06 相平衡习题
自测习题 第6章 相平衡
思考题：
1. 碳的相图如右图，请回答 1） O 点由哪几相组成？自由度 为多少？ 2）曲线 OA、OB、OC 分别代 表什么？ 3）讨论常温常压下石墨、金刚 石的稳定性 4）2000K 时，石墨变金刚石大 约需要多大压力？ 5）石墨变金刚石为放热反应，此过程碳的密度增加还是减小？试解释之。 6）液态碳变金刚石为放热反应，由此图能否判断金刚石与液态碳的密度关 系？ 2. 如图为 4He 的相图， 1） 4He 的相图中有几个三相点？分 别是哪三相平衡？三相点温度、压力 如何？ 2）曲线 AB、BC、DE、EF 和 EB 分别代表什么？ 3）由气态 He 不经气液平衡，可否直接转化为 l(II)? 由气态 He 不经气液 平衡，可否直接转化为 l(I)?
p
* A
<
p
* B
，则当混合物的组成为
0
<
xB
< 1，其蒸汽总压力
p
与
p
* A
，
p
* B
的相对大小为（
）
A．
p
>
p
* B
B.
p
<
p
* A
C．
p
* A
<
p
<
p
* B
D.
p
>
p
* B
>
p
* A
若 A（l）与 B（l）可形成理想液态混合物，温度 T 时，纯 A 及纯 B
的饱和蒸汽压
p
* A
<
p
* B
，则在该二组分蒸气压-组成相图上的气、液两相
物质 （A） 汞 （B） 苯 （C） 氯化汞 （D） 氩
相平衡习题(答案)
第五章相平衡姓名：学号：班级：1、同温下过冷水的蒸汽压高于冰的蒸汽压（√）2、水的三相点处体系自由度为0 （√）3、二组分体系在最低恒沸点时f =1 （⨯）4、恒沸物是一个化合物（⨯）5、二组分体系在恒沸点时其气液两相组成相同（√）6、在室温和大气压力下，纯水的蒸汽压为P*，若在水面上充入N2（g）以增加外压，则纯水的蒸汽压下降。
（⨯）7、小水滴与水汽混在一起成雾状，因为它们都有相同的化学组成和性质，所以是一个相。
（⨯）8、Clausius-Clapeyron方程可适用于下列哪些体系？( A. D )A. I2(s) ⇔ I2(g)B. C(石墨) ⇔ C(金刚石)C. I2(s) ⇔ I2(l)D. I2(l) ⇔ I2(g)E. I2(g)(n, T1, p1) ⇔ I2(g) (n, T2, p2)F. I2(l) + H2(g) ⇔ 2HI(g)9、物质A和B的体系可构成低共沸混合物E，已知T b*（B）> T b*（A）。
若将任意比例的A+B体系在一个精馏塔中蒸馏，则塔顶馏出物应是（C ）A．纯B B.纯A C. 低共沸混合物E D. 不一定10、若A与B可构成高共沸混合物E，则将任意比例的A+B体系在一个精馏塔中蒸馏，塔顶馏出物应是（ D ）A．纯B B.纯A C. 高共沸混合物E D. 不一定11、压力升高时，单组分体系的沸点将如何变化（A ）A．升高 B.降低 C. 不变 D. 不一定12、进行蒸汽蒸馏的必要条件是什么？（A ）A．两种液体基本不互溶 B.两种液体的蒸汽压都较大C. 外压小于101KpaD. 两种液体的沸点相近13、二组分的低共熔混合物是几相？（B ）A．一相 B.两相 C. 三相 D. 四相14．今将一定量的NaHCO3(s)放入一个真空容器中，加热分解并建立平衡：2 NaHCO3(s) = Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g)则系统的浓度限制条件数R’= 1 ；组分数C = 2 ；相数Φ= 3 ；自由度数ƒ= 1 。
物理化学《相平衡》习题及参考答案
物理化学《相平衡》习题及答案2-3 选择题1、水煤气发生炉中共有)()()()(22g CO g CO g O H s C 、、、及)(2g H 5种物质，它们能发生下述反应：)(2)()(2g CO s C g CO ⇒+，)()()()(222g O H g CO g H g CO +⇒+，)()()()(22g CO g H s C g O H +⇒+，则此体系的组分数、自由度为（ C ）A.5、3B.4、3C.3、3D.2、22、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 混合在一个精馏塔中精馏，则塔顶的馏出物是（ C ）A.纯AB.纯BC.低共沸混合物D.都有可能3、克拉贝隆-克劳修斯方程适用于（ C ）A.)()(22g I s I ⇔B.)()(金刚石石墨C C ⇔C.),,(),,(222112p T g I p T g I ⇔D.)()(22l I s I ⇔4、将一透明容器抽成真空，放入固体碘，当温度为50℃时，可见到明显的碘升华现象，有紫色气体出现。
