物理化学相图题目

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物理化学 二相图

物理化学 二相图

称为Clausius-Clapeyron 方程,其中p1、p2分别为液体(固体)
在T1、T2时的平衡蒸气压。
3

Trouton规则(气-液):
对于气液的相变热, Trouton提出一个近似的规 则.trsHm,vap≈88Tb J.K-1.mol-1
Trouton(楚顿)规则:对于一些液体实验表 明在其正常沸点下摩尔气化熵ΔSm一般介于72109 J mol-1K-1之间,平均为88 J mol-1 K-1 即 Δ Sm = ≈88 J mol-1 K-1 此规则不适用于极性高的液体。
p E
H
F
l+g, f=1
TA*
液相, f=2
xAl
xA
xAg
xA
T,A* :纯A的沸点
101.325kPa
T,B* :纯B的沸点 G:气相区 L:液相区 液相线上的点称沸 点,液相线又称沸 点线。气相线上的 点称露点,气相线 又称露点线。
G
D
d c
g
b
L
a
绘制双液系相图装置
由p-x图绘制T-x图: 以苯(A),甲苯(B)双液系为例. 体系的p-x相图. 红线为双液 系液相线. 在1atm处作水平线与各液相线 分别相交,交点的横坐标分别为 x1,x2,x3,x4 . 在T-x图中分别在381K,373K, 365K和357K处作等温线,与表示 溶液组成的垂线相交. 纯甲苯和苯的正常沸点分别为 384K和353.3K,在T-x图中分别 标出这两点. 连接T-x图中液相线的各点便可 得到液相线. 用类似的方法可以绘制T-x图中 的气相线,或者用计算的方法也 可得到气相线.
例题:求下列体系的自由度f。
(1)氯化钠水溶液。 (2)气、冰和水共存 (3) 1000K下,NH3、H2、N2三气平衡

物理化学相图试卷及答案

物理化学相图试卷及答案

物理化学相图试卷及答案相平衡一、选择题41、(本题2分)用比较准确的语言表达,相图说明的是()系统。

A.封闭系统B.已达平衡的多相开放系统C.非平衡开放系统D.开放系统B2、(本题2分)在标准压强下,根据吉布斯相律,双组分平衡系统的最大条件自由度数为()。

4A.1B.2C.3D.4B3、(本题2分)NH4HS(s)和任意量的NH3(g)及H2S(g)达平衡时有()。

6A.C=2,Φ(P)=2,?=2;B.C=1,Φ(P)=2,?=1;C.C=1,Φ(P)=3,?=2;D.C=1,Φ(P)=2,?=3。

A4、(本题2分)二组分合金处于两相平衡时系统的条件自由度数?(F)为()。

6A.0;B.1;C.2;D.3。

B5、(本题2分)I2在液态水和CCl4中达到分配平衡(无固态碘存在)则该系统的条件自由度数为()。

6A.?’=1;B.?’=2;C.?’=0;D.?’=3。

D6、(本题2分)对恒沸混合物的描写,下列各种叙述中哪一种是不正确的()5A.与化合物一样,具有确定的组成;B.恒沸混合物的组成随压力的改变而改变;C.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。

B7、(本题2分)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平衡共存的硫酸水合物最多可有多少种()6A.3种;B.2种;C.1种;D.不可能有硫酸水合物与之平衡共存。

C8、(本题2分)某系统存在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+CO(g);CO2(g)+C(s)2CO(g)。

则该系统的组分数C为()。

6A.3;B.2;C.1;D.4。

A9、(本题2分)当水、冰、水蒸气三相平衡共存时,系统的自由度数为()。

物理化学三元相图

物理化学三元相图

E1
TC
E C3 C2 C1
C
TB B3 B2 E2 B1
B
——
TA
LA
液 E3 相 面
初 生 相 开 始 析 出
E1
TC
E
E3
TA
A3 A2 A1
E3
A
e3
TC
E
C3
e
C2
E E E1 e1
TB
E1
LB
E2
E2 L C
TB B3 B2 E2 B1
B
e2
C1
C
TA
L A E1
E3 E
A
E3
E1
A3
A3
A2 A1
E3
A
A1
E3
E
C3 C1
LA+C
E1
B2
B1 L A + B
E
E1
TC
E C3 C2 C1
C
TB B3 B2 E2 B1
B
E
B3 E2
B1
C2
LB +C
C1
LA+C
A
B
L A+B
e
C
LA+B LB +C
LA+B +C
L A+B
A
B
L A+B
LA+B +C
e
C
3.投影图 下图所示的投影图中,粗线e1E,e2E和e3E是3条共晶 转变线的投影,它们的交点E是三元共晶点的投影。粗线把投影
L+B
A+B+C
A
固态部分溶解的三元共晶相图

工科大学化学(物理化学)相律与相图部分习题及解答

工科大学化学(物理化学)相律与相图部分习题及解答

第12章相律与相图1.试计算下列平衡体系的自由度数:(1) 298.15 K、101 325Pa下固体NaCl与其水溶液平衡;(2) I2(s) ? I2(g);(3) NaCl(s)与含有HCl的NaCl饱和溶液。

