东华大学物理化学复习

练习下列说法对吗？为什么？

(1)在一给定的体系中，独立组分数是一个确定的数。

(2)单组分体系的物种数一定等于1。

(3)相律适用于任何相平衡体系。

(4)在相平衡体系中，如果每一相中的物种数不相等，则相律不成立。

提示解(1)对(2)错，组份数等于1(3)错。在有电场、重力场、磁场、或渗透质存在时，不适用，必须加以修正。(4)错，由相律得出的结论与每一相中的物种数无关。请论证

(1)在一定温度下，某浓度的NaCl水溶液只有一个确定的蒸气压；

(2)在一定温度下，草酸钙分解为碳酸钙和一氧化碳时只能有一个确定的CO压力。

提示解(1)浓度、温度一定，=1则f=1-1+1=1(2)f=2-3+2=1当T一定时，f=0试求下述体系的自由度并指出变量是什么？

(1)在压力下，液体水与水蒸气达平衡；

(2)液体水与水蒸气达平衡；

(3)25℃和压力下，固体NaCl与其水溶液成平衡；

(4)固态NH4HS与任意比例的H2S及NH3的气体混合物达化学平衡；

(5)I2(s)与I2(g)成平衡。

提示解(1)f=1-2+1=0,(2)f=1-2+2=1温度或压力(3)f=2-2+0,温度和压力(4)f=2-2+2=2,温度和压力Na2CO3与水可形成三种水合物Na2CO3·H2O(s)，Na2CO3·7H2O(s)和Na2CO3·10H2O(s)。问这些水合物能否与Na2CO3水溶液及冰同时平衡共存？

提示解不能，只能与冰或水或水溶液共存。根据碳的相图，回答下列问题：

(1)点O及曲线OA，OB和OC具有什么含义？

(2)试讨论在常温常压下石墨与金刚石的稳定性；

(3)2000K时，将石墨变为金刚石需要多大压力？

(4)在任意给定的温度和压力下，金刚石与石墨哪个具有较高的密度？

提示解(1)点O为石墨、金刚石、液态碳三相平衡点。OA为石墨与金刚石两相平衡线，OB、OC留给读者自己考虑。(2)石墨稳定(3)约(4)dp/dT>0,Δ金刚石密度大。在1949～2054K之间，金属Zr的蒸气压方程为

请得出Zr的摩尔升华焓与温度T的关系式。并估算Zr在溶点2128K时的摩尔升华焓和蒸气压。

提示答案：某物质的固体及液体的蒸气压可分别用下式表示：

（固体）

(1)

（液体）

(2)

试求其：

(1)摩尔升华焓

(2)正常沸点

(3)三相点的温度和压力

(4)三相点的摩尔熔化熵

提示答案：〔(1)35.71kJ·mol-1，(2)298.7K，(3)260.0K,19.13kPa，(4)30.3JK-1mol-1〕在海拔4500m的西藏高原上，大气压力只有57.329kPa，水的沸点为84℃，求水的气化热。

提示答案：(39.45KJ·mol-1)一冰溪的厚度为400m，其比重为0.9168，试计算此冰溪底部冰的熔点。设此时冰溪的温度为-0.2℃，此冰溪能向山下滑动否？