若温度维持不变，向容器中充入氧气使之压力达到100kPa 时，将看到容器中（ C ）A.紫色变深B.紫色变浅C.颜色不变D.有液态碘出现5、在一定温度下，水在其饱和蒸汽压下汽化，下列各函数增量中那一项为零（ D ）A.U ∆B.H ∆C.S ∆D.G ∆6、在一定外压下，多组分体系的沸点（ D ）A.有恒定值B.随组分而变化C.随浓度而变化D.随组分及浓度而变化7、压力升高时，单组份体系的沸点将（ A ）A.升高B.降低C.不变D.不一定8、进行水蒸气蒸馏的必要条件是（ A ）A.两种液体互不相容B.两种液体蒸汽压都较大C.外压小于101kPaD.两种液体的沸点相近9、液体A 与液体B 不相混溶。
在一定温度T ，当有B 存在时，液体A 的蒸汽压为（ B ）A.与体系中A 的摩尔分数成比例B.等于T 温度下纯A 的蒸汽压C.大于T 温度下纯A 的蒸汽压D.与T 温度下纯B 的蒸汽压之和等于体系的总压力10、氢气和石墨粉在没有催化剂时，在一定温度下不发生化学反应，体系的组分数是（ A ）A.2B.3C.4D.511、上述体系中，有催化剂存在时可生成n 种碳氢化合物，平衡是组分数为（ A ）A.2B.4C.n+2D.n12、相率适用于（ D ）A.封闭体系B.敞开体系C.非平衡敞开体系D.以达到平衡的多向敞开体系13、某物质在某溶剂中的溶解度（ C ）A.仅是温度的函数B.仅是压力的函数C.同是温度和压力的函数D.除了温度压力以外，还是其他因素的函数14、在实验室的敞口容器中装有单组份液体，对其不断加热，则看到（ A ）A.沸腾现象B.三项共存现象C.临界现象D.生化现象15、相图与相率之间的关系是（ B ）A.相图由相率推导得出B.相图由实验结果绘制得出，不能违背相率C.相图决定相率D.相图由实验结果绘制得出，与相率无关16、下述说法中错误的是（ C ）A.通过相图可确定一定条件下体系由几相构成B.相图可表示出平衡时每一相的组成如何C.相图可表示达到相平衡所需时间的长短D.通过杠杆规则可在相图上计算各相的相对含量17、三组分体系的最大自由度及平衡共存的最大相数为（ D ）A.3;3B.3;4C.4;4D.4;518、定容条件下)(4s HS NH 的分解压力为1θp 时，反应)()()(234g S H g NH s HS NH +⇔的标准平衡常数是（ C ）A.1B.1/2C.1/4D.1/819、水的三相点附近其蒸发热为44.821-⋅mol kJ ，熔化热为5.991-⋅mol kJ ，则在三相点附近冰的升华热约为（ B ）A.38.831-⋅mol kJB.50.811-⋅mol kJC.-38.831-⋅mol kJD.-50.811-⋅mol kJ20、在相图上，当物系点处于哪一点时，只存在一个相（ C ）A.恒沸点B.熔点C.临界点D.最低共沸点21、具有最低恒沸温度的某两组份体系，在其T-x 相图的最低点有（ A ）A.l g x x f ==;0B.l g x x f ==;1C.l g x x f >=;0D.l g x x f >=;122、80℃时纯苯的蒸汽压为0.991θp ，纯甲苯的蒸汽压为0.382θp ，若有苯-甲苯气、液平衡混合物在80℃时气相中苯的摩尔分数为30.0=苯y 则液相组成苯x 接近于（ D ）A.0.85B.0.65C.0.35 D0.1423、体系处于标准状态时，能与水蒸气共存的盐可能是： CA. Na 2CO 3B. Na 2CO 3 Na 2CO 3•H 2O Na 2CO 3•7H 2OC. Na 2CO 3 Na 2CO 3•H 2OD. 以上全否24.一个水溶液共有S 种溶质，相互之间无化学反应。
第六章-相平衡习题课
6
2
S(A2B)+ S(AB2)
7
2
8
2
9
2
S(A2B)+ S(B)
L L+S(A) S(A)+S(A2B)
L+S(AB2) L+S(B)
F’
2
1
1
1
1
1
1
1
1
（ 2） e——化合物A2B的熔点； f——化合物A2B和化合物AB2的低共
