第六章 相平衡（Phase Equilibrium）
2．计算下列体系的自由度： （1）N2 (g)、H2 (g)、NH3 (g)。
（2）N2 (g)、H2 (g)、NH3 (g)，其中N2 (g)和H2 (g)均由NH3 (g)分解得到。 解：（1）利用相律，进行计算，f＝K－φ+2＝2－1＋2＝3； （2）利用相律，进行计算，f＝K－φ+2＝1－1＋2＝2；
3．解：（1）f＝2-3+2=1 （2）f＝3-3+2=2
（3）利用相律，进行计算，f＝K－φ+2＝3－4＋2＝1； （4）f＝3-3+2=3
（5）利用相律，进行计算，f＝K－φ+2＝4－2＋2＝4；
5．利用H2O-NH4Cl系相图（图6－41）回答下列问题：
（1）将一小块－5℃的冰投入－5℃的15％的NH4Cl溶液中，这块冰将起什么变化？ （2）在12℃时将NH4Cl晶体投入25％的NH4Cl溶液中，NH4Cl晶体会溶解吗？ （3）100g25％的NH4Cl溶液冷却到－10℃，加入多少水（保持温度不变）方能使析出的NH4Cl重新溶解？
答：（1）首先理解题意，“小块的冰”就告诉我们冰的量很少，且可以不考虑相变所导致的温度的变化。我们来考虑这个问题的时候，要用相平衡的观点来分析。加入小块的冰，导致整体体系的浓度降低一点，例如降低到14.5％，此时体系仍处于单相区－液相，即不能析出冰。因此，冰块会逐渐溶解，NH4Cl溶液的浓度减小一点，整个体系的温度降低一点。
（2）从相图可以看出，12℃时25％的NH4Cl溶液达到饱和，故不发生溶解； （3）题目告诉我们“保持温度不变”，也就是不考虑温度因素。要使“NH4Cl重新溶解”，也就是使体系中NH4Cl的浓度降低为20％，这样只要进行简单的换算就可以确定需要加入水的量，
100?25%?(100?x)20%，x为25g。
8,9两题均利用杠杆原则进行计算，具体数值根据不同的观察而存在差异；
12．指出图6－45的三个二元系相图中所有的单相区、两相区和三相线。
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15．根据相图（图6－48）回答下列问题：
（1）A、B、C是什么点？
（2）MN线KJ线是什么线？在线上发生什么反应？ （3）各区内都有哪些相？
答：在回答问题之前我们应当对相图作一个整体研究。
（1）B、C两点比较容易判断，是X、Y的熔点（不是沸点）；但是A点所有同学都没有答对，这点对于我们钢铁冶金与金属材料的专业的学生来讲非常重要，是晶型转变点，例如，铁、钛等一些金属都有这种转变。对于铁来讲，有两次晶型转变，铁在1394℃以上是体心立方结构（δ-Fe），在1394～912℃范围内是面心立方结构（γ-Fe），在912℃以下时又回到体心结构（α-Fe），这种晶型转变对于钢铁材料的性能有极为重要的影响。
（2）MN线是包晶线（转溶线），KJ是共析线。
（3）用什么符号来表示相，有一个习惯的问题，当这个习惯成为传统的时候就要牢记住。
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17．图6－50为Fe-Cu系相图，其中（b）是（a）中靠近Cu一方的放大图形。
（1）分析图中P点的冷却状态变化。
（2）计算1200℃时液相线上（b点）Fe的活度和活度系数（以固态纯Fe为标准状态），假设γ固溶体的溶剂符合拉乌尔定律。
答：（2）首先分析题意。计算b点Fe的活度时，要求是以固态Fe为标准态，也就是以拉乌尔定律为标准，同时a点的Fe也符合拉乌尔定律。
关键点之一是要认识到a与b点关系！二者是固液两相平衡的关系，因此γ固溶体中的Fe与液相中的Fe的化学势相同，即?a(Fe)??b(Fe)，但是Fe浓度是不相同的。
又?a(Fe)??(Fe)?RTln?a(Fe)，?b(Fe)??(Fe)?RTln?b(Fe)，所以?a(Fe)??b(Fe)
91??59?0.920，xb(Fe)??a(Fe)?xa(Fe)?569156?63.556556?9563.5?0.0563，
??b(Fe)?0.920,?b(Fe)?16.34
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