物理化学上册相平衡练习1、2、3及答案.doc

物理化学相平衡1试卷一、选择题 ( 共21题 40分 )1. 2 分 (2442) 由CaCO3(s),CaO(s),BaCO3(s),BaO(s)及CO2(s)构成的平衡体系,其自由度为： ( ) (A) f=2 (B) f=1 (C) f=0 (D) f=3 2. 2 分 (2398)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 3. 2 分 (2562)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) 3/4 4. 2 分 (2403) 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 5. 2 分 (2740) 对二级相变而言，则 （A）=0，0（B）0，=0（C）0，x2 (B) y2=x2 (C) y2 T0 (B)T 2 (B) 1T Tf*(银) ：= (2)冷至完全凝固：= 27. 2 分 (2553)三相点是 。28. (2478) 有种物质溶于水中形成的溶液，种物质的摩尔分数分别为x1，x2，x5，如果用只允许水通过的半透膜将该溶液与纯水分开，当达渗透平衡时，水面上和溶液面上的压力分别为和，则该体系的组分数C= ；相数= ；自由度f= 。29. 2 分 (2320) 指出下列平衡体系的独立组分数： (1)NaCl(s)、HCl(l)、H2O(l)的饱和水溶液。 (2)H2、石墨，催化剂，生成n种碳氢化合物所组成的化学平衡体系。30. 2 分 (9401) 形成共沸混合物的双液系在一定外压下共沸点时的组分数C为 ，相数为 ，条件自由度f*为 。31. 2 分 (2550) 水的临界点的温度是647 K，在高于临界点温度时，不可能用 方法使气体液化。三、计算题 ( 共 4题 40分 )32. 10 分 (2365) 请用热力学公式证明： (1)液体的蒸气压随温度的增加而增加； (2)液体的沸点随压力的增加而递增； (3)一般液体的熔点随压力增大而升高，并指出一种例外的液体。33. 10 分 (2363) 液态氨和固态氨的蒸气压与温度的关系分别为： T 试求：(1)三相点的温度与压力； (2)三相点的蒸发热、升华热和熔化热。34. 10 分 (2598) NaCl-H2O 所组成的二组分体系。在 -21 时有一个低共熔点。此时，冰、 NaCl2H2O(s) 和浓度为 22.3 (质量分数) 的 NaCl水溶液平衡共存。在 -9时不稳定化合物 (NaCl2H2O) 分解，生成无水 NaCl 和 27 的 NaCl 水溶液。已知无水 NaCl 在水中的溶解度受温度的影响不大 (当温度升高时，溶解度略有增加)。 (1) 试绘出相图，并指出各部分存在的相态； (2) 若有 100028 的 NaCl 溶液，由 160 冷到 -10，问此过程中能析出多少纯 NaCl？ (3) 以海水(含 2.5% NaCl ) 制取淡水，问冷到何温度时析出淡水最多? 35. 10 分 (2589) 等压下，Tl，Hg 及其仅有的一个化合物 (Tl2Hg5) 的熔点分别为 303，-39，15。另外还已知组成为含 8(质量分数)Tl的溶液和含41 Tl的溶液的步冷曲线如下图。 Hg，Tl 的固相互不相溶。 (1) 画出上面体系的相图。(Tl，Hg 的相对原子质量分别为 204.4，200.6) (2) 若体系总量为 500 g，总组成为 10Tl，温度为 20，使之降温至 -70时，求达到平衡后各相的量。 物理化学相平衡2试卷 答案一、选择题 ( 共21题 40分 )1. 2 分 (2440) (B) 2. 2 分 (2384)答 (A) 3. 2 分 (2403) (C) 4. 2 分 (2599) (D) 据相图可判断 5. 2 分 (2739) 答：（C） 6. 2 分 (2328) 答：(D) 7. 2 分 (2401)答 (C) CH3COOH + C2H5OH = CH3COOC2H5+ H2O C= S - R - R = 4 - 1 - 1 = 2 f = C+ 2 - = 2 + 2 - 2 = 2 8. 2 分 (2404)答 (B) C= S - R - R = 3 - 0 - 0 = 3 f= C- + 1 = 3 - 2 + 1 = 2 9. 2 分 (2678) 答：（C） 因为 所以 体系中相数最少时，自由度最多。且体系中最少应有一相，故10. 2 分 (2551) 答：（C） 气相区： 气液共存区： 临界点：（各物质在临界点时有定植）11. 2 分 (2435)答 (B) 因为等温下,f*=2-+1 最多为3 所以，除水蒸汽相外,最多可有两种水合盐 12. 