熔点（低共熔混合物组成点）；
(3)
g——化合物AB2分解时的液相组成点。
五、苯酚（A）的熔点40OC，-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；
）
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
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（ )。
23
MN, PQ:
F=0
N 0.5 xB
S (C ) S ( B)
0.25
0.65
1
（4）xB=0.6溶液：
（5） xB=0.6的混合物1kg,冷却到23oC时，析出纯C(s)最多。
C(s) l
相平衡习题——精选推荐
物理化学第六章相平衡习题一、选择题1. 若A和B能形成二组分理想溶液，且T B*>T A*，则A和B在达平衡的气、液相中的物质的量分数（）。
(A)y A>x A，y B<x B；(B)y A<x A，y B>x B；(C)y A>x A，y B>x B；(D)y A<x A，y B<x B。
2. 液态完全互溶的两组分A、B组成的气液平衡系统中，在外压一定下，于该气液平衡系统中加入组分B(l)后，系统的沸点下降，则该组分在平衡气相中的组成y B（）它在液相中的组成x B。
(A)大于(B)小于(C)等于(D)无法确定3. 在温度T下，CaCO3(s)，CaO(s)及CO2的平衡系统压力为p，已知它们之间存在CaCO3(s)==CaO(s)+CO2(g)反应，若往该平衡系统中加入CO2(g), 当重新达到平衡时，系统的压力（）。
(A)变大；(B)变小；(C)不变；(D)可能变大也可能变小。
4. A(低沸点)与B(高沸点)两种纯液体组成的液态完全互溶的气液平衡系统。
在一定温度下，将B(l) 加入平衡系统中时，测得系统的压力增大，说明此系统（）。
(A)一定具有最大正偏差；(B)一定具有最大负偏差；(C)有可能是最大正偏差也有可能是最大负偏差；(D)数据不够，无法确定。
5. 组分A(s)与组成B(s)组成的凝聚系统相图中，若己知形成以下四种化合物：A2B(稳定)，AB（稳定），AB2(不稳定)，AB3（稳定）则该相图中有（）最低共熔点和（）条三相线。
(A) 3，3 (B)4，4 (C) 3，4；(D) 4，5。
6. 将克拉佩龙方程应用于H2O(s)和H2O(l)两相平衡，随着压力的增长，H2O的凝固点将（）(A)升高(B)降低(C)不变(D)无法判断7. 将过量的NaHCO3(s)放入一真空密闭容器中，在50℃下，NaHCO3按下式进行分解：2NaHCO3(s)==Na2CO3(s)+CO2(g)+H2O(s)，系统达平衡后，则其组分数C=（）；F=（）。
第6章_相平衡习题及解答讲诉
第五章 相平衡一、填空题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、纯物质在一定温度下两相共存时的自由度数等于＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
3、NaCl(S)和含有稀盐酸的NaCl 饱和水溶液的平衡系统，其独立组分数是＿＿＿＿＿＿＿。
4、设下列化学反应同时共存时并达到平衡（900-1200K ）：()()()g CO s CaO s CaCO 23+=()()()()g O H g CO g H g CO 222+=+()()()g H s CaCO s CaO g CO g O H 232)()(+=++则该系统的自由度数为＿＿＿＿＿＿。
5、含KNO 3和NaCl 的水溶液与纯水达到渗透平衡时，其组分数为＿＿＿＿，相数为＿＿＿， 自由度数为＿＿＿＿。
6、在氢和石墨的系统中，加一催化剂，H 2和石墨反应生成n 种碳氢化合物，此系统的独立 组分数为＿＿＿＿＿＿。
7、完全互溶的双液系中，在x B =0.6处，平衡蒸气压有最高值，那么组成为x B =0.4的溶液在 气液平衡时，x B （g ）、x B （l ）、x B (总)的大小顺序为＿＿＿＿＿＿。
将x B =0.4的溶液进行 精馏时，塔顶将得到＿＿＿＿＿＿。
8、对于渗透平衡系统，相律的形式应写成＿＿＿＿＿＿。