(答案:①0,②1,③3)解:(1) K = 2, R = 0, b = 0, φ= 2∴C = K-R-b = 2, 又T, p已指定∴f = C -φ + n = 2- 2 + 0 = 0(2) K=1, R = 0, b = 0, φ=2∴C = K-R-b =1- 0- 0 =1则f = C -φ + n = 1- 2 + 2 = 1(3) K=3, R = 0, b = 0, φ=2则C = K-R-b =3–0–0 = 3∴f = C -φ + n =3- 2 + 2 = 32.固体NH4HS和任意量的H2S及NH3气体混合物组成的体系按下列反应达到平衡:NH4HS(s) ? NH3(g)+H2S(g)(1) 求该体系组元数和自由度数;(2) 若将NH4HS放在一抽空容器内分解,平衡时,其组元数和自由度数又为多少?(答案:①2,2,②1,1)解:(1) K=3, R = 1, b = 0, φ=2∴C = K-R-b =st1:chsdate Year="2000" Month="3" Day="1" IsLunarDate="False" IsROCDate="False">3 -1- 0 = 2 即体系组元数为2而体系的自由度数f = C -φ + n = 2 – 2 + 2 = 2(2) K=3, R = 1, b = 1, φ=2∴该体系平衡时的组元数C = K-R-b =3 – 1 – 1 = 1而体系的自由度数 f = C -φ + n = 1- 2 + 2 = 13.求下列体系的组元数和自由度数:(1) 由Fe(s)、FeO(s)、C(s)、CO(g)、CO2(g)组成的平衡体系;(2) 由Fe(s)、FeO(s)、Fe3O4(s)、C(s)、CO(g)、CO2(g)组成的平衡体系;(3) Na2SO4水溶液,其中有Na2SO4(s)、H2O、H + 和OH -;(4) 已知Na2SO4水溶液中有+、、(l)、(s)、H + 和OH -。

物化练习题(1)

物化练习题(1)

高材15级物理化学试题A一、分析及相图题1、真实气体的行为规则是什么?真实气体能否被液化?其条件是什么?答:分子之间有相互作用力,分子本身占有体积,分子不断作无规则热运动;能被液化,气体温度低于Tc(临界温度)。

2、质量作用定律对于复杂反应是否适应?答:否,质量作用定律只适用于基元反应,对于非基元反应,只能对其反应机理的每一步基元反应适用。

3、现在有人想利用海洋中不同深度的温度不同,设计一种循环操作的机器,使海水的热力学能转换成有用的机械功。

这是不是违反热力学第二定律?为什么?答:不违反,海洋深层的温度低于表面,由于相对密度的原因,温度低的水总在海洋的下层,因为不是从单一的热源吸热做功,所以不违反热力学第二定律。

4、任一封闭系统在任意指定的始末状态之间可设计出无数多个具体的途径,各具体途径的热和功皆不相等,但每个途径的热和功的代数和皆相等,原因何在?答:封闭系统在指定的始末状态之间,任一指定途径的Qi+Wi=Δu,而Δu是状态函数的增量。

对于指定系统,Δu只取决于始末状态而与途径无关,故各途径的热和功…5、气相反应NO(g)+1/2O2(g) → NO2(g)在298 K,101.325 kPa下进行。

若有关气体均可视为理想气体,则因理想气体的热力学能只是温度的函数,故上述反应的△U = 0,又因是等温等压过程,Q=nC p,m△T=0。

此种说法是否正确?为什么?答:不正确,对于一定质量一定组成的理想气体,其热力学能只是温度的函数,有相变化或化学变化时不满足上述条件,也就是得不到ΔU=0的结论,只适用于系统在无相变化及化学变化且ω′=0的等压过程下的的情况,而有化学变化时套用公式则不对。

6、知道了化学反应方程式,能否确定其反应级数和反应分子数?答:不能,反应级数由实验得到,可通过尝试法,半衰期法,初始速率法等加以确定,通常一个化学反应不是按其计量数所示个数分子直接碰撞,而是经过一系列分子直接碰撞发生的步骤7、一定量100℃,100 kPa的水,在等温等压条件下变成水蒸气。

第五章相图(冶金物理化学)

第五章相图(冶金物理化学)
体系中物理、 相:体系中物理、化学性质完全一致的所有部分的总和。 绘制:(1)实验 测 H2O(L)= H2O(g) 平衡的 T ,p 实验 绘制 H2O(S)= H2O(g) H2O(S)= H2O(L) (2)作p—T图 作 图
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第五章 相图
水的相图
p-T图 —— 根据实验数据绘制 - 图
Kp =
2 pH 2 O 2 pH 2 pO 2
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第五章 相图
③自由度或独立变量
自由度:指体系可变因素( 、 自由度:指体系可变因素(T、P 、C…)的数目,这些 )的数目, 因素在一定程度内变动时新相不产生,旧相不消失。 因素在一定程度内变动时新相不产生,旧相不消失。 表示。 自由度数=独立变量数 用符号 f 表示。 自由度数 独立变量数 f=K-φ+2 相律的数学式
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第五章 相图
(2)有化合物的二元系相图
② 不稳定化合物(异分化合物) 不稳定化合物(异分化合物)
化合物的熔点测不到, 化合物的熔点测不到,不到熔点化合物就分解 特点:在相图上出现 字形 特点:在相图上出现T字形
物液相线; 物液相线 Tf,*A P :A物液相线;
Tf,*B E :B物液相线; 物液相线; 物液相线
Au
s
960.5℃ ℃
Ag
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第五章 相图
(3) 完全互溶型
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第五章 相图
二元系相图 步冷曲线各 段 f=?
T
T 纯A ①



⑤ 纯B
τ→ 纯物质:均匀降温→液态凝固 不变) 均匀降温 液态凝固(T不变 纯物质:均匀降温 液态凝固 不变 →均匀降温 合金:均匀降温→有固体析出 降温变缓)→两种固体 有固体析出(降温变缓 合金:均匀降温 有固体析出 降温变缓 两种固体 同时析出(T不变 不变) 均匀降温 同时析出 不变 →均匀降温

