物理化学-相平衡习题汇总
物理化学第五章相平衡练习题及答案
第五章相平衡练习题一、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.单组分系统的物种数一定等于1。
3.自由度就是可以独立变化的变量.4.相图中的点都是代表系统状态的点.5.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。
6.单组分系统的相图中两相平衡线都可以用克拉贝龙方程定量描述。
7.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。
8.在相图中总可以利用杠杆规则计算两相平畅时两相的相对的量.9.杠杆规则只适用于T~x图的两相平衡区。
10.对于二元互溶液系,通过精馏方法总可以得到两个纯组分。
11.二元液系中,若A组分对拉乌尔定律产生正偏差,那么B组分必定对拉乌尔定律产生负偏差.12.恒沸物的组成不变。
13.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。
14.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。
15.三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:(A)K = 3 ;(B) K = 5 ;(C)K = 4 ;(D)K = 2 。
2.克劳修斯-克拉伯龙方程导出中,忽略了液态体积.此方程使用时,对体系所处的温度要求:(A) 大于临界温度; (B)在三相点与沸点之间;(C) 在三相点与临界温度之间;(D) 小于沸点温度。
3.单组分固-液两相平衡的p~T曲线如图所示,则:(A)V m(l)= V m(s) ;(B) V m(l)>V m(s);(C)V m(l)<V m(s) ;(D)无法确定。
4.蒸汽冷凝为液体时所放出的潜热,可用来:(A)可使体系对环境做有用功;(B) 可使环境对体系做有用功;(C) 不能做有用功;(D) 不能判定。
5.压力升高时,单组分体系的熔点将如何变化:(A)升高;(B) 降低; (C) 不变; (D)不一定。
物化相平衡复习习题
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。
大学《物理化学》相平衡练习题(有答案)
大学《物理化学》相平衡练习题(有答案)图16相平衡练习题1. 在定压下,NaCI 晶体和蔗糖晶体与它们的饱和混合水溶液平衡共存时,独立组分数 C 和条件自由度F :答a ;(a) C=3, F =1(b) C=3, F =2(c) C=4, F =2(d) C=4, F =3注意:如果上述题目改为:在定压下, NaCI 晶体和蔗糖晶体与它们的 过饱和混合水溶液平衡共存时,相律还是否适用? 2. Na 2CO s 可形成三种水合盐,Na z CO s H 2O, Na 2CO s 7H 2O 及Na z CO s 10H 2O ,常压下将Na 2CO s (s)投入其水溶液中,待达三相平衡时,一相是 Na z CO s 水溶液,一相是 Na 2CO s (s),则另一相是:答d ;(a )冰(b ) Na 2CO s IOH 2OG) (c ) Na 2CO s 7H 2O (s) (d ) Na 2CO s H 2O (s)3•假设A 、B 二组分混合物可以形成理想液态混合物,则下列叙述中不正确的是: (a )A 、B 分子间的作用力很微弱(b )A 、B 都遵守拉乌尔定律(c) 液态混合物的蒸气压介于 A 、B 的蒸气压之间 (d) 可以用重复蒸馏的方法使 A 、B 完全分离。
答a4. 自由度为零,意味着:答(c ) (a )体系独立组分数 C 等于相数P(b )体系的状态不变 (c )确定体系相平衡所需的最少强度变量数为零 (d )三相共存5. 在一定压力)它在平衡液相中的相对含量。
答aa •大于b.小于c •等于d.不确定6. BaCO 3(s)> BaO(s)、CO 2(g)三种物质处于化学平衡时,体系自由度 F 是答aa.0b.1c.2d.47•在一定压力下,某二组分系统能形成最低恒沸物,该恒沸物的组成(c)a.与系统组成有关b.与温度有关c.与压力有关,压力一定时为定值d.恒定不变,是化合物 8.在一定压力下,A 和B 能形成最低恒沸物C ,设恒沸物的组成为的混合物进行普通精馏,最后得到 (c )a. A 和 Bb. A 和 Cc. B 和 CX , 则对组成为X B (X B >X )例1在101.325 kPa 下,A~B 系统的相图如 图所示。
大学《物理化学》相平衡练习题(有答案)
