1相平衡习题要点

1、物理化学第六章相平衡习题一、选择题1. 若A和B能形成二组分理想溶液，且Tb*>Ta* ,则A和B在达平衡的气、液相中的物质的量分数()。(A)yA>XA，yB<XB；(B)yA<XA，Yb>xb；(C)yA>XA，Yb>xb；(D)yA<XA，Yb<xb。2. 液态完全互溶的两组分A、B组成的气液平衡系统中，在外压一定下，于该气液平衡系统中加入组分B(l)后，系统的沸点下降，则该组分在平衡气相中的组成yB()它在液相中的组成 Xb。(A) 大于(B)小于(C)等于(D)无法确定3. 在温度T下，CaCO3(s),CaO(s)及CO2的平衡

2、系统压力为 p,已知它们之间存在 CaCO3(s)=CaO(s)+CO 2(g)反应，若往该平衡系统中加入CO2(g),当重新达到平衡时，系统的压力()。(A) 变大；(B)变小；(C)不变；(D)可能变大也可能变小。4. A(低沸点)与B(高沸点)两种纯液体组成的液态完全互溶的气液平衡系统。在一定温度下，将B(l)加入平衡系统中时，测得系统的压力增大，说明此系统()。(A) 一定具有最大正偏差；(B) 定具有最大负偏差；(C)有可能是最大正偏差也有可能是最大负偏差；(D)数据不够，无法确定。5. 组分A(s)与组成B(s)组成的凝聚系统相图中，若己知形成以下四种化合物：A2B(稳定)，AB

3、(稳定)，AB 2(不稳定)，AB3 (稳定)则该相图中有()最低共熔点和()条三相线。(A) 3，3(B)4，4(C) 3，4 ；(D) 4，5。6. 将克拉佩龙方程应用于H2O(s)和出0(1)两相平衡，随着压力的增长，H2O的凝固点将()(A)升高(B)降低(C)不变(D)无法判断7. 将过量的NaHCO3(s)放入一真空密闭容器中，在50C下，NaHCO3按下式进行分解：2NaHCO3(s)=Na2CO3(s)+CO2(g)+H2O(g)，系统达平衡后，则其组分数C= ()； F=()。(A)3, 2；(B)3, 1；(C)2,0；(D)2, 1。8. 在上题中已达平衡的系统中加入CO

4、2(g)时，系统重新达平衡后，则系统的组分数C= ( )； F=()。(A)3, 2；(B)3, 1；(C)2,0；(D)2, 1。9. 二元合金处于低共熔温度时体系的自由度为()。(A) 0； (B) 1 ； (C) 2 ； (D) 3。10 压力升高时，单组分体系的熔点将如何变化()。：(A)升高；(B)降低；(C)不变；(D)不一定。11 硫酸与水可组成三种化合物：H2SO4H2OG)、H2SO4 2H2O(s)、H2SO44H2OG)，在p1下，能与硫酸水溶液共存的化合物最多有几种()。：(A)1 种；(B) 2 种；(C)3 种；(D) 0 种。12. 在101325Pa的压力下，1

5、2在液态水与CCI4中的溶解已达到平衡 优固体I?存在)，此体系的自由度为 ()。(A)1 ；(B) 2 ；(C)3 ；(D) 0。13. NaCI水溶液和纯水，经半透膜达到渗透平衡，该体系的自由度数是()。(A) F= 1 ；(B) F = 2 ；(C) F = 3 ；(D) F = 4。14. 对于下列平衡系统：高温下水被分解；同，同时通入一些H2(g)和O2(g):H2和。2同时溶于水中，其组分数 C和自由度数F的值完全正确的是()。(A) C = 1,F= 1 C =2,F= 2 C =3,F= 3 ；(B) C = 2,F = 2 C =3,F = 3 C :=1 ,F = 1 ；(

6、C) C= 3,F = 3 C =1,F = 1 C =:2,F = 2 ；(D) C = 1,F= 2 C =2,F= 3 C =3,F = 3。15.在下列体系中自由度数F-2的体系是()。(A) 298K时，H2O(I)H2O(g)；(B) S(s) S(l) S(g)；(C) C2H5OHQ)与 H20(l)的混合物；(D) 一定量的 PCl5(g)分解平衡时：PCl5(g) = PCI 3(g) + Cl2(g)。16.某体系中有 Na2CO3 水溶液及 Na2CO3 H2O(s)、NazCOs 7H2O(s)、NazCOs 10H2O(s)三种结晶水合物。 在p下，F=C-P +

