第五章相平衡自测题及答案

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相平衡习题答案

相平衡习题答案SANY标准化小组 #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#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.I 2(l) ? I2(g) E. I2(g)(n, T1, p1) ? I2(g) (n, T2, p2) F.I 2(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Tb ?（B）> Tb?（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F = 3 ；自由度数| = 1 。

05-相平衡

第五章相平衡（337题）一、选择题( 共69题)1. 2 分(2328)用什么仪器可以区分固溶体和低共熔混合物？( )(A)放大镜(B)超显微镜(C)电子显微镜(D)金相显微镜2. 2 分(2329)相律在下列体系中何者不适用？( )(A)NaCl水溶液(B)NaCl饱和水溶液(C)NaCl过饱和水溶液(D)NaCl水溶液与纯水达渗透平衡3. 2 分(2333)在密闭容器中，让NH4Cl(s)分解达到平衡后，体系中的相数是：( )(A)1 (B)2 (C)3 (D) 44. 2 分(2384)NH4HS(s)和任意量的NH3(g)及H2S(g)达平衡时,有: ( )(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= 35. 5 分(2390)Fe(s)、FeO(s)、Fe3O4(s)与CO(g)、CO2(g)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= 16. 2 分(2392)将固体NH4HCO3(s) 放入真空容器中，恒温到400 K，NH4HCO3按下式分解并达到平衡: NH4HCO3(s) = NH3(g) + H2O(g) + CO2(g)体系的组分数C和自由度数f为： ( )(A) C= 2，f= 1 (B) C= 2，f= 2(C) C= 1，f= 0 (D) C= 3，f= 27. 2 分(2394)FeCl3和H2O能形成FeCl3·6H2O，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Φ分别为: ( )(A) C= 3，Φ = 4 (B) C= 2，Φ = 4(C) C= 2，Φ = 3 (D) C= 3，Φ = 58. 2 分(2396)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。

第五章相平衡

第五章相平衡一、选择题1、NH4HS (s) 与任意量得NH3 (g) 及H2S (g) 达平衡时有(Ф代表相数) : ( )(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 = 32、FeCl3与H2O 能形成FeCl3·6H2O,2FeCl3·7H2O,2FeCl3·5H2O,FeCl3·2H2O四种水合物,则该体系得独立组分数C与在恒压下最多可能得平衡共存得相数Ф分别为: ( )(A) C = 3,Ф = 4 (B) C = 2,Ф = 4 (C) C = 2,Ф = 3 (D) C = 3,Ф = 53、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 得压力下,能与硫酸水溶液及冰平衡共存得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4、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)。

则该体系得独立组分数 C 为: ( )(A) C = 3 (B) C = 2 (C) C = 1 (D) C = 45、298K 时,蔗糖水溶液与纯水达渗透平衡时,整个体系得组分数、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 = 36、对恒沸混合物得描述,下列各种叙述中哪一种就是不正确得？( )(A) 与化合物一样,具有确定得组成(B) 不具有确定得组成(C) 平衡时,气相与液相得组成相同(D) 其沸点随外压得改变而改变7、二元恒沸混合物得组成( )(A) 固定(B) 随温度改变(C) 随压力改变(D) 无法判断8、在pΘ下,用水蒸汽蒸镏法提纯某不溶于水得有机物时,体系得沸点: ( )(A) 必低于373、2K (B) 必高于373、2K(C) 取决于水与有机物得相对数量(D) 取决于有机物得分子量大小9、水得三相点就是:( )(A) 某一温度,超过此温度,液相就不能存在(B) 通常发现在很靠近正常沸点得某一温度(C) 液体得蒸气压等于25 °C时得蒸气压三倍数值时得温度(D) 固体、液体与气体可以平衡共存时得温度与压力10、当Clausius-Clapeyron方程应用于凝聚相转变为蒸气时,则: ( )(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11、在0 °C到100 °C得温度范围内,液态水得蒸气压p与T 得关系为:lg(p/Pa)＝-2265/T+11、101,某高原地区得气压只有59995 Pa,则该地区水得沸点为( )(A) 358、2 K (B) 85、2 K (C) 358、2 °C(D) 373 K12、在373、15 K时,某有机液体A与B得蒸气压分别为p与3p,A与B得某混合物为理想液体混合物,并在373、15 K、2p时沸腾,那么A在平衡蒸气相中得摩尔分数就是多少？( )(A) 1/3 (B) 1/4 (C) 1/2 (D) 3/413、当用三角形坐标来表示三组分物系时,若某物系其组成在平行于底边BC得直线上变动时,则该物系得特点就是: ( )(A) B得百分含量不变(B) A得百分含量不变(C) C得百分含量不变(D) B与C得百分含量之比不变14、在通常情况下,对于二组分物系能平衡共存得最多相为: ( )(A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 415、哪一种相变过程可以利用来提纯化学药品？( )(A) 凝固(B) 沸腾(C) 升华(D) A、B、C任一种16、在相图上,当系统处于下列哪一点时只存在一个相？( )(A) 恒沸点(B) 熔点(C) 临界点(D) 低共熔点17、水得三相点附近,其气化焓与熔化焓分别为44、82 kJ·mol-1与5、99 4kJ·mol-1。