相平衡练习题1. 在定压下,NaCl 晶体和蔗糖晶体与它们的饱和混合水溶液平衡共存时,独立组分数C 和条件自由度F ':答a ;(a) C =3, F '=1 (b) C =3, F '=2 (c) C =4, F '=2 (d) C =4, F '=3注意:如果上述题目改为:在定压下,NaCl 晶体和蔗糖晶体与它们的过饱和混合水溶液平衡共存时,相律还是否适用?2. 23Na CO 可形成三种水合盐,232232232Na CO H O, Na CO 7H O Na CO 10H O ⋅⋅⋅及,常压下将23Na CO (s)投入其水溶液中,待达三相平衡时,一相是23Na CO 水溶液,一相是23Na CO (s) ,则另一相是:答d ;(a )冰 (b )232Na CO 10H O(s)⋅ (c )232 Na CO 7H O (s)⋅ (d )232 Na CO H O (s)⋅3. 假设A 、B 二组分混合物可以形成理想液态混合物,则下列叙述中不正确的是: (a )A 、B 分子间的作用力很微弱 (b )A 、B 都遵守拉乌尔定律(c )液态混合物的蒸气压介于A 、B 的蒸气压之间(d )可以用重复蒸馏的方法使A 、B 完全分离。
答a4.自由度为零,意味着:答(c )(a )体系独立组分数C 等于相数 P (b )体系的状态不变(c )确定体系相平衡所需的最少强度变量数为零 (d )三相共存5.在一定压力下,在液态混合物中增加某组分后,液体的沸点下降,则该组分在气相中的相对含量( )它在平衡液相中的相对含量。
答aa.大于b. 小于c.等于d. 不确定6. BaCO 3(s)、BaO(s)、CO 2(g)三种物质处于化学平衡时,体系自由度F 是 答aa.0b.1c.2d.47.在一定压力下,某二组分系统能形成最低恒沸物,该恒沸物的组成(c )a.与系统组成有关b.与温度有关c.与压力有关,压力一定时为定值d.恒定不变,是化合物8. 在一定压力下,A 和B 能形成最低恒沸物C ,设恒沸物的组成为x ,则对组成为x B (x B >x)的混合物进行普通精馏,最后得到(c )a. A 和Bb. A 和Cc. B 和Cd.无法确定例1在101.325 kPa 下,A~B 系统的相图如图所示。
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。
物理化学相平衡练习题
相平衡题一、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.单组分系统的物种数一定等于1。
3.自由度就是可以独立变化的变量。
4.相图中的点都是代表系统状态的点。
5.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。
6.单组分系统的相图中两相平衡线都可以用克拉贝龙方程定量描述。
7.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。
8.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的量。
9.杠杆规则只适用于T~x图的两相平衡区。
10.对于二元互溶液系,通过精馏方法总可以得到两个纯组分。
11.二元液系中,若A组分对拉乌尔定律产生正偏差,那么B组分必定对拉乌尔定律产生负偏差。
12.恒沸物的组成不变。
13.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。
14.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。
15.三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.克劳修斯-克拉伯龙方程导出中,忽略了液态体积。
此方程使用时,对体系所处的温度要求:C(A) 大于临界温度;(B) 在三相点与沸点之间;(C) 在三相点与临界温度之间;(D) 小于沸点温度。
3.单组分固-液两相平衡的p~T曲线如图所示,则:C(A) V m(l) = V m(s) ;(B)V m(l)>V m(s) ;(C) V m(l)<V m(s) ;(D)无法确定。
4.蒸汽冷凝为液体时所放出的潜热,可用来:C(A) 可使体系对环境做有用功;(B) 可使环境对体系做有用功;(C) 不能做有用功;(D) 不能判定。
5.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。
物理化学习题课(相平衡)参考答案
物理化学习题(相平衡)一.选择1.在α、β两相中均有A和B两种物质,达到相平衡时,下列各式正确的是(1)。