物理化学三元相图

物理化学三元相图
始晶相
A3
A2 A1
TA E A3 A2 A1
E1
B2
B1
LA+ B
——
TB E1 B3 B2 E2 B1
A
A1 E3 E
E3
TC E C3 C2 C1
B
E2
B3
B1 E
C3 C1
C
C2 C1
L B +C
LA+ C
LA+ C
LA+ B
A
L A+B
e
B
C
L B +C
LA+ B + C
50
C%
60 70 80 90 IV 50 40 ← A% 30 20 10 C
课堂练习
90 2. 标出 75%A+10%B+15%C 80 的合金 70 60 B% 50 40 30 20 10 A 90 80 70 60
B 10 20 30 40
50
C%
60 70 80 90 50 40 ← A% 30 20 10 C
两相区 三相区 四相区 同析三角台
单相区 (1个液相区,固溶体相、、的单相区)
3个液相面以上 的区域——1个 液相区
单相区 (1个液相区,固溶体相、、的单相区)
课堂练习
90 3. 标出 50%A+20%B+30%C 80 的合金 70 60 B% 50 40 30 20 10 A 90 80 70 60
B 10 20 30 40
50
C%
60 70 80 90 50 40 ← A% 30 20 10 C
B 2. 浓度三角形中具有特定意义的直线 90 II点:20%A- 50%B- 30%C III 点:20%A- 20%B- 60%C IV 点:40%A- 0%B- 60%C 80 70 II 10 20 30

物理化学相图试卷.(DOC)

物理化学相图试卷.(DOC)

相平衡一、选择题41、(本题2分)用比较准确的语言表达,相图说明的是()系统。

A.封闭系统B.已达平衡的多相开放系统C.非平衡开放系统D.开放系统B2、(本题2分)在标准压强下,根据吉布斯相律,双组分平衡系统的最大条件自由度数为( )。

4A. 1B.2C. 3D. 4B3、(本题2分)NH4HS(s)和任意量的NH3(g)及H2 S(g)达平衡时有( )。

6A.C=2,Φ(P)=2,ƒ=2;B.C=1,Φ(P)=2,ƒ=1;C.C=1,Φ(P)=3,ƒ=2;D.C=1,Φ(P)=2,ƒ=3。

A4、(本题2分)二组分合金处于两相平衡时系统的条件自由度数ƒ(F) 为( )。

6A.0;B.1;C. 2;D. 3。

B5、(本题2分)I2在液态水和CCl4中达到分配平衡(无固态碘存在)则该系统的条件自由度数为( )。

6A.ƒ’=1;B.ƒ’=2;C.ƒ’=0;D.ƒ’=3。

D6、(本题2分)对恒沸混合物的描写,下列各种叙述中哪一种是不正确的( ) 5A.与化合物一样,具有确定的组成;B.恒沸混合物的组成随压力的改变而改变;C.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。

B7、(本题2分)硫酸与水可形成H2SO4⋅H2O(s),H2SO4⋅2H2O(s),H2SO4⋅4H2O(s)三种水合物,问在101325 Pa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( ) 6A.3种;B.2种;C.1种;D.不可能有硫酸水合物与之平衡共存。

C8、(本题2分)某系统存在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 + CO(g);CO2(g) + C(s) 2CO(g)。

则该系统的组分数C为( )。

6A.3;B.2;C.1;D.4。

A9、(本题2分)当水、冰、水蒸气三相平衡共存时,系统的自由度数为( )。

物理化学相图知识总结(包含所有相图)

物理化学相图知识总结(包含所有相图)
单组分系统
一、 水的相图
水的相图考点:水的冰点与三相平衡点:三相点比冰点高约 0.01K
二组分系统 一、 理想液态混合物
1.定温下的 P-X 图
系统点: 相图上表示系统总状态(总组成)的点; 相点:表示各个相的状态(组成)的点.
1
结线:两个平衡相点的连结线.系统点总是在结线上 2.定压下的 T-X 图
泡点: 液相升温至开始起泡沸腾的温度; 露点: 气相降温至开始凝结的温度. 两点之间为相变温度区间, 与系统总组成有关. 精 馏 原 理:将液态混合物同时经多次部分气化和部分冷凝而使之分离的操作 称为精馏。 同一层隔板上, 自下而上的有较高温度的气相与反方向的较低温度的液相相遇. 通过热交换,气相部分冷凝, 液相则部分气化.
5
4.固态部分互熔系统
5.固态完全互熔系统
晶内偏析: 退火: 淬火: 6.生成稳定化合物的系统
6
注:若化合物数目有 N 种,则其相图就被看作是由(N+1)个简单低共熔点的固 态不互溶系统的相图组合而成。 7.生成不稳定化合物的系统
书写方程式是重点。
7
二、 非理想液态混合物
1. 二组分真实液态混合物的 4 种类型的 P-X 图
关于正偏差: 若两组分分子间的吸引力小于各纯组分分子间吸引力,形成混合物后,分子就容 易逸出液面而产生正偏差. 若纯组分有缔合作用,在形成混合物后发生离解,因分子数增多而产生正偏差.混 合时常有吸热及体积增大现象. 关于负偏差: 若两组分分子间的吸引力大于各纯组分分子间吸引力,形成混合物后,分子就较
4
三、 二组分固-液平衡体系
1.固态完全不互溶系统
2.热分析法
冷却曲线出现平台的原因:释放的凝固热抵消了因冷却而散失的热量 出现最低点:因最初非常微细的晶体难以析出,过冷现象导致 斜率变小的原因:固态 Bi 析出所释放的凝固热部分抵消了降温过程散失的热量 低共熔温度、低共熔混合物 3.溶解度法