9、NH 4Cl 固体分解达到平衡时，())()(s Cl NH 34g NH g HCl +=，系统的独立组分数为＿＿＿，自由度为＿＿＿。
10、将AlCl 3溶于水中，全部水解，生成Al(OH)3沉淀，此系统自由度数f=＿＿＿＿。
11、已知100o C 时水的饱和蒸气压为101.325KPa,用公式＿＿＿＿＿＿＿＿＿可求出25o C 时 水的饱和蒸气压。
答案1、22、03、24、35、3;2:46、27、x B （g ）>x B (总)>x B （l ） x B =0.6恒沸混合物 8、3+Φ-=k f 9、1;1 10、2 11、⎪⎪⎭⎫⎝⎛-∆=211211lnT T RH p p mr二、单选题1、右图为H 2OA.-(NH 4)2SO 4B.的沸点-组成图。
相平衡及相图习题练习
相平衡及相图练习1.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2.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3.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4.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5.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6.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7.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8.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9.一冰溪的厚度为 400m，其比重为 0.9168，试计算此冰溪底部冰的熔点。
材料物理化学 第六章 相平衡 习题
第六章 相平衡与相图1、什么是平衡状态？影响平衡的因素有哪些？解：平衡态：不随时间而发生变化的状态称为平衡状态。
影响平衡的因素有：温度、压力、组分浓度等。
2、什么是凝聚系统？什么是介稳平衡？解：凝聚系统：不含气相或气相可以忽略的系统。
介稳平衡：即热力学非平衡态，能量处于较高状态，经常出现于硅酸盐系统中。
3、简述一致熔化合物与不一致熔化合物各自的特点。
解：一致熔化合物是指一种稳定的化合物。
它与正常的纯物质一样具有固定的熔点，熔化时，所产生的液相与化合物组成相同，故称一致熔融。
不一致熔化合物是指一种不稳定的化合物。
加热这种化合物某一温度便发生分解，分解产物是一种液相和一种晶相，二者组成与化合物组成皆不相同，故称不一致熔融。
4、比较各种三元无变量点（低共熔点、双升点、双降点、过渡点和多晶转变点）的特点，写出它们的相平衡关系。
解：低共熔点：是一种无变量点，系统冷却时几种晶相同时从熔液中析出，或加热时同时融化。
E L A S C →++双升点：处于其相应的副三角形的交叉位的单转熔点。
PL A B S +→+ 双降点：处于其相应的副三角形的共轭位的双转熔点。
RL A B S++→ 5、简述SiO2的多晶转变现象，说明为什么在硅酸盐产品中SiO2经常以介稳状态存在？解：在573℃以下的低温，SiO2的稳定晶型为b －石英，加热至573℃转变为高温型的 a －石英，这种转变较快；冷却时在同一温度下以同样的速度发生逆转变。
如果加热速度过快，则a －石英过热而在1600℃时熔融。
如果加热速度很慢，则在870℃转变为a －鳞石英。
a －鳞石英在加热较快时，过热到1670℃时熔融。
当缓慢冷却时，在870℃仍可逆地转变为a －石英；当迅速冷却时，沿虚线过冷，在163℃转变为介稳态的b －鳞石英，在117℃转变为介稳态的g －鳞石英。
加热时g －鳞石英仍在原转变温度以同样的速度先后转变为b －鳞石英和a －鳞石英。
a －鳞石英缓慢加热，在1470℃时转变为a －方石英，继续加热到1713℃熔融。
相平衡习题