第五章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373.2K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373.2K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298.2K和PΘ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NH4HS（S）和CaCO3（S）加热分解，两种情况的独立组分数是否都等于1？答：NH4HS（S）=NH3（g）+H2S（g）S=3，R=1，R´=1，C=3-1-1=1CaCO3（S）=CaO（S）+CO2（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。

第五章多相平衡（含答案）

第五章多相平衡（含答案）第五章相平衡一、选择题1、下列体系中哪一个是均相体系：( )(A)水雾和水蒸气混合在一起； (B)乳状液(C)水和被水饱和的空气 (D)两种不同的金属形成的固熔体2、克拉佩龙方程表明：( )(A)两相平衡时的平衡压力随温度而变化的变化率(B)任意状态下压力随温度的变化率(C)它适用于任何物质的两相平衡(D)以上说法都不对3、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４、对于下列平衡系统：①高温下水被分解；②同①，同时通入一些H2(g) 和O2(g)；③H2 和O2同时溶于水中，其组元数K和自由度数f的值完全正确的是：（）(A) ①K = 1，f= 1 ②K = 2，f= 2 ③K = 3，f = 3 ；(B) ①K = 2，f= 2 ②K = 3，f= 3 ③K = 1，f = 1(C) ①K = 3，f= 3 ②K = 1，f= 1 ③K = 2，f = 2(D) ①K = 1，f= 2 ②K = 2，f= 3 ③K = 3，f = 3５、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、298 K 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、自由度为：（）(A) C= 2，φ= 2，f*= 1 (B) C= 2，φ = 2，f*= 2 (C) C= 2，φ= 1，f*= 2 (D) C= 2，φ = 1，f*= 3７、如右图所示，当水处在三相点平衡时，若系统发生绝热膨胀，水的相态将如何变化？ ( )(A)气相、固相消失，全部变成液态；(B)气相、液相消失，全部变成固态；(C)液相消失，固相、气相共存；(D)固相消失，液相、气相共存8、对简单低共熔体系，在最低共熔点，当温度继续下降时，体系存在( )(A)一相 (B)二相 (C)一相或二相 (D)三相9、已知纯A和纯B的饱和蒸气压p A*10、甲、乙、丙三个小孩共吃一支冰棍，三人约定：⑴各吃质量的三分之一；⑵只准吸，不准咬；⑶按年龄由小到大顺序先后吃。