7、1 = 2 - 4 + 1 = -1，这种结果表明()(A)体系不是处于平衡态;(B) Na2CO3 10 H2O(s)不可能存在；(C) 这种情况是不存在的;(D) Na2CO3 7H2O(s)不可能存在 。17相图与相律之间是()(A) 相图由实验结果绘制得出，相图不能违背相律；(B) 相图由相律推导得出；(C) 相图由实验结果绘制得出，与相律无关；(D) 相图决定相律 。18. 下列叙述中错误的是()(A) 水的三相点的温度是 273.15K，压力是610.62 Pa ；(B) 三相点的温度和压力仅由系统决定，不能任意改变；(C) 水的冰点温度是 0C(273.15K)，压力是10132

8、5 Pa ；(D) 水的三相点F= 0，而冰点F = 1 。19. Na2CO3可形成三种水合盐：Na2CO3 H2O、Na2CO3 7H2O、NaCO3 1OH2O，在常压下，将 W2CO3投入冰水混合物中达三相平衡时，若一相是冰，一相是Na2CO3水溶液，则另一相是()(A) Na2CO3 ；(B) Na2CO3 H2O ；(C) NazCOs 7H2O；(D) NazCOs 1OH2O。20. 如图6-1,对于右边的步冷曲线对应是哪个物系点的冷却过程()(A) a点物系；(B) b点物系；(C) c点物系；(D) d点物系。图&13#21如图6-2,对于形成简单低共熔混合物的二元

9、相图，当物系的组成为x,冷却到tC时，固液二相的重量之比是()(A) w(s) : w(l) = ac : ab ；(B) w(s) : w(l) = cb : ab ；(C)w(s) : w(l) = ac : cb ；(D) w(s) : w(l) = cb : ac。22 如图6-3，对于形成简单低共熔混合物的二元相图，当物系点分别处于C、E、G点时，对应的平衡共存的相数为()。(A) C 点 1, E 点 1, G 点 1 ； (B) C 点 2, E 点 3, G 点 1 ；(C) C 点 1, E 点 3, G 点 3 ； (D) C 点 2, E 点 3, G 点 3。图乩3图鼻

10、423. 在相图上，当物系处于哪一个点时只有一个相()(A)恒沸点；(B)熔点；(C)临界点；(D)低共熔点。24如图6-4, A与B是两组分恒压下固相部分互溶凝聚体系相图，图中有几个单相区()(A)1 个；(B) 2 个；(C)3 个； (D) 4 个。25. 有一形成不稳定化合物的双组分A与B凝聚体系，系统的组成刚巧与不稳定化合物的组成相同，当其从液态冷却到转熔温度，系统内建立如下平衡：液相+ A(s) = AxBy(不稳定化合物)，如果在此时系统由外界吸取热时，则上述的平衡将()(A)向左移动；(B)向右移动；(C)不移动；(D)无法判定。26. A与B可以构成2种稳定化合物与1种不稳定

11、化合物，那么A与B的体系可以形成几种低共熔混合 物()(A) 2 种；(B) 3 种；(C) 4 种；(D) 5 种。27. 如图6-5, A与B是两组分恒压下固相部分互溶凝聚体系相图，有几个两固相平衡区()F已 0SiO2(A)1 个；(B) 2 个；(C)3 个； (D) 4 个。28. 在第一种物质中加入第二种物质后，二者的熔点发生什么变化?()(A)总是下降；(B)总是上升；(C)可能上升也可能下降；(D)服从拉乌尔定律。29 .如图6-6是FeO与Si02的恒压相图，那么存在几个稳定化合物()(A)1 个；(B) 2 个；(C)3 个；(D) 4 个。30. A及B二组分组成的凝聚体

12、系能生成三种稳定的化合物，则于常压下在液相开始冷却的过程中，最多有几种固相同时析出？()(A) 4 种；(B) 5 种；(C)2 种；(D) 3 种。31. 在温度为 T时，A(l)与B(l)的饱和蒸气压分别为30.0kPa和35.0kPa, A与B完全互溶，当 xA = 0.5时，pA = 10.0kPa , pB = 15.0kPa，则此二元液系常压下的Tx相图为：()(A>(B)<C)(D)32. 两组分理想溶液，在任何浓度下，其蒸气压()(A)恒大于任一纯组分的蒸气压；(B)恒小于任一纯组分的蒸气压；(C)介于两个纯组分的蒸气压之间；(D)与溶液组成无关。33. 设A和B可