《物理化学》练习题及答案解析

《物理化学》练习题及答案解析

《物理化学》练习题及答案解析(一)A-B-C三元相图如图所示1.判断化合物N(AmBn)的性质2.标出边界曲线的温降方向及性质3.指出无变量点的性质,并说明在无变点温度下系统所发生的相变化4.分析点1、点2、点3的结晶路程(表明液固相组成点的变化及各阶段的相变化)5.点3刚到析晶结束点和要离开析晶结束点时各物相的含量。

(二)相图分析A—B—C三元相图如下图所示:1. 划分分三角形2. 标出界线的性质和温降方向3. 指出四个化合物(D、S、AC、BC)的性质4. 写出无变量点E、G、F的性质(并列出相变式)5. 分析1点的析晶路程(三)下图为CaO-A12O3-SiO2系统的富钙部分相图,对于硅酸盐水泥的生产有一定的参考价值。

试:1、画出有意义的付三角形;2、用单、双箭头表示界线的性质;3、说明F、H、K三个化合物的性质和写出各点的相平衡式;4、分析M#熔体的冷却平衡结晶过程并写出相变式;5、并说明硅酸盐水泥熟料落在小圆圈内的理由;6、为何在缓慢冷却到无变量点K(1455℃)时再要急剧冷却到室温?(四)A—B—C三元相图如下图所示:1. 划分分三角形2. 标出界线的性质和温降方向3. 指出化合物的性质4. 写出无变量点的性质(并列出相变式)5. 点1、2熔体的析晶路程。

(S、2、E3在一条线上)6. 计算2点液相刚到结晶结束点和结晶结束后各相的含量。

答案(一)A-B-C三元相图如图所示6.判断化合物N(AmBn)的性质7.标出边界曲线的温降方向及性质8.指出无变量点的性质,并说明在无变点温度下系统所发生的相变化9.分析点1、点2、点3的结晶路程(表明液固相组成点的变化及各阶段的相变化)10.点3刚到析晶结束点和要离开析晶结束点时各物相的含量。

1.判断三元化合物A m B n的性质,说明理由?不一致熔融二元化合物,因其组成点不在其初晶区内2.标出边界曲线的温降方向(转熔界限用双箭头);见图3.指出无变量点的性质(E、N);E :单转熔点N :低共溶点4.分析点1,2的结晶路程;(4分)5、1点液相刚到结晶结束点各物质的百分含量L%=1b/bN×100%,B%=(1N/bN) ×(AmBn b/ AmBn B)×100%,AmBn %=(1N/bN) ×(C b/ AmBn B)×100%结晶结束后各物质的百分含量:过1点做副三角形BC AmBn的两条边C AmBn、BM AmBn 的平行线1D、1E,C%=BE/BC×100%,B%=CD/BC×100%,AmBn %=DE/BC×100%。

物理化学 填空题、相图题

物理化学 填空题、相图题

一、填空题1、理想气体的H T p ⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭等于 。

2、一蒸汽机在400K 和300K 之间工作,欲使此蒸汽机作1000J 的功,需从400K 的热源最少吸收 J 的热量。

3、对于单组分、二组分和三组分体系,它的最大自由度分别为 、 和 。

4、理想气体的化学反应ln x TK p ⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭等于 。

5、理想气体节流膨胀后的U ∆等于 。

6、已知某化学反应的0r p C ∆=,则该反应的标准平衡常数随温度升高的变化为 。

7、卡诺热机的效率只与 有关,而与 无关。

8、1mol 液体苯在298K 时置于弹式量热计中完全燃烧,生成水和二氧化碳气体,同时放热3264 kJ·mol -1,则其等压燃烧焓为 kJ·mol -1。

9、在隔离体系中发生某剧烈的化学反应,使体系的温度及压力皆明显上升,则该体系的△H 0,△F 0。

(填>,=,<)10、如图,在绝热盛水容器中,浸入电阻丝,通电一段时间,通电后水及电阻丝的温度均略有升高,今以电阻丝为体系则Q 0,W 0,△U 0。

(填>,=,<)11、A-B 形成完全互溶的双液系中,在x B =0.6处,平衡蒸气压有最高值,将x B =0.4的溶液进行精馏时,塔顶将得到 。

12、含有CaCO 3(s),CaO(s),CO 2(g)的混合物与CO 2(g)和N 2(g)的混合物达渗透平衡时,该体系的物种数S 为 ,独立组分数C 为 ,相数Φ为 ,自由度f 为 。

13、高压混合气体各组分的逸度可表示为 f B = f B *x B (即 Lewis Randall 规则),其中,f B 表示 ,f B *表示 。

14、理想气体向真空膨胀,体积由V 1变到V 2,其 ΔU = ,ΔS = 。

15、化学反应在烧杯中进行,放热2000J ,若设计在电池中进行,该系统做电功800J ,若两过程的始终态相同,而且不做体积功,电池中进行反应的Q 为 。

物理化学相图

物理化学相图

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2011-8-13
第四章 相图
• 右图中,自由度都为零的全部的点为 ( A. J、E1、C、E2、K B. M、E1、N、O、E2、P C. MN线、OP线(端点除外) 上各点及J、C、K D. MN线、OP线(包含端点) 上各点及J、C、K )
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第四章 相图
* *如图是FeO与SiO2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
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第四章 相图
• 已知 2CO3-Na2SO4-H2O的三元相图如下 现有含 2SO4质量分数为 已知Na 的三元相图如下,现有含 质量分数为10%的 的三元相图如下 现有含Na 的 Na2CO3和Na2SO4的机械混合物若干 其物系点为 现欲将其分离提纯 试设计 的机械混合物若干,其物系点为 现欲将其分离提纯,试设计 其物系点为P,现欲将其分离提纯 工艺路线。图中实线是290 K时的相图;虚线为 时的相图; 时的相图。 工艺路线。图中实线是 时的相图 虚线为373 K时的相图。 时的相图