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##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 ； 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； 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> ； 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； 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； 降低；<C> 不变；<D> 不一定. 6．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：<A> 1 种； 2 种；<C> 3 种；<D> 0 种.7．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：<A> 1 ； 2 ；<C> 3 ；<D> 0 .8．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：<A> f = 1 ； f = 2 ；<C> f = 3 ；<D> f = 4 .9．对于下列平衡系统：①高温下水被分解；②同①,同时通入一些H2<g> 和O2<g>；③H2和O2同时溶于水中,其组元数K和自由度数f的值完全正确的是：<A> ①K = 1,f = 1 ②K = 2,f = 2 ③K = 3,f = 3 ； ①K = 2,f = 2 ②K = 3,f = 3 ③K = 1,f = 1 ；<C> ①K = 3,f = 3 ②K = 1,f = 1 ③K = 2,f = 2 ；<D> ①K = 1,f = 2 ②K = 2,f = 3 ③K = 3,f = 3 .10．在下列体系中自由度f = 2的体系是：<A> 298K时,H2O<l>H2O<g> ； S<s>S<l>S<g> ；<C> C2H5OH<l> 与H2O<l> 的混合物；<D> 一定量的PCl5<g> 分解平衡时：PCl5<g> = PCl3<g> + Cl2<g> .11．某体系中有Na2CO3水溶液与Na2CO3·H2O<s>、Na2CO3·7H2O<s>、Na2CO3·10H2O<s>三种结晶水合物.在p下,f = K - Φ + 1 = 2 - 4 + 1 = -1,这种结果表明：<A> 体系不是处于平衡态； Na2CO3·10 H2O<s> 不可能存在；<C> 这种情况是不存在的；<D> Na2CO3·7H2O<s> 不可能存在.12．相图与相律之间是：<A> 相图由实验结果绘制得出,相图不能违背相律； 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.13．下列叙述中错误的是：<A> 水的三相点的温度是273.15K,压力是610.62 Pa ； 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 .14．Na 2CO3可形成三种水合盐：Na2CO3·H2O、Na2CO3·7H2O、NaCO3·10H2O,在常压下, 将Na2CO3投入冰－水混合物中达三相平衡时,若一相是冰,一相是Na2CO3水溶液,则另一相是：<A> Na2CO3； Na2CO3·H2O ；<C> Na2CO3·7H2O；<D> Na2CO3·10H2O. 15．如图,对于右边的步冷曲线对应是哪个物系点的冷却过程：<A> a点物系； b点物系；<C> c点物系；<D> d点物系.16．如图,对于形成简单低共熔混合物的二元相图,当物系的组成为x,冷却到t℃时,固液二相的重量之比是：<A> w<s>∶w<l> = ac∶ab ； w<s>∶w<l> = bc∶ab ；<C> w<s>∶w<l> = ac∶bc ；<D> w<s>∶w<l> = bc∶ac .17．如图,对于形成简单低共熔混合物的二元相图,当物系点分别处于C、E、G点时,对应的平衡共存的相数为：<A> C点1,E点1,G点1 ； C点2,E点3,G点1 ；<C> C点1,E点3,G点3 ；<D> C点2,E点3,G点3 .18．在相图上,当物系处于哪一个点时只有一个相：<A> 恒沸点； 熔点；<C> 临界点；<D> 低共熔点.19．甲、乙、丙三个小孩共吃一支冰棍,三人约定：⑴各吃质量的三分之一；⑵只准吸, 不准咬；⑶按年龄由小到大顺序先后吃.结果,乙认为这只冰棍没有放糖,甲则认为这冰棍非常甜,丙认为他俩看法太绝对化.则三人年龄：<A> 甲最大,乙最小； 甲最小,乙最大；<C> 丙最大,甲最小；<D> 丙最小,乙最大.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,图中有几个单相区：(A)<A>1个；(B) 2个；(C)<C><C> 3个；(D)<D><D> 4个.21．