物理化学上册相平衡练习1、2、3及答案

物理化学上册相平衡练习1、2、

3及答案

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)W

成的平衡体系，其自由度为：()(A)

f=2(B)f=l(C)户0(D)f=3

2.2分(2398)将N2,H2,NH3三种气体充进

773K,32424kPa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),C⑶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NEb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373.15K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373.15K,

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A1CU溶于水中全部水

解，此体系的组分数。是：

(A)1(B)2(0

3(D)4

5.2分(2740)对二级相变而言，则

(A)A1MH=0,Aw$V<0(B)A相戈H〈0,A相J=0

(C)AM变V<0(D)A机变H=0,品变丫=0

6.2分(2436)CUSO4与水可生成

CUSO4H2O,CUSO4-3H2O,CUSO4-5H2O三种水

合物,则在一定压力下，与CuSO4水溶液及冰共

存的含水盐有：

(A)3种(B)2种(C)1种(D)

不可能有共存的含水盐

7.2分(2333)在密闭容器中，让NHKKs)

分解达到平衡后，体系中的相数是：

(A)l(B)2(C)3

(D)4

8.2分(2440)

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

9.2分(2739)二级相变服从的基本方程

为：(A)克拉

贝龙方程(B)克拉贝龙一克劳修

斯方程

(C)爱伦菲斯方程(D)

以上三个方程均可用

10.2分(2565)p三时，A液体与B液体在

纯态时的饱和蒸气压分别为40kPa和46.65

kPa,在此压力下，A和B形成完全互溶的二

元溶液。在刈=0.5时，A和B的平衡分压分

别是13.33kPa和20kPa,则此二元物系常压

下的T-x图为下列哪个图：

11.2分(2396)硫酸与水可形成

H2SO4H2O(s)、H2SO42H2O(s)、H2SO4-4H2O(s)

三种水合物，问在101325Pa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。

12.2分(2399).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=4

13.2分(2481)凝固点的描述可图示如

下，其中哪一个是错误的

14.2分(2563)在400K时，液体A的蒸气

压为4X104Pa,液体B的蒸气压为6X104

Pa,两者组成理想液体混合物，平衡时在液相中

A的摩尔分数为0.6,在气相中B的摩尔分数

为：

(A)0.31(B)0.40

(C)0.50(D)0.60

15.2分(2551)某气体服从状态方程

pV(l—0p)=HRT,A为与气体性质和温度有关的常数。

根据相图和相律可知，该气体在气相区、气液共

存区、临界点时的自由度分别为:

(A)3,2,1(B)3,1,0(C)2,1,

0(D)2,1,1

16.2分(2384)NH4Hs(s)和任意量的

NH3(g)及H2s(g)达平衡时,有：

(A)C=2,0=2,户2(B)C=

1,g=2,5]

(C)C=2,3,户2(D)

C=3,O=2,户3

17.2分(2567)设373K时，液体A的

饱和蒸气压为133.3kPa,液体B为66.66

kPa,贝!]：⑴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2molA

和3molB在恒温下构成双液体系时，体系的

总蒸气压为JcPa(A)66.66(B)

133.3(C)200.0(D)466.6

18.2分(2394)FeCh和H2O能形成

FeCb6H2。，2FeCh-7H2O,2FeCl3-5H2O,

FeC13-2H2O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0

分别为：(A)C=3,0=4(B)C=2,0=4

(C)C=2,。=3(D)O3,O=5

19.2分(2400)某一水溶液中有n种溶

质，其摩尔分数分别是XI,X2,...,X",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)户〃(B)户〃+1(C)

产口+2(D)户口+3

20.1分(2516)哪一种相变过程可以利用

来提纯化学药品？

(A)凝固(B)沸腾(0

升华(D)(A)、(B)、(C)任一种

21.1分(2205)当某溶质溶于某溶剂中形

成浓度一定的溶液时,若采用不同的标准浓度，则

下列说法中正确的是：(A)溶质的标准态化

学势相同(B)溶质的活度相同

(C)溶质的活度系数相同(D)溶

质的化学势相同

二、填空题(共10题20分)

22.2分(2312)研究多相体系的状态如

何随、、等变量的改变而发生

变化，并用图形来表示体系的状态的变化，这种

图称为状态图或称为相图。

23.2分(2320)指出下列平衡体系的独

立组分数：⑴NaCl(s)、HC1(I)、H2O⑴的饱和

水溶液。(2汨2、石墨，催化剂，生成n种碳

氢化合物所组成的化学平衡体系。

24.2分(2323)请填出下列体系的相数

◎=?

