题目
在石灰窑中，若分解反应(CaCO)_3((s))=(CaO)((s))+(CO)_2((g))已平衡，则系统的物种数S=____，相数P=____，组分数C=____，自由度数F=____。
在石灰窑中，若分解反应$\text{CaCO}_3(\text{s})=\text{CaO}(\text{s})+\text{CO}_2(\text{g})$已平衡，则系统的物种数$S=$____，相数$P=$____，组分数$C=$____，自由度数$F=$____。
题目解答
答案
系统中物种数 $ S = 3 $（$ CaCO_3 $、$ CaO $、$ CO_2 $），相数 $ P = 3 $（两固相 + 一气相）。
由化学反应 $ CaCO_3 \leftrightarrow CaO + CO_2 $，得 $ R = 1 $，故组分数 $ C = S - R = 2 $。
根据相律 $ F = C - P + 2 $，得 $ F = 2 - 3 + 2 = 1 $。
综上：
- $ S = 3 $
- $ P = 3 $
- $ C = 2 $
- $ F = 1 $
解析
本题考查相律相关知识，解题思路是先根据系统中存在的化学物质确定物种数，再依据物质的聚集状态确定相数，接着根据化学反应关系确定独立化学反应数从而计算组分数，最后利用相律公式计算自由度数。
- 确定物种数 $S$：
系统中存在$\text{CaCO}_3$、$\text{CaO}$、$\text{CO}_2$三种化学物质，所以物种数$S = 3$。 - 确定相数 $P$：
$\text{CaCO}_3$和$\text{CaO}$为固相，$\text{CO}_2$为气相，共$2$个固相和$1$个气相，所以相数$P=3$。 - 确定组分数 $C$：
系统中存在化学反应$\text{CaCO}_3(\text{s})=\text{CaO}(\text{s})+\text{CO}_2(\text{g})$，独立化学反应数$R = 1$。
根据组分数的计算公式$C=S - R$，将$S = 3$，$R = 1$代入可得：
$C=3 - 1=2$。 - 确定自由度数 $F$：
根据相律公式$F = C - P + 2$，将$C = 2$，$P = 3$代入可得：
$F=2 - 3 + 2=1$。