有一形成不稳定化合物的双组分A与B凝聚体系,系统的组成刚巧与不稳定化合物的组成相同,当其从液态冷却到不相称熔点,系统内建立如下平衡：液相+ A<s> = A x B y<不稳定化合物>,如果在此时系统由外界吸取热时,则上述的平衡将：<A> 向左移动； 向右移动；<C> 不移动；<D> 无法判定. 22．A与B可以构成2种稳定化合物与1种不稳定化合物,那么A与B的体系可以形成几种低共熔混合物：<A> 2种； 3种；<C> 4种；<D> 5种.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,有几个两固相平衡区：(A)<A>1个； 2个；(B)3个；<D> 4个.24．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?<A> 总是下降； 总是上升；<C> 可能上升也可能下降；<D> 服从拉乌尔定律.25．如图是FeO与SiO2的恒压相图,那么存在几个稳定化合物：(A)<A>1个；(B) 2个；(C)<C><C> 3个；(D)<D><D> 4个.26．A与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？<A> 4种； 5种；<C> 2种；<D> 3种. 27．在温度为T时,A<l> 与B<l> 的饱和蒸气压分别为30.0kPa和35.0kPa,A与B完全互溶,当x A = 0.5时,p A = 10.0kPa,p B = 15.0kPa,则此二元液系常压下的T～x相图为：28．两组分理想溶液,在任何浓度下,其蒸气压：<A> 恒大于任一纯组分的蒸气压； 恒小于任一纯组分的蒸气压；<C> 介于两个纯组分的蒸气压之间；<D> 与溶液组成无关.29．设A和B可析出稳定化合物A x B y和不稳定化合物A m B n,其T～x图如图所示,其中阿拉伯数字代表相区,根据相图判断,要分离出纯净的化合物A m B n,物系点所处的相区是：<A> 9 ； 7 ；<C> 8 ；<D> 10 .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> 恒沸混合物； 纯A ；<C> 纯B ；<D> 纯A或纯B .31．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：<A> 1个； 2个；<C> 3个；<D> 4个.32．水蒸气蒸馏通常适用于某有机物与水组成的：<A> 完全互溶双液系； 互不相溶双液系；<C> 部分互溶双液系；<D> 所有双液系.33．下图是二元凝聚体系相图,其中物系点与相点合一的是：<A> F点,G点； I点,D点；<C> H点,D点；<D> H点,G点.34．A与B是两种互不相溶的两种液体,A的正常沸点80℃,B的正常沸点120℃.把A、B混合组成一个体系,那么这个混合物的正常沸点为：<A> 小于80℃； 大于120℃；<C> 介于80℃与120℃之间；<D> 无法确定X围.35．右图是三液态恒温恒压相图,ac、be把相图分成三个相区①、②、③,每个相区存在的相数是：(A)<A>①区1、②区1、③区1 ； ①区1、②区3、③区2 ；(B)①区1、②区2、③区2 ；<D> ①区1、②区2、③区1 .36．金<熔点1063℃>与铜<熔点1083℃>形成合金；取含金量50％的融熔体冷却,首先析出固溶体的含金量是：<A> 大于50％； 小于50 % ；<C> 等于50％；<D> 不一定.37．H2O－NaCl－Na2SO4的物系中Na2SO4与H2O能形成水合物Na2SO4·10 H2O<D>.相图中,在DBC区中存在的是：<A> 水合物D与溶液； 水合物D、NaCl和组成为F的溶液；<C> 水合物D、NaCl和Na2SO4三相共存；<D> 纯NaCl、纯Na2SO4和水溶液.38．H2O－KNO3－NaNO3物系的相图如下.那么在BEC区内平衡的相是：<A> 纯NaNO3与其饱和溶液； 纯KaNO3与其饱和溶液；<C> 含KNO3、NaNO3与不饱和溶液；<D> 含KNO3、NaNO3与双饱和溶液<E> .39．分配定律不适用下列哪个体系：<A> I2溶解在水与CCl4中； Na2CO3溶解在正庚烷和二乙二醇醚中；<C> NH4Cl溶解在水与苯中；<D> Br2溶解在CS2与水中.40．如图是恒温恒压下的三组分盐水体系相图,复盐可形成水合物,存在几个三相平衡区：<A> 2个； 3个；<C> 4个；<D> 5个.三、多选题：1．通常所说的水的冰点为0℃的含义是什么？<A> 在101.33kPa压力下,冰和纯水平衡时的温度； 冰、水、水蒸气三相平衡时的温度；<C> 冰的蒸气压和水的蒸气压相等的温度；<D> 压力为101.3kPa下被空气饱和了的水和冰平衡的温度；<E> 压力在101.3kPa时,冰、水、水蒸气三相共存时的温度.2．下列系统Φ = 1的是：<A> Pb－Sn－Sb形成的固溶体； α-SiO2和β-SiO2；<C> 左旋葡萄糖和右旋葡萄糖；<D> 氯化钠和蔗糖溶于水；<E> 白糖与面粉混合物. 3．克－克方程可适用于下列哪些体系？