(1)雾：o(2)混合

均匀的米粉和面粉：。

25.2分(2334)在密闭的容器中，

CaCO3(s)和NH4HCO3⑸同时分解达到平衡后，

体系中的相数是o

26.2分(2388)(1)一定温度下，蔗糖水溶液

与纯水达到渗透平衡时的自由度数等于(2)

纯物质在临界点的自由度数等于。(3)

二元溶液的恒沸点的自由度数等于—o

27.2分(2556)水的三相点和冰点的区

别在于：三相点是指：;冰点是

指

29.2分(2325)KC1-HhO平衡体系，其

最大相数。为O其平衡相态分别

是：

30.2分(2734)在二级相变过程中，物质

在二相中的压缩系数z(l)z(2)；膨胀系数％,

a(2)o(填=或片)

31.2分(2422)N2(g),(h(g)体系中加入

一种固体催化剂，可生成几种气态氮的氧化物,

则体系的自由度为O

三、计算题(共4题40分)

32.10分(2350)试求下列体系的自由度，

并指出此变量是什么？

(1)在标准压力下，水与水蒸气达平衡；

⑵水与水蒸气达平衡；

(3)在标准压力下，在无固体12存在时，12

在水和CC14中的分配已达平衡；

(4)在25。C时，NaOH和H3P04的水溶液

达平衡；

(5)在标准压力下，H2s04水溶液与

H2SO4•2H2O(S)已达平衡。

33.10分(9411)已知Hg-Tl二组分体系的

数据如下：

物质最低共熔点Ei最低共熔点Ez

HgT12H05T1

w(Tl)=8%W(T1)=41%

熔点"C-3915303-600.4

(1)绘制其温度•组成图(示意图)；

(2)指出各相区、水平线段、交点的相数；

(3)为扩大低温测量范围，应选什么组成

的Hg-Tl混合物做温度计较合适？

34.10分(2351)指出下列各平衡体系的相

数、组分数和自由度：

(1)冰和水蒸气；(2)固态碑、液态碑

和气态碑;⑶在标准压力下，固态NaCl

和它的饱和水溶液；(4)水蒸气、固体NaCl

和它的饱和水溶液;

(5)TiCl4和SiCl4的溶液和它们的蒸气;

(6)Fe(s),FeO(s),Fe2O3(s),CO(g),CO2(g)o

35.10分(2352)在水、苯、苯甲酸体系中,

若任意指定下列事项，则体系中最多可能有几个

相？并各举一例说明之。(1)指定温度；

⑵指定温度与水中苯甲酸的浓度；

(3)指定温度、压力与苯中苯甲酸的浓度。

物理化学相平衡1试卷答案

一、选择题(共21题40分)

L2分(2442)(C)2.2分(2398)［答］

(A)(1)入塔前，物种数S=3,独立组与

数C=3(2)已达平衡C=S・R・R'

=3-1-0=2

(3)只充NH3气入塔并达平衡C=

因2NH3UN2+3H2R=1

又[H2]=3[N2]R'=1

3.2分(2562)(B)4.2分(2403)(C)5.2

分(2740)答：(D)62分(2436)(C)

(1分)按/=2-0+1=3-0,最多为0=3现

已有溶液和冰两相，故最多只有一种水合盐

7.2分(2333)答：(B)8.2分(2440)(B)

9・2分(2739)答：(C)10・2分

(2565)[答](2)xA=0.5的A和B蒸

气压小于纯A纯B的蒸气压，说明

p-x图上有最低点，则T—x图上一定

11.2分(2396)(C)

