力。 （2）容

器内原有6.666kPa的NH3(g)，问需加多大压力的H2S，才能形成NH4HS 解：反应的化学计量式如下 由题给条件，25°C 下

5.11现有理想气体反应开始时，A与B均为1mol，25°C下，反应达到平衡时，A与B的物质的量各为 (1/3)mol。

（1）求此反应的。

（2）开始时，A为1mol，B为2mol。

（3）开始时，A为1mol，B为1mol，C为0.5mol。 （4）开始时，C为1mol，D为1mol。 分别求反应达平衡时C的物质的量。 解：（1） （2） （3）

（4）5.12将1mol的SO2与1molO2的混合气体，在101.325kPa及903K下通过 盛有铂丝的玻璃管，控制气流速度，使反应达到平衡，把产生的气体急剧冷却， 并用KOH吸收SO2及

SO3。最后量得余下的氧气在101.325kPa，273.15K下体 积为13.78dm3，

试计算下列反应在903K时的及。 解：平衡时反应掉的O2为

因此，平衡时各组分的物质的量为

5.13383.3K，60.483kPa时，从测定醋酸蒸气的密度所得到的平均摩尔质量

是醋酸单体分子摩尔质量的1.520倍。假定气体分子中只含有单分子及双分子。 求下列反应的。解：醋酸单体分子摩尔质量为，设单分子及双分子 的

物质的量分别为，则 5.14（1）在1120°C

下用H2还原FeO(s)，平衡时混合气体中H2的摩尔分数为 0.54。求FeO(s)的分解压。已知同温度下 （2）在炼铁炉中，氧化铁按如下反应还原： 求1120°C

下，还原1molFeO需要CO若干摩尔？已知同温度下 解：（1）各反应计量式如下显然，（3）=（1）+（2） （2）氧化铁还原反应 显然，

因此所需CO(g)的物质的量为1+2.38=3.38mol。 5.15求下列反应在298.15K下平衡的蒸气压。

已知298.15K下个物质的标准摩尔生成Giibs函数如下。物 质解：-1879.6-1399.8-917.0-661.8-228.6第六章 第六章

第六章

第六章相平衡 相平衡 相平衡

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已知液体甲苯（A）和液体苯（B）在90°C 时的饱和蒸气压分别为=

和。两者可形成理想液态混合物。今有系统组成为 的甲苯-苯混合物5mol，在90°C 下成气-液两相平衡，若气相组成为 求：

（1）平衡时液相组成及系统的压力p。 （2）平衡时气、液两相的物质的量解：（1）对于理想液态混合物，每个组分服从Raoult定律，因此

（2）系统代表点，根据杠杆原理 6.3单组分系统的相图示意如右图。 试用相律分析途中各点、线、面的相 平衡关系及自由度。 解：单相区已标于图上。 二相线（F= 1）：三相点（F=0）： 图中虚线表示介稳态。 6.4已知甲苯、苯在90°C

下纯液体的饱和蒸气压分别为54.22kPa和136.12

kPa。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°C 的液态混合物。在恒温90°C下逐渐降低 压力，问

（1）压力降到多少时，开始产生气相，此气相的组成如何？

（2）压力降到多少时，液相开始消失，最后一滴液相的组成如何？ （3）压

力为92.00kPa时，系统内气-液两相平衡，两相的组成如何？两相的 物质的量各位多少？ 解：原始溶液的组成为

（1）刚开始出现气相时，可认为液相的组成不变，因此（2）只剩最后一滴液体时，可认为气相的组成等于原始溶液的组成 （3）根据（2）的结果 由杠杆原理知， 6.525°C

丙醇(A)–水(B)系统气–液两相平衡时两组分蒸气分压与液相组 成的关系如下：0

0.10.20.40.60.80.950.981

2.902.592.372.071.891.811.440.670（1）画出完整的压力-组成图（包括蒸气分压及总压，液相线及气相线）；

（2）组成为的系统在平衡压力下，气-液两相平衡，求 平衡时气相组成及液相组成。

（3）上述系统5mol，在下达到平衡时，气相、液相的物质的量 各为多少？气相中含丙醇和水的物质的量各为多少？

（4）上述系统10kg，在下达平衡时，气相、液相的质量各为多 少？ 解：（略）

6.6101.325kPa下水(A)-醋酸(B)系统的气-液平衡数据如下。 （1）画出气-液平衡的温度-组成图。 （2）从图上找出组成为的气相的泡点。 （3）从图上找出组成为的液相的露点。 （4）105.0°C

时气-液平衡两相的组成是多少？

（5）9kg水与30kg醋酸组成的系统在105.0°C 达到平衡时，气-液两相的 质量各位多少？0

1.081.792.652.892.913.093.133.17 100102.1104.4107.5113.8118.1 00.3000.5000.7000.9001.000 00.1850.3740.5750.8331.000解：（1）气-液平衡的温度-组成图为 （2）的气相的泡点为110.3°C 。

（3）的液相的露点为112.7°C 。

（4）105.0°C

时气-液平衡两相的组成，。

（5）系统代表点6.7已知水-苯酚系统在30°C液-液平衡时共轭溶液的组成为：L1（苯 酚溶于水），8.75%；L2（ 水溶于苯酚），69.9%。 （1）在30°C

，100g苯酚和200g水形成的系统达液-液平衡时，两液相的 质量各为多少？

（2）在上述系统中若再加入100g苯酚，又达到相平衡时，两液相的质量各 变到多少？解 ：（1）系统代表点，根据杠 杆原理

（3）系统代表点

6.8水-异丁醇系统液相部分互溶。在101.325kPa下，系统的共沸点为89.7°C

。气(G)、液(L1)、液(L2)三相平衡时的组成依次为：70.0%；8.7%；85.0%。今由350g水和150g异丁醇形成的系统在101.325kPa压力下由室温 加热，问：

（1）温度刚要达到共沸点时，系统处于相平衡时存在哪些相？其质量各为多 少？（2）当温度由共沸点刚有上升趋势时，系统处于相平衡时存在哪 些相？其质量各为多少？ 解：相图见图（6.7.2）。（1）温度刚要达到共沸点时系 统中尚无气相存在，

只存在两个共轭液相。系统代表点为。根 据杠 杆原理

（2）当温度由共沸点刚有上升趋势时，L2消 失，气相和L1共存，因此

6.9恒压下二组分液态部分互溶系统气-液平衡的温度-组成图如附图，指出四 个区域内平衡的相。

解：各相区已标于图上。l1,

BinA.l2,AinB.6.10为了将含非挥发性杂质的甲苯提纯，在86.0kPa压力下用水蒸气蒸馏。 已知：在此压力下该系统的共沸点为80°C ，80°C时水的饱和蒸气压为47.3 kPa。试求：

（1）气相的组成（含甲苯的摩尔分数）；

（2）欲蒸出100kg纯甲苯，需要消耗水蒸气多少千克？ 解：沸腾时系统的压力为86.0kPa，因此 消耗水蒸气的量 6.11液体H2O

(A)，CCl4(B)的饱和蒸气压与温度的关系如下： 两液体成完全不互溶系统。 （1）绘

出H2O-CCl4系统气、液、液三相平衡时气相中H2O，CCl4的蒸气分压对 温度的关系曲线；