<A> I2<s> I2<g> ； 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> + H22HI<g> . 4．对于两组分凝聚体系的步冷曲线形状,下列判断正确的是：<A> 步冷曲线上,一定存在"拐点〞； 一条步冷曲线上有平台,就一定有"拐点〞；<C> 一条步冷曲线上有"拐点〞,就一定有"平台〞；<D> 一条步冷曲线上可以有"拐点〞而无"平台〞；<E> 一条步冷曲线上可以有"平台〞而无"拐点〞.5．在CaF2－CaCl2的凝聚系统相图中,物系点为a,当降低系统温度时,不正确的是：(A)<A>a点Φ = 1,f* = 2 ； b点Φ = 1,f* = 1 ；(B)c点Φ = 2,f* = 1 ；(C)<C>d点Φ = 2,f* = 1 ；<E> c点Φ = 3,f* = 0 .6．关于杠杆规则的适用性,下列说法错误的是：<A> 适用于单组分体系的两个平衡相； 适用于二组分体系的两相平衡区；<C> 适用于二组分体系相图中的任何区；<D> 适用于三组分体系中的两个平衡相；<E> 适用于三相平衡线上的任意两个平衡相.7．加压于冰,冰可部分熔化成水,这是什么原因？<A> 加压生热； 冰的晶格受压崩溃；<C> 冰熔化时吸热；<D> 冰的密度小于水；<E> 冰的密度大于水.8．A和B二元凝聚系相图如图所示,在下列叙述中错误的是：<A> 1为液相,Φ = 1,f = 2 ； 要分离出纯A,物系点必须在3区内；<C> 要分离出纯A m B n,物系点必须在6区内；<D> J、F、E、I和S诸点f = 0 ；<E> GC直线、DI直线上的点,f = 0 .9．20℃时苯和甲苯的蒸气压分别为9959.2Pa和2973.1Pa,苯<A>和甲苯形成的溶液近似于理想溶液,当x<苯> = 0.5时,气相中苯的分压p<苯> = 4979.6Pa,甲苯的分压p<甲苯> = 1486.6Pa,在图中,p～x图和T～x图正确的是：10．下述说法中,哪一个是错误的？<A> 通过相图可以确定一定条件下体系由几相构成； 相图可表示出平衡时每一相的组成如何；<C> 相图可表示出达到相平衡所需的时间长短；<D> 通过杠杆规则可在相图上计算各相的相对数量多少；<E> 相图上物系点与相点都是分开的.四、主观题：1．在25℃时,A、B、C三种物质<相互之间不发生反应>所形成的溶液与固态A和由B、C组成的气相同时达到平衡,问：<1> 此体系的自由度为多少？<2> 此体系中能平衡共存的最多有几相？2．滑冰鞋下面的冰刀与冰接触面长为7.68cm,宽为0.00245cm.<1> 若滑冰者体重为60kg,试求施于冰面的压强为多少？<双脚滑行><2> 在该压强下,冰的熔点是多少？巳知冰的摩尔熔化热为6009.5 J·mol-1,冰的密度为0.92g·cm-3,水的密度为1.0 g·cm-3.3．乙酰乙酸乙酯CH3COCH2COOC2H5是有机合成的重要试剂,它的蒸气压方程为：ln p = -5960/T + B,p的单位是Pa,此试剂在正常沸点181℃时部分分解,但在70℃是稳定的,可在70℃时减压蒸馏提纯,压强应降到多少？该试剂的摩尔气化热是多少？4．液体A与B形成非理想溶液,在一定温度下,蒸气总压与溶液组成的关系图如右：<1> 粗略画出p A～x B、p B～x B线；<2> 粗略画出T～x B和T～y B线<沸点～组成线> .5．在16～78℃之间,液态汞的蒸气压公式为：lg<p/p> = 7.648－3328/T－0.848lg<T/K>,汞的三相点温度为243.3K,摩尔熔融热为2320 J·mol-1,试求固态汞在-78℃时的蒸气压.6．下面是两组分凝聚体系相图,注明每个相图中相态,并指出三相平衡线.7．Ni与Mo形成化合物MoNi,在1345℃时分解成Mo与含53％Mo的液相,在1300℃有唯一最低共熔点,该温下平衡相为MoNi,含48％Mo的液相和含32％Mo的固熔相,巳知Ni 的熔点1452℃,Mo的熔点为2535℃,画出该体系的粗略相图[t℃～c图].8．AgCl与LiCl体系不形成化合物,固态部分互溶,在480℃时,熔融体与分别含15％与30％AgCl的固熔体成平衡,AgCl与LiCl的熔点分别为455℃与610℃,试绘制其相图.9．如图,是NaCl－<NH4>2SO4－H2O在298K、101.325kPa时的相图.现有NaCl与<NH4>2SO4混合盐100克,其中<NH4>2SO4含量为25%,物系点相当图中f点,利用相图计算,可以最多提纯得到多少克NaCl晶体？10．CaCO3在高温分解为CaO和CO2.<1> 由相律证明我们可以把CaCO3在保持固定压力的CO2气流中加热到相当的温度而不使CaCO3分解；<2> 证明当CaCO3与CaO的混合物与一定压力的CO2共存时有且仅有一个平衡温度. 11．在101.325kPa下,CaCO3分解成CaO<s> 和CO2<g>,在1169K时达到分解平衡.<1> 画出两组分CaO－CO2在101.325Pa时的等压相图；<2> 标出各个相区的相态.12．