提示答案：(-0.26℃)下列说法对吗？为什么？

(1)杠杆规则只适用于T～X图的两相平衡区。两相的量可以物质的量或质量表示。

(2)通过精馏的方法总可以将二元互溶液系分离成两个纯组分。

(3)一般有机物可以用水蒸气蒸馏法提纯，当有机物质的饱和蒸气压和摩尔质量越大时，提纯一定质量有机物需用的水蒸气量越少，燃料越省。

(4)恒沸物是化合物。因为其组成不变。

提示解(1)对(2)错，若形成共沸物，则无法完全分离。(3)对，为什么水和三乙基胺部分互溶体系会出现低临界溶解温度？

提示解低温时，易形成分子间氢鍵或弱鍵络合物。已知甲苯、苯在90℃下纯液体的饱和蒸气压分别为54.22kPa和136.12kPa。两者可形成理想液态混合物。

取200.0g甲苯和200.0g苯置于带活塞的导热容器中，始态为一定压力下90℃的液态混合物。在恒温90℃下逐渐渐低压力，问：

(1)压力降到多少时，开始产生气相，此气相的组成如何？

(2)压力降到多少，液相开始消失，最后一滴液相的组成如何？

(3)压力为92.00kPa时，体系内气、液两相平衡，两相的组成如何？两相的物质的量各为多少？

提示答案：〔(1)98.54kPa,yB=0.7476，(2)80.40kPa,XB=0.3197

(3)yB=0.6825,xB=0.4613,nG=1.709mol,nL=3.022mol〕四氢萘C10H12在207.3℃、下沸腾。假定可以使用特鲁顿规则、即摩尔蒸发熵为88J·K-1·mol-1。试粗略估计在下用水蒸气蒸馏四氢萘时，每100g水将带出多少克四氢萘？

提示答案：(34g)热分析法绘制相图的原理是什么？如何从冷却曲线的形状来断别体系的相变情况？实验过程中应注意哪些问题？

提示解试用Cd-Hg二元体系相图说明在常温下，韦斯登标准电池的电动势只与温度有关。

提示解热分析方法测得Ca，Mg二组分体系有如下数据：Wca00.10.190.460.550.650.790.901.00转折点温度T1/K/8837879739949237391028/水平线的温度T2/K9247877877879947397397391116

(1)根据以上数据画出相图，在图上标出各相区的相态；

(2)若相图中有化合物生成时，写出化合物的分子式（相对原子质量Ca:40，Mg:24）；

(3)将含Ca为0.40（质量分数）的混合物700g加热熔化后，再冷却至787K时，最多能得纯化合物若干克？

提示解NaCl－H2O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W=0.223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W=0.27的NaCl溶液。已知无水氯化钠在水中的溶解度受温度的影响很小，当温度升高时，略有增加。

(1)根据以上条件绘出NaCl－H2O系统的固液平衡相图，并标出各部分存在的相。

(2)若以冰盐水作致冷剂，能获得的最低温度是多少？

(3)若需-10℃的冰盐水，应配制的NaCl水溶液的浓度为多少？

(4)为了将含2.5%地NaCl的海水淡化，先将海水降温，使冰析出，将冰溶化而获得淡水。问冷到什么温度时获得的淡水最多？

(5)若有100gW=0.28的NaCl溶液由160℃冷却，问当温度降到多少度时析出的NaCl最多，为多少克？

提示答案：〔(2)-21℃，(3)约10%，(4)-21℃，(5)-9～-10℃之间，13.7g〕某A－B二组分凝聚体系相图如下图：

(1)指出各相区稳定存在时的相；

(2)指出图中的三相线。在三相线上哪几个相成平衡？三者之间的相平衡关系如何？

(3)绘出图中状态点为a、b、c三个样品的冷却曲线，并注明各阶段时的相变化。

提示解KNO3－NaNO3－H2O体系在5℃时有一三相点，在这一点无水KNO3和无水NaNO3同时与一饱和溶液达到平衡。已知此饱和溶液含KNO3为9.04%（重量），含NaNO3为41.01%（重量）。如果有一70gKNO3和30gNaNO3的混合物，欲用重结晶方法回收纯KNO3，试计算在5℃时最多能回收KNO3若干克？

提示答案：(63.9g)25℃时，苯－水－乙醇体系的相互溶解度数据（%质量）如下：苯0.10.41.34.49.212.817.520.030.0水80.070.060.050.040.035.030.027.720.5乙醇19.929.638.745.650.852.252.552.349.5苯40.050.053.060.070.080.090.095.0

水15.211.09.87.54.62.30.80.2

乙醇44.839.037.232.525.417.79.24.8

(1)绘出三组分液-液平衡相同；

(2)在1kg质量比为42:58的苯与水的混合液（两相）中，加入多少克的纯乙醇才能使系统成为单一液相，此时溶液的组成如何？

(3)为了萃取乙醇，往1kg含苯60%、乙醇40%（质量）的溶液中加入1kg水，此时系统分成两层。上层的组成为：苯95.7%，水0.2%，乙醇4.1%。问水层中能萃取出乙醇多少克？萃取效率（已萃取出的乙醇占乙醇总量的百分数）多大？

