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=5，f=C-

+2=2。

（本题若同时考虑离子种类数，则S=9，但由于同时存在四个电离子方程式，因此C=5）

5-2在水、苯、苯甲酸体系中，若任意指定下列事项，则体系中最多可能有几个相？

并各举一例说明之。

（1）指定温度；

【解答】S=3，C=3，f=C-

+1=4-

=4（温度指定）

如H2O（l），C6H6（l），C6H5COOH（s），气相。

（2）指定温度与水中苯甲酸的浓度；

【解答】

=3，H2O（l），C6H6（l），气相。

依题意，当指定水中苯甲酸的浓度后，苯相中苯甲酸浓度也随之而定，同时，固相消失。

（3）指定温度、压力与苯中苯甲酸的浓度。

=2，即液相，气相。

5-4试求下述体系的自由度并指出变量是什么？

（1）在

压力下，液体水与水蒸汽达平衡；

【解答】C=1，

=2，f=0（无变量）

（2）液体水与水蒸汽达平衡；

=2，f=1（温度或压力）

（3）25℃和

压力下，固体NaCl与其水溶液成平衡；

【解答】C=2，

=2，f=0

（4）固态NH4HS与任意比例的H2S及NH3的气体混合物达化学平衡；

=2，f=2

（5）I2（s）与I2（g）成平衡。

=2，f=1

5-6已知苯胺的正常沸点为185℃，请依据Truton规则求算苯胺在2666Pa时的沸点。

5-10实验测得固体和液体苯在熔点附近的蒸气压如下两式表示：

已知1mol液体苯的体积比固体苯大0.0094dm3。

（1）试计算苯的三相点的温度和压力；

【解答】三相点：

，则有

（2）求苯（固体）的摩尔融化熵；

（3）计算压力增加到101.325kPa时，熔点变化为多少？

5-11根据碳的相图，回答下列问题：

（1）点O及曲线OA,OB和OC具有什么含义？

【解答】O点：

三相点。

此时，C（石墨）——C（金刚石）——C（l）三相共存。

OA线：

C（石墨）——C（金刚石）两相平衡线

OB线：

C（石墨）——C（l）两相平衡线

OC线：

C（金刚石）——C（l）两相平衡线

（2）试讨论在常温常压下石墨与金刚石的稳定性；

【解答】常温常压下，石墨是稳定相。

（3）2000K时，将石墨变为金刚石需要多大压力？

【解答】在OA线上，与2000K对应的压力大约为

。

（4）在任意给定的温度和压力下，金刚石与石墨哪个具有较高的密度？

【解答】OA线的斜率

说明：

在常温常压下，

的

，但此时我们无法从图上获知

的符号，因此OA先并没有延伸到常温、常压处；

而在高温高压区，在恒压下升高温度，则石墨稳定。

可见，

是吸热的，即

5-12已知甲苯、苯在90℃下纯液体的饱和蒸气压分别为54.22kPa和136.12kPa。

两者可形成理想液态混合物。

取200.0g甲苯和200.0g苯置于带活塞的导热容器中，始态为一定压力下90℃的液态混合物。

在恒温90℃下逐渐降低压力，问：

（x、y指定问题是液气相；

苯甲苯）

（1）压力将到多少时，开始产生气相，此气相的组成如何？

（2）压力将到多少时，液相开始消失，最后一滴液相的组成如何？

（3）压力为92.00kPa时，体系内气、液两相平衡，两相的组成如何？

两相的物质的量各为多少？

作业6

5-14某有机物与水不互溶，在标准压力下用水蒸汽蒸馏时，于90℃沸腾，馏出物中水的质量分数为24.0%，已知90℃时水的蒸气压为70.13kPa，请估算该有机物的摩尔质量。

5-15酚-水体系在60℃时分成A和B两液相，A相含酚的质量分数为0.168，B相含水的质量分数为0.449.

（1）如果体系含90g水和60g酚，试求A，B两相的质量各位多少？

【解答】水的质量分数

为

（2）如果要使含酚的质量分数为0.800的溶液100g变混浊，最少应该向体系中加入多少水？

（3）欲使

（2）中变混浊的体系恰好刚刚变清，必须向体系中加入多少水？

5-16热分析方法测得Ca，Mg二组分体系有如下数据：

WCa

0.1

0.19

0.46

0.55

0.65

0.79

0.90

1.00

转折点温度T1/K

/

883

787

973

994

923

739

1028

水平线的温度T2/K

924

1116

（1）根据以上数据画出相图，在图上标出各相区的相态；

（2）若相图中有化合物生成时，写出化合物的分子式（相对原子量Ca：

40，Mg：

24）；

（3）将含Ca为0.40（质量分数）的混合物700g加热熔化后，再冷却至787K时，最多能得纯化合物若干克？

5-17NaCl-H2O所组成的二组分体系在-21℃时有一个低共熔点，此时冰、NaCl.2H2O（s）和浓度为W=0.223的NaCl水溶液平衡共存。

在-9℃时，不稳定化合物NaCl.2H2O分解，生成无水NaCl和W=0.27的NaCl溶液。

已知无水氯化钠在水中的溶解度受温度的影响很小，当温度升高时，略有增加。

（1）根据以上条件绘出NaCl-H2O系统的固液平衡相图，并标出各部分存在的相。

（2）若以冰盐水作制冷剂，能获得的最低温度是多少？

【解答】最低共熔点为-21℃，因此，能获得的最低温度为-21℃。

（3）若需要-10℃的冰盐水，应配制的NaCl水溶液的浓度为多少？

【解答】将H2O的冰点下降曲线视为直线，则有

即应配制约10%的NaCl水溶液，当溶液与冰共存时，可获得-10℃的恒温温度。

（4）为了将含2.5%的NaCl的海水淡化，先将海水降温，使冰析出，将冰融化而获得淡水。

问冷到什么温度时获得的淡水最多？

【解答】从相图可见，当冷至接近-21℃时，析出的固相（冰）最多（从杠杆规则可计算）

（5）若有100gW=0.28的NaCl溶液由160℃冷却，问当温度降到多少度时析出的NaCl最多，为多少克？

【解答】当温度降到接近-9℃时，析出NaCl最多

W×

0.72=（100-W）×

0.01W=1.37g

5-19Bi-Zn相图如图所示，由相图说明：

（1）各相区存在的相态；

【解答】Ⅰ：

lⅡ:

l1+l2Ⅲ:

Zn+l2Ⅳ:

Bi+l1Ⅴ:

Zn+l1Ⅵ:

Zn+Bi

（2）527K时，固相Bi与13%Zn的熔液达平衡，若以纯固态Bi以标准态，计算熔液中Bi的活度；

【解答】以纯固态为标准态

（3）750K时，35%Zn与86%Zn的熔液达平衡，若以纯固态Bi以标准态，两种熔液中Bi的活度应有什么关系？

5-20在863K和4.4×

106Pa时，固态红磷、液态磷和磷蒸汽处于平衡；

在923K和1.0×

107Pa时液态磷、固态黑磷和固态红磷处于平衡；

已知黑磷、红磷和液态磷的密度分别为2.70×

103，2.34×

103，1.81×

103kg.m-3；

且由黑磷转化为红磷时吸热。

（1）根据以上数据绘出磷相图的示意图；

（2）问黑磷和红磷的熔点随压力怎样变化？