13、析出稳定化合物 AxBy和不稳定化合物 AmBn,其Tx图如图6-7所示，其中阿拉伯数字 代表相区，根据相图判断，要分离出纯净的化合物AmBn，物系点所处的相区是()(A) 9 ；(B) 7 ；(C)8 ；(D) 10。34. 液体A与B形成蒸气压正偏差很大的溶液，在精馏塔中精馏时，塔釜得到的是()(A)恒沸混合物 ；(B)纯A ；(C) 纯B ；(D)纯A或纯B。A.An耳QO35图6-8是A、B两组分恒压下固相部分互溶凝聚体系相图，图中有几个两相区()(A)1 个；(B) 2 个；(C) 3 个；(D) 4 个。36 水蒸气蒸馏通常适用于某有机物与水组成的()(A)完全互溶双液系;(B)互

14、不相溶双液系;(C)部分互溶双液系;(D)所有双液系。37 A与B是两种互不相溶的两种液体，A的正常沸点80C, B的正常沸点120C。把A、B混合组成一个体系，那么这个混合物的正常沸点为()(A)小于 80 C;(B)大于 120 C;(C)介于80C与120 C之间；(D)无法确定范围。38.体系中含有H2O、H2SO44H2O、H2SO42出0、H2SO4H2O、H2SO4，其组分数 C 为：()(A) 1 ；(B) 2 ;(C) 3 ;(D) 4。39在410 K, Ag2O(s)部分分解成 Ag(s)和O2(g),此平衡体系的自由度为：()(A) 0 ； (B) 1 ； (C) 2

15、; (D) 1。40个水溶液包含n个溶质，该溶液通过一半透膜与纯水相平衡，半透膜仅允许溶剂水分子通过，此体系的自由度为()。(A) n ;(B) n 1;(C) n + 1;(D) n + 2。41.绝热条件下，273.15K的NaCI加入273.15K的碎冰中，体系的温度将如何变化 ？()(A)不变；(B)降低；(C)升高；(D)不能确定。43. 图6-9中，生成固体化合物的经验式为()(A) CCI 4 C4H10O2。(B) CCI 4 (C4H1°O2)2。 (C) (CC| 4)2 C4H10O2 (D) CCI 4(C4H 1002)344. 图6-9中，区域 H的相态是

16、()(A)溶液；(B)固体CCI4 ; (C)固体CCI4 +溶液；(D)固体化合物+溶液。45. 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) 4。46. CuSO4与水可生成 CuSO4 H2O, CuSO4 3H2O , CuSO4 5H2O三种水合物，则在一定温度下与水蒸气平衡的含水盐最多为：()。(A) 3种；(B) 2种；(C) 1种；(D)不可能有共存的含水盐。47. CuS04与水可生成 CuS04 H2O, CuS04 3H2O , CuS04 5H2O三种水合物，则在一定压力下和CuS04水溶液及冰共存的含水盐有：()

17、。(A) 3种；(B) 2种；(C) 1种；(D)不可能有共存的含水盐。48如图6-10所示，物系处于容器内，容器中间的半透膜AB只允许02通过，当物系建立平衡时，则物系中存在的相为：()(A) 1气相，1固相(B) 1气相，2固相(C) 1气相，3固相(D) 2气相，2固相02(g)02(g)Ag 20(s)CCl 4(g)Ag(s)图 6-1049如上题插图，当达渗透和化学反应达到 Ag(s)+02(g)L山 AgO(s)平衡时，该体系的自由度为：()(A) 1 ；(B) 2 ；(C) 3 ；(D) 4。50三相点是：()(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

18、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51.某一固体在25C和p7压力下升华，这意味着：()(A)固体比液体密度大些；(B)三相点的压力大于 p 3(C)固体比液体密度小些；(D)三相点的压力小于p 252碘的三相点处在 115C和12kPa上，这意味着液态碘： ()(A)比固态碘密度大；(B)在115 C以上不能存在；(C)在卩压力下不能存在；(D)不能有低于12kPa的蒸气压。53.N2的临界温度是124K，室温下想要液化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

19、升高温度；(D)在恒压下降低温度。54对于与本身的蒸气处于平衡状态的液体，通过下列哪种作图法可获得一直线：()(A) p 对 T ； (B) lg(p/Pa)对 T ；(C) lg(p/Pa)对 1/T ； (D) 1/p 对 lg(T/K)。55当克劳修斯-克拉贝龙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。56水的三相点附近，其蒸发热和熔化热分别为44.82和5.994kJ mol-1。则在三相点附近冰的升华热约为：()-1 -1 -1 -1(A) 38.83 kJ mol-；

