《物理化学》课程教学课件（PPT讲稿）第五章 相平衡

第五章 相平 453 单相 等压 等温 B 液 兰 73引 T PA 两相 31 D K- B 0 0.2 0.40.60.81.0 XB B H,O 质量分数→C,HNH

第五章 相平衡 313 4530 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 H O2 C H NH 6 5 2 T/K B C A' A" An T1 TB 373 D E 等温 p A p B p A xB B

第五章 相平衡 §5.1 引言 §5.2 多相系统平衡的一般条件 §5.3 相律 §5.4 单组分系统的相平衡衡 §5.5 二组分系统的相图及其应用 §5.6 三组分系统的相图及其应用 *§5.7 二级相变 *§5.8 铁-碳系统的相图

§5.1 引言 §5.2 多相系统平衡的一般条件 §5.3 相律 §5.4 单组分系统的相平衡 §5.5 二组分系统的相图及其应用 §5.6 三组分系统的相图及其应用 *§5.7 二级相变 第五章 相平衡 *§5.8 铁-碳系统的相图

§5.1引言 相平衡是热力学在化学领域中的重要应用之一 研究多相系统的平衡在化学、化工的科研和生产 中有重要的意义，例如：溶解、蒸馏、重结晶、萃取、 提纯及金相分析等方面都要用到相平衡的知识 相图(phase diagram) 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 引 言 相平衡是热力学在化学领域中的重要应用之一 相图（phase diagram） 研究多相系统的平衡在化学、化工的科研和生产 中有重要的意义，例如：溶解、蒸馏、重结晶、萃取、 提纯及金相分析等方面都要用到相平衡的知识 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

二、几个基本概念 1.相 ▣体系中物理性质和化学性质完全均匀的 部分称为“相” ▣相与相之间有一明显的物理界面，越过 此界面，性质就有一突变。 体系中相的数目用符号Φ表示

二、几个基本概念 1. 相 ◼ 体系中物理性质和化学性质完全均匀的 部分称为“相”。 ◼ 相与相之间有一明显的物理界面，越过 此界面，性质就有一突变。 ◼ 体系中相的数目用符号 表示

1) 气相：对体系中的气体来说，由于在通 常条件，不论有多少种气体混合在一起， 均能无限掺合，所以体系中的气体只可 能有一个气相。 2) 液相：对体系中的液体来说，由于不同 液体的互溶程度不同，可以有一个液相、 两个液相，一般不会超过三个液相（特 殊情况可能超过》

1）气相：对体系中的气体来说，由于在通 常条件，不论有多少种气体混合在一起， 均能无限掺合，所以体系中的气体只可 能有一个气相。 2）液相：对体系中的液体来说，由于不同 液体的互溶程度不同，可以有一个液相、 两个液相，一般不会超过三个液相（特 殊情况可能超过）

3) 固相： 固溶体：即固体溶液，固体以分子或原 子状态均匀地分散到另一种固体的晶格 中，形成性质均匀的固体溶液。 对体系中的固体来说，如果固体之间不 形成固溶体，则不论固体分散得多细， 一种固体物质就有一个相

◼ 固溶体：即固体溶液，固体以分子或原 子状态均匀地分散到另一种固体的晶格 中，形成性质均匀的固体溶液。 ◼ 对体系中的固体来说，如果固体之间不 形成固溶体，则不论固体分散得多细， 一种固体物质就有一个相。 3）固相：

而同一种固体的不同颗粒仍属同一相， 因为尽管颗粒之间有界面，但体相的 性质是相同的。 例如：糖和沙子混合，尽管混得很均 匀，仍然是两个相

◼ 而同一种固体的不同颗粒仍属同一相， 因为尽管颗粒之间有界面，但体相的 性质是相同的。 ◼ 例如：糖和沙子混合，尽管混得很均 匀，仍然是两个相

2.组分数 足以表示平衡体系中各相的组成所至少 需要的独立物种数，称为体系的“组分 数”，用符号C来表示。 注意：体系中的物种数(S)和组分数(C) 这两个概念的区别： 体系中有几种物质，则物种数S就是多 少；而组分数C则不一定和物种数相同

2. 组分数 ◼ 足以表示平衡体系中各相的组成所至少 需要的独立物种数，称为体系的 “组分 数” ，用符号 C 来表示。 ◼ 注意：体系中的物种数(S)和组分数(C) 这两个概念的区别： ◼ 体系中有几种物质，则物种数 S 就是多 少；而组分数 C 则不一定和物种数相同

组分数(C) =物种数（S) 独立化学平衡数(R) 同一相中独立的浓度系数(R)

组分数（C） = 物种数（S） − 独立化学平衡数（R） − 同一相中独立的浓度关系数（R）

例如NH,CI分解体系： NH CI (s)NH3 (g)+HCI (g) 当起始系统中没有NH(g)和HC1(g)存在，则达到 平衡时，NH3(g)和HCI(g)的分压相等。 表示气相的组成时，有关系式： PNB=Pa(或cNs=Ca） 所以这时的组分数既不是3也不是2， 而是： C=3-1-1=1

◼ 例如 NH4Cl 分解体系： NH4Cl (s)  NH3 (g) + HCl (g) ◼ 当起始系统中没有 NH3 (g) 和 HCl (g) 存在，则达到 平衡时，NH3 (g)和 HCl (g)的分压相等。 ◼ 表示气相的组成时，有关系式： PNH3 = PHCl（或 c NH3 = c HCl） ◼ 所以这时的组分数既不是 3 也不是2， ◼ 而是： C = 3 − 1 − 1 = 1