第六章 相图习题(4)

(2)给出生成的化合物的组成。(已知Sb与Cd的摩尔质量分别为121.76 g·mol-1与112.41 g·mol-1)。

7. A，B 二组分凝聚系统相图如下图，图中C，D 为A，B 所形成的化合物，组成wB分别为0.52及0.69，（图15）

A，B 的摩尔质量分别为108 g·mol-1和119 g·mol-1：

（1）标出①，②，③，④，⑤各区的相态及成分； （2）确定在C，D点形成化合物的分子式；

（3）作a，b 组成点的步冷曲线并标出自由度数及相变化。(在右图上相应位置)

（4）将1 kg wA=0.60 的熔融体冷却，可得何种纯固体物质？计算最大值，反应控制在什么温度？

8. 根据图3-57(a)、(b)回答下列问题（图16）

（1） 指出图(a)中，K点所代表的系统的总组成，平衡相数及平衡相的组成；

（2） 将组成x(甲醇)=0.33的甲醇水溶液进行一次简单蒸馏加热到85°C停止蒸馏，问馏出液的组成及残液的

组成，馏出液的组成与液相比发生了什么变化？通过这样一次简单蒸馏是否能将甲醇与水分开？

（3） 将(2)所得的馏出液再重新加热到78°C，问所得的馏出液的组成如何？与(2)中所得的馏出液相比发生 了什么变化？

（4） 将(2)所得的残液再次加热 到91°C，问所得的残液的组成又如何？与(2)中所得的残液相比发生了什 么变化？

（5） 欲将甲醇水溶液完全分离，要采取什么步骤？

1．解：t2=400°C时，平衡系统是两相平衡?耸笔且?气两相平衡?髌胶庀嗟淖槌桑?缦峦妓?荆?o:p>

为xB(l) =0.88 , yB=0.50

n(g)+n(l)=5 mol

解得：n(l)=0.40mol；n(g)=1.0 mol (2) t1=200°C时，处于液相；

t 3 =600°C时，处于气相。 2．解： 3. 解：(1) 相区 相态及成分分别 相区 相态及成分分别 (2)系统总量为m

m=mA+mB=(14.4+9.6)kg=24kg

① g(A+B) ④ g(A+B)＋l1(A+B) ② l1(A+B) ⑤ l2(A+B) ③ l1(A+B)＋g(A+B) ⑥ l1(A+B)＋l2 (A+B) wB==0.40

wA=0.60

当t无限接近t1时,有两液相共存,设含组分A多的质量为mA,另一相为mB由杠杆规则 mA(0.40-0.20=m B×(0.80-0.40) mA=16kg mB=8kg

当t=t1+dt时, 含较多一相消失,产生最低共沸点的气相,则两相质量各为 12kg。 4. 解：(1)根据图列表如下：

相区 I II III IV V VI (2) a1 点：l a1 a 2 点：lp + s(B) a 3 点：lE a 4 点：s(A)

相数 1 2 2 2 2 2 s(B)(二相共存) s(C) ( 三相共存 )

相态及成分 l(A+B) s (A)+ l (A+B) l (A+B), s (AB4) l (A+B)+ s (B) s (A)+ s (AB4) s(AB4)+s (B) 条件自由度 f ′ 2 1 1 1 1 1 s(A) +s(C) ( 三相共存 ) s(C) ( 二相共存 )

5. 解：(1)根据图列表如下：

相区 I II III IV V VI (2) a1 点：l a1 ＝?(B)

a2 点：lp + s(B) ＝s(C)(三相共存) a3 点：lE ＝ s(A) +s(C)(三相共存) a4 点：s(A) ＝ s(C)(二相共存) 6. 解：(1)从数据分析中可知：

①纯组分Sb 和Cd 的熔点分别为630°C和321°C；

②w(Cd)=0.583的熔体冷却过程中出现一个?傥露龋?椅?罡撸?治拮?畚露?说明生成了相合熔点化合物SbmCdn?嬖谝桓鲎畹凸踩鄣阄露任?10°C，其组成为w(Cd)=0.475?嬖诹硪桓鲎畹凸踩鄣阄露任?95°C，其组成为w(Cd)=0.93?右陨戏治隹傻贸鯯b-Cd 相图如下图所示 [有一个相合熔点化合物，两个最低共熔点]

相数 1 2 2 2 2 2 相态及成分 l(A+B) s(A)+ l(A+B) l(A+B)+s(C) l(A+B)+ s(B) s(A)+ s(C) s(C)+s(B) 条件自由度f ' 2 1 1 1 1 1

在区域l(液相)中C=2，f=1，f′=2-1+1=2；在①,②,③,④,⑤,⑥，各区域内均呈二相共存C=2 ，f=2，f′=2-2+1=1；

(2)由相图中可得K点之温度(即化合物的熔点)为439 °C，其相应组成为w(Cd)=0583，w(Sb) = 0.417，化合物分子式为SbmCdn

求得 m=2，n =3 故分子式为：Sb2Cd3

7. 解：(1) 相区 相态及成分 1 l(A+B) 2 l(A+B)+s(C) 3 l(A+B)+s(D) 4 s(C)+s(A+B) 5 s(C)+s(D) (2)在C, D 点形成的化合物分别为AB和AB2 (3) 步冷曲线如下图所示

(4) 纯C(AB)固体，反应接近200°C m(AB) ×(0.52－0.40) = m(l)×(0.40－0.12) 解得 m(AB)= 0.7 kg。

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