物理化学练习(相平衡).doc

此文档收集于网络，如有侵权，请 联系网站删除物理化学练习（相平衡）化学/化生2012级一、选择题 ( 共22题 )1. 设 373 K 时，液体 A 的饱和蒸气压为 133.3 kPa，液体 B 为 66.66 kPa，则： (1) 若 A 和 B 形成理想液体混合物，当 A 在溶液中的摩尔分数为 0.5 时，在气相中的摩尔分数为 _ 。 (A) 2/3 (B) 1/2 (C) 1/3 (D) 1 (2) 若 A 和 B 完全不互溶，当由 2 mol A 和 3 mol B 在恒温下构成双液体系时，体系的总蒸气压为 _ kPa (A) 66.66 (B) 133.3 (C) 200.0 (D) 466.6 2. 液体B比液体A易于挥发,在一定温度下向纯A液体中加入少量纯B液体形成稀溶液,下列几种说法中正确的是： (A) 该溶液的饱和蒸气压必高于同温度下纯液体A的饱和蒸气压 (B) 该液体的沸点必低于同样压力下纯液体A的沸点 (C) 该液体的凝固点必低于同样压力下纯液体A的凝固点(溶液凝固时析出纯固态A) (D) 该溶液的渗透压为负值 3. CaCO3(s),CaO(s),BaCO3(s),BaO(s)及CO2(g)构成的一个平衡物系,其组分数为： (A) 2 (B) 3 (C) 4 (D) 5 4. 水与苯胺的最高临界溶点温度为T。在某工艺中需用水萃取苯胺中的某物质时，操作的最佳温度应该是： (A)T T0 (B)T x2 (B) y2=x2 (C) y2x2 (D) 不确定 (2) 若将上述溶液精馏,则能得到 (A) 纯苯 (B) 纯乙醇 (C) 纯苯和恒沸混合物 (D) 纯乙醇和恒沸混合物 6. 已知 A 和 B 可构成固溶体，在 A 中，若加入 B 可使 A 的熔点提高，则B在此固溶体中的含量必 _ B 在液相中的含量。 (A) 大于 (B) 小于 (C) 等于 (D)不能确定 7. 在相图上,当体系处于下列哪一点时只存在一个相? (A) 恒沸点 (B) 熔点 (C) 临界点 (D) 低共熔点 8. N2的临界温度是124 K,如果想要液化N2就必须： (A) 在恒温下增加压力 (B) 在恒温下降低压力 (C) 在恒压下升高温度 (D) 在恒压下降低温度 9. 对二级相变而言，则 （A）=0，0（B）0，=0（C）0，0（D）=0，=010. 将 AlCl3溶于水中全部水解，此体系的组分数 C 是： (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4 11. 恒沸混合物在气、液两相平衡共存时的自由度为： (A)0 (B)1 (C)2 (D)312. 二级相变符合的爱伦菲斯方程式是： （A）（B）（C）$（D）$13. FeCl3和 H2O 能形成 FeCl36H2O，2FeCl37H2O，2FeCl35H2O， FeCl32H2O 四种水合物,则该体系的独立组分数C和在恒压下最多可能的平衡共存的相数 F分别为: ( ) (A) C= 3，F = 4 (B) C= 2，F = 4 (C) C= 2，F = 3 (D) C= 3，F = 5 14. 组分A和B可以形成四种稳定化合物：A2B，AB，AB2，AB3，设所有这些化合物都有相合熔点。则此体系的低共熔点最多有几个？ (A)3 (B)4 (C)5 (D)615. 对恒沸混合物的描述，下列各种叙述中哪一种是不正确的？ (A) 与化合物一样，具有确定的组成 (B) 不具有确定的组成 (C) 平衡时，气相和液相的组成相同 (D) 其沸点随外压的改变而改变 16. 设N2和O2皆为理想气体。它们的温度、压力相同,均为298 K，p$,则这两种气体的化学势应该： (A) 相等 (B) 不一定相等 (C) 与物质的量有关 (D) 不可比较 17. 当乙酸与乙醇混合反应达平衡后，体系的独立组分数 C 和自由度 f 应分别为: (A) C= 2，f= 3 (B) C= 3，f= 3 (C) C= 2，f= 2 (D) C= 3，f= 4 18. 某一水溶液中有 n种溶质，其摩尔分数分别是 x1,x2,.,xn,若使用只允许水出入的半透膜将此溶液与纯水分开,当达到渗透平衡时水面上的外压为 pw,溶液面上外压为 ps，则该体系的自由度数为: (A) f=n (B) f=n+1 (C) f=n+2 (D) f=n+3 19. 