(1)μαB=μβB(2)μαA=μβA(3)μαB=μαA(4)μαB=μβA2.组分B从α相扩散到β相中,则下列说法中正确的是(4)。
(1)总是从浓度高的相扩散到浓度低的相(2)平衡时两相的浓度相等(3)总是从浓度低的相扩散到浓度高的相(4)总是从高化学势移向低化学势3. 室温下氨基甲酸铵分解反应为 NH2CO2NH4(s)====2NH3(g)+CO2 (g)若在300K时向系统中加入一定量的氨基甲酸铵固体,则此系统的物种数S和组分数C应为(3)。
(1)1,1(2)3,2(3)3,1(4)3,34.将克拉贝龙方程应用于水的液固两相,随压力的增长,水的凝固点将(2)。
(1)上升(2)下降(3)不变(4)无法判断5.在一定温度下,在水和CCl4组成的互不相溶的系统中,向水层中加入1:1的KI和I2,此系统的自由度是(2)。
(1)1(2)2(3)3(4)46.对于二组分系统,能平衡共存的最多相数为(4)。
(1)1(2)2(3)3(4)47.对于恒沸混合物,下列说法中错误的是(4)。
(1)不具有确定的组成(2)平衡时气相和液相组成相同(3)其沸点随外压的改变而改变(4)与化合物一样具有确定的组成二.填空1.在水的平衡相图中。
线是水的蒸发曲线,线是冰的升华曲线,线是冰的融化曲线,点是水的三相点。
.2.将过量NH4HCO3(s)放入密闭真空容器内,50℃时,按NH4HCO3(s)按下式进行分解:NH4HCO3(s)=NH3(g)+CO2(g)+H2O(g)。
达平衡后则该体系的相数P= ,独立组分数C= ,自由度数F= 。
(2,1,0)3.(2)最合适的组成应配成w(联苯醚)=0.78,这一组成具有最低共熔点12℃,其凝固点最低,所以不至于因为凝固而堵塞管道。
4. 求下列系统③从X B=0.5开始蒸馏,馏出物或残留物分别是什么?(1)T M,T N,(2)所处的T,p及气液相组成y B、x B,达两相平衡气液相的相对量不同,(3)0。
1相平衡习题
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(g),系统达平衡后,则其组分数C=();F=()。
物理化学-相平衡习题汇总
第5章 相平衡复习、讨论基本内容:➢ 相:体系内部物理性质和化学性质完全均匀的一部分。
气相、液相、固相 ➢ 相数:体系内相的数目Φ≥1➢ 相图:描述多相体系状态随浓度、温度、压力等变量的改变而发生变化的图形➢ 均相体系:只有一相的体系Φ=1 ➢ 多相体系:含多相的体系Φ>1➢ 凝聚体系:没有(或不考虑)气相的体系 ➢ 物系点:相图中表示体系总组成的点 ➢ 相点:表示某一个相的组成的点➢ 液相线:相图中表示液相组成与蒸气压关系的曲线 ➢ 气相线:相图中表示气相组成与蒸气压关系的曲线 ➢ 步冷曲线:冷却过程温度随时间的变化曲线T-t➢ 独立组分数:C = S - R - R',S 为物种数,R 为体系中各物种之间独立的化学平衡关系式个数,R’为浓度和电中性限制条件的数目。
对于浓度限制条件,必须是某个相中的几种物质的浓度之间存在某种关系时才能作为限制条件。
C=1单组分体系,C=2二组分体系。
若没有化学变化:C=S ;含单质的体系且R ’=0:C=N ;含单质的体系且S>N :R = S – N 。
➢ 自由度:确定平衡体系状态所需要的独立强度变量的数目f ≥0➢ 最低(高)恒沸点:对拉乌尔定律正(负)偏差很大的双液系的T —x 图上的最低(高)点。
恒沸点时气相组成与液相相同,具有纯物质的性质,一定压力下恒沸混合物的组成为定值(f*=C-Φ+1=1-2+1=0)。
➢ 最低(高)恒沸混合物:最低(高)恒沸点对应的混合物。
恒沸物是混合物而不是化合物➢ 会溶温度(临界溶解温度):部分互溶双液系相图上的最低点或最高点 ➢ 转熔温度:不稳定化合物分解对应的温度➢ 共轭层:部分互溶双液系相图上的帽形区内溶液为两层➢ 相律:平衡体系中相数、独立组分数与变量数之间的关系f = C - Φ + n ➢ 杠杆规则:液相的物质的量乘以物系点到液相点的距离,等于气相的物质的量乘以物系点到气相点的距离。
Bn BBn n l ×(X B -x B )=n g ×(y B -X B )单组分体系相图(p-T):水、CO 2、C二组分体系相图(T-x):液-液体系:简单的低共熔混合物形成化合物稳定的化合物不稳定的化合物形成固溶体完全互溶固溶体部分互溶固溶体有一低共熔点有一转熔温度完全互溶理想的非理想偏差不很大正偏差很大 负偏差很大部分互溶具有最高会溶温度具有最低会溶温度同时有最高和最低会溶温度没有会溶温度不互溶液-固体系:基本要求:1. 明确基本概念(相、相数、组分数、自由度;S 、R 、R ’、f 、C 、Φ)2. 能熟练运用相律f=C-Φ+n (n 通常为2,在限制T 或p 时<2,也可能>2,见后面例题“NaCl 水溶液与纯水达成渗透平衡”)3.会用杠杆规则(适用于任何两相区)求两相平衡体系中两相的组成和量4.熟悉二组分体系的相图(会确定图中点、线、面的相态、相数、自由度等)5.熟悉相图规律、基本相图➢两相区的两侧是两个不同的单相区,两相区包含的两种相态就是两个单相区的相态➢三相线的两端分别顶着两个单相区、中间与另一个单相区相连➢在临界点以下,任何两个相数相同的相区都不可能上下相邻(相区交错规则)6.能够由步冷曲线画相图,或由相图画步冷曲线(相图中的两相平衡线与步冷曲线的转折点对应;三相线与步冷曲线的平台对应)。
