《物理化学》课程教学课件（PPT讲稿）第5章 相平衡

第五章相平衡453昌等压单相等温p液BTBpPBX/LABXBT373A"A'4等压PAT两相液DICABEXB→31300.20.40.60.81.0BAXB →质量分数H,OC,H,NH

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相律$ 5.3$ 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* s 5.7二级相变* s 5.8铁一碳系统的相图

§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(phasediagram)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

一、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

一 、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，由于在福通常条件，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“组分需要的独立物种数，称为体系的数”，用符号来表示。·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)(R)一独立化学平衡数(R')一同一相中独立的浓度关系数

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1 NH,CI分解体系：NHCI (s) <←= NH, (g) + HCI (g)当起始系统中没有 NH,(g）和HCI(g)存在，则达到平衡时，NH,(g)和HCI(g)的分压相等。表示气相的组成时，有关系式：PNH3 = PHCI (或 C NH3 = C HCI)所以这时的组分数既不是3也不是2，而是：C=3-1-1=1

◼ 例1 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