凝固点的描述可图示如下，其中哪一个是错误的 20. H2O-NaCl-Na2SO4的三元系中,Na2SO4和H2O能形成水合物Na2SO410H2O (D),在DBC区中存在的是: (A) 水合物D和溶液 (B) 水合物D和纯Na2SO4及纯NaCl三相共存 (C) 水合物D,NaCl和组成为F的溶液 (D) 纯NaCl,纯Na2SO4和水溶液 21. p$时，A 液体与 B 液体在纯态时的饱和蒸气压分别为 40 kPa 和 46.65 kPa，在此压力下，A和 B 形成完全互溶的二元溶液。在xA= 0.5 时，A 和 B 的平衡分压分别是 13.33 kPa和 20 kPa，则此二元物系常压下的 T-x 图为下列哪个图： 22. 将 N2,H2,NH3三种气体充进 773 K,32 424 kPa 的合成塔中，在有催化剂存在的情况下，指出下列三种情况时该体系的独立组分数 C(1),C(2),C(3)各为多少? (1) 进入塔之前 (2) 在塔内反应达平衡时 (3) 若只充入 NH3气，待其平衡后 (A) 3，2，1 (B) 3，2，2 (C) 2，2，1 (D) 3，3，2 二、计算题 ( 共 4题 )23. 水和溴苯可形成完全不互溶的体系，该体系在外压为101.325 kPa时，其沸点为95.4 C，此温度下溴苯的饱和蒸气压为15.700 kPa。计算：（1）在95.4 C时，对溴苯进行水蒸气蒸馏的馏出物中，溴苯的质量分数w；（2）蒸出10 kg溴苯时，需消耗水蒸气多少公斤？24. 液体A和B可形成理想溶液,已知某溶液含有25%(摩尔分数)的A,在298 K时与溶液平衡的蒸气含有50%的A,又知A的vapH=20.9kgmol-1,B的vapH=29.26 kgmol-1。求： (1) 298 K时纯A蒸气压与纯B蒸气压之比； (2) 373 K时两者蒸气压比值(可只列方程)。 25. 25C时，1 dm3 CHCl3中含1.00 mol的SO2，此液面上SO2的平衡压力为5.37104 Pa，当1 dm3水中含1.00 mol SO2时，水溶液液面上SO2的平衡分压为7.09104 Pa，此时SO2在水中有13%解离成H+和HSO3-。现将SO2通入一含有1.0 dm3 CHCl3和1.0 dm3水的容积为5.0 dm3的容器中（不含空气），在25C时达平衡，1 dm3水中含SO2为0.200 mol，同时水层中的SO2有25%解离，求通入SO2的总量为多少摩尔？26. 在下，HgI2的红、黄两种晶体的晶型转变温度为400.2 K，已知由红色HgI2转变为黄色HgI2的转变热，摩尔体积变化，试求压力为时晶型的转变温度。三、问答题 ( 共8题 )27. 下图是SiO2-Al2O3体系在高温区间的相图，本相图在耐火材料工业上具有重要意义，在高温下，SiO2有白硅石和鳞石英两种变体，AB是这两种变体的转晶线，AB线之上为白硅石，之下为鳞石英。 （1）指出各相区有哪些相组成； （2）图中三条水平线分别代表哪些相平衡共存； （3）画出从x，y，z点冷却的步冷曲线。 （莫莱石的组成为2Al2O33SiO2）28. 已知H2O-NaNO3-KNO3在323 K时的相图如下。 (1) 若a点代表某一原始的物系点,试问X点代表什么?这个体系的固相是什么?体系中两相的质量比如何? (2) 设一原始组成为b的溶液,应如何蒸发才能得到最大产量的KNO3晶体。 29. 一个平衡体系如图所示，其中半透膜 aa 只能允许 O2(g)通过，bb 既不允许O2(g)，N2(g) 通过，也不允许 H2O(g) 通过。 (1) 体系的组分数为几 ? (2) 体系有几相? 并指出相态； (3) 写出所有平衡条件； (4) 求体系的自由度数。 30. Max Planck 导得两相沿平衡pT曲线作相变化时,其焓变与温度的关系如下: d(DtH)/dT=DCp+ DtH/T - DtH(lnDV/T)p 试由 dH=(H/T)pdT+(H/p)Tdp 推导出上式。 31. 在 p$ 下，Na 与 Bi 的熔点分别为 371 K 和 546 K，Na 与 Bi 可生成两种化合 物。NaBi 的熔点为 1048 K，NaBi 于 719 K 分解成熔液与 Na3Bi(s)，有两个低共熔点，其温度分别为 370 K 和 491 K。各固态之间都不互溶，而液态则完全互溶。 (1) 请大致画出该体系的等压相图； (2) 请标出各个相区的相态及自由度； (3) Bi(s) 与Na3Bi 能否一同结晶析出? 32. 已知309 K时,Na2CO3-K2CO3 -H2O三组分体系的相图如下,如何使组成为60% Na2CO3,40%K2CO