃) 转向辅助照明灯 (3.0L车型独有】 LED日间行车灯及示宽灯

相变：蒸发、冷凝、升华、溶解和结晶等过程。对相变过程规 律的认识，有助于实际生产中涉及到溶解、蒸馏、重结晶、萃取 、提纯及金相分析等方面问题的解决。 相律：各种相平衡系统所共同遵循的规律。 相图：研究多相系 液 水的相图 p/Pal 统的状态如何随温 水 度、压力和组成等 冰 x阳> B 强度性质变化而变 61066% 9 化，并用图形来表 水蒸气 B 273.16 示，这种图形称为 677求 相图。 阳→ B

相变：蒸发、冷凝、升华、溶解和结晶等过程。对相变过程规 律的认识，有助于实际生产中涉及到溶解、蒸馏、重结晶、萃取 、提纯及金相分析等方面问题的解决。 相律：各种相平衡系统所共同遵循的规律。 相图：研究多相系 统的状态如何随温 度、压力和组成等 强度性质变化而变 化，并用图形来表 示，这种图形称为 相图

§5.1相律(Phase rule) 一、基本概念 1.相和相数Φ； 2.物种数S和组分数K; 3.自由度数f 二、相律：=K-Φ+2

一、基本概念 1. 相和相数； 2. 物种数S和组分数K； 3. 自由度数 f §5.1 相律（Phase rule） 二、相律：f = K – Φ + 2

1.相和相数Φ： 系统中物理及化学性质完全均一的部分称为相。 相与相之间存在明显的界面，在界面上宏观性质的改变 是飞跃式的。 系统中包含的相的总数称为相数，用Φ表示。 气相：中=1，均相homogeneous), 液相：Φ=1,2，≤3（根据互溶情况而定） Φ≥2，为复相或多相(heterogeneous)。 固相：Φ=L,固溶体solidsolution,) 中≥2，除了固溶体之外，有几种物质就有几相。 水中漂浮有大小不等的五块冰，固体算一相还是五相) 同一相不一定连在一起，连在一起的不一定是同一相

1. 相和相数Φ ： 系统中物理及化学性质完全均一的部分称为相。 气相： Φ =1，均相(homogeneous)， 液相： Φ = 1, 2, 3（根据互溶情况而定） Φ  2，为复相或多相(heterogeneous)。 固相： Φ =1, 固溶体(solid solution), Φ 2，除了固溶体之外，有几种物质就有几相。 相与相之间存在明显的界面，在界面上宏观性质的改变 是飞跃式的。 系统中包含的相的总数称为相数，用Φ表示。 水中漂浮有大小不等的五块冰，固体算一相还是五相 同一相不一定连在一起，连在一起的不一定是同一相

2.物种数S和组分数K 物种数S:系统中所含化学物质的数量。 说明 (1)不同聚集状态的同一种化学物质不能算两个物 种。如水和水蒸气，S=1。 (2)一个系统的物种数是可以随着人们考虑问题的 出发点不同而不同的

物种数S：系统中所含化学物质的数量。 2. 物种数S和组分数K 说明 （1）不同聚集状态的同一种化学物质不能算两个物 种。如水和水蒸气, S=1。 （2）一个系统的物种数是可以随着人们考虑问题的 出发点不同而不同的

2.物种数S和组分数K 例：NaCI-H2O系统 1.NaCl,H,O:S=2 2.NaC1不饱和水溶液：Na+,C-,H2O:S=3 3.NaCI饱和水溶液，有NaCI(s存在：NaCI(s,Na+,CI-,HO: S=4, 4.NaCI饱和水溶液，有NaCI(s)存在：NaCI(s),Na+,CI,HO,H ,0H-:S=6

例：NaCl-H2O系统 1. NaCl，H2O: S=2 2. NaCl不饱和水溶液:Na+ , Cl－, H2O : S=3 3. NaCl饱和水溶液，有NaCl(s)存在:NaCl(s), Na+ , Cl－, H2O : S=4 ， 4. NaCl饱和水溶液，有NaCl(s)存在: NaCl(s), Na+ , Cl－, H2O ,H+ , OH－: S=6 2. 物种数S和组分数K

2.物种数S和组分数K 组分数K:能够表示系统组成的独立物种数。 K-S-R-R 说明（1) R指独立的化学平衡数； 例： 系统中有Cs,H20(g,C02(g,C0(g,H(g)共存，R=? 答：系统中有以下反应： C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) C(s+CO2(g)台CO(g) C0(g)+H20(g）)台C02(g)+H2(g) 其中S=5,独立化学平衡数R3=2

组分数K：能够表示系统组成的独立物种数。 K=S – R– R’ 说明（1） R指独立的化学平衡数; 例： 系统中有C(s), H2O(g), CO2 (g), CO(g), H2 (g)共存，R=？ 答：系统中有以下反应： C(s)+H2O(g) CO(g)+H2 (g) C(s)+CO2 (g)  CO(g) CO(g)+H2O(g) CO2 (g)+H2 (g) 其中S=5，独立化学平衡数 R3=2 2. 物种数S和组分数K

2.物种数S和组分数K 说明(2)R指独立的浓度关系数； 可能是由于化学反应的进行而产生，也可能是指定的，但 只对同相的物质有意义。 例：1.在一抽空的容器中放入PCl5,达分解平衡后，生成 PCl3(g)和CL2（g)。问K=? 答：R=1,R=1,故K=1。 2.在抽空的容器中放入CaCO,让其发生分解反应。问 K=? 答：R=1,R=0,故K=2

说明（2） R’指独立的浓度关系数; 可能是由于化学反应的进行而产生，也可能是指定的，但 只对同相的物质有意义。 例：1. 在一抽空的容器中放入PCl5，达分解平衡后，生成 PCl3（g）和Cl2 （g） 。问K=？ 答：R=1，R’=1，故K=1。 2.在抽空的容器中放入CaCO3，让其发生分解反应。问 K=？ 答：R=1，R’=0，故K=2。 2. 物种数S和组分数K