第六章相平衡一、选择题1. 二元合金处于低共熔温度时物系的自由度f 为：(A) 0 (B) 1 (C) 2 (D) 32. NH4HS(s) 和任意量的NH3(g) 及H2S(g) 达平衡时有：(A) C = 2，Ф= 2，f = 2；(B) C = 1，Ф= 2，f = 1；(C) C = 2，Ф= 3，f = 2；(D) C = 3，Ф= 2，f = 3；3. 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：( )(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 = 14. FeCl3和H2O 能形成FeCl3·6H2 O，2FeCl3·7H2O，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Ф分别为：(A) C = 3，Ф= 4 (B) C = 2，Ф= 4 (C) C = 2，Ф= 3 (D) C = 3，Ф= 55. 硫酸与水可形成H2SO4·H2 O(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?(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6. 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=47. 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，Ф= 2，f= 1 (B) C = 2，Ф= 2，f= 2 (C) C = 2，Ф= 1，f= 2 (D) C = 2，Ф= 1，f= 38. 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。
相平衡复习题及答案
第五章 相平衡 复习题及答案1．某两相在同一温度下但压力不等，这两相能否达到平衡？答：不能：两相达平衡时，必须满足三个条件：（1）热平衡（2）力学平衡（压力平衡）（3）化学势相等。
这三个条件缺一不可。
两相虽在同一温度下，但压力不等，两相之间会有功的传递所以达不到平衡，但如果存在渗透问题，却可以达到渗透平衡，但力不平衡。
2．在一个密闭容器中，装满了温度为的水，一点空隙也不留，这时水的蒸气压约为多少？是否等于零？ 答：根据水的相图，在时，要使水以液相稳定存在，则水的蒸汽压必须大于该温度下水的平衡蒸汽压101325Pa ，不等于零。
3．在和P Θ的压力下，纯水的蒸气压为P*，若增加外压，这时P*是变大还是变小？答：由外压与蒸汽压的关系（P148）ln （Pg/Pg*）=[Vm （l ）/RT]*（Pl-Pg*）。
若外压增加，（Pl-Pg*）>0，Pg>Pg*。
即纯水的蒸汽压随外压增加而增加。
4．小水滴与水蒸气压混在一起，它们都有相同的组成和化学性质，它们是否是同一相？答：不是同一个相，而是两个相。
虽然它们有相同的组成和化学性质，但物理性质不同，而体系中具有完全相同的物理性质和化学性质的均匀部分才称为相。
5．米粉和面粉，混合得十分均匀。
再也无法彼此分开，这时混合体系有几相？答：混合体系有两个相。
这种混合物貌似均匀，实际上并不均匀。
6．金粉和银粉混合后加热，使之熔融然后冷却，得到的固体是一相还是两相？答：是一个相。
因为金粉和银粉加热熔融，然后冷却得到完全互熔的固熔体。
即两个组分在固态和液态时彼此能以任意比例互熔，是原子与原子之间的均匀混合而为合金，物理性质和化学性质完全均匀。
7．在一个真空容器中，分别使NH 4HS （S ）和CaCO 3（S ）加热分解，两种情况的独立组分数是否都等于1？答：NH 4HS （S ）=NH 3（g ）+H 2S （g ） S=3，R=1，R ´=1，C=3-1-1=1CaCO 3（S ）=CaO （S ）+CO 2（g ） S=3，R=1，C=3-1=28．纯水在三相点处，自由度为零，在冰点时，自由度是否也等于零？为什么？答：纯水在三相点处是纯水的固、液、气三相平衡共存。
物理化学 第六章 相平衡 习题
相 平 衡
基本要求及主要公式 一、相律：在多组分平衡系统中，相变化过程 所遵守的规律。
f C 2
C S R R'
相图：用图形表示体系的状态随浓度、压力、 温度等强度变量而变化的图形。
读懂相图包括以下几点： 1．图中点、线、面的含义 2．确定体系点和相点的位置 3．能描述当温度、压力、浓度等强度变量改 变时，体系的相数、相态、组成的变化情况。 4．用杠杆规则计算两相平衡时两相的物质量
yB 0.491
4.