S=5,A=3,R=0,C=5-3=2

/=2-0+1=0,最大的0=3,除去硫酸水溶液

与冰还可有一种硫酸水含物与之共存。

12.2分(2399)［答］(A)C=C・R-R

=5-2-0=313.2分(2481)(A)是错误

的。14.2分(2563)(C)15.2分(2551)

答：(C)

气相区：/=C-^+2=l-l+2=2气液共存区：

/=Cf+2=1-2+2=1

临界点：/**=Ci+O=l-1+0=0(各物质在临

界点时丁,〃有定植）

16.2分(2384)(A)17.2分(2567)［答］⑴

(A)(2)(C)18.2分(2394)(C)

S=6,R=4,R'=0,C=6-4-0=2/=

2-0+1=3-0=0,0=3

19.2分(2400)(C)S=n+1R=

0,R=0

又C=〃+L0=2/=C+3-0=w

+1+3-2=«+220.1分(2516)(D)

21.1分(2205)［答］(D)二、填空题(共

10题20分)

22.2分(2312)答：浓度温度压力

(注：每错一个扣1分)

23.2分（2320）答：（1）2,（2）224.

2分（2323）答：（1）二相；（2）二相

25.2分（2334）答：（4）26.2分（2388）

（l）/=C+3-0=2+3-2=3

（2）/=C+0-0=1+0-1=0（3）

/=C+1-0=1+1-2=0

/=C+2-^=X+2-2=127.2

分（2556）（1）纯水的气、液、固三相平衡的温

度和压力有确定值。（2）水的固液平衡温度

与压力有关。通常所指的水的冰点是指暴露在

空气中的水。在外压为101325Pa时的固液平衡温

度。

28.2分（2636）答：A和B能具有共沸混

合物，且组成恰好为其共沸组成时。

29.2分（2325）答：（1）4o=c+27=4

（2）KCl（s）>冰、KQ-HzO饱和液、蒸气30.2分

（2734）答：八=3L2分（2422）/=3

三、计算题（共4题40分）32.10分（2350）

答：（1）C=l"=2J*=C-0+1=0

该体系为无变量体系。

（1分）

（2）C=1,0=2J=C—0+2=1该体系为单变

量体系，变量是温度或压力。

（3）C=3,O=2J*=C-31=2该体系为双变量体系，

变量是温度和12在水中的浓度（或12在CC14中

的浓度）。

++

（4）S=5（Na,OH\H,PO^,H2O）9R=2（H++OPTw-H0和电

+

中性条件。故c=3,°=ij*=3-i+i=3,变量是压力、Na

和P0；的浓度。（3分）

（））

（5）S=3（H2O,H2so4,H2SO4-2H2OS9

R=1(2H2O+H2SO4W_*H2SO4-2H2CXS)),

C=2,O=2J*=2—2+1=1,变量为温度

或H2s04的浓度。（2分）

33.10分（9411）答：（1）绘制相图如下:

