注册化工师专业基础物化部分关于组分数、相数、自由度的计算题

Question

1000K下，多组分多相平衡系统有C（石墨），CO(g),CO2(g)及O2(g)共存，物质间存在下化学平衡：
C（石墨）+O2(g)→CO2(g)
C（石墨）+O2(g)→CO(g)
CO(g)+O2(g)→CO2(g)
则此平衡系统的组分数C， 相数P以及自由度数F分别是（ B）

A 2,2,2 B2,2,1 C4,1,2 D1,2,1

F=C-P+2,答案为什么等于B，求高手解疑，谢谢！

Answer 1

一种物质，就是一个物种，有C、CO、CO2、O2四种物质，

所以 物种数 S = 4，

一种固体独自是一相，气体（不论有多少种气体）是一相，

所以 相数 Φ = 2，

组分数 K = 物种数S  - 独立化学平衡数 R，

注意这里独立化学平衡数 R = 2，因为第3个平衡可以由前两个平衡相减得到。

所以 组分数 K = 物种数S  - 独立化学平衡数 R = 4 - 2 = 2

由相律，自由度 f = K-Φ+1

注意，一定是 +1，而不是 +2，因为本题中温度是恒定的，能变化的变量只有压力一个。

所以，自由度 f = K-Φ+1 = 2-2+1 = 1

选 B