物化相图练习及答案

物化相图练习及答案

判断题:1.在一个给定的系统中,物种数可以因分析问题的角度的不同而不同,√但独立组分数是一个确定的数。

2.自由度就是可以独立变化的变量。

⨯3.相图中的点都是代表系统状态的点。

⨯4.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。

⨯5.根据二元液系的p~x图可以准确地判断该系统的液相是否是理想液体混合物。

√7.对于二元互溶液系,通过精馏方法总可以得到两个纯组分。

⨯9.恒沸物的组成不变。

⨯10.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。

⨯11.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。

√12.三组分系统最多同时存在5个相。

√二、单选题:1.H2O、K+、Na+、Cl- 、I- 体系的组分数是:C(A) K = 3 ;(B) K = 5 ;(C) K = 4 ;(D) K = 2 。

2.单组分固-液两相平衡的p~T曲线如图所示,则:(克拉贝龙方程式)C(A) Vm(l) = Vm(s) ;(B) Vm(l)>Vm(s) ;(C) Vm(l)<Vm(s) ;(D) 无法确定。

3.压力升高时,单组分体系的熔点将如何变化:D(A) 升高;(B) 降低;(C) 不变;(D) 不一定。

4.硫酸与水可组成三种化合物:H2SO4·H2O(s)、H2SO4·2H2O(s)、H2SO4·4H2O(s),在p•下,能与硫酸水溶液共存的化合物最多有几种:B(A) 1 种;(B) 2 种;(C) 3 种;(D) 0 种。

5.在101325Pa的压力下,I2在液态水与CCl4中的溶解已达到平衡(无固体I2存在),此体系的自由度为:B(A) 1 ;(B) 2 ;(C) 3 ;(D) 0 。

6.NaCl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:C(A) f = 1 ;(B) f = 2 ;(C) f = 3 ;(D) f = 4 。

天津大学物理化学第五版第六章相图答案

天津大学物理化学第五版第六章相图答案

第六章 相平衡6-1 指出下列平衡系统中的组分数C ,相数P 及自由度数F : (1)I 2(s )与其蒸气成平衡;(2)CaCO 3(s )与其分解产物CaO (s )和CO 2(g )成平衡;(3)NH 4HS(s)放入一抽空的容器中,并与其分解产物NH 3(g)和H 2S(g)成平衡; (4)取任意量的NH 3(g)和H 2S(g)与NH 4HS(s)成平衡;(5) I 2作为溶质在两不相互溶液体H 2O 和CCl 4中达到分配平衡(凝聚系统)。

解:(1) S-R-R '=1-0-0=1;P=2;F=C-P+2=1 (2) S-R-R '=3-1-0=2;P=3;F=C-P+2=1 (3) S-R-R '=3-1-1=1;P=2;F=C-P+2=1 (4) S-R-R '=3-1-0=2;P=2;F=C-P+2=2 (5) S-R-R '=3-0-0=3;P=2;F=C-P+1=2 6-2常见的)(32s CO Na 水合物有)(10)(7),(232232232s O H CO Na s O H CO Na s O H CO Na ⋅⋅⋅和(1)下,与32CO Na 水溶液及冰平衡共存的水合物最多有几种? (2)20℃时,与水蒸气平衡共存的水合物最多可能有几种? 解 系统的物种数S=5,即H 2O 、)(32s CO Na 、)(10)(7),(232232232s O H CO Na s O H CO Na s O H CO Na ⋅⋅⋅和。

独立的化学反应式有三个:)()()(232232s O H CO Na l O H s CO Na ⋅=+)(7)(6)(2322232s O H CO Na l O H s O H CO Na ⋅=+⋅ )(10)(3)(72322232s O H CO Na l O H s O H CO Na ⋅=+⋅则R=3没有浓度限制条件 0'=R所以,组分数 C=S-R-'R =5-3-0=2在指定的温度或压力的条件下,其自由度数 F=C-P+1=3-P 平衡条件下F=0时相数最多,因此上述系统最多只能有3相共存。