00.20.40.60.81.0

Hgw（TI）TI

（4分）

（2）相区：1区：为熔化物，单

相区，G=I2区~7区：为两相平

衡共存区，0=2水平线：FG和HI为

三相平衡共存线，①=3

交点:E1和E2为最低共熔点,

三相平衡共存，。=3

A和B分别为Hg和

T1的熔点，①=2

C点为化合物的相合

熔点，①=2（4分）

（3）为扩大测温范围，所采用混合物

的熔点越低越好，由相图可知，选Hg-Tl

混合物的组成应为w（Tl）=8%

最合适。（2分）

34.10分（2351）答：（1）①=2,c=i,f=c-G+2=i

（2）0=3,C=1J=1-3+2=0

（1分）

（3）0=2,C=2J=C-0+1=1（压力已定）

（1分）

（4）0=3,C=2J=C-0+2=1

（1分）

（5）0=2,C=2,/=2-2+2=2

（2分）

（6）在常温下，无反应时，

。=4,。=5,/=5—4+2=3在高温下，

有反应存在时，

0=4,C=S-R-R=5-2-O=3J=3-4+2=l35.10分

（2352）

答：体系的独立组分数C=3,根据相律：

/=C-d>+2=5-d>

（1分）

当指定鹿个独立可变因素时，体系的

自由度数目亦相应地减少〃个，故相律可写成：

/'=5-0-n

（2分）

体系的相数欲达最多，其自由度必为

最小，即/，=（）,此时

①=5-n

（2分）

（1）0=4,例如水相（溶有苯甲酸）、

苯相（溶有苯甲酸）、气相和固相平衡

共存；

（2分）

（2）。=3,例如水相、苯相、气相平衡

共存；（2分）

（3）。=2,例如水相苯相平衡共存。

（1分）

物理化学相平衡2试卷

一、选择题(共21题40分)

1.2分(2440)

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

2.2分(2384)NH4Hs(s)和任意量的

及达平衡时,有：

NH3(g)H2S(g)

(A)C=2,。=2,户2(B)C=

1,。=2,户1

(C)0=2,。=3,六2(D)

C=3,。=2,户3

3.2分(2403)将AlCh溶于水中全部水

解，此体系的组分数。是：

(A)1(B)2(03

(D)4

4.2分(2599)Na2cCh可形成三种水合

盐：Na2cO3H2O,Na2CO3-7H2O及

Na2CO340H2O,常压下将Na2CO3(s)投入其水

溶液中，待达三相平衡时，一相是Na2c03水溶

液，一相是Na2CO3(s)，则另一相是：(A)

冰.

(B)Na2c0310H2O(s)(C)

Na2cO3・7H2O(S)(D)Na2CO3H2O(s)

5.2分(2739)二级相变服从的基本方程

为：()

(A)克拉贝龙方程(B)

克拉贝龙一克劳修斯方程

(C)爱伦菲斯方程(D)

以上三个方程均可用

6.2分(2328)用什么仪器可以区分固溶

体和低共熔混合物?)

(A)放大镜(B)超显微镜(C)

电子显微镜(D)金相显微镜

7.2分(2401)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/应分

别为:

(A)2,户3(B)C=3,产3

(0C=2,户2(D)U3,户4

8.2分(2404)在101325Pa的压力下,

L在液态水和CCL中达到分配平衡(无固态碘

存在)，则该体系的自由度数为:

(A)1(B)产=2

(C)产=0(D)P=3

9.2分(2678)对三组分体系而言，体系

最多可以有几个自由度?

(A)2(B)3(C)4

(D)5

10.2分(2551)某气体服从状态方程

pV(J-‘》="RT,"为与气体性质和温度有关的常数。

根据相图和相律可知，该气体在气相区、气液共

存区、临界点时的自由度分别为：

(A)3,2,1(B)3,1,0(C)2,1,

0(D)2,1,1

11.2分(2435)CUSO4与水可生成

CuSO4H20,CuSO43H2O,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

12.2分(2407)

298K时，蔗糖水溶液与纯水达渗透平衡

(A)C=2,0=2,1(B)

(C)C=2,0=1,P=2(D)C=

2,。=L3

13.2分(2613)已知苯一乙醇双液体系中，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J2,液相中含乙醇

为*2。问：

(1)下列结论何者正确？(A)

J2>X2(B)yi-xi(C)yi<xi(D)不确定

(2)若将上述溶液精镭，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

14.2分(2394)FeCh和H2O能形成

FeC13-6H2O,2FeCly7H2O,2FeCl3-5H2O,

FeCb2H2O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0

分别为:()

(A)C=3,(B)C=2,0=4

(0C=2,0=3(D)C=3,0=5

(2

To

(D)视翻看瀛定(B)T<To(C)T=To

16.2分(2402)NaCl水溶液和纯水经半

透膜达成渗透平衡时,该体系的自由度是：

(A)1(B)2(03

⑻4

17.2分(2637)组分A与R可形成共沸

混合物E,现欲将A+B的体系进行共沸蒸偏,

将二组分分离，则E应该是：

()

(OA^W^WB端号低恒沸混合物

18.2分(2400)某一水溶液中有〃种溶

质,其摩尔分数分别是Xl,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)户〃(B)户〃+1(C)

