物理化学相平衡例题

相平衡例题 例2
系统中有C(s), H 2O(g), CO 2(g), CO(g), H 2(g)共存，C=？
答：系统中有反应：(1)C(s)+H 2O(g)⇔CO(g)+H 2(g)
(2)C(s)+CO 2(g) ⇔2CO(g)
(3)CO(g)+H 2O(g) ⇔CO 2(g)+H 2(g)
其中S=5，独立化学平衡数R ≠3=2, ∴C=5–2=3注意：系统确定后，其组分数是确定的，物种数有一定随意性。

例1NH 4Cl(s)=NH 3(g) + HCl(g)
C= S –R –R ’
S=3
R =1 K p = P (NH 3) ×P (HCl )
R ´=1 P (NH 3)=P (HCl )
C=1
若体系中已有H C l (g), 则C =?R`=0 C=2例3NH 4HS(s) 和任意量的NH 3(g) 及H 2S(g) 达平衡
时有:
(A) C = 2，P = 2，f = 2；(B) C = 1，P = 2，f = 1
(C) C = 2，P = 3，f = 2；(D) C = 3，P = 2，f = 3(A)1000K 下，NH 3、H 2、N 2三气平衡F=?
S =3，R =1 (2NH 3=3H 2+N 2)，P =1
F = C -P +1=2 (p 、x NH3、x H2或x N2其中之二)
(1)、冰水共存时F ＝？
C =1，P =2(冰、水)， F = 1-2+2=1
(T 或p )f = C –P + 2
指出含有CaCO 3(s) 、CaO(s) 、CO 2(g)的体系与CO 2(g)和N 2(g)的混合物达渗透平衡时的物种数、组分数、相数和自由度数。

例4.
答:S = 4 , R = 1, R ′= 0
CaCO 3(s) = CaO(s) + CO 2(g)
C = 3 , P = 4
f = C –P + 3 = 3 –4 + 3 = 2
※注意:相律 f = C –P + 2 (体系各处的压力均相等,公式中的2表示温度和压力)而在此题渗透平衡中P 1 ≠P 2 ,所以相律应写为: f = C –P + 3
例5 Na 2CO 3有三种含水盐：N a 2C O 3⋅H 2O , N a 2C O 3⋅7H 2O , N a 2C O 3⋅10H 2O
(1)p θ下,与N a 2C O 3(aq)和冰共存的含水盐最多有几种？(2)30℃时，可与水蒸气共存的含水盐最多有几种？
解：系统由N a 2C O 3和H 2O
构成, C =2若S =5, 但存在三个平衡关系: R =3,
N a 2C O 3+xH 2O = N a 2C O 3.xH 2O
∴C =2
1) 指定p θ, f = 2 –P + 1= 3 –P , f = 0, P = 3 ∴P 最多为3,与Na 2CO 3(aq)和冰(s)与共存的盐只有一种。

2) 指定30℃, f = 3 –P ,
f = 0, P = 3 ∴P 最多为3，
∴与水蒸气共存的含水盐最多有2种
13．下列叙述中错误的是：A
(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0℃(273.15K)，压力是101325 Pa ；
(D) 水的三相点f = 0，而冰点f = 1 。

16. 在 400 K 时，液体 A 的蒸气压为 40000 Pa ，液体 B 的蒸气压为 60000 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：C
(A) 0.31 (B) 0.40 (C) 0.50 ( D) 0.60
30．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 (A) 恒沸混合物 ； (B) 纯A ；
(C) 纯B ； (D) 纯A 或纯B 。

某二元凝聚相图如下图所示。

（1）标出①，②，③，④，⑤各区的相态及成分（按标号依次写出）；
（2）确定在C,D 点形成化合物的分子式；
（3）画出a,b 组成点的步冷曲线并标出自由度数及相变化（在右图上相应位置）；
（4）如果有含B40%的熔体1kg ，在冷却过程中可得何种纯固体物质？计算最大值，反应控制在什么温度？
例题：C D
18．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 。

(C)
C D
解：(1)
AB和AB2
1、对标准态的理解下述正确的是（ D ）。

Ａ标准态就是273.15Ｋ，101.325ｋＰａ下的状态
Ｂ 标准态就是不能实现的假想状态
Ｃ 标准态就是活度等于１的状态
Ｄ 标准态就是人为规定的某些特定的状态
2、对于由两液相物质组分的实际溶液有下列说法：其中正确的说法是（ B ）
①在ｘＡ→１的区间内，Ａ的行为可用亨利定律来描述；
②在ｘＢ→１的区间内，Ｂ的行为可用拉乌尔定律来描述；
③在ｘＡ→１的区间内，Ａ的行为可用亨利定律来描述；
④在ｘA →１的区间内，Ｂ的行为可用亨利定律来描述。