20、(B) 50.81 kJ mol-； (C) -38.83 kJ mol- ； (D) -50.81 kJ mol - °57在0C到100C的范围内液态水的蒸气压p与T的关系为：lg(p/Pa)= -2265k/T +11.101,某高原地区的气压只有59995Pa,则该地区水的沸点为： ()(A) 358.2K； (B) 85.2K ；(C) 358.2 C ； (D) 373K。58. 固体六氟化铀的蒸气压p与T的关系式为lg(p/Pa) = 10.65 - 2560/(T/K)，则其平均升华热为()(A) 2.128 kJ mol- ； (B) 49.02 kJ mol- ；

21、(C) 9.242 kJ mol- ； (D) 10.33 kJ mol- °859. 已知苯一乙醇完全互溶双液体系中，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341.2K。今有含乙醇77.5%的苯溶液，在达到气、液平衡后，气相中含乙 醇为丫2,液相中含乙醇为 X2。问：下列结论何者正确？()(A) y 2 > X2 ； (B) y 2 = X2； (C) y2< X2 ； (D)不确定。60如上题，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。二、

22、填空题1. 在一个抽空的容器中放入过量的NH4HCO3固体，并通入少量NH3( g)，标准压力下分解反应NH4HCO3(s)LNH3(g) H2O(g) CO2(g)达平衡时，该系统的独立组分数C=，自由度数F=。2. 克拉贝龙方程的微分表达式为 ，它适用于 两相平衡系统。3. A，B两种液体混合能形成完全互溶双液系，其T-x图上有一最低恒沸点，恒沸混合物组成为xa=0.7，现有一组成为xa=0.5的A，B混合物，将其分馏，在气相可得 ，液相可得。4. 50 C时将50g水和50g酚混合，此时系统分为两液层，在水层中含水质量为88.5%，在酚层中含酚质量为62.0%，则酚层质量为 g，水层质量

23、为 g。5. 对于沸点较高或性质不稳定的有机物，只要该有机物 即可用水蒸气蒸馏方法进行提纯，水蒸气消耗系数与有机物的摩尔质量成_比。6. 40公斤乙醇和60公斤水的混合物在某温度成气液两相平衡，乙醇在气、液相中的重量百分数分别为60%和20%，那么气相混合物的重量W气W液(液相混合物重量)(填大于、小于或等于)。7. 在101.325kPa外压下，水的沸点为 100C，氯苯的沸点为130 C。水和氯苯组成完全不互溶系统的共沸点一定100 C。(填大于、小于或等于)。8. 含有KNO3和NaCl的水溶液与纯水达渗透平衡时，其组分数C=，相数P=,自由度数F=。9. 在真空密闭容器中放入过量的NH

24、4l(s)与NH 4Cl(s)，并发生以下的分解反应：NH4CI(s) NH3(g) + HCl(g) ； NH4l(s) NH3(g) + HI(g)，达平衡后，系统的组分数C=，相数P=，自由度数F=。10. 在80C下，将过量的 NH4HCO3(s)放入真空密闭容器中，NH4HCO3(s)按下式进行分解：NH4HCO3(s) NH3(g) + CO2(g) + H 20(g)，达平衡后，系统的 C=； P= .； F=。11. 组分A(s)与组分B(s)组成的凝聚系统相图中，若已知形成以下四种化全物：A2B (稳定)，AB (稳定)，AB2 (不稳定)，AB3 (稳定)则该相图中有 个最

25、低共熔点和 条三相线。12. 用半透膜AB将密封容器分隔为两部分，而该半透膜只许CO2通过。当系统达平衡后，系统中的组分数C=；相数P=；自由度数F= 。(设CO2与CaOCO,: co2CaO (s):CaCOs) ； 屈及CaCO3间无化学反应。)13. 在温度T下，A、B两组分在液相完全互溶，而且它们的饱和蒸气压分别为 Pa*、pB*，且pA* > p b*。在一定温度下，由 A、B 组成的气液平衡系统，当系统组成Xb <0.3时，往系统中加入B(l)则系统压力增大；反之，当系统组成xb >0.3时，往系统中加入B(l)则系统压力降低，这一结果说明该系统 是具有恒沸点。

26、14. 有理想气体反应：A(g)+2B(g) C(g)在恒温和总压不变的条件下进行，若原料气体中A与B的物质的量之比为1： 2,达平衡时系统的组分数C= ，自由度数F=。当温度一定时，增大压力则，平衡将移动。15. 在1000K下，多组分多相平衡系统有C(石墨)，CO(g), CO2(g)及O2(g)共存，而且它们之间存在以下化学反应：C(石墨)O2 二二 CO2(g)1CO (g)丄。2CO(g)C (石墨)丄 02 二=CO (g)C(石墨)CO?二二 2CO ( g)则此平衡系统的组分数C=;相数P=;自由度数F=。16. A(l)与B(l)形成理想液态混合物。在温度T下，纯A(l)的饱