2 分 (2407)答 (B) C= 2 ( 蔗糖，水 ) , = 2 ( 蔗糖溶液，纯水 ) f = C + 3 - = 2 + 3 - 2 = 3 , f*= 2 在渗透平衡的体系中，有二个平衡压力，即p(纯水)和 p(糖水) 所以,相律应写成： f + = C+ 3 13. 2 分 (2613) (1) (C) (2) (D) 14. 2 分 (2394) (C) S = 6 , R = 4 , R = 0,C= 6 - 4 - 0 = 2 f* = 2 -+ 1 = 3 -= 0 , = 3 15. 2 分 (2644) 答：（B） 16. 2 分 (2402) (C) f = C+ 3 - = 2 + 3 - 2 = 3 17. 2 分 (2637) 答：(B) 18. 2 分 (2400) (C) S = n + 1 , R = 0 , R = 0 又C= n + 1， = 2 f = C + 3 - = n + 1 + 3 - 2 = n + 2 19. 2 分 (2635) 答：（C） 20. 1 分 (2518)答 (C) 21. (1933)答 (B) 二、填空题 ( 共10题 20分 )22. 2 分 (2380) 答：1个 23. 2 分 (2422) f = 3 24. 2 分 (2366)：（1）面： 相区AOC为气相区，COB为液相区，BOA为固相区。即。 （2）线： I. 三条实线（分别是两个相区的交界线），在线上，是两相平 衡，温度和压力只有一个是独立变量。 OC线是气液平衡线，又称为蒸发曲线； OB线是液固平衡线，又称为熔化曲线； OA线是气固平衡线，又称为升华曲线。 II. 两条虚线EF和GH表示定压下升温时白磷的相变化情况。 在恒定情况下升温，白磷将由固态变成气态，即白磷升华； 在恒定情况下升温，白磷将由固态熔化为液态，然后再蒸发为气态。 由此可见，若要实现升华操作，必须将体系的压力控制在低于三相点的压力。（3）点： O点是三相点，在该点三相平衡共存，即， p=21.20 Pa。C点是临界点，高于此温度时，无论加多大压力，白磷的气体均不能被液化。 25. 2 分 (2330) 答：物种数-元素数=； （2分）26. 2 分 (2331) 答：（1）2； （2）1 27. 2 分 (2553)答：固、液、气三态可以平衡共存时的温度和压力 28. 2 分 (2478) 答：+1 2 +2 （2分） 因为，物种数 所以 29. 2 分 (2320)（1）2， （2）2 30. 2 分 (9401) 2，2，0 31. 2 分 (2550)加压的 三、计算题 ( 共 4题 40分 )32. 10 分 (2365) 答：（1）根据克克方程的不定积分式：DvapHm /(RT)+B或写成 DvapHm /(RT)+B，由该式可见，当增大时，DvapHm/(RT) 减小，故减小，所以增加。 （3分） （2）仍用上式来证明。当增大时，减小，故也减小， 故增加。 （3分） （3）根据克拉贝龙方程：DfusHm /(TDVm)，一般液体与其固体达平衡 时，固体熔化时，DfusHm0, DVm 0，故 DfusHm/(TDVm) ，即增大时，也随之增大。 （3分） 水就是例外的一种液体。 33. 10 分 (2363) 答：（1）在三相点时，24.38-3063 K/T=27.92-3754 K/T 解得：T=195.2 K （2分） 将代入液态氨或固态氨的蒸气压与温度的关系式，解得： p=5.934 kPa （2分） （2）将克克方程的不定积分式：ln(p/Pa)=B-D相变Hm/RT同液态氨和固态氨的蒸气压与温度关系式对比，即得： DvapHm=(3063K)R （2分） DsubHm=(3754K)R= （2分） 故 （2分）34. 10 分 (2598)答 (1) a.不稳定化合物NaCl2H2O中NaCl的质量分数为 mNaCl/(mNaCl +) = 0.619 b.-21 有三相平衡线 (冰，不稳定化合物和 22.3% NaCl 水溶液平衡共存) c. -9 时有三相线 (无水 NaCl，不稳定化合物和 27% NaCl 水溶液) 绘制相图如下，各区相态为： 1. l； 2. s+l； 3. l+s； 4. l+ sNaCl； 5. s+ s； 6. s+sNaCl (5分) (2) 1000 g 28% 的 NaCl 溶液冷却到 -10 最多可析出NaCl为 wNaCl 克 wl(28-27) = wNaCl(100-28) wl= 1000 g - wNaCl wNaCl= 13.7 g (4分) (3) -21 (1分) 35. 10 分 (2589)答 (1) 相图绘制如下。 (2) 设 -70时，Hg(s) 的质量为 x，则固体化合物的质量为 (500 g -