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合一定比例(仅对同相有效,通常指气相,固相一般不考虑)或者人为指定而引起的个数 (⑤)关于相数Φ的计算:气相不管有多少物质,一般只有一个相:液体不分层时也只 有一个相,分层时一层一相:固体物质不形成固溶体时一个固体一个相,形成固溶体时与 液相类似。若某相存在的量很少可以忽略不计时,则可不算,例如凝聚系统不考虑气相。 (6)相律f=C一Φ+2式中的2表示系统的温度和压力对相平衡的影响。当温度或压力之 一固定不变(即指定)时,只有一个强度量可变(压力或温度),相律计算式变为=C一Φ+1。 当系统的状态受到有个强度性质影响时,相律变为C一P+n。 (7)对于凝聚体系,外界压力对平衡的影响少,在压力不太大时可以忽略,此时 F=C一Φ+1,习惯上将f*一称为条件自由度 (8)由于自由度不能为负值,所以只能有Φ≤C+n,不会有ΦC+n的情况。 相律的优点:它是相平衡的普遍规律,任何相平衡体系都必须遵守。 相律的局限性:相律得到的结论是定性的,只研究数目,不涉及数值,只能为定量解 决问题提供线索,只能指出平衡体系中有几个相或几个自由度,而无法告知更具体的内容, 因此,相律还必须有质量作用定律,克劳修斯一克拉贝龙方程,拉乌尔定律,亨利定律和 杠杆原理等作补充,才能解决有关相平衡的实际问题。 四、相律的应用 例1:由CaC03分解得到的体系,有反应:CaC03=Ca0(s)+C02(g) 体系S=3,R=1,Φ=3. 虽然产物的物质的量相等:n(Ca0)=n(CO2) 但因两者分别存在于固相和气相,不在同一相中,所以不能构成浓度限制条件.体系的 自由度为:C=S-R-R’=3-1-0=2 f=C-Φ+2=2-3+2=1 若体系的温度,压力恒定,则=0. 如果此题的R’取为1,那么体系在恒温,恒压下的自由度f=-1,这无疑是错误的,故不 在同一相中的组分没有浓度限制条件 求体系的自由度的关键在于正确确定体系的独立组分数C要求能正确断各种限制 条件的数目一且求得独立组分数C体系的自由度便可由定义式得到。 例2:求下列体系的组分数C和自由度f NH4CL(s), NH4+(aq), Cr(aq), H2O(L), H20(g), H3O(aq), NH3(g), OH(aq), NH4OH(aq) 解:物种数S=8(H2OL),H2O(g)为一种物质),独立化学反应平衡关系式R=4,即 NH4CL(s)=NH4+(aq)+CF(aq) 2H2O(L)=H3O*(aq)+OH(aq) NH3(g)+H2O(L)=NH4OH(aq) NH3(g)+H2O(L)=NH4+(aq)+OH-(aq) 电中性条件,即浓度限制条件,R=1即:NH4+]+[H3O=[C+[OH] 因此组分数为 C=S-R-R=8-4-1=3 相数 Φ=3 NH4CL(s)、H2O(g)和NH3(g)、HOL)和(aq)] 自由度 f=C-Φ+2=3-3+2=2 例3:将NH4HS放入抽空的瓶中分解,求体系的f? 解:有反应:NH4HS(s)=NH3(g)+H2S(g) .R=1R'=1pNH3=pH2S)】 ∴.C=3-1-1=1 f=C一Φ+2=1一2+2=1 99 合一定比例(仅对同相有效,通常指气相,固相一般不考虑)或者人为指定而引起的个数 (5) 关于相数  的计算: 气相不管有多少物质,一般只有一个相; 液体不分层时也只 有一个相,分层时一层一相; 固体物质不形成固溶体时一个固体一个相,形成固溶体时与 液相类似。若某相存在的量很少可以忽略不计时,则可不算,例如凝聚系统不考虑气相。 (6) 相律f =C- +2式中的2表示系统的温度和压力对相平衡的影响。当温度或压力之 一固定不变(即指定)时,只有一个强度量可变(压力或温度),相律计算式变为f =C- +1。 当系统的状态受到有n个强度性质影响时,相律变为F=C-P +n。 (7)对于凝聚体系,外界压力对平衡的影响少,在压力不太大时可以忽略,此时 f * =C- +1,习惯上将 f *—称为条件自由度 (8)由于自由度不能为负值,所以只能有  ≤C+n,不会有  ≥C+n 的情况。 相律的优点:它是相平衡的普遍规律,任何相平衡体系都必须遵守。 相律的局限性:相律得到的结论是定性的,只研究数目,不涉及数值,只能为定量解 决问题提供线索,只能指出平衡体系中有几个相或几个自由度,而无法告知更具体的内容, 因此,相律还必须有质量作用定律,克劳修斯—克拉贝龙方程,拉乌尔定律,亨利定律和 杠杆原理等作补充,才能解决有关相平衡的实际问题。 四、相律的应用 例 1: 由 CaCO3分解得到的体系,有反应: CaCO3 = CaO(s) + CO2(g) 体系 S=3,R=1,=3. 虽然产物的物质的量相等: n(CaO)=n(CO2) 但因两者分别存在于固相和气相,不在同一相中,所以不能构成浓度限制条件.体系的 自由度为: C=S-R-R’=3-1-0=2 f=C-+2=2-3+2=1 若体系的温度,压力恒定,则 f=0. 如果此题的 R’取为 1,那么体系在恒温,恒压下的自由度 f=﹣1,这无疑是错误的,故不 在同一相中的组分没有浓度限制条件. 求体系的自由度的关键在于正确确定体系的独立组分数 C,要求能正确判断各种限制 条件的数目,一旦求得独立组分数 C,体系的自由度便可由定义式得到。 例 2:求下列体系的组分数 C 和自由度 f NH4CL(s), NH4+(aq), Cl- (aq), H2O(L), H2O(g), H3O+ (aq), NH3(g), OH- (aq), NH4OH(aq) 解:物种数 S=8(H2O(L),H2O(g)为一种物质),独立化学反应平衡关系式 R=4,即 NH4CL(s)= NH4+(aq)+ Cl- (aq) 2H2O(L)=H3O+ (aq)+OH- (aq) NH3(g) +H2O(L)= NH4OH(aq) NH3(g) +H2O(L) =NH4+(aq)+ OH- (aq) 电中性条件,即浓度限制条件,R‘=1 即:[NH4+]+[ H3O+ ]=[ Cl- ]+[ OH- ] 因此组分数为 C=S-R-R‘=8-4-1=3 相数 Ф=3 [NH4CL(s) 、 H2O(g)和 NH3(g)、 H2O(L)和(aq) ] 自由度 f=C-Ф+2=3-3+2=2 例 3: 将 NH4HS 放入抽空的瓶中分解,求体系的 f ? 解:有反应: NH4HS(s) = NH3(g) + H2S(g) ∵ R=1 R’=1 [p(NH3)=p(H2S)] ∴ C=3-1-1=1 f=C- + 2=1-2 + 2=1
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