NaCl－H2O二组分体系的低共熔点为 -21.1℃,此时冰、NaCl·2H2O<s> 和浓度为22.3％<重量百分数>的NaCl水溶液平衡共存,在 -9℃时有一不相合熔点,在该熔点温度时,不稳定化合物NaCl·2H2O分解成无水NaCl和27％的NaCl水溶液,已知无水NaCl在水中的溶解度受温度的影响不大<当温度升高时,溶解度略有增加>.<1> 请绘制相图,并指出图中线、面的意义；<2> 若在冰水平衡体系中加入固体NaCl作致冷剂可获得最低温度是几度？<3> 若有1000g 28％的NaCl溶液,由160℃冷到 -10℃,问此过程中最多能析出多少纯NaCl ？12．现有处于263K的1 mol过冷水,假定水自发地结晶,结晶过程一直延续到体系平衡.<1> 体系达到最终温度为多少？<2> 平衡时有几相共存？<3> 计算平衡时各相的量；<4> 计算结晶过程的ΔS m.已知C p,m[H2O<l>] = 75.31 J·K-1·mol-1；C p,m[H2O<s>] = 37.66 J·K-1·mol-1；熔化热ΔH m[H2O<s>] = 6.02 kJ·mol-1.13．已知Bi和Cd的熔点和熔融焓分别是544.2K、594.1K以与11.00 kJ·mol-1、5.98 kJ·mol-1,预言由这两个金属所形成的最低共熔混合物的温度和组成<设形成理想混合物>.实验值为140℃和Cd的含量<质量百分数>为40％.14．指出下列各图中所形成的化合物的经验式,并说明各相区是由哪些相组成的？<1> 图Ⅰ中设生成的化合物为X ；<2> 没有化合物；<3> 图Ⅲ中设生成X、Y两种化合物；15．酚水体系在60℃分成两液相,第一相含16.8％<质量百分数> 的酚,第二相含44.9％的水.<1> 如果体系中含90g水和60g酚,那么每相重量为多少？<2> 如果要使含80％酚的100g溶液变成浑浊,必须加水多少克？16．80℃时溴苯和水的蒸气压分别为8.825kPa和47.335kPa,溴苯的正常沸点是156℃.计算：<1> 溴苯水蒸气蒸馏的温度,已知实验室的大气压为101.325kPa；<2> 在这种水蒸气蒸馏的蒸气中溴苯的质量分数.已知溴苯的摩尔质量为156.9 g·mol-1；<3> 蒸出10kg溴苯需消耗多少千克水蒸气？第五章相平衡练习题答案一、判断题答案：1．对.2．错.3．错,应是在一定X围内可以独立变化的强度变数.4．错,也有代表相的点.5．错,f = l表示有一个强度变数可独立变化.6．对.7．对,在p～x图中理想液态混合物的液相线是直线.8．对.9．错,其他相图的两相平衡区也可以使用杠杆规则.10．错,对有恒沸物的系统,最多只能得到一个纯组分.11．错,通常两个组分都同时产生正<或负>偏差.12．错,恒沸组成与压力有关.13．错,因不互溶,p A = p A’,与组成无关.14．对.15．对.二、单选题答案：1. C；2. C；3. C；4. C；5. D；6. B；7. B；8. C；9. D；10.D；11.A；12.A；13.A；14.D；15.C；16.C；17.B；18.C；19.B；20.C；21.A；22.B；23.D；24.C；25.D；26.C；27.B；28.C；29.B；30.D；31.C；32.B；33.D；34.A；35.D；36.B；37.C；38.D；39.C；40.B.三、多选题答案：1. D；2. AD；3. AD；4. DE；5. BC；6. AC；7. D；8. BC；9. CD；10. CE.四、主观题答案：1．解：N = 3 C = 3 Φ = 3 <s,l,ｇ><1> f* = 3-3 + 1 = 1 ；<2> f*min = 0 ,3-Φmax + 1 = 0 ,Φmax = 4 .2．解：<1> p = W/2S = 60/<7.62 × 0.00245 × 3> = 1607 kg·cm-2 = 1549 × 104 Pa<2> d p/d T= ΔH/TΔV,d p= <ΔH/TΔV> ·d T积分：p2-p1= <ΔH/ΔV> × ln<T2/T1>,p2 = 15749 × 104 Pa,p1 = 101325 PaT1 = 273.15 K, ΔV = 18.02/1.00 - 18.02/0.92 = -1.567 cm3ln<T2/T1> = <p2-p1> × ΔV/ΔH= <15746 × 104-101325> × <-1.567 × 10-6>/6009.5 = -0.04106 T2 = 0.9598 T1 = 0.9598 × 273.15 = 262.16 K 即：t2 = - 11℃3．解：T = 273 + 181 = 454 K ,p = 101325 Paln101325 = - 5960/454 + B,B = 24.654ln p = - 5960/T +24.654,T2 = 273 + 70 = 343Kln p2 = - 5960/343 + 24.654 = 7.278,p2 = 1448.1 Pa因为25960lnTTpp=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂,由克-克方程：2lnRTHTpp∆=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂ΔH m,vap<气化> = 5960R = 5960 × 8.314 = 49551 J·mol-1 4．