物理化学第四章相平衡练习题
物理化学第四章相平衡练习题《物理化学》第四章相平衡练习题一、判断问题()①水的三相点即是我们平时所说的冰点(2)根据相定律,对于双组分体系,最大自由度f=3,即T、P和浓度。
(3)高饱和蒸气压的纯液体沸点低,挥发能力强。
(4)酒精的沸点低于水的沸点,酒精的饱和蒸汽压也低于水的饱和蒸汽压。
(5)杠杆法则可以应用于任何两相平衡(共存)区域。
() ⑥ 纯物质升华的必要条件是外部压力低于三相点的压力。
()⑦亨利系数除了与温度、压力有关外,还与溶剂和溶质的种类有关。
()⑧双组分完全不互溶液体混合物的沸点比其任何一纯组分的沸点都要低。
()⑨非正常类型系统的真实液态混合物精馏时肯定不能同时得到两种纯组分。
() ⑩ 在理想液体混合物的汽液平衡中,挥发性组分(b)的汽相组成(Yb)必须大于液相组成(XB),即Yb>XB。
二、填充题① CO 2和CO 2最多可以共存,最大自由度f为。
② . 以下反应平衡后系统的相法分析:参数反应一定量下的nh4hs(s)在100℃时部分分解nh4hs(s)流nh3(g)+h2s(g)25℃,101.3kpa下,h2与o2以体积比2∶1合成2h2(g)+o2(g)h2o(g)一定量下的nh4hs(s)部分分解nh4hs(s)nh3(g)+h2s(g)900℃下,将caco3(s)加热caco3(s)cao(s)+co2(g)25℃,101.3kpa下,h2与o2以1∶1合成2h2(g)+o2(g)h2o(g)④、液体so2的饱和蒸气压与温度的关系式为:lgp??so2的摩尔气化热δ德国劳埃德船级社?φ1425.7t?10.42cf(P的单位为PA),根据上述公式计算hm=kj?mol?1,液体so2的正常沸点k,在外压为130千帕K下的沸点。
⑤、相平衡体系,自由度f最小为,相数φ最小为,相数最多时自由度f为。
⑥ 水的饱和蒸汽压P(ATM)与温度T之间的经验关系为LGP=a-2121t,a的取值为。
物理化学《相平衡》习题及答案
物理化学《相平衡》习题及答案选择题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。
8.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:B9.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:D10.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。
相平衡习题
第五章相平衡一 . 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·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 ?( )(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。
物理化学 相平衡
第五章:相平衡一、选择题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= 2,P = 3,f= 2 (D)C= 3,P = 2,f= 32. 在大气压下,FeCl3(s)与H2O(l)可以生成FeCl3·2H2O(s)、FeCl3·5H2O(s)、FeCl3·6H2O (s)和FeCl3·7H2O(s)四种固体水合物,则平衡系统的组分数C和能够平衡共存的最大相数P为()。
(A)C= 2,P = 2 (B)C= 1,P = 4 (C)C= 2,P = 3 (D)C= 3,P = 53. 在 100 kPa 的压力下,I2(s)在H2O(l)和 CCl4(l)两个完全不互溶的液相中达到分配平衡。
设平衡时I2(s)已不存在,则该系统组分数和条件自由度数为()。
(A)C= 2,f*= 1 (B)C= 2,f*= 2 (C)C= 3,f*= 2 (D)C= 3,f*= 34. 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200 kPa。
