解：(1)最低恒沸点O,当T为定值时其自由度为0. AOB为液相线，表示液体刚开始汽化出现气相.T不变时，∫=1.AOB以上的自由度为 Φ=1.f=2 AO,OB为气相线，表示液体全部气化，同理∫=1 AOOB以下为气相，=1，f=2 0.4 04 图5-5 图5- 两线之间的部分中=2，f】 (2)在#=0.56时进行精馏 塔顶得到恒沸混合物，塔底得到纯CH,O, (3)在298K时，以纯丙醇为标准态 根据=pi·as(在x=0.2时 an=pB/pi=0.625 ∴%-a/n-02-812s 18.在标准压力100kPa下，乙醇(A)和乙醇乙酯(B)二元液相系统的组成与温度的关系如下表所示： T/K351.5 349.6 346.0 344.8 345.0 348.2 350.3 0 0.058 0.290 0.538 0.640 0.900 1.000 0.120 0.400 0.538 0.602 0.836 1.000 乙醇和乙酸乙酯的二元液相系统有一个最低恒沸点，请根据表中数据 (1)画出乙醇和乙酸乙酯二元液相系统的T-x一y图： (2)将纯的乙醇和纯的乙酸乙酯混合后加到精馏塔中， T 恒压 经过足够多的塔板，在精馏塔的顶部和底部分别得到什么产 品？ 解：(1)最低恒沸点时，=%=0.538，相图如图5 (2)把纯的乙醇和纯的乙酸乙酯混合后，若<0.538 时，则精馏后在塔底得到乙醇，在塔顶得到恒沸混合物 4=0.538时得到恒沸混合物 0.538 乙酸乙 >0.538时，塔底得到乙酸乙 酯，塔顶得到恒沸混合 图5-7 19.在大气压力下，水(A)与苯酚(B)二元液相系统在341.7K以下都是都分互溶.水层(1)和苯酚层 (2)中，含苯酚(B)的质量分数与温度的关系如下表演所示：
T/K 27 29 306 312319 323 329333334335338 78 E 1 u(1) 8.0 12.0 R 5 u贴(2) ()画出水与苯酚二元液相系统的T-x图 (2)从图中指出最高会溶温度和在该温度下米酚(B)的含量 (3)在300K时，将水与苯酚各1.0kg混合，达平衡后，计算此时水与苯酚共轭层中各含苯酚的质量分 数及共趣水层和苯酚层的质量： (4)若在(3)中再加人1.0kg水，达平衡后，再计算此时水与苯酚T 共轭层中各含苯酚的质量分数及共轭水层和苯酚层的质量。 解：(1)相图大致如图5一8， (2)部分互溶的双液体系，在帽形区内系统分两相，称为共轭层 A'与A”为共轭配对点，两共轭层的组成的平均值与温度近似呈线性 关系，平均值对应点的连线与平衡曲线的交点所对应的温度即为会 溶温度 先求平衡点连线得会溶温度约为339.6K,苯酚的含量约为 33.3%. 图5-8 (3)在300K时，从图中得出，(1)=7.9%，h(2)= 70.4% 设水层中总重量为：W0,酚层总重量为W影 WHo+W=2.0kg 且W·(1)+W·(2)=1k 解得：W化 =0.643kg W=1.357kg (4)在相同温度下，加入1kg水后，不变，(1)=7.9% w(2)=70.4% 有：W,0十W=3.0kg W.0·2(1)+W·(2)=1ks 解出，Wn=1.751kg ，W。=1.249kg 2.已知活的轻金属(A)和N (B)的熔点分别为372.7K和336.9K 等压 两者可以形成一个不稳定化合物NK 372.7KM 熔液(1) (s),该化合物在280K时分解为纯金属 Na(s)和含K的摩尔分数为=0.42 36.9 的熔化物.在258K时，Na(s)和K(s)有 280 处低共熔化合物，这时含K的摩尔分 C+ 数为=0.68.试画出Na(s)和K(s)的 二组分低共熔相图，并分析各点、线和 4+C 面的相态和自由度. C+& 解：0点为转熔温度，三相共存了 =0 Na LG MNDE以上，熔液单相区，=1 3 0.42 0.68 K(s C-2r=2 MNOF区，两相平衡(Na(s)与熔 图5g
液)=1 NOID区，化合物NaK与熔液两相平衡，f=1 EDK区，K(s)与熔液两相平衡=1 OHG风，Na(g)与Na.K(=)两相平= KIH区，K(s)与NK(s)两相平衡=1 NOF线三相平衡(Na()与NaK()及组成为N的熔液) IDK线三相平衡(K(s)与NaK(s)及组成为D的熔液)子=1 2L.在大气压力下，NaC1(s)与水组成的二组分系统在252K时有一个低共熔点，此时HO(s)·2H,0 (s)和质量分数为0.223的NaC1水溶液三相共存，264K时，不稳定化合物NaC1·2HO(s)分解为NaCI(s) 和质量分数为0.27的NC水溶液.