解：5．解：ΔH m<气化> = a + bT + cT2dln p l/d T= ΔH m<气>/RT2 = a/RT2 + b/RT + c/R<1> 2.303lg p l = 7.648×2.303 －3328×2.303/T －0.848×2.303lg T ln p l = 7.648×2.303 －7664/T－8.848ln Tdln p l/d T = 7664/T2-0.848/T与<1>式比较,a = 7664R = 63718b = - 0.848R = -7.05c = 0ΔH m<气化> = 63718-7.05 TΔH m<升华> = ΔH m<熔融> + ΔH m<气化> = 2320 + 63718-7.05 T = 66038-7.05 Tdln p s/d T= ΔH m<升华>/RT2 = 66038/RT2-7.05/RT = 7943/T2-0.848/T积分：ln p s = - 7943/T-0.848ln T + Clg p s = - 3449/T-0.848lg T + C' 三相点T = 243.3K lg p s = lg p L-2339/243.3-0.848lg243.3 + C' = 7.648-3328/243.3-∴C' = 8.145 lg p s = - 3449/T-0.848lg T + 8.145 当T = 273.2-78 = 196.2 Klg p s = - 3449/195.2 = - 0.848lg195.2 + 8.145 = - 11.460p s = 3.92 × 10-12p= 3.29 × 10-12 × 101325 = 3.98 × 10-7 Pa6．解：7．解：化合物中含Mo为62 % .8. 解：9．解：在图上联结Cf,交AD线于g点,量出Cf = 3.7 cm,Cg = 2.6 cm,用杠杆规则计算g点物系质量,w<g> = 100 × 3.7/2.6 = 142.3 g ,加水42.3 g量出AD = 2.6 cm ,Dg = 0.9 cm,w <NaCl> = 142.3 × 0.9/2.6 = 49.26 g10．解：<1> 根据题意,体系中只存在CaCO3和CO2S = 2 ,R = R’ = 0 K = S-R-R’ = 2因为压力p固定,且Φ = 2[CaCO3<s>,CO2 <g>] 所以：f = K-Φ + 1 = 2-2 + 1 = 1这说明体系尚有一个自由度,此即为温度,在温度可自由变化的情况下,体系中CaCO3不分解.<2> 体系中有CaCO3<s>,CaO<s>和CO2 <g>同时存在化学平衡CaCO3<s> CaO<s> + CO2 <g>故S = 3 ,R’ = 0 ,R = 1 K = S-R’-R = 2因为压力p固定,且Φ = 3[CaCO3<s>,CaO<s>,CO2 <g>]所以f = K-Φ + 1 = 2-3 + 1 = 011．解：Ⅰ区：CaO<s> + CO2<g>Ⅱ区：CaO<s> + CaCO3<s>Ⅲ区：CO2<g> + CaCO3<s>11．解：<1> 图中的ac 为水的冰点下降曲线；ec 为水化物NaCl·2H2O的溶解曲线；eh 为NaCl的溶解度曲线；bd 为三相线,线上任意一点代表冰、水化物和具有c 点组成的NaCl溶液三相平衡共存；eg 为三相线,线上任意一点代表NaCl、水化物和具有e点组成的NaCl溶液三相平衡共存.Ⅰ是液相区；Ⅱ是固<NaCl> 液平衡区；Ⅲ是冰液平衡区；Ⅳ是固<NaCl·2H2O> 液平衡区.<2> 由相图可知,在冰水平衡体系中加入NaCl,随着加入NaCl的增多,体系温度沿c线下降,至c点温度降为最低,这时体系的温度为-21.1℃.<3> 在冷却到-9℃时,已达到低共熔点,此时已开始有NaCl·2H2O析出,到-10℃,纯NaCl已消失,因此在冷却到-10℃过程中,最多析出的纯NaCl可由杠杆规则计算：w <液> × 1 = w <NaCl> × 72 w <NaCl> / w 总 = 1/<72 + 1> = 1/73w <NaCl> = w 总/ 73 = 1000/73 = 13.7 g即冷却到-10℃过程中,最多能析出纯NaCl 13.7 g.12．解：<1> 由于 1.00mol 过冷水升高到 0.01℃ <即273.16 K> 时需要的热量约为：75.31 × <273.16-263> = 765.15 J·mol -1,小于1mol 过冷水结晶为冰放出的热量 6020 J·mol -1,所以无法使过冷水全部结成冰,最终温度为0.01℃<273.16 K>的冰水共存体系.<2> 平衡时是三相 <冰、水、蒸气> 共存.