第六章（天大）相平衡习题及解答

线之上为白硅石，之下为鳞石英。

（1） 指出各相区分别由那些相组成；

（2） 图中三条水平线分别代表那些相平衡共存； （3） 画出从点冷却的步冷曲线。 （莫莱石的组成为2Al2O3·3SiO2） 解 （1）各相区的相态如下：

GJEH线以上—l (熔化物)

GCJ—S白硅石+l EHF—S刚玉+ l JEID—S莫莱石+l CDBA—S白硅石+ S莫莱石 ABMK—S鳞石英+ S莫莱石 IFNM—S刚玉+ S莫莱石 （2）图中三条水平线均为三相线。 EF—l(E)+S刚玉+ S莫莱石 CD—l(E)+S白硅石+ S莫莱石 AB—S白硅石+ S鳞石英+ S莫莱石

(3) 从x、y、z开始冷却的步冷曲线如下：

14. 指出下列二组分凝聚体系相图中各区中的相

14题图 解 （a）

1—液相l 2—固溶体α 3—α+ l 4—SC+l 5—SC+l 6—SPb+ l 7—α+ SC 8—SC+ SPb (b)

1—液相l 2—α+ l 3—固溶体α 4—β+ l 5—固溶体β 6—β+α (c)

1—液相l 2—SB+l 3—l1+l2 4—SC+l 5—SC+ SB 6—SC+l 7—α+ l 8—固溶体α 9—α+ SC

15. 固态和液态UF4的蒸气压(单位:Pa)分别为

10017?p(s)?ln???41.67?T/K?Pa?5899.5?p(l)?ln???29.43?T/K?Pa?

计算固液气三相共存时(三相点)的温度和压力。 解 三相共存时

?p(s)??p(l)?ln???ln?? ?Pa??Pa?41.67?10017T/K?29.43?589.59T/K

T=336.4K 将代入题中任何一式：

10017?p(s)?ln??11.89 ??41.67?336.4?Pa?p=1.462×105Pa。

16. 某高原地区大气压力只有61.33kPa，如将下列四种物质在该地区加热，问哪种物质将直接升华？

物质

三相点的 温度、压力

T/K p/Pa

汞 234.28 1.69×10-4

苯 278.62 4813

氯苯 550.2

氩 93.0

5.73×104 6.87×104

解 升华是指从固态直接转化为气态，在单组分体系相图中从固态加热越过气固平衡线进入气相区，即可达到升华。但压力必须在三相点平衡压力以下。

现已知高原气压为61.33kPa，对照四种物质的三相点压力。汞、

苯、氯苯的三相点压力均比61.33kPa低，加热时固体变为液体。只有氩的三相点压力比61.33kPa高，加热时固体变为气体，即直接升华。

17. 电解LiCl制备金属锂时，由于LiCl熔点高（878K），通常选用比LiCl难电解的KCl（熔点1048K）与其混合。利用低共熔点现象来降低LiCl熔点，节省能源。已知LiCl(A)－KCl(B)物系的低共熔点组成为wB=0.50，温度为629K。而在723K时KCl含量wB=0.43时的熔化物冷却析出LiCl(s)。而wB=0.63时析出KCl(s)。 (1)绘出LiCl(A)－KCl(B)的熔点－组成相图。

(2)电解槽操作温度为何不能低于629K？

17题图