提示答案：(2)W（乙醇）=1.101kg;X萃=19.6%;X（水）=28.0%;X（乙醇）=52.4%）

(3)W（乙醇）=0.375g;萃取效率：93.8%测试Ⅰ选择题(共15小题,每题2分)高温下CaCO3分解为CaO(s)及CO2(g)并达分解平衡，其组分数C为A.1B.2C.3D.4NH4HS(s和任意量的NH3(g)及H2S(g)达平衡时有A.B.C.D.固体Fe、FeO、Fe3O4与气体CO、CO2达平衡时，其独立化学平衡数R。组分数C和自由度数f分别为A.B.C.D.NaCl水溶液和纯水经半透膜达渗透平衡时，该体系的自由度是：A.1B.2C.3D.4硫酸与水可形成H2SO4·H2O(s)、H2SO4·2H2O(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.零当乙酸与乙醇混合反应平衡后，体系的独立组分数C和自由度f应分别为A.C＝2，f＝3B.C＝3，f＝3C.C＝2，f＝4D.C＝2，f＝2水的三相点温度T1与冰的熔点温度T2比较。A.T1＝T2B.T1>T2C.T1<T2D.无法确定二组分体系等温或等压相图中，体系点与相点一致的是A.单相区B.两相平衡区C.三相区D.不存在物质A与B可形成低共沸混合物E。已知纯A的沸点小于纯B的沸点。若将任意比例的A+B混合物在一个精馏塔中精馏，在塔顶的馏出物是A.纯BB.纯AC.低共沸物D.都有可能关于恒沸混合物的描述，下列哪一点是不正确的？A.沸腾时其气液相组成相同B.当压力一定时，其组成一定C.恒沸混合物的组成固定不变D.若恒沸混合物的恒沸点在T～X图上是最高点，则在p～X图上是最低点。在相图上，当系统处于下列哪一点时只存在一个相？A.临界点B.熔点C.恒沸点D.低共熔点实验上绘制水～盐体系的相图，一般常采用的方法是A.热分析法B.溶解度法C.蒸气压法D.熔点法当用三角形坐标法来表示三组分体系时，若某体系的组成在平行于底边BC的直线上变动，则该体系的特点是A.B的组成不变B.A的组成不变C.C的组成不变D.B和C的组成之比不变右图为一个三组分体系的相图，在区域Ⅱ内是A.单一溶液区域B.由液层B(l)和C(l)组成的两相区C.由图体B和C组成的两相平衡区D.由固体B、C和溶液组成的三相平衡区下图为一三液体系相图，bd和ac把相图分为三个相区Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，每个相区所存在的相数为A.Ⅰ区1，Ⅱ区1，Ⅲ区1B.Ⅰ区1，Ⅱ区3，Ⅲ区2C.Ⅰ区2，Ⅱ区2，Ⅲ区2D.Ⅰ区1，Ⅱ区2，Ⅲ区1

正确答案：

1：B、2：A、3：D、4：C、5：C

6：A、7：B、8：A、9：C、10：C

11：A、12：B、13：B、14：B、15：D测试Ⅱ选择题(共12小题,每题2分)磷酸在水中可发生电离，生成H+，H2PO4-，HPO42-和PO43-，磷酸水溶液的物种数和独立组分数是A.5，3B.6，2C.6，3D.5，2一体系如图所示，其中半透膜a只允许O2(g)通过，请选择正确答案：O2(g)

Ag(s)Ag2O(s)aO2(g)

CCl4(g)

(1)体系的组分数为A.2B.3C.4D.1

(2)体系的相数为A.3B.4C.5D.2

(3)体系的自由度为A.1B.2C.3D.4Na2CO3可形成三种水含盐：Na2CO3·H2O、Na2CO3·7H2O及Na2CO3·10H2O，常压下当将Na2CO3(s)投入其水溶液中，待达三相平衡时，一相是Na2CO3水溶液，一相是Na2CO3(s)，则另一相是：A.冰B.Na2CO3·10H2O(s)C.Na2CO3·7H2O(s)D.Na2CO3·H2O(s)已知苯-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