物理化学第一章包括气液固三相的PVT状态图和相图

物理化学第一章包括气液固三相的PVT状态图和相图

pVT状态图
相图
★如果系统中存在互相平衡的两相(气液、气 固、液固),它的温度与压力必定正好处于 曲线上
水的气液固三相pVT状态图
水的气液固三相pVm图
水的相图~状态图在pT面上的投影
oa-水的气液平衡线;水的饱
和蒸气压随温度的变化; 水的沸点随外压的变化
★如果系统中存在互相平衡 的气液两相,它的温度与压力 必定正好处于曲线上
点随压力的变化
p / MPa 610.510-6 0.101325 59.8 110.4 156.0 193.5
t / ℃ 0.01
0.0025 -5.0 -10.0 -15.0 -20.0
水的相图
oa-水的气液平衡线;水的饱
和蒸气压随温度的变化; 水的沸点随压力的变化
ob-水的气固平衡线;冰的饱
器中的冰和水发生什么变化?
问题2: 水的相图中,L-S平衡线的 dp/dT > = < 0,并 说明为什么? ( <) 问题3: 滑冰鞋上的冰刀的作用? 问题4: 增加压力一定有利于液体变为固体。(对,错错) 问题5: 水的三相点和熔点(冰点、凝固点)一样吗?
黄子卿 在1934年准确测定了水的三相点 温 度 为 0.00980+0.00005℃ , 经 美 国 标 准 局组织人力重复验证,结果完全一致, 以此为标准,国际温标会议确认绝对零 度 为 -273.15℃ 。 水 的 三 相 点 温 度 为 273.16K。
t / ℃ -10 -5 0.01 20 100
374 ℃
p* / Pa 285.7 421.0 610.5 2337.8 101325 22.04 MPa
水的相图
oa-水的气液平衡线;水的饱

大学物理化学相图题目[整理版]

大学物理化学相图题目[整理版]

1、已知A 与B 能形成化合物A 3B,A 与B 不形成固溶体, C 点x A =0.5,D 点x A =0.6。

(1) 试完成下列A-B 固液相图;(2) 标明各相平衡区域的相态;(3) 画出从M 点冷却的步冷曲线。

解:ABx AC D800K- 600K- 500K- 400K--1000KM ·2、 等压下,Tl ,Hg 及其仅有的一个化合物 (Tl 2Hg 5) 的熔点分别为 303℃,-39℃,15℃。

另外还已知组成为含 8%(质量分数)Tl 的溶液和含41% Tl 的溶液的步冷曲线如下图。

Hg ,Tl 的固相互不相溶。

(1) 画出上面体系的相图。

(Tl ,Hg 的相对原子质量分别为 204.4,200.6)(2) 若体系总量为 500 g ,总组成为 10%Tl ,温度为 20℃,使之降温至 -70℃时,求达到平衡后各相的量。

解: (1) Tl 2Hg 5的组成204.42(T l )28.93%204.42200.65w ⨯==⨯+⨯,相图绘制如下。

(2) 设 -70℃时,Hg(s) 的质量为 x ,则固体化合物的质量为 (500 g - x ),根据杠杆规则:x (0.1 - 0) = (500 g - x )(0.2893 - 0.1) x = 327.3 g3、假设组分A和B能够形成一个不稳定化合物A2B,A的熔点比B的低,试画出该体系在等压下可能的温度—组成示意图,并标出各相区的相态。

解:A和 B 二组分体系的等压相图如下所示:还有一个可能的相图,A与B换位置。

4、Au和Sb熔点分别为1333K和903K,两者形成一种不稳定化合物AuSb2在1073K时分解,600K时该化合物与Sb形成低共熔混合物。

(1)试画出符合上述数据的示意相图,并填下表;(2)画出Au的质量分数为0.5的熔融物的步冷曲线。

解:相图与上面的类似。

5、利用下列数据,粗略地描绘出Mg -Cu 二组分凝聚系统相图,并标出各区的稳定相。

物理化学相图试卷

物理化学相图试卷

物理化学相图试卷128真题相平衡一、选择题41、(本题2分)用比较准确的语言表达,相图说明的是()系统。

A.封闭系统B.已达平衡的多相开放系统C.非平衡开放系统D.开放系统B2、(本题2分)在标准压强下,根据吉布斯相律,双组分平衡系统的最大条件自由度数为()。

4A.1B.2C.3D.4B3、(本题2分)NH4HS()和任意量的NH3(g)及H2S(g)达平衡时有()。

6A.C=2,(P)=2,=2;B.C=1,(P)=2,=1;C.C=1,(P)=3,=2;D.C=1,(P)=2,=3。

A4、(本题2分)二组分合金处于两相平衡时系统的条件自由度数(F)为()。

6A.0;B.1;C.2;D.3。

B5、(本题2分)I2在液态水和CCl4中达到分配平衡(无固态碘存在)则该系统的条件自由度数为()。

6A.’=1;B.’=2;C.’=0;D.’=3。

D6、(本题2分)对恒沸混合物的描写,下列各种叙述中哪一种是不正确的()5A.与化合物一样,具有确定的组成;B.恒沸混合物的组成随压力的改变而改变;C.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。

B7、(本题2分)硫酸与水可形成H2SO4H2O(),H2SO42H2O(),H2SO44H2O()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()6A.3种;B.2种;C.1种;D.不可能有硫酸水合物与之平衡共存。

C8、(本题2分)某系统存在C()、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()H2(g)+CO(g);CO2(g)+H2(g)H2O+CO(g);CO2(g)+C()2CO(g)。