户〃+2(D)户〃+3

施拓嶙健包晶赢繇阍黯鞠

益盛盘解心嬲髓隰©2

20.1分(2518)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

21.1分(1933)298K,p三下,苯和甲苯形成

理想液体混合物，第一份溶液体积为2du?,苯的

摩尔分数为0.25,苯的化学势为力,第二份溶液的

体积为1dm：苯的摩尔分数为os,化学势为外,

则：(A)41>"2(B)"1<42

(C)〃1=〃2(D)不确定

二、填空题(共10题20分)

22.2分(2380)ImolNaCl溶于IdnP水

中，在298K时有个平衡蒸气压。

23.2分(2422)N2(g),02(g)体系中加入

一种固体催化剂，可生成几种气态氮的氧化物,

则体系的自由度为^________O.

题,蠡窿输。试品源翻聚慎

25.2分(2330)在下列物质共存的平衡

体系中：Ni(s),NiO(s),H2O(1),H2(g),CO(g),

CO2(g)其独立的化学反应R=,独立组分

数为C-o

26.2分(2331)请填出下列平衡体系的

相数，加热混合均匀的金粉和银粉使其熔融后冷

却⑴冷至温度T处于："(金)＞丁＞"(银):

片(2)冷至完全凝固：片

27.2分(2553)三相点

是_______________________________________

28.(2478)有s，种物质溶于水中形成的溶

液，s，种物质的摩尔分数分别为Xl,X29…，XS9

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

力分别为人和凡，则该体系的组分数c=—;相

数0=；自由度户O

29.2分(2320)指出下列平衡体系的独

立组分数：(l)NaCl(s)、HC1(1)、HhOQ)的

饱和水溶液。(2)H2＞石墨，催化剂，生成

〃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。为，

相数。为，条件自由度/为O

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)

——Yzx八rrt44*

33.10分(2363)液态氨和固态氨的蒸气压

与温度的关系分别为:

ln[p(l)/Pa]=24.38-3063K/7ln[p(s)/Pa]=27.92-3754K/T

试求：(1)三相点的温度与压力；

⑵三相点的蒸发热、升华热和熔化热。

34.10分(2598)NaCl-HiO所组成的二组

分体系。在-21℃时有一个低共熔点。此时，

冰、NaCl-2H2O(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(NaCl-2H2O)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1000g28%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

(T12Hg5)的熔点分别为303℃,-39℃,15℃o

另外还已知组成为含8%(质量分数)T1的溶液

和含41%T1的溶液的步冷曲线如下图。

Hg,T1的固相互不相溶。

(1)画出上面体系的相图。(TLHg的相

对原子质量分别为204.4,200.6)

（2）若体系总量为500g,总组成为10%

T1,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）

L2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+C2H50H

CH3COOC2H5+H2O

C=S・R・R=4・11=2

/=C+2-0=2+2-2=2

8.2分(2404)［答］(B)C=S・R-R

=3-0-0=3>C-0+l=3-2+l=2

9.2分(2678)答：(C)因为c=3所以

/=C—0+2=3—0+2=5—。

体系中相数最少时，自由度最多。且体系中最少

应有一相,故/=5一1=4

10.2分(2551)答：(C)气

相区：/=C-0-2=l-l+2=2

气液共存区：/=C-^+2=l-2+2=l

临界点：/**=C-^4-()=l-l+()=()(各物质

在临界点时7,P有定植)

11.2分(2435)［答］(B)因为等

温下，=24+1①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)，0=2(蔗糖溶液，纯水)f=C+3-

0=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：/+0=C+313.2分

(2613)(1)(C)(2)(D)14.2分(2394)

(C)S=6,R=4,R=0,C=6-4-0=2

广=2・0+1=330,0=3

15.2分(2644)答：(B)16.2分(2402)

(C)/=C+3-0=2+3-2=3

17.2分(2637)答:(B)18.2分

(2400)(C)