下列哪一种说法是不正确的()。
(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℃, 100 kPa下,液体 X 是稳定的(D)在20℃时,液体 X 和固体 X 具有相同的蒸气压6. N2的临界温度是124 K,如果想要液化N2,就必须()。
(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7. 当Clausius-Clapeyron 方程应用于凝聚相转变为蒸气时,则( )。
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 。
物理化学相平衡练习题
相平衡题一、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.单组分系统的物种数一定等于1。
3.自由度就是可以独立变化的变量。
4.相图中的点都是代表系统状态的点。
5.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。
6.单组分系统的相图中两相平衡线都可以用克拉贝龙方程定量描述。
7.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。
8.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的量。
9.杠杆规则只适用于T~x图的两相平衡区。
10.对于二元互溶液系,通过精馏方法总可以得到两个纯组分。
11.二元液系中,若A组分对拉乌尔定律产生正偏差,那么B组分必定对拉乌尔定律产生负偏差。
12.恒沸物的组成不变。
13.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。
14.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。
15.三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.克劳修斯-克拉伯龙方程导出中,忽略了液态体积。
此方程使用时,对体系所处的温度要求:C(A) 大于临界温度;(B) 在三相点与沸点之间;(C) 在三相点与临界温度之间;(D) 小于沸点温度。
3.单组分固-液两相平衡的p~T曲线如图所示,则:C(A) V m(l) = V m(s) ;(B)V m(l)>V m(s) ;(C) V m(l)<V m(s) ;(D)无法确定。
4.蒸汽冷凝为液体时所放出的潜热,可用来:C(A) 可使体系对环境做有用功;(B) 可使环境对体系做有用功;(C) 不能做有用功;(D) 不能判定。
5.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。
物理化学练习(相平衡)
物理化学练习(相平衡)化学/化生2012级一、选择题( 共22题)1.设373 K时,液体A的饱和蒸气压为133.3 kPa,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为 ______________ 。
(A) 2/3 (B) 1/2 (C) 1/3 (D) 1(2) 若A 和B 完全不互溶,当由 2 mol A和3 mol B在恒温下构成双液体系时,体系的总蒸气压为 _____________ kPa(A) 66.66 (B) 133.3 (C) 200.0 (D) 466.62.液体B比液体A易于挥发,在一定温度下向纯A液体中加入少量纯B液体形成稀溶液,下列几种说法中正确的是:(A) 该溶液的饱和蒸气压必高于同温度下纯液体A的饱和蒸气压(B) 该液体的沸点必低于同样压力下纯液体A的沸点(C) 该液体的凝固点必低于同样压力下纯液体A的凝固点(溶液凝固时析出纯固态A)(D) 该溶液的渗透压为负值3.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:(A) 2 (B) 3 (C) 4 (D) 54.水与苯胺的最高临界溶点温度为T。
在某工艺中需用水萃取苯胺中的某物质时,操作的最佳温度应该是:(A)T > T0 (B)T < T0(C)T = T0(D)视具体情况而定5.已知苯―乙醇双液体系中,苯的沸点是353.3 K,乙醇的沸点是351.6 K,两者的共沸组成为:含乙醇47.5%(摩尔分数),沸点为341.2 K.今有含乙醇77.5%的苯溶液,在达到气液平衡后,气相中含乙醇为y2,液相中含乙醇为x2。