则该系统的组分数C为()。

6A.3;B.2;C.1;A9、(本题2分)当水、冰、水蒸气三相平衡共存时,系统的自由度数为()。

4D.4。

128真题A.1;B.0;C.2;D.3B10、(本题2分)图为A,B二组分气液平衡的压力-组成图。

物理化学二氧化碳和硫的相图

物理化学二氧化碳和硫的相图

硫的相图
实线为稳定平衡态 虚线为介稳平衡态 如果将斜方硫迅速加热 至ABC区,仍为斜方硫, 但在该温度下久置便会 转变成单斜硫。
感谢您的观看!
三相点O的温度 是液体CO2再起蒸汽压 力下的凝固点。物质 的熔点和凝固点相同, 在101325Pa下是正常 熔点。因此,CO2无正 常熔点,三相点的温 度就是熔点。
A
C
O
B
二氧化碳的相图
1.如果在图中作一条横 线,由箭头所示可知, 当压强p不变时,随温度 T的升高,CO2由固态变 为液态 2.如果在图中作一条纵 线,由箭头所示可知, 当温度T不变时,随压强 p的增大,CO2由气态变 为液态
二氧化碳的Байду номын сангаас图
BOA——固相面 → 固相区 AOC——液相面 → 液相区 BOC——气相面 → 气相区
O
A
C
OB——固体CO2蒸汽压曲线 OC——液体CO2蒸汽压曲线 OA——固体CO2熔点曲线
B
二氧化碳的相图
A
C
O点是三相点,干冰、 液体CO2、固体CO2三 相同时存在,呈平衡 状态。
B
O
二氧化碳的相图
A
————→ O
C
↑ ▏
B
硫的相图
硫有四种相:单 斜硫、斜方硫、液态 硫、硫蒸汽 原因:单组分体 系最多只能有三相共 存,而硫却有单斜硫 和斜方硫两种固态, 因此硫的相图存在四 个三相点。
硫的相图
如图: 单相面(4个):OAC、 OAB、ABC、CBT 两相平衡线(6条) 三相点(3个):A、B、 C 亚稳三相点(1个): G
二氧化碳和硫的相图
轻化工程1101 王哲 学号:201136090119
单组分系统

物理化学相图试卷

物理化学相图试卷

物理化学相图试卷题目一:相图的基本概念与应用(500字)相图是物理化学领域中重要的研究工具和理论基础,它描述了物质在不同温度和压力条件下的各种相的存在关系和转化规律。