2．如碳的相图所示，回答下列问题 （1）O点由哪几相组成？自由度为多 少？ （2）曲线OA、OB、OC分别代表什 么？ （3）常温常压下石墨与金刚石何者 稳定？ （4）在2000K时将石墨变成金刚石 需要多大压力？ （5）已知石墨变成金刚石是一放热 过程，由图说明此过程中碳的密度是 增加还是减少？ （6）由此图能否判断金刚石的密度 与液态碳的密度的大小关系
(有一个电荷平衡)
'
2 4
HPO H PO
H 2O H OH
2 4
3 4
(4)
4.如图所示二元凝聚系相图中，属稳定单相区 的是 （1）1区 （2）1、2区 （3）1、4区 （4）1、2、5区 (4)
5.二组分理想溶液的总蒸气压是 （1）与溶液的组成无关 （2）介于纯的二组分蒸气压之间
四、计算 1、已知CCl4（A）的蒸气压方程为
3637.1 ln p / Pa C T /K
其正常沸点为350K.若CCl4（A）与SnCl4（B） p 组成理想液体混合物（100℃时 （SnCl4） =66.66kPa）。假定以某一配比的混合物在 100 kPa下加热到100℃时开始沸腾。 （1）计算CCl4的摩尔汽化热，正常沸点时的 摩尔汽化熵。 （2）计算该混合物的液相组成和第一个气泡 的组成。 （3）绘出二元液系的p-x图
相平衡练习题及答案资料
相平衡练习题及答案相平衡练习题一、是非题，下列各题的叙述是否正确，对的画√错的画×1、纯物质两相达平衡时，两相的吉布斯函数值一定相等。
（）2、理想液态混合物与其蒸气达成气、液两相平衡时，气相总压力p与液相组成x B呈线性关系。
（）3、已知Cu-Ni 可以形成完全互溶固熔体，其相图如右图，理论上，通过精炼可以得到两个纯组分。
（）4、二组分的理想液态混合物的蒸气总压力介于二纯组分的蒸气压之间。
( )5、在一定温度下，稀溶液中挥发性溶质与其蒸气达到平衡时气相中的分压与该组分在液相中的组成成正比。
（）6、恒沸混合物的恒沸温度与恒沸组成不随压力而改变。
( )7、在一个给定的体系中，物种数可以分析问题的角度不同而不同，但独立组分数是一个确定的数。
（）8、自由度就是可以独立变化的变量。
（）9、单组分体系的相图中两相平衡线都可以用克拉贝龙方程定量描述。
（）10、在相图中总可以利用杠杆规则计算两相平衡时两相的相对量。
( )二、选择题1、在p下，用水蒸气蒸馏法提纯某不溶于水的有机物时，系统的沸点：（）。
（1）必低于373.2 K；（2）必高于373.2 K；（3）取决于水与有机物的相对数量；（4）取决于有机物相对分子质量的大小。
2、已知A(l)、B(l)可以组成其t-x(y)图具有最大恒沸点的液态完全互溶的系统，则将某一组成的系统精馏可以得到：( )。
（1）两个纯组分；（2）两个恒沸混合物；（3）一个纯组分和一个恒沸混合物。
3、已知A和B 可构成固溶体，在组分A 中，若加入组分B 可使固溶体的熔点提高，则组B 在此固溶体中的含量必________组分B 在组分液相中的含量。
（1）大于；（2）小于；（3）等于；（4）不能确定。
4、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？( )(1) 3种； (2) 2种； (3) 1种； (4) 不可能有硫酸水合物与之平衡共存5、对恒沸混合物的描写，下列各种叙述中哪一种是不正确的？(1) 与化合物一样，具有确定的组成；(2) 恒沸混合物的组成随压力的改变而改变；(3) 平衡时，气相和液相的组成相同；(4) 其沸点随外压的改变而改变。
第06章 相平衡习题
第6章相平衡思考题1．硫氢化铵的分解反应：（1）在真空容器中分解，（2）在充有一定氨气的容器中分解，两种情况的独立组分数是否一样？2．纯的碳酸钙固体在真空容器中分解，这时独立组分数为多少？3．制水煤气时有三个平衡反应，求独立组分数C？（1）H2O(g) + C(s) ＝H2(g) + CO(g)（2）CO2(g) + H2(g) ＝H2O(g) + CO(g)（3）CO2(g) + C(s) ＝2CO(g)4．在抽空容器中，氯化铵的分解平衡为：NH4Cl(s) ＝NH3(g) + HCl(g)。
指出该系统的独立组分数、相数和自由度。
5．在含有氨的容器中氯化铵分解达平衡：NH4Cl(s) ＝NH3(g) + HCl(g)。
指出该系统的独立组分数、相数和自由度。
6．碳和氧在一定条件下达成两种平衡：（1）C(s) + 1/2O2(g) ＝CO(g)，（2）CO(g) + 1/2O2(g) ＝CO2(g)。
指出该系统的独立组分数、相数和自由度。