27、和蒸气压为 pA*，纯B(l)的饱和蒸气压为Pb*=5pa*。在同温度下，将 A(l)与B(l)混合成一气液平衡系统，测得其总压为2pA*，此时平衡蒸气相中 B的摩尔分数yB= 。17. 在液态完全互溶的两组分A,B组成的气液平衡系统中，在外压一定下，于该气液平衡系统中加入组分B(l)后，系统的沸点下降，则该组分在平衡气相中的组成yB_它在液相中的组成 xb。18. 碳酸钠和水可形成三种水合物：Na2CO3.H2O(s)，Na2CO3.7H2O(s)，Na2CO3.10H2O(s)。在 100kPa 下，能与碳酸钠水溶液、冰平衡共存的含水盐有 种，这种(或这些)含水盐是 。19. 含有K2SO

28、4和NaNO3的水溶液，其组分数 C=;若在温度和压力一定的条件下，此系统中最多有相共存。20. 在密闭容器中，NaCI的饱和溶液与其水蒸气呈平衡，并且存在着从溶液中析出的细小NaCI晶体，则该系统中的组分数 C=，相数P=;自由度数F= 。22. 饱和蒸气压不同的两种液体形成理想液态混合物呈气-液平衡时，易挥发组分在气相中的相对含量(大于、等于或小于)它在液相中的相对含量。23. 液相完全互溶的二组分系统气-液平衡相图及其蒸气压-组成曲线上若出现最高点，该点的气相组成为yB，液相组成为xb，则yB xb (大于、等于或小于)。三、判断题：I. 在一个给定的系统中，物种数可以因分析问题的角度的

29、不同而不同，但独立组分数是一个确定的数。2 单组分系统的物种数一定等于1。3. 自由度就是可以独立变化的变量。4. 相图中的点都是代表系统状态的点。5. 恒定压力下，根据相律得出某一系统的f = l，则该系统的温度就有一个唯一确定的值。6 .单组分系统的相图中两相平衡线都可以用克拉贝龙方程定量描述。7. 根据二元液系的 px图可以准确地判断该系统的液相是否是理想液体混合物。 &在相图中总可以利用杠杆规则计算两相平畅时两相的相对的量。9. 杠杆规则只适用于 Tx图的两相平衡区。10. 对于二元互溶液系，通过精馏方法总可以得到两个纯组分。II. 二元液系中，若 A组分对拉乌尔定律产生正偏差

30、，那么B组分必定对拉乌尔定律产生负偏差。12. 恒沸物的组成不变。13. 若A、B两液体完全不互溶，那么当有B存在时，A的蒸气压与系统中 A的摩尔分数成正比。14. 在简单低共熔物的相图中，三相线上的任何一个系统点的液相组成都相同。15 .三组分系统最多同时存在5个相。16等温等容条件下，B在、一：两相中达平衡，有 /(：)= jb( ')。17. 二元体系两相平衡，平衡压力仅取决于平衡温度。18. 根据相律，单组分体系相图只能有唯一的一个三相共存点。19. 液态CO2在P7压力下的任何温度，都是不稳定的。(CO2三相点压力为5.11单刃。20. 在一个密封的钟罩内，一个烧杯盛有纯液体

31、苯，另一烧杯盛有苯和甲苯溶液，长时间放置，最后两个 烧杯内溶液浓度相同。21. 二元凝聚体系的步冷曲线如果不出现平台”这很有可能是形成了固溶体。22. 二元凝聚体系相图中，平衡曲线的极大点处必定是形成了新的固体化合物。23. 适当选定温度、压力，正交硫、单斜硫、液态硫和气态硫可以同时平衡共存。24. 苯二甘醇，苯正已烷为完全互溶，正已烷二甘醇为部分互溶，用二甘醇萃取正已烷中的苯，实际 上得不到纯净的苯。25. 只要两组分的蒸汽压不同，利用简单蒸馏总能分离得到两纯组分。四、综合题1在101.32kPa时，使水蒸气通入固态碘 (12)和水的混合物，蒸馏进行的温度为371.6K,使馏出的蒸气凝结,并分析馏出物的组成。已知每0.10kg水中有0.0819kg碘。试计算该温度时固态碘的蒸气压。2. ( 20分)A、B二组分凝聚系统相图如图6-11所示。ACDBW>'H»l12#(3)绘出通过图中 a、b两个系统点的步冷曲线。时间图 6-11(1)试写出1、2、3、4、5、6各相区的