相图的研究对于理解物质的物理化学性质、相变规律以及实际工程应用具有重要意义。

相图的基本概念包括相、相平衡、相界线等。

相是指在一定条件下具有均一物理化学特性的部分物质。

相平衡指两个或多个相共存并处于稳定状态的情况。

相界线则是指不同相之间的平衡边界。

相图通常以温度和组成为坐标轴,标明各个相的存在区域和相变条件。

相图在材料科学、能源储存、地球科学等领域中有广泛应用。

例如,在材料科学中,相图可以帮助研究者预测材料的相变温度和相变路径,为新材料的设计和合成提供依据。

在能源储存领域,相图可以指导电池、超级电容器等材料的优化设计和性能提升。

在地球科学中,相图可以帮助解释地球内部的岩石结构和物质的运移过程。

题目二:相图的实验测定方法与实践应用(500字)相图的实验测定方法是相图研究中的关键环节,其准确性和可重复性直接影响理论模型的构建和实践应用的可行性。

相图的实验测定方法涉及到温度控制、压力调节、相变观察等多个方面。

常用的相图测定方法包括差热分析法、X射线衍射法、电阻率测定法等。

差热分析法通过测量样品放热或吸热来确定相变温度和相变焓,常用于液相与固相或二相共存的情况。

X射线衍射法可以通过测量晶体的衍射图谱来确定晶格结构和相的存在情况,适用于固相体系的相图测定。

电阻率测定法则是通过测量电阻率的变化来确定相变温度和相变路径,常见于液相体系。

相图的实践应用主要涵盖了材料合成与处理、物质表征与分析、工艺优化等方面。

例如,在材料合成与处理中,通过相图的实验测定可以选择最佳的合成温度和条件,得到所需的物相结构和微观形貌。

在物质表征与分析中,相图可以帮助分析物质的分子结构、晶体形态等性质。

在工艺优化中,相图可以指导工艺参数的优化,提高工业生产的效率和产品质量。

题目三:相图的理论模型与计算方法(500字)相图的理论模型和计算方法是相图研究的重要内容,它们通过建立物质的相变平衡条件和能量平衡条件来描述相图的性质和行为。

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D) 不能有低于 12kPa 的蒸气压
30. N2 的临界温度是 124K,如果想要液化 N2 就必须: (D) (A) 在恒温下增加压力 (B) 在恒温下降低压力
(C) 在恒压下升高温度 (D) 在恒压下降低温度
31. 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。 (C )
20. 如图所示,物系处于容器内,容器中间的半透膜 AB 只允许 O2(g)通过,当物系建立平衡时,则物系中存在
的相为: (D )
(1) (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
O2(g)、Ag(s)、Ag2O(s) O2(g) 、CCl4(g) (2) 当达渗透平衡时,该体系的自由度为: (B )
(A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4
21. 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: (B)。
(A) 2 (B) 3 (C) 4 (D) 5
22. 由 CaCO3(s),CaO(s),BaCO3(s),BaO(s)及 CO2(s)构成的平衡体系其自由度为: (C)。
(A) p 对 T
(B) lgp/Pa 对 T
(C) lg(p/Pa) 对 1/T (D) 1/p 对 lg(T/K)
32. 在相图上,当体系处于下列哪一点时只存在一个相。(C)
(A) 恒沸点 (B) 熔点
(C) 临界点
(D) 低共熔点
33. 当克劳修斯─克拉贝龙方程应用于凝聚相转变为:蒸气时则: (C)
(A) f=2 (B) f=1 (C) f=0 (D) f=3
23. 某一水溶液中有 n 种溶质,其摩尔分数分别是 x1, x2, …, x3,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: p(H2O),则该体系的自由度数为: (C)
(A) f= n (B) f= n+1 (C) f= n+2 (D) f= n+3
(D) 10.33 kJ·mol-1
37. 凝固点的描述可图示如下,其中哪一个是错误的: (A)
38. 在 373.2K 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 373.2K,压力为: 2p 时沸腾,那么 A 在平衡蒸气相中的摩尔分数是多少?(B )
(A) 固体比液体密度大些 (B) 三相点的压力大于 p
(C) 固体比液体密度小些 (D) 三相点的压力小于 p
27. 哪一种相变过程可以利用来提纯化学药品? (D )
(A) 凝固
(B) 沸腾 (C) 升华
(D) 其中任一种
28. 某一物质 X 在三相点时的温度是 20℃,压力是 2p.下列那一种说法是不正确的。 (C )
10. 某系统存在 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)
则该系统的独立组分数 C 为: (A)
16. 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 )
(A) 与化合物一样,具有确定的组成 (B) 不具有确定的组成
(C) 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
17. 一体系如下图所示,其中半透膜 aa' 只允许 O2(g) 通过,请选择正确的答案.
(1) 体系的组分数为: (A) 2 (B) 3 (C) 4 (D) 1
(A) 0 (B) 1 (C) 2 (D) 3
3. N2(g)、O2(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 (C) 。 (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4
4. 在通常情况下,对于二组分物系能平衡共存的最多相为:( D)
(A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4
(A) 3 种 (B) 2 种 (C) 1 种 (D) 不可能有共存的含水盐
19. CuSO4 与水可生成 CuSO4·H2O,CuSO4·3H2O,CuSO4·5H2O 三种水合物,则在一定压力下和 CuSO4 水溶液及冰共存的含水盐有:(C )
(A) 3 种 (B) 2 种 (C) 1 种 (D) 不可能有共存的含水盐
一 . 选择题:
1. NH4HS(s) 和任意量的 NH3(g) 及 H2S(g) 达平衡时有:(A)
(A) C= 2,φ = 2,f= 2
(B) C= 1,φ = 2,f= 1
(C) C= 2,φ = 3,f= 2
(D) C= 3,φ = 2,f= 3
2. 二元合金处于低共熔温度时物系的自由度 f 为: (B )
(B )
(2) 体系的相数为: (A) 3 (B) 4 (C) 5
(B)
(3) 体系的自由度数为: (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4
(B )
O2(g)、Ag(s)、Ag2O(s) O2(g) 、CCl4(g) 18. 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 平衡的含水盐多为: ( B)
(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
34.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: (B)
(A) 38.83 kJ·mol-1
(A) 1/3 (B) 1/4 (C) 1/2 (D) 3/4 39. 在 400K 时,液体 A 在蒸气压为: 4×104Pa,液体 B 的蒸气压为: 6×104Pa,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
(A) C= 3,φ = 4 (B) C= 2,φ = 4 (C) C= 2,φ = 3 (D) C= 3,φ = 5
8. 硫酸与水可形成 H2SO4·H2O(s)、H2SO4·2H2O(s)、H2SO4·4H2O(s)三种 水合物,问在 101325 Pa 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? ( C )
42. 区域熔炼技术主要是应用于: (B )
(A) 制备低共熔混合物
(B) 提纯
(C) 制备不稳定化合物
(D) 获得固熔体
43. p时,A 液体与 B 液体在纯态时的饱和蒸气压分别为: 40 kPa 和 46.65 kPa,在此压力下,A, B 形
成的完全互溶二元溶液.在 xA= 0.5 时,A 和 B 的平衡分压分别是 13.33 kPa 和 20 kPa,则此二元物系常 压下的 T—x 图为:下列图: (2 )
(A) 在 20℃以上 X 能以液体存在
(B) 在 20℃以下 X 能以固体存在
(C) 在 25℃,p下液体 X 是稳定的
(D) 在 25℃时,液体 X 和固体 X 具有相同的蒸气压
29. 碘的三相点处在 115℃和 12kPa 上,这意味着液态碘: (D )
(A) 比固态碘密度大
(B) 在 115℃以上不能存在
(A) 358.2K (B) 85.2K (C) 358.2℃ (D) 373K
36. 固体六氟化铀的蒸气压 p 与 T 的关系示为:lg(p/Pa)=10.65-2560/(T/K),则其平均升华热为: (B)
(A) 2.128 kJ·mol-1
(B) 49.02kJ·mol-1 (C) 9.242 kJ·mol-1
44. 设 373K 时,液体 A 的饱和蒸气压为: 133.3kPa,液体 B 为: 66.66 kPa,则: (1) 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
5. 固体 Fe、FeO、Fe3O4 与气体 CO、CO2 达到平衡时,其独立化学平衡数 R、组分数 C 和自由度数 f 分 别为: (D )
(A) R = 3;C= 2;f= 0 (B) R = 4;C= 1;f= -1 (C) R = 1;C= 4;f= 2 (D) R = 2;C= 3;f= 1
(A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4 13. 将 AlCl3 溶于水中全部水解,此体系的组分数 C 是: (C )
(A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4 14. 在 101325 Pa 的压力下,I2 在液态水和 CCl4 中达到分配平衡 (无固态碘存在),则该体系的自由度数 为: (B)
(A) f*= 1 (B) f*= 2 (C) f*= 0 (D) f*= 3 15. 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:(B )
(A) C= 2,φ = 2,f*= 1 (C) C= 2,φ = 1,f*= 2
(B) C= 2,φ = 2,f*= 2 (D) C= 2,φ = 1,f*= 3
(A) C=3 (B) C=2 (C) C=1 (D) C=4 11. 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 f 应分别为: ( C )
(A) C= 2,f= 3 (B) C= 3,f= 3 (C) C= 2,f= 2 (D) C= 3,f= 4 12. 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:( C )
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