问:(1)下列结论何者正确?(A) y2>x2 (B) y2=x2 (C) y2<x2 (D) 不确定(2)若将上述溶液精馏,则能得到(A) 纯苯 (B) 纯乙醇(C) 纯苯和恒沸混合物 (D) 纯乙醇和恒沸混合物6.已知A和B可构成固溶体,在A中,若加入B 可使A的熔点提高,则B在此固溶体中的含量必 _______ B 在液相中的含量。
物理化学《相平衡》习题及答案
物理化学《相平衡》习题及答案选择题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。
8.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:B9.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:D10.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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
第5章 相平衡复习、讨论基本内容:➢ 相:体系内部物理性质和化学性质完全均匀的一部分。
气相、液相、固相 ➢ 相数:体系内相的数目Φ≥1➢ 相图:描述多相体系状态随浓度、温度、压力等变量的改变而发生变化的图形➢ 均相体系:只有一相的体系Φ=1 ➢ 多相体系:含多相的体系Φ>1➢ 凝聚体系:没有(或不考虑)气相的体系 ➢ 物系点:相图中表示体系总组成的点 ➢ 相点:表示某一个相的组成的点➢ 液相线:相图中表示液相组成与蒸气压关系的曲线 ➢ 气相线:相图中表示气相组成与蒸气压关系的曲线 ➢ 步冷曲线:冷却过程温度随时间的变化曲线T-t➢ 独立组分数:C = S - R - R',S 为物种数,R 为体系中各物种之间独立的化学平衡关系式个数,R’为浓度和电中性限制条件的数目。
对于浓度限制条件,必须是某个相中的几种物质的浓度之间存在某种关系时才能作为限制条件。
C=1单组分体系,C=2二组分体系。
若没有化学变化:C=S ;含单质的体系且R ’=0:C=N ;含单质的体系且S>N :R = S – N 。
➢ 自由度:确定平衡体系状态所需要的独立强度变量的数目f ≥0➢ 最低(高)恒沸点:对拉乌尔定律正(负)偏差很大的双液系的T —x 图上的最低(高)点。
恒沸点时气相组成与液相相同,具有纯物质的性质,一定压力下恒沸混合物的组成为定值(f*=C-Φ+1=1-2+1=0)。
➢ 最低(高)恒沸混合物:最低(高)恒沸点对应的混合物。
恒沸物是混合物而不是化合物➢ 会溶温度(临界溶解温度):部分互溶双液系相图上的最低点或最高点 ➢ 转熔温度:不稳定化合物分解对应的温度➢ 共轭层:部分互溶双液系相图上的帽形区内溶液为两层➢ 相律:平衡体系中相数、独立组分数与变量数之间的关系f = C - Φ + n ➢ 杠杆规则:液相的物质的量乘以物系点到液相点的距离,等于气相的物质的量乘以物系点到气相点的距离。
Bn BBn n l ×(X B -x B )=n g ×(y B -X B )单组分体系相图(p-T):水、CO 2、C二组分体系相图(T-x):液-液体系:简单的低共熔混合物形成化合物稳定的化合物不稳定的化合物形成固溶体完全互溶固溶体部分互溶固溶体有一低共熔点有一转熔温度完全互溶理想的非理想偏差不很大正偏差很大 负偏差很大部分互溶具有最高会溶温度具有最低会溶温度同时有最高和最低会溶温度没有会溶温度不互溶液-固体系:基本要求:1. 明确基本概念(相、相数、组分数、自由度;S 、R 、R ’、f 、C 、Φ)2. 能熟练运用相律f=C-Φ+n (n 通常为2,在限制T 或p 时<2,也可能>2,见后面例题“NaCl 水溶液与纯水达成渗透平衡”)3.会用杠杆规则(适用于任何两相区)求两相平衡体系中两相的组成和量4.熟悉二组分体系的相图(会确定图中点、线、面的相态、相数、自由度等)5.熟悉相图规律、基本相图➢两相区的两侧是两个不同的单相区,两相区包含的两种相态就是两个单相区的相态➢三相线的两端分别顶着两个单相区、中间与另一个单相区相连➢在临界点以下,任何两个相数相同的相区都不可能上下相邻(相区交错规则)6.能够由步冷曲线画相图,或由相图画步冷曲线(相图中的两相平衡线与步冷曲线的转折点对应;三相线与步冷曲线的平台对应)。
画步冷曲线口诀:遇斜线,变斜率你斜我也斜;遇到曲线画转折遇平线(或特殊点),画平台你平我也平遇到水平线画平台特殊点:f*=0的点(熔点、转熔点和低共熔点)例题:一判断1.在一个给定的体系中,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。
对2.单组分体系的物种数一定等于1。
错C=S-R-R'=1,S不一定为13.自由度就是可以独立变化的变量。
