第六章-相平衡习题课

1、第六章,相平衡 习题课,1、判断题 （1）、在单组分系统的相图中，最多只能存在一个三相点（ ）。 （2）若恒沸混合物的恒沸点在沸点-组成图上为最低点，则在压力-组成图上为最高点。（ ） （3）在通常情况下，对于三组分系统，能平衡共存的最多相数为4。（ ）,2、选择题 （1）实验绘制水盐系统的相图时，一般常采用的方法是（ ） A、电导法 B、溶解度法 C、热分析法,答案： ； ； 。,答案： （B）,（2）FeCO3和H2O形成四种水合物FeCO36H2O(s)， 2FeCO37H2O(s)， 2FeCO35H2O(s)，和FeCO32H2O(s)，则系统的组分数为：（ ） A 、2 B、 3

2、C、 4 D、5,答案： （A ),（3）如同上题的系统，在恒定温度和压力下平衡共存的最多的相数为（ )。 A 、2 B、 3 C、 4 D、5,答案： （A）,3、填空题 （1）固体NH4HS放入真空瓶内，在一定温度下分解反应达到平衡时，系统的组分数C=_，相数P=_和条件自由度F=_ 。 （2）二组分混合物处于低共熔温度是，系统的条件自由度f=_ 。,答案： （1）1; 2; 0. （2）0,一、指出下列几个系统的组分数C、相数P和自由度数F: （1）N2(g)和O2(g)溶于水，且达到气液平衡； （2）NH4Cl(s)在一个容器中部分分解且达到化学平衡； （3）同（2），但在容器中原来已

3、有HCl(g)； （4）固态CaCO3在一个预先抽空的的容器中部分分解且达到化学平衡。,二、氢醌的饱和蒸汽压与温度的数据如下：,根据上述数据计算： （1）氢醌的摩尔蒸发焓vapHm、摩尔熔化焓fusHm和摩尔升华焓subHm （假设摩尔相变焓均与温度无关）； （2）气、液、固三相平衡共存时的温度和压力； （3）氢醌在500K沸点时的外压p。,二、解： （1）由gl平衡数据知：,三、下图是碳的相图，试根据该图回答下列问题： （1）、说明曲线OA、OB、OC三条线的物理意义； （2）说明O点的物理意义； （3）碳在250C、100kPa下以什么状态稳定存在？ （4）在2000K时，增加压力，使石墨

4、转变成金刚石是一个放热反应，试从相图判断两者的摩尔体积Vm哪个大？ （5）试从相图上估计2000K时，将石墨转变成金刚石需要多大压力？,三、 (1) OA石墨(s)金刚石(s)两相平衡线 OB石墨(s)液态的两相平衡线 OC液态金刚石(s)两相平衡线 (2) O三相点，F=0； (3) 碳在25oC,100kPa下以石墨状态稳定存在。,(4)在2000K下，压力，由石墨金刚石放出热量，则 ，而m不变，故Vm=m/ ；石墨的Vm大。 (5)从图上估计，由石墨金刚石，在2000K时，大约需加压到60107Pa。,四、A、B二组分系统在恒压下的气液平衡相图如下图： （1）表明各相区及自由度数； （2

5、）试说明a,b,c,d,e点温度的意义及自由度数； （3)将xB=0.3的溶液升温，问刚开始出现气相的组成是什么？该溶液用精馏法能否得到纯B？ （4)、当系统点为O点时，试在相图上做辅助线，指出有几相平衡共存，各相的组成及相对数量。,1,2,3,4,四、（1）,(2) aA的沸点； bB的沸点； F=1-2+1=0 c-液相线上一点，F=2，（泡点） d-气相线上一点，F=2，（露点） e最低恒沸点， F=0。,(3)xB=0.3的液相升温，开始出现气相的组成约为0.55。该溶液用精馏法只能得到纯A和恒沸混合物，不能得到纯B。,(4)当系统点为O时，gl 共存,五、苯酚（A）的熔点40OC，-

6、萘胺（B）的熔点50OC。该凝聚系统的相平衡数据如下： A和B形成一个等分子的相合熔点化合物，其熔点为28oC； xB=0.25为一个低共熔混合物，其低共熔点为17oC； xB=0.65为一个低共熔混合物，其低共熔点为23oC； （1）画出该系统的相图； （2）表明各相区，并指出其自由度数； （3）指出三相线及自由度数； （4）画出xB=0.6溶液的冷却曲线； （5）今有1kg上述混合物加热，冷却后最多能得到多少纯化合物。,(2) 单相区：F=2 二相区：F=1,（3）两条三相线： MN, PQ: F=0,（5） xB=0.6的混合物1kg,冷却到23oC时，析出纯C(s)最多。,六、二元凝聚系统的熔点组成图如下。请根据相图： （1）列表填写19各相区的相数，相的聚集态及成分和条件自由度数； （2）以下各点（e, f, g点）的物理意义