第五章 相平衡.doc

淮阴师范学院物理化学课外习题第五章 相平衡一、选择题1. NH4HS (s) 和任意量的 NH3 (g) 及 H2S (g) 达平衡时有（代表相数） ： ( )(A) C = 2， = 2，f = 2 (B) C = 1， = 2，f = 1 (C) C = 2， = 3，f = 2 (D) C = 3， = 2，f = 32. 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分别为: ( )(A) C = 3， = 4 (B) C = 2， = 4 (C) C = 2， = 3 (D) C = 3， = 5 3. 硫酸与水可形成 H2SO4H2 O (s)、H2SO42H2O (s)、H2SO44H2O (s)三种水合物，问在 101325 Pa 的压力下，能与硫酸水溶液及冰平衡共存的硫酸水合物最多可有多少种 ? ( ) (A) 3 种 (B) 2 种 (C) 1 种 (D)不可能有硫酸水合物与之平衡共存4. 某体系存在 C (s)、H2O (g)、CO (g)、CO2 (g)、H2 (g) 五种物质，相互建立了下述三个平衡： H2O (g) + C (s) = H2 (g) + CO (g); CO2 (g) + H2 (g) = H2O (g) + CO (g); CO2 (g) + C (s) = 2CO (g)。 则该体系的独立组分数 C 为: ( ) (A) C = 3 (B) C = 2 (C) C = 1 (D) C = 45. 298K 时，蔗糖水溶液与纯水达渗透平衡时，整个体系的组分数、相数、自由度数为 ( ) (A) C = 2， = 2，f = 1 (B) C = 2， = 2，f = 2(C) C = 2， = 1，f = 2 (D) C = 2， = 1，f = 36. 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 7. 二元恒沸混合物的组成 ( ) (A) 固定 (B) 随温度改变 (C) 随压力改变 (D) 无法判断8. 在 p下，用水蒸汽蒸镏法提纯某不溶于水的有机物时，体系的沸点: ( ) (A) 必低于 373.2K (B) 必高于 373.2K(C) 取决于水与有机物的相对数量 (D) 取决于有机物的分子量大小9. 水的三相点是： ( ) (A) 某一温度，超过此温度，液相就不能存在 (B) 通常发现在很靠近正常沸点的某一温度 (C) 液体的蒸气压等于25 C时的蒸气压三倍数值时的温度 (D) 固体、液体和气体可以平衡共存时的温度和压力 10. 当Clausius-Clapeyron方程应用于凝聚相转变为蒸气时，则： ( )(A) p 必随 T 之升高而降低 (B) p 必不随 T 而变 (C) p 必随 T 之升高而变大 (D) p 随 T 之升高可变大或减少11. 在0 C到100 C的温度范围内，液态水的蒸气压 p与 T 的关系为：lg(p/Pa)-2265/T+11.101，某高原地区的气压只有59995 Pa，则该地区水的沸点为 ( )(A) 358.2 K (B) 85.2 K (C) 358.2 C (D) 373 K12. 在373.15 K时，某有机液体A和B的蒸气压分别为 p 和 3p，A和B的某混合物为理想液体混合物，并在373.15 K、2p 时沸腾，那么A在平衡蒸气相中的摩尔分数是多少？ ( )(A) 1/3 (B) 1/4 (C) 1/2 (D) 3/413. 当用三角形坐标来表示三组分物系时，若某物系其组成在平行于底边BC的直线上变动时，则该物系的特点是： ( )(A) B的百分含量不变 (B) A的百分含量不变(C) C的百分含量不变 (D) B和C的百分含量之比不变14. 在通常情况下，对于二组分物系能平衡共存的最多相为： ( )(A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 415. 哪一种相变过程可以利用来提纯化学药品？ ( )(A) 凝固 (B) 沸腾 (C) 升华 (D) A、B、C任一种16. 在相图上，当系统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17. 水的三相点附近，其气化焓和熔化焓分别为44.82 kJmol-1和5.99 4kJmol-1。则在三相点附近，冰的升华焓约为： ( )(A) 38.83 kJmol-1 (B) 50.81 kJmol-1 (C) -38.83 kJmol-1 (D) -50.81 kJmol-118. 已知苯乙醇双液系统中，苯的沸点是353.3K，乙醇的沸点是351.6K，两者的共沸组成为：含乙醇47.5%(摩尔分数)，沸点为341.2 K。今有含乙醇77.5%的苯溶液，在达到气液平衡后，气相中含乙醇为y2，液相中含乙醇为x2。