7．水的三相点与冰点是否相同？8．沸点和恒沸点有何不同？9．恒沸混合物是不是化合物？10．在汞面上加一层水能降低汞的蒸气压吗？11．单组分系统的三相点与低共熔点有何异同点？12．低共熔物能不能看作是化合物？概念题1．NH4HS(s)和任意量的NH3(g)及H2S(g)达平衡时，有：（A）C=2，P=2，f=2（B）C=1，P=2，f=1（C）C=3，P=2，f=3（D）C=1，P=3，f=02．某系统存在C(s)，H2O(g)，CO(g)，CO2(g)和H2(g)五种物质，相互建立了下述三个平衡：（1）H2O(g) + C(s) ＝H2(g) + CO(g)（2）CO2(g) + H2(g) ＝H2O(g) + CO(g)（3）CO2(g) + C(s) ＝2CO(g)则该系统的独立组分数C为：（A）3（B）2（C）1（D）43．在100kPa的压力下，I2在液态水和CCl4中达到分配平衡（无固态碘存在），则该系统的条件自由度数为：（A）f*=1（B）f*=2（C）f*=0（D）f*=44．CuSO4与水可生成CuSO4·H2O，CuSO4·3H2O和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5．某一物质X，在三相点时的温度是20℃，压力是200kPa。
第六章 相平衡习题
第六章相平衡选择题1. 二元恒沸混合物的组成(A）固定 (B) 随温度而变 (C) 随压力而变 (D) 无法判断答案：C2. 一单相体系, 如果有3种物质混合组成, 它们不发生化学反应, 则描述该系统状态的独立变量数应为(A) 3个 (B) 4个 (C) 5个 (D) 6个答案：B。
F＝C－P＋2＝3－1＋2＝43．通常情况下，对于二组分物系能平衡共存的最多相为(A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4答案：D。
F＝2－P＋2＝4－P，F不能为负值，最小为零。
当F＝0时P＝4。
4．正常沸点时，液体蒸发为气体的过程中(A) ΔS=0 (B) ΔG=0 (C) ΔH=0 (D) ΔU=0答案：B。
此为可逆过程故ΔG＝0。
5. 以下各系统中属单相的是(A) 极细的斜方硫和单斜硫混合物 (B) 漂白粉(C) 大小不一的一堆单斜硫碎粒 (D) 墨汁答案：C。
6. NaCl(s), NaCl水溶液及水蒸汽平衡共存时, 系统的自由度(A) F=0 (B) F=1 (C) F=2 (D) F=3答案：B。
F=C-P+2，C＝2，P＝3，故F=2-3+2=1。
7. 如果只考虑温度和压力的影响, 纯物质最多可共存的相有(A) P=1 (B) P=2 (C) P=3 (D) P=4答案：C。
F=C－P＋2＝1－P＋2＝3－P，当F最小为零时P=3。
7. 对于相律, 下面的陈述中正确的是(A) 相律不适用于有化学反应的多相系统(B) 影响相平衡的只有强度因素(C) 自由度为零意味着系统的状态不变(D) 平衡的各相中, 系统包含的每种物质都不缺少时相律才正确答案：B8. 关于三相点, 下面的说法中正确的是(A) 纯物质和多组分系统均有三相点(B) 三相点就是三条两相平衡线的交点(C) 三相点的温度可随压力改变(D) 三相点是纯物质的三个相平衡共存时的温度和压力所决定的相点答案：D9. 用相律和Clapeyron•方程分析常压下水的相图所得出的下述结论中不正确的是(A) 在每条曲线上, 自由度F=1(B) 在每个单相区, 自由度F=2(C) 在水的凝固点曲线上, ΔHm(相变)和ΔVm的正负号相反(D) 在水的沸点曲线上任一点, 压力随温度的变化率都小于零答案：D10. 二组分系统的最大自由度是(A) F=1 (B) F=2 (C) F=3 (D) F=4答案：C。
第6章-相平衡习题及解答
第五章 相平衡一、填空题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、纯物质在一定温度下两相共存时的自由度数等于＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
3、NaCl(S)和含有稀盐酸的NaCl 饱和水溶液的平衡系统，其独立组分数是＿＿＿＿＿＿＿。
4、设下列化学反应同时共存时并达到平衡（900-1200K ）：()()()g CO s CaO s CaCO 23+=()()()()g O H g CO g H g CO 222+=+()()()g H s CaCO s CaO g CO g O H 232)()(+=++则该系统的自由度数为＿＿＿＿＿＿。
5、含KNO 3和NaCl 的水溶液与纯水达到渗透平衡时，其组分数为＿＿＿＿，相数为＿＿＿， 自由度数为＿＿＿＿。