S=n+1,R=O,R=O又C=n+

190=2/=C+3-0=/t+l+3-2=ra+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C=S-R-R=2-0-1=1

r=c+i-0=i4-i-2=o23.2分(2422)/=324.2

分(2366)：(1)面：

相区AOC为气相区，COB为

■■

液相区，BOA为回相区。即①=1,/=2o

（2）线：L三条实线（分别是两个相区的

交界线），在线上八2"小，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，0=3,/=0,即

”44.1。

p=21.20PaoC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：尺=物种数-元素数

=6-4=2；C=S—R—R=6—2—0=4(2分)26.2

分(2331)答：(1)2；(2)127.2分

(2553)答:回、液、气三态可以平衡共存时的温

度和压力28.2分(2478)

答：s，+l2s,+2(2分)

因为，物种数S=S'+l,R=R=0

所以C=s=s+10=2

/=C-0+3=(S+l)-2+3=S+2

29.2分(2320)(1)2,(2)230.2分(9401)

2,2,031.2分(2550)加压的三、

计算题(共4题40分)

32.10分(2365)答：(1)根据克一克方程

的不定积分式：m(p/[p])=-Avapan/(RT)+夕或写成

ln（[p]/p）=Avap"m由该式可见，当7增大时，

Avap"m/（K为减小,故ln（[p]/p）减

小，所以〃增加。（3分）

（2）仍用上式来证明。当〃增大时,

ln（[p]/p）减小，故/（S也减小，

故「增加。（3分）

（3）根据克拉贝龙方程：d〃/dr=AfusHm

/（TAVm）,一般液体与其固体达平衡

时，固体熔化时，AfUSHm>0,AVm>0,故

dp/dT=△fus"m/（TAVm）,即丁增大时，〃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，

24.38-3063K/T=27.92-3754K/T

解得：T=195.2K（2分）将7■代入

液态氨或固态氨的蒸气压与温度的关系式，解

得：p=5.934kPa

（2分）

（2）将克-克方程的不定积分式:

加g/Pa尸以A相变Hm/KT同液态氨和固态氨的蒸气

压与温度关系式对比，即得：

-

AvaPHm=(3063K)l?=25.47kJrnol（2分）

1

AsubHm=（3754K）/?=31.21kJ-inor

（2分）

故

1

At.|sHm=AsllbHm-AvapHni=5.74kJmof（2分）

34.10分（2598）

［答］（1）a,不稳定化合物NaCl-2H2O中NaCl

的质量分数为

机NaCl/（帆NaQ+〃①。）=0.619

b.-21℃有三相平衡线（冰，不稳定

化合物和223%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：

L1；2・SH2O+1f3.1+sNad2H2。；4.

1+SNaCl；5.SH2O+sNacl2H;0；

+

6・SNacRH:OSNaCl

（5分）

（2）1000g28%的NaCl溶液冷却到

-10℃最多可析出NaCl为恤aa

克曲(28・27)=Waci(100-28)W\=

1000g-WNaCl

W^NaCl=13.7g

(4分)

⑶-21℃

35.10分(2589)［答］⑴相图绘制如下。

(2)设・70℃时，Hg(s)的质量为x,则

■M

图体化合物的质量为(500g-%),

根据杠杆规则：x(0.1-0)=(500g-

x)(0.2893・0.1)

327.3g

(5分)

物理化学相平衡3试卷

一、选择题(共21题40分)

1.2分(2440)

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

2.2分(2408)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

(0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

3.2分(2678)对三组分体系而言，体系

最多可以有几个自由度？

(A)2(B)3(C)4

(D)5

斡榭峭r嵋髻物好、液两相

5.2分(2400)某一水溶液中有“种溶质,

其摩尔分数分别是XI,X2,...,我,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)户n(B)户〃+1(C)

户〃+2(D)户〃+3

62分(2394)FeCh和H2O能形成

FeCl3-6H2O，2FeCly7H2O，2FeCl3-5H2O,

FeCl3-2H2O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=3,0=4(B)C=2,0=4(C)

C=2,0=3(D)C=3,0=5

7.2分(2552)在一个密封的容器中装满了温

度为373.15K的水，一点空隙也不

的蒸气压：

(A)等于零(B)等于101.325kPa

(C)小于101.325kPa(D)大于101.325kPa

9.2分(2396)硫酸与水可形成

H2SO4H2O(s)、H2SO42H2O(s)、H2sO4TH2O(s)