已知NC(s)在水中的溶解度受泪度的影响不大，温度 斗高溶解度略 有增加 (1)试画出NaC(s)与水组成的二组分系统的相图，并分析各部分的相态： (2)若有1.0kg的质量分数为0.28的NaC1水溶液，由433K时冷却到263K,试计算能分离出纯的 NaC(s)的质量 解：(1)EDK以上为溶液(L)单相 EFD为H,Os)+L FDHI为H,O(s)+NaC·2H,O(s DHOG区域为NnC·2HO(s)+L KGOJ为NaCl(s)+L OHIJ为NaC(s)+NaC1·2HzO(s) 先确定D点的位置，22.3%， O点由W。 即NaCI在不稳定化 熔液（ 等压 270K 合物中的百分含量求出为62%. G点处的为27%（不稳定化合物分解成 无水NaCI与27%的NaC水溶液 (21.0kg2 6的NaC溶液，从433K冷却 250K 到274K时，析出NaC(s) 在两相平衡线上，其析出NaC1的量，可以 由杠杆规则求算 H,0 22.3% W·GM=W·MI即 wu(28-27)%=w (100-28)% 图5 -10 Wa=0.0137kg=13.7g 在264k时，溶液的浓度为27%，温度再下降，生成降浓度的溶液和不稳定化合物NC1·2HO故析出 纯NaC1为13.7g 22.Z(A)与Mg(B)形成的二组分低共熔相图具有两个低共熔点 一个含Mg的插数为0.022. 度为641K,另一个含Mg的质量分数为0.49，温度为620K,在系统的熔液组成曲线上有一个最高点，含M 的质量分数为0.157，温度为863K已知2(s)和Mg(s)的熔点分别为692K和924K (1)试画出Z(A)与Mg(B)形成的二组分低共熔相图，并分析各区的相态和自由度： (2)分别用相律说明，含Mg的质量分数为0.80和0.30的熔化物，在从973K冷却到573K过程中的相 变和自由度的变化， (3)分别画出含Mg的质量分数为0.80,0.49和0.30的熔化物，在973K冷却到573K过程中的步冷曲
解：(1)生成稳定化合物组成为： 2-1设1得，2nw M 863 A:L熔液，f=2 B.7n(s)+Lf"=2 692 C:稳定化合物ZMg(s)+L f=2 f41 D:Zn:Mg(s)+L f=2 620K E:Mg(s)+L f2 73 F:Zn(s)+Zne Mg(s)f=2 G.Mg(s)+Zn:Mg(s) f=2 h0.0320.157 (2)30%的组成的熔液冷却 5=1 1一2过程中相数为1(L),f°=1 在2点时相数为2(L+ZMg(s),f=0 23过程中，相数为2(L十ZMg(s)),f=1 3点时，相数为3(L+ZMg(s)+Mg(s) 0 3~4相数为2(ZMg(s)+Mg(s),f =1) 80%的与此相近，注意此处已注明阳，「 相应减少1，（与浓度未标明的相比）. (3)步珍曲线（如图5一12） 23.S0 A灿，O,二组分系统在耐火材料工 业上有重要意义，所示的相图（图5一13）是S0 图5-12 一A山O,二组分系统在高温去的相图，莫莱石的组成为2A2O,·3SO,在高温下SO,有白硅石和鳞石英 两种变体，AB线是两种变体的转晶线，在AB线之上是白硅石，在AB线之下是鳞石英 200 A(SiO) 图5-13 (1)指出各相区分别由哪些相组成？ (2)图中三条水平线分别代表哪些相平衡共存？ (3)分别画出从工，y,点将熔化物冷却的步冷曲线 解：(1)GIEH以上代表熔液(L):GCI代表白陆石固体(s)+L JEID代表莫来石(s)+L,CABD代表白硅石(s)+莫来石() AKMB代表鳞石英(s)+莫来石(s):HEF 刚玉(s)十L
IMNF莫来石()+十刚玉(s). (2)三条水平线AB,化表莫来石，鳞石英与白硅石共存 CD,代表，L+白硅石()+莫来石() EF,代表，L+莫来石(s)+刚玉(s). 2~3过程中，相数为2(L十ZuMg(s),f=1 3点时，相数为3(L十ZMg(s)+Mg(s) f"=0 1130% 3一4相数为2(ZMg(s)+Mg(s), 80%的与此相近，注意此处已注明g,广 相应减少1，（与浓度未标明的相比）. (3)步冷曲线（如图5-12） 23.S02一A12O,二组分系统在耐火材料工 业上有重要意义，所示的相图（图5一13）是S0 围5-12 二组分系统在高温去的相图，莫莱石的组成为2Al:O,·3S0,在高温下S0,有白硅石和鳞石英 两种变体，AB线是两种变体的转晶线，在AB线之上是白硅石，在AB线之下是鳞石英， 2000 1400 A(SiO:) (莫菜石)B,0, (刚玉) 图5-13 (1)指出各相区分别由哪些相组成？ (2)图中三条水平线分别代表哪些相平衡共存？ (3)分别画出从x,y,z点将熔化物冷却的步冷曲线. 解：(1)GEH以上代表熔液(L):GC代表白硅石固体()+L JEID代表莫来石()+L,CABD代表白硅石(s)+莫来石() AKMB代表鳞石英()+莫来石()；HE 刚玉()+L 莫来石(s)十刚玉(s. (2)三条水平线AB,化表莫来石、鳞石英与白硅石共存 CD,代表，L十白硅石()十莫来石() EF,代表，L+莫来石(s)+刚玉()