错,应是在一定范围内可以独立变化的强度变量4.相图中的点都是代表体系状态的点。
错,也有代表相的点5.恒定压力下,根据相律得出某体系的f = l,则该体系的温度就有一个唯一确定的值。
错,f = l表示有一个强度变量可独立变化6.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。
7.恒沸物的组成不变。
错,恒沸组成与压力有关8.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。
错,因不互溶,p A = p A*,与组成无关9.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。
对10.三组分体系最多同时存在5个相。
对,f=C-Φ+2=5-Φ11.纯水在临界点为雾状,汽液共存两相平衡,f=C-Φ+2=1-2+2=1。
12.1 mol NaCl溶于1 dm3水中,298 K时只有一个平衡蒸气压。
C=2, Φ=2, f=C-Φ+2=2,自由度本质上是体系独立强度变量的数目,当浓度和温度确定时,f*=f-2=2-2=0, 所以对应的平衡蒸气压只有一个13.1 dm3水中含1 mol NaCl和少量KNO3,一定外压下汽液平衡时温度必为定值。
错。
C=3, Φ=2, f=C-Φ+2=3 确定的浓度一个,确定的温度下f*=f-2=3-2=1二选择、填空1. 在1 atm 下,用水蒸气蒸镏法提纯某不溶于水的有机物时,体系的沸点:(A ) (A) 必低于 373.2K (B) 必高于 373.2K(C) 取决于水与有机物的相对数量 (D) 取决于有机物的分子量大小2 将AlCl 3溶于水中全部水解,此体系的f 是 (B )(A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4AlCl 3+3H 2O(l)=Al(OH)3(s)+3HCl(g),AlCl 3完全水解后是三物种三相体系: H 2O(l)、Al(OH)3(s)和HCl(g),R=0,R ’=0,C=S-R-R'=3,Φ=3,f=C-Φ+2=23. 将固体 NH 4HCO 3(s)放入真空容器中,恒温到400K ,NH 4HCO 3分解并达到平衡:NH 4HCO 3(s)=NH 3(g)+H 2O(g)+CO 2(g),体系的组分数C 和自由度数f 为 (C ) (A) C= 2,f= 1 (B) C= 2,f= 2 (C) C= 1,f*= 0 (D) C= 3,f= 2Φ=2, S=4, R=1, R'=2因为223CO O H NH x x x ==, C=1, f*=1-2+1=04. 某体系存在C(s)、H 2O(g)、CO(g)、CO 2(g)、H 2(g)五种物质,相互建立了下述三个平衡,则该体系的独立组分数C 为 (A )H 2O(g) + C(s) ⇔ H 2(g) + CO(g) CO 2(g) + H 2(g) ⇔ H 2O(g) + CO(g) CO 2(g) + C(s) ⇔ 2CO(g)(A) 3 (B) 2 (C) 1 (D) 4S=5,N=3,R=S-N=2,R ’=0,C=N=3,Φ=2,f=3-2+2=35. CaCO 3(s),CaO(s),BaCO 3(s),BaO(s)及CO 2(g)构成的一个平衡物系,其组分数为 (C )(A) 2 (B) 3 (C) 4 (D) 5S=5,R=1,R ’=0,C =S-R-R'=4,Φ=5,f =C-Φ+2=1 CaCO 3(s)=CaO(s)+CO 2(g);BaCO 3(s)=BaO(s)+CO 2(g) (K 1=p CO2,K 2=p CO2,K 1=K 2,两个反应不独立,R=1)6. N 2的临界温度是124K ,如果想要液化N 2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7. FeCl 3和H 2O 能形成四种固体水合物:FeCl 3·6H 2O (s),2FeCl 3·7H 2O(s),2FeCl 3·5H 2O(s),FeCl 3·2H 2O(s),该液固系统平衡时共存的最多相数为 (B ) (A) 2 (B) 3 (C) 4 (D)5S=6,R=4(FeCl 3和H 2O 形成四种固体水合物对应的四个反应),R ’=0 C=S-R-R ’=6-4-0=2。
液固系统可忽略压力的影响,f*=C-Φ+1=3-Φ,相数最多时f*=0 → Φ=38. 硫酸与水可形成H 2SO 4·H 2O(s)、H 2SO 4·2H 2O(s)、H 2SO 4·4H 2O(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)(A) 3 (B) 2 (C) 1 (D) 0S=5,R=3,R’=0,C=2,f*=C-Φ+1=3-Φ=0,Φ=3,已有水溶液及冰两相,故最多还可有1种9. 固体Fe、FeO、Fe3O4与气体CO、CO2达到平衡时其组分数C和自由度数f分别为(D)。
