题目
Fe(s),FeO(s),Fe3O4(s)与CO(g),CO2(g)达到平衡时,其独立化学平衡数R,组分数C和自由度数f分别为( )。A. R=3,C=2,f=0;B. R=4,C=1,f=1;C. R=1,C=4,f=2;D. R=2,C=3,f=1
Fe(s),FeO(s),Fe3O4(s)与CO(g),CO2(g)达到平衡时,其独立化学平衡数R,组分数C和自由度数f分别为( )。
A. R=3,C=2,f=0;
B. R=4,C=1,f=1;
C. R=1,C=4,f=2;
D. R=2,C=3,f=1
题目解答
答案
D. R=2,C=3,f=1
解析
步骤 1:确定独立化学平衡数R
独立化学平衡数R是指系统中独立的化学平衡反应的数量。对于Fe(s),FeO(s),Fe3O4(s)与CO(g),CO2(g)达到平衡时,有以下两个独立的化学平衡反应:
1. Fe(s) + CO(g) ⇌ FeO(s) + CO2(g)
2. 3Fe(s) + 4CO(g) ⇌ Fe3O4(s) + 4CO2(g)
因此,R=2。
步骤 2:确定组分数C
组分数C是指系统中独立的化学组分的数量。对于Fe(s),FeO(s),Fe3O4(s)与CO(g),CO2(g),有5个组分,但其中FeO和Fe3O4可以由Fe和O2生成,因此独立的组分数为3,即C=3。
步骤 3:确定自由度数f
自由度数f是指系统中可以独立变化的变量数。根据相律,f = C - R + 2,其中C为组分数,R为独立化学平衡数。将C=3和R=2代入公式,得到f = 3 - 2 + 2 = 3 - 2 + 2 = 3。
独立化学平衡数R是指系统中独立的化学平衡反应的数量。对于Fe(s),FeO(s),Fe3O4(s)与CO(g),CO2(g)达到平衡时,有以下两个独立的化学平衡反应:
1. Fe(s) + CO(g) ⇌ FeO(s) + CO2(g)
2. 3Fe(s) + 4CO(g) ⇌ Fe3O4(s) + 4CO2(g)
因此,R=2。
步骤 2:确定组分数C
组分数C是指系统中独立的化学组分的数量。对于Fe(s),FeO(s),Fe3O4(s)与CO(g),CO2(g),有5个组分,但其中FeO和Fe3O4可以由Fe和O2生成,因此独立的组分数为3,即C=3。
步骤 3:确定自由度数f
自由度数f是指系统中可以独立变化的变量数。根据相律,f = C - R + 2,其中C为组分数,R为独立化学平衡数。将C=3和R=2代入公式,得到f = 3 - 2 + 2 = 3 - 2 + 2 = 3。