山东理工大客SHANDONGUNIVERSITYOFTECHNOLOGY假设系统中存在R个独立的化学反应,由于每个独立的化学反应均产生一个对化学势的约束因此相律变为 F= S- P- R + 2除了反应平衡之外,可能还存在其他对系统强度变量的约束。这些约束条件源于系统的制备条件。(1)组分物质量之间的计量关系例1,在一抽成真空的容器中放入过量的NHI(S)后,系统达到平衡时存在如下平衡:
12 假设系统中存在 R 个独立的化学反应,由于 每个独立的化学反应均产生一个对化学势的约束, 因此相律变为 * 除了反应平衡之外,可能还存在其他对系统 强度变量的约束。这些约束条件源于系统的制备条 件。 (1) 组分物质量之间的计量关系 例 1,在一抽成真空的容器中放入过量的 后,系统达到平衡时存在如下平衡:
山东理工大客SHSONGUNIVERSITY OF TECHNOLOGYNHI(s) 午 NH,(g)+ HI(g)2HI(g)+ H,(g)+ I,(g)(2)2NH,I(s) 2NH,(g) + H,(g)+ I,(g)(3)解:由于 反应(3)=反应(1)’2 +反应(2),该系统三个反应中只有两个是独立的,故R=2。设反应(1)和(2)的平衡反应进度分别为x,y。则有$+(1)NH,I(s)NH,(g)+HI(g)x- 2yx#+2HI(g)H,(g)(2)I,(g)x -- 2yyy
13 解:由于 ,该系统三 个反应中只有两个是独立的,故 。设反应 (1) 和 (2) 的平衡反应进度分别为 x,y。则有
山东理工大客SHANDONGUNIVERSITYOFTECHNOLOGY由于系统恒容,有PH, = PI, PNH, = PH + 2PH,产生了两个额外的限制条件。因此,系统的自由度:F=C-P+2=(S-R-R9-P+2= (5- 2- 2)- 2 + 2 = 1自由度为1,说明该平衡系统中,T及四种气体的分压力(也可以说是下、气体总压及任意三种气体的气相摩尔分数)五个变量中,只要有一个确定,其余四个皆为定值
14 由于系统恒容,有 产生了两个额外的限制条件。因此,系统的自由度: 自由度为 1,说明该平衡系统中,T 及四种气 体的分压力 (也可以说是T、气体总压及任意三种 气体的气相摩尔分数) 五个变量中,只要有一个确 定,其余四个皆为定值
山东理工大SHANDONGUNIVERSITYOFTECHNOLOGY(2)对于由电解质溶液组成的系统,每个相必须是电中性的例 2,HCN 的水溶液。系统中存在 5 个组分:HCNH,O,H,OH 和 CN'。理工存在下列独立反应平衡:H,0? + H*+ OHHCN¥ → H+ + CN此外,由于溶液必须是电中性的,因此x (H*)= x (OH )+ x (CN该式是一个对强度量的独立约束
15 (2) 对于由电解质溶液组成的系统,每个相 必须是电中性的 例 2,HCN 的水溶液。系统中存在 5 个组分:HCN, , , 和 。 存在下列独立反应平衡: 此外,由于溶液必须是电中性的,因此 该式是一个对强度量的独立约束
山东理工大客综上所述,相律具有下面的一般形式:SHANDONGUNIVERSITYOFTECHNOLOGYF=S-P-R-Rc+2R&是由于计量关系和电中性条件而产生的约束条件为了保持相律形式上的简洁性,定义CoS-R-R称为系统的独立组分数,从而相律写作:温度T和压力PF=C-P+2独立组分数相数CoS-R-R
16 综上所述,相律具有下面的一般形式: 是由于计量关系和电中性条件而产生的约束条件。 为了保持相律形式上的简洁性,定义 称为系统的独立组分数,从而相律写作: 独立组分数 相数 温度 T 和压力 p