三种水合物，问在101325Pa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。

10.2分(2613)已知苯一乙醇双液体系中，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，气相中含乙醇为外,液相中含乙醇

为孙。问:

⑴下列结论何者正确？

()

(A)yi>xi(B)j2=X2(C)yi<xi

(D)不确定

(2)若将上述溶液精谯，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

11.2分(2481)凝固点的描述可图示如

下，其中哪一个是错误的

(A)(B)(C)€D)

12.2分(2384)NH4Hs(s)和任意量的

NBh(g)及H2s(g)达平衡时，有：

(A)C=2,。=2,户2(B)

C=L。=2,户1

(C)C=2,0=3,户2(D)

C=3,O=2,户3

13.2分(2407)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,r=1(B)

(C)C=2,0=1,六2(D)C=

2,=1,P=3

14.2分(2644)水与苯胺的最高临界溶

点温度为To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：

()

(D)视解甯赢定(B)T<To(C)T=To

15.2分(2514)N2的临界温度是124K,

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

(0在恒压下升高温度(D)在恒

压下降低温度.

16.2分(2645)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)6

17.2分(2599)Na2cO3可形成三种水合

盐：Na2cO3H2O,Na2CO3-7H2O及

Na2CO340H2O,常压下将Na2c。3⑸投入其水

溶液中，待达三相平衡时，一相是Na2c03水溶

液，一相是Na2CO3(s)，则另一相是：

(A)冰(B)Na2CO340H2O(s)

(C)Na2CO3-7H2O(s)(D)Na2cO^IhO⑸

18.2分(2392)将固体NH4HCO3(s)放

入真空容器中，恒温到400K,NH4HCO3按下

式分解并达到平衡：NH4HCO3(s)=

NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)

体系的组分数。和自由度数/为：

()

(A)C=2,户1(B)C=2,户2(C)

C=1,户0(D)C=3,户2

19.2分(2402)NaCl水溶液和纯水经半

透膜达成渗透平衡时,该体系的自由度是：

(A)1(B)2(03

⑻4

20.1分(2511)某一固体在25℃和尸压力

下升华,这意味着：

(A)固体比液体密度大些(B)三相

点的压力大于产

(0固体比液体密度小些(D)

三相点的压力小于

21.1分(2022)质量摩尔浓度凝固点降低

常数所,其值决定于：

(A)溶剂的本性(B)溶质的本性

(C)溶液的浓度(D)温度

二、填空题(共10题20分)

22.2分(2332)将AlCb溶于水，待全部

水解时，体系的组分数C=O

23.2分(2731)二级相变的特点

•:,::，，

和

24.2分(2330)在下列物质共存的平衡

体系中：Ni(s),NiO(s),H2O(1),H2(g),CO(g),

CO2(g)其独立的化学反应,独立组分

数为C=o

25.2分(2737)一级相变特点：(1)物质

在二相中的化学势;(2)物质在二相中

的化学势对温度或压力的一级偏微商。

(填“相等”或“不等”)

26.2分(2306)相律与质量作用定律所讨

论的对象虽然都是平衡体系,但相律只能对体系

作出的叙述。例如相律可以确定有几个

能对复杂系统中的相平衡发生影响,但相律却不

能告诉我们这些数目具体代表哪些或哪

些O

27.2分(2561)下图为A和B的双液系相

图，将s点所代表的物系分储，并将馈液和残

液分别冷却到温度Ti,残液的相数为

,相点是。

28.2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。为,

相数。为，条件自由度/为O

29.2分（2395）下列化学反应，同时共存

并到达到平衡（温度在900-1200K范围内）:

CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)

CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)

H2O(g)+CO(g)+CaO(s)=CaCO3(s)