(A) C=2,f=0 (B) C=l,f=0 (C) C=4,f=2 (D) C=3,f=1S=5,N=3,R=S-N=2,R’=0,C=S-R-R'=N=3,Φ=4,f=C-Φ+2=1Fe(s)+FeO4(s)=4FeO(s);FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(s)10. 某一固体在25℃和1 atm压力下升华,这意味着(B)(A) 固体比液体密度大些(B) 三相点的压力大于1 atm(C) 固体比液体密度小些(D) 三相点的压力小于1 atm11. 在三相点附近,水的蒸发热和升华热分别为44.82 kJ mol-1和50.81 kJ mol-1,则在三相点附近冰的熔化热约为多少kJ mol-1?(B)(A) 50.81 (B) 5.99 (C) -5.99 (D) -44.82H H H∆=∆-∆熔化升华蒸发12. 在三相点附近,水的蒸发热和熔化热分别为44.82和5.99 kJ mol-1。
则在三相点附近冰的升华热约为多少kJ mol-1?(B)(A) 38.83 (B) 50.81 (C) -38.83 (D) -50.81∆=∆+∆H H H升华熔化蒸发13.克-克方程导出中忽略了液态体积。
此方程使用时对体系所处温度要求(C)(A) 大于临界温度(B) 在三相点与沸点之间(C) 在三相点与临界温度之间(D) 小于沸点温度14.单组分固-液两相平衡的p~T曲线如图所示,则(C)(A) V m(l) = V m(s) (B) V m(l)>V m(s)(C) V m(l)<V m(s) (D) 无法确定根据克拉贝龙方程l s,∆H<0,如图斜率dp/dT<0,故∆V>0,V s>V l 15.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) 不一定单组分体系相图上液固线的斜率可正可负,熔点可能升高或降低16.相图与相律之间是(A)(A) 相图由实验结果绘制得出,相图不能违背相律(B) 相图由相律推导得出(C) 相图由实验结果绘制得出,与相律无关(D) 相图决定相律17.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˚C (273.15K),压力是101325 Pa(D) 水的三相点f = 0,而冰点f = 118.在相图上,当物系处于哪一个点时只有一个相(C)(A) 恒沸点(B) 熔点(C) 临界点 (D) 低共熔点19.如图A与B是两组分恒压下固相部分互溶凝聚体系相图,图中有几个单相区(C)(A) 1个 (B) 2个(C) 3个(D) 4个20.如图A与B是两组分恒压下固相部分互溶凝聚体系相图,有几个两固相平衡区(D)(A) 1个(B) 2个(C) 3个(D) 4个21.在第一种物质中加入第二种物质后,二者的熔点发生什么变化? (C)(A) 总是下降(B) 总是上升(C) 可能上升也可能下降(D) 服从拉乌尔定律22.A及B二组分组成的凝聚体系能生成三种稳定的化合物,则于常压下在液相开始冷却的过程中,最多有几种固相同时析出?(C)(A) 4种(B) 5种(C) 2种(D) 3种4个低共熔相图,低共熔点最多同时2个固相同时析出23.如图A与B是两组分恒压下固相部分互溶凝聚体系相图,图中有几个两相区(C)(A) 1个(B) 2个(C) 3个(D) 4个24.下图是二元凝聚体系相图,其中物系点与相点合一的是(D)(A) F点,G点(B) I点,D点(C) H点,D点(D) H点,G点单相区的点25.金(熔点1063℃)与铜(熔点1083℃)形成合金;取含金量50%的固熔体冷却,首先析出固溶体的含金量是(B)(A) 大于50% (B) 小于50% (C) 等于50% (D) 不一定 固体中含熔点高的多(从相图很容易分析)26.Na 2CO 3可形成三种水合盐:Na 2CO 3·H 2O 、Na 2CO 3·7H 2O 、NaCO 3·10H 2O ,在常压下,将Na 2CO 3投入冰-水混合物中达三相平衡时,若一相是冰,一相是Na 2CO 3水溶液,则另一相是 (D )(A) Na 2CO 3 (B) Na 2CO 3·H 2O (C) Na 2CO 3·7H 2O (D) Na 2CO 3·10H 2O 常压下f*=C-Φ+1=3-Φ,Φ最大为3,已有两相,只有一种水合物,1水合与7水合物和水生成10水合物。