6、在氢和石墨的系统中，加一催化剂，H 2和石墨反应生成n 种碳氢化合物，此系统的独立 组分数为＿＿＿＿＿＿。
7、完全互溶的双液系中，在x B =0.6处，平衡蒸气压有最高值，那么组成为x B =0.4的溶液在 气液平衡时，x B （g ）、x B （l ）、x B (总)的大小顺序为＿＿＿＿＿＿。
将x B =0.4的溶液进行 精馏时，塔顶将得到＿＿＿＿＿＿。
8、对于渗透平衡系统，相律的形式应写成＿＿＿＿＿＿。
9、NH 4Cl 固体分解达到平衡时，())()(s Cl NH 34g NH g HCl +=，系统的独立组分数为＿＿＿，自由度为＿＿＿。
10、将AlCl 3溶于水中，全部水解，生成Al(OH)3沉淀，此系统自由度数f=＿＿＿＿。
11、已知100o C 时水的饱和蒸气压为101.325KPa,用公式＿＿＿＿＿＿＿＿＿可求出25o C 时 水的饱和蒸气压。
答案1、22、03、24、35、3;2:46、27、x B （g ）>x B (总)>x B （l ） x B =0.6恒沸混合物 8、3+Φ-=k f 9、1;1 10、2 11、⎪⎪⎭⎫⎝⎛-∆=211211lnT T RH p p mr二、单选题1、右图为H 2OA.-(NH 4)2SO 4B.的沸点-组成图。
相平衡课后复习题答案
相平衡课后复习题答案一、选择题1. 在相平衡状态下，下列哪一项描述是错误的？A. 各相的化学势相等B. 各相的温度和压力相同C. 各相的体积分数保持不变D. 各相的组成不再发生变化答案：D2. 根据相律，一个两相平衡系统，自由度为：A. 0B. 1C. 2D. 3答案：B3. 相平衡时，两相的化学势相等，这表明：A. 两相的物质组成相同B. 两相的物质组成不同C. 两相的分子数相同D. 两相的分子数不同答案：B二、填空题1. 相平衡的基本原理是_______，即各相的化学势相等。
答案：热力学平衡2. 在相平衡状态下，系统的压力和温度是_______。
答案：恒定的3. 相律指出，对于一个含有C个组分的系统，其自由度F为F=C-P+2，其中P是_______。
答案：相数三、简答题1. 请简述相平衡的概念及其重要性。
答案：相平衡是指在一定条件下，系统中各相的化学势相等，系统达到热力学平衡状态。
相平衡的重要性在于它是理解和预测物质在不同条件下行为的基础，广泛应用于化工、材料科学和地球科学等领域。
2. 描述相律的基本原理及其应用。
答案：相律的基本原理是，对于一个含有C个组分的系统，其自由度F由F=C-P+2来决定，其中P是相数。
相律的应用在于帮助我们确定在给定条件下，系统能够达到平衡状态的参数数量，从而简化实验设计和数据分析。
四、计算题1. 假设一个由两种组分A和B组成的二元系统，在一定温度和压力下达到相平衡。
已知A和B的摩尔分数在液相中分别为x_A和x_B，在气相中分别为y_A和y_B。
如果x_A=0.4，x_B=0.6，y_A=0.9，y_B=0.1，试计算该系统在相平衡时的自由度。
答案：由于系统含有两个组分，且为两相平衡，根据相律F=C-P+2，代入C=2和P=2，得到F=2-2+2=2。
但由于温度和压力已经固定，自由度实际上为0。
五、论述题1. 论述相平衡在化工过程中的应用，并举例说明。
答案：相平衡在化工过程中的应用非常广泛，例如在蒸馏过程中，通过控制温度和压力，可以实现不同组分的分离。
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解：
①S=2(无电离)， C=2（无反应，无浓度限值条件）， P=2（饱和溶液）， 则f=C-P+2=2
NH 3 H 2O(l ) NH 3 (g) H 2O(l )
② S=3(反应生成氨水)， C=S-R-R’=3-1-0=2 （一个独立化学反应，无浓度限值条件）， P=2(与蒸汽平衡共存)， 则f=C-P+2=2 或 不考虑两种物质的反应 S=2(无反应)， C=2 （无反应，无浓度限值条件）， P=2(与蒸汽平衡共存)， 则f=C-P+2=2
【 211页1】
解：
N 2 (g)+3H 2 (g) 2NH 3 (g)
① 进入合成塔之前无反应， 所以C=S=3
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
② 反应物生成物都有， 则生成物浓度没有固定比， 只有一个独立的化学反应， 所以C=S-R=S-1=2
③ 只有反应物，无生成物， 则平衡时，除了一个独立化学反应外，生成物的 浓度比是固定的，即一个浓度限制条件， 所以C=S-R-R’=S-1-1=1
各相图题，略 参照书中描述