+H2(g)问该体系的自由度为o

30.2分(2312)研究多相体系的状态如

何随_____等变量的改变而发生

变化，并用图形来表示体系的状态的变化，这种

图称为状态图或称为相图。

31.2分（2323）请填出下列体系的相数

片？

（1）雾：o（2）混合

均匀的米粉和面粉：O

三、计算题（共4题40分）

32.10分（2663）甲醇、乙酸和水形成部分互溶的

三元体系，用下列方法绘制相图。取一组不同配

比的乙酸和水的混合液，在二组分混合液中乙酸

的摩尔分数为x乙，20℃时，在各个混合液中逐

步滴加甲醇，直至体系完全溶成一相，记下甲醇

的摩尔分数工甲，实验数据列表如下:

X』乙靛，水）0.10.20.30.40.50.60.70.80.9

了▼（甲醇，乙配।水）0.200.270.300.280.260.220.170.120.07

设有5g甲醇、30g乙醛、50g水在20℃下混

合。问欲改变该体系的相数，需除去多少克水，

或加入多少克水？(试卷上需给三角坐标纸)

33.10分(2595)298.15K丙醇和水二组分气一

液平衡时,蒸气压与液相组成的关系如表和图所

示：

X内00.050.200.400.600.800.901.00

p内/Pa01440181318932013237325842901

p*/Pa31683093290628932653178710840

pdPa31684533471947864666416036682901

(1)在图中画出蒸气压与气相组成的关系

曲线,注明各区的相态;

(2)将含丙醇x=0.6的水溶液进行精

储，气相可得到，液相可得到

9

(3)若以298.15K纯丙醇为标准态，求x

丙=0.6的水溶液中丙醇的活度及活度系数。若

以符合亨利定律的假想的纯液态丙醇为标准态，

求上述溶液中丙醇的活度及活度系数o

O.Z0.40.60.81.0

水H(丙醇)丙醇

34.10分(9405)酚-水体系在60℃时分

成A和B两液相,A相含酚的质量分数为0.168,

B相含水的质量分数为0.449o

(1)如果体系含90g水和60g酚，试求

A,B两相的质量各为多少。

(2)如果要使含酚的质量分数为0.800的

溶液100g变浑浊，最少应该向体系加入多少

水？

(3)欲使(2)中变浑浊的体系恰好刚刚

变清，必须向体系中加入多少水？

35.10分(2520)

N2在低温下有三种晶型，同时存在于44.5

K,471kPa下，在此三相点其体积变化

AV/cnp.mol"为：y—f。,0.165;y—f/J,0.208;a

——-B,0.043o在p—36K时，a一夕:AV=0.22

cnp.mol",其转换的燧变

AtusSm分别为L25,5.88,4.59和6.52JK^mol^

(1)求三种晶型相互转换时压力对温度的

斜率dp/dT

(2)绘出M在低温下的p-T图

物理化学试卷相平衡3答案

一、选择题(共21题40分)

L2分(2440)(B)2.2分(2408)(A)恒

沸混合物与化合物不同，没有确定的组成。只在

压力恒定时，其组成才一定，即恒沸混合物的

沸点随外压而改变。3.2分(2678)(C)因

为。=3所以/=。-。+2=3+2=5-勿

体系中相数最少时，自由度最多。且体系中最少

应有一相，故/=5一1=4

4.2分(2640)(B)/=c-0+2-i=2-2+2-i=i5.

2分(2400)(C)

S=n+1,R=Q,R=O又C=〃+

190=2/=C+3-0=n+l+3-2=n+2

6.2分(2394)［答］(C)S=6,K=4,

R'=0,C=6-4-0=2/=2-0+1=3-0=0,

0=37.2分(2552)(D)根据水的相图，

欲使水在373.15K时稳定存在，水的蒸气压必须大

于它在该温度下的平衡蒸气压101.325kPao8.2分

（2637）（B）

9.2分（2396）［答］（C）S=5,R

=3,R=0,05-3=2

f=2-0+1=0,I=J1大的3,除去硫酸

水溶液与冰还可有一种硫酸水含物与之共存。

10.2分(2613)［答］(1)(C)(2)(D)11.2

分(2481)(A)是错误的。12.2分(2384)(A)

13.2分(2407)(B)C=2(蔗糖，水)，@二

2(蔗糖溶液，纯水)

/=C+3-0=2+3-2=3,f=