Ａ ①③Ｂ ②④Ｃ ②③Ｄ ①②
3、自然界中，有的高大树种可以长到100 m 以上，能够提供营养及水位到树冠的主要动力是什么？C
(A) 因外界大气压引起的树干内导管的空吸作用
(B) 树干中微导管的毛细作用
(C) 树内体液含盐浓度高，渗透压大
(D) 营养和水分自雨水直接落到树冠上
(3)
(4) 纯C(AB)固体，反应接近200℃
m (AB) ×(0.52－0.40) = m (l)×(0.40－0.12)
解得 m (AB)= 0.7 kg 。

m (AB)+m (l)=1kg l
F=1
l →C
F=0C F=1l F=2l 1+l 2F=1l 1→D+l 2F=0
l+D F=1
F=0
l →D+C
D+C
F=1
4、两只各装有1 kg 水的烧杯,一只溶有0.01 mol 蔗糖,另一只溶有0.01 mol NaCl, 按同样速度降温冷却,则：( A )
(A) 溶有蔗糖的杯子先结冰(B) 两杯同时结冰
(C) 溶有NaCl 的杯子先结冰(D) 视外压而定
5、下列叙述中错误的是（A ）。

Ａ 水的三相点的温度是273.15Ｋ，压力是610.62Ｐａ
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273.15Ｋ，压力是101.325ｋＰａ
Ｄ 水的三相点ｆ＝０，而冰点ｆ＝１
6、下列关于Ａ和Ｂ形成共沸混合物说法中，不正确的是（D ）。

Ａ 恒沸混合物的沸点不会处于ＴＡ和ＴＢ之间
Ｂ 恒沸混合物从开始沸腾到蒸发终止，其沸点和组成始终不变
Ｃ 恒沸混合物的组成是可以改变的
Ｄ 恒沸混合物的组成在P -x 图上和Ｔ-ｘ图上一定是相同的
7、FeCl 3和H 2O 能形成FeCl 3·6H 2O ，2FeCl 3·7H 2O ，2FeCl 3·5H 2O ，FeCl 3·2H 2O 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P 分别为：C
(A) C= 3，P = 4 (B) C= 2，P = 4
(C) C= 2，P = 3 (D) C= 3，P = 5
8、与温度有关而与压力无关的平衡常数是（ A ）。

Ａ Ｋａө，ＫｐＢ Ｋｆ，Ｋｘ（理想气体）
ＣＫａө，Ｋx （理想气体）ＤＫｃ（溶液）Ｋｘ（理想气体）
9、肯定无量纲的平衡常数是（C ）。

ＡＫｆ，ＫｐＢＫｆ，ＫａＣＫｘ，ＫａＤＫｃ，Ｋａ
10、化学反应体系的ΔｒＧｍө是指（B ）。

Ａ 反应体系处于平衡状态下，体系Ｇ的改变量
Ｂ 由标准态下各自独立的反应物变为标准态下各自独立的产
物，Δξ＝１mol 假想变化中体系Ｇ的改变量
Ｃ ΔｒG ｍ与Ｋө有相同的物理含义及数值
Ｄ 总压力101.325ｋＰａ下，Δξ＝１mol 的化学反应体系
Ｇ的改变量
11、２９８Ｋ时，反应BaCO 3(s)＝BaO(s)+CO(g)的K ө＝
1.32X10-38，ΔｒＨｍ＞0 ，为了得到ＢａＯ，可采取的措施
是（C ）。

Ａ增加体系的压力，增加BaCO 3的量Ｂ减少ＢａＯ的量
Ｃ升高温度，降低体系压力Ｄ降低温度，增加体系压力
12、电解LiCl 制备金属锂时。

由于LiCl 熔点高（878 K ），通常选用比LiCl 难电解的KCl （熔点1048 K ）与其混合。

利用低共熔点现象来降低LiCl 熔点,节约能源。

已知LiCl(A)-KCl(B)物系的低共熔点组成为含w （B ）=0.50，温度为629 K 。

而在723K 时KCl 含量w （B ）=0.43时的熔化物冷却析出LiCl(s)。

而w （B ）=0.63时析出KCl(s)。

绘出LiCl-KCl 的熔点-组成相图。