问下列结论何者正确？ ( )(A) y2 x2 (B) y2 x2 (C) y2 x (总) x (l)5饱和蒸气压 和 摩尔质量6. 3 (S = 6 , R = 2 , C = 6 - 2 = 4 f = 4 - 3 + 2 = 3)7. 1；2；0 (C = 4 1 2 = 1; P = 2; F = 1 2 + 1 = 0)8. 大于9. 195.2 K；5.93 kPa；25.47 kJmol-110. 2；2；2；温度、压力三、简答题 1. 答：相点是相图中表示某平衡相组成的点。从相点位置可看出该相的状态、组成、温度、压力等。相点位置可随压力、温度的改变而改变。在单组分系统的相图上，所有点全部是相点。 物系点是在多组分系统的相图上表示系统总组成的点，在单相区，物系点可与相点重合，而在两相区内只有物系点。该物系所对应的两个相组成由两个相点表示。在T-x图上，物系点可沿着与温度坐标平行的直线上下移动；在水盐系统图上，随着水的含量不同，物系点可沿着与组成坐标平行的直线左右移动。 2. 答：共同点：都是三相共存。不同点：单组分系统的三相点是气-液-固三相共存，这时的自由度为零，它的压力、温度由系统自身性质决定，不受外界因素影响。而二组分系统的低共熔点如T-x图上的E点，是固体A、固体B和组成为E的液体三相共存。这时的自由度为1，在等压的条件下自由度为零。E点的组成由A和B的性质决定，但E点的温度受压力影响，外压改变，E点的温度和组成也会随之而改变。3. 答：不是。它是完全互溶的两个组分的混合物。在外压固定时，它有一定的沸点，这时气相组成和液相组成完全相同。但是，当外压改变时，恒沸混合物的沸点和组成也随之而改变。4. 答：不能。因为水和汞是不互溶的液体，两者共存时，各组分的蒸气压与单独存在时一样。汞的蒸气压并没有因为水层的覆盖而下降，液面上的总压力等于水和汞的蒸气压之和。如果要蒸馏汞的话，加了水可以使混合物的沸点降低，这就是水蒸气蒸馏的原理。5. 答：沸点是对纯液体而言的。在大气压力下，纯物质的液-气两相达到平衡时，气相压力等于大气压力时的温度称为沸点。恒沸点是对完全互溶的二组分系统而言的。定压下，二组分系统的气相和液相组成完全相同时的温度，称为该溶液的恒沸点。用简单蒸馏的方法不能把二组分完全分开。在恒沸点时自由度为1。外压改变，恒沸点也改变。当压力固定时，条件自由度为零，恒沸温度有定值。四、计算题1. (1) 如图所示: (2) l (溶液相) l + D(s) l + B(s) l + A(s) A(s) + D(s) D(s) + B(s)； EF，GH上体系的自由度都是零 。 (3) 体系达到 M 是 l + A(s) 二相；达到 N 是 l + A(s) 二相；达到 Q 是三相 A(s) + D(s) + l三相；达到 R 是 A(s) + D(s) 二相。 2. 绘图如下： 绘图 , 相区名称 , 步冷曲线 3. (1) 图如下。 (2) 各个区的相态在图中标出。4. (1) 相图绘制如下： (2) 设 -70 C时，Hg(s) 的质量为 x，则固体化合物的质量为 (500 g - x). 根据杠杆规则：x(0.1 - 0) = (500 g - x)(0.2893 - 0.1) x = 327.3 g 5. 解：单相区：1: A和B的混合溶液l; 两相区：2：l1 + l2; 3: l2 + B (s); 4: l1 + A (s); 5: l1 + B (s); 6: A (s) + B (s)各条线代表的意义：LJ: A的凝固点降低曲线；JM: B的凝固点降低曲线；NV: B的凝固点降低曲线；MUN: 液液相互溶解度曲线。三相线：MNO: IJK：6. 解：各相区的稳定相标注在下图中；三相线的平衡关系：def: ghi: 7. 解：(1) OA: 金刚石与石墨的两相平衡线；OB: 液态C与石墨的两相平衡线；OC: 金刚石与液相C的两相平衡线。(2) O点代表液态C、石墨和金刚石的三相点，是OA, OB, OC的交点。此点相数 = 3，自由度f = 0，三相点的温度压力皆由系统确定。(3) 碳在常温常压下稳定状态时石墨。(4) 根据克拉佩龙方程：(5) 估计53108 Pa时可以将石墨转变为金刚石。8. 解：(1) (2) 同理：(3) 9. 解：组分数C = S R - R = 7 3 1 = 3; 自由度f = C + 1 = 3 3 + 1 = 1。10. 解：系统的物种数S = 5，即H2O，Na2CO3 (s)，Na2CO3H2O (s)，Na2CO37H2O (s)和Na2CO310H2O (s)。独立的化学反应式3个：Na2CO3 (s) + H2O (l) = Na2CO3H2O (s)Na2CO3H2O (s) + 6H2O (l) = Na2CO37H2O (s)Na2CO37H2O (s) +