<3> 假设有x mol H 2O<s> 生成,由于过冷水结冰过程很快,故体系是绝热的,即 263K时结出x mol 冰的放热,使冰水体系升温至 273.16K .75.31 × 10.16 × <1-x > + 37.66 × 10.16·x = x ·[6020 + <37.66-75.31> × 10.16] x = 0.127 则平衡时有 0.127 mol 冰和 0.873 mol 水.<4> 结晶过程的ΔS m 包括两部分,第一部分是 1mol 过冷水由 263K 升温至 273.16K ：ΔS 1 = []26316.273ln 3.75d )l (O H 212m ,⨯=⎰T T p T T C = 2.855 J·K -1·mol -1第二部分是x mol 水结成冰：ΔS 2 = -ΔH m ·x / T = -6020x / 273.16 = -2.799 J·K -1·mol -1所以结晶过程的 ΔS m = 2.855-2.799 = 0.056 J·K -1·mol -113．解：ln x <Bi > = - <11.00 × 103/R > × <1/T -1/544.2>ln x <Cd> = - <5.98 × 103/R > × <1/T -1/594.1>x <Bi> + x <Cd> = 1 解得：T = 404.7 K ≈131.5℃x <Bi> = 0.4325,换算成Cd 的质量百分数为41.4％.14．解：<1>由图Ⅰ知X 为A 3B.1：L + A<s>；2：A<s> + A 3B<s>；3：A 3B<s> + L ；4：A 3B<s> + B<s>；5：B<s> + L<2> 由图Ⅱ知： 1：α；2：L + α；3：L + β；4：β；5：α + β<3> 由图Ⅲ知X 为A 2B,Y 为AB .1：L ；2：α；3：L + α；4：L + A 2B<s>；5：α + A 2B<s>； 6：L + AB<s>； 7：A 2B<s> + AB<s>； 8：L+ AB<s>； 9：L+B<s> 10：AB<s> + B<s>15．解：在Ⅰ相中含16.8％的酚；在Ⅱ相中含 44.9％的水,则含酚为 55.1％.<1> 设物系点为 o ,其中酚含量为： 60/150 = 40％于是w 1 + w 2 = 150 且w 1/w 2 = <55.1-40> / <40-16.8>解得：w 1 = 59.1 g ,w 2 = 90.9 g<2> 80 / [ 100 + w <水> ] = 55.1％需加水w <水> = 45.2 g16．解：<1> ln p <溴苯> = -A /T + B由：ln 8.825<kPa> = - A /353 + B ；ln 101.325<kPa> = -A /429 + B得：ln p <溴苯> = - 4863.4/T + 22.86 <1>对H 2O 而言：353K,p * = 47.335 kPa ；373K,p * = 101.325 kPa得：ln p *<水> = -5010.6/T + 24.96 <2>又因为：p *<溴苯> + p *<水> = 101.325 kPa <3>联立方程<1>、<2>、<3>,解得p *<溴苯> = 15.66 kPa ,p *<水> = 85.71 kPa代入得：T = 368.4 K = 95.2℃<2> 由p *<溴苯> = p 总y<溴苯> ；p *<水> = p 总y<水>可得：p *<溴苯> / p *<水> = y<溴苯> / y<水> = n<溴苯> / n<水>= [w <溴苯>/M <溴苯>] / [w <水>/M <水>]w <溴苯> / w <水> = [p *<溴苯>·M <溴苯> / p *<水>·M <水>]= <15.66 × 156.9> / <85.71 × 18> = 1.593所以w <溴苯> = 1.593 / 2.593 = 61.4％<3> w <水> = w <溴苯> / 1.593 = 10 / 1.593 = 6.28 kg。

物理化学第五章自测题

第五章相平衡一、选择题1.在pθ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) 必高于373.15 K(b) 必低于373.15 K(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.在含有C(s),H2O(g),CO(g),CO2(g),H2(g)五个物种的平衡系统中，独立组分数C为（）。

(a)3 (b)2 (c)1 (d)43．二元合金处于低共熔温度时系统的自由度f为（）。

(a)0 (b)1 (c)2 (d)34．298K时，蔗糖水溶液与纯水达渗透平衡时，整个系统的组分数、相数、自由度为（）。

(a) C =2, Φ=2, f * =1 (b) C =2, Φ=2, f * =2(c) C =2, Φ=1, f * =2 (d) C =2, Φ=1, f * =35．FeCl3和H2O能形成FeCl3∙6H2O，2FeCl3∙7H2O，2FeCl3∙5H2O，FeCl3∙2H2O四种水合物，该系统的独立组分数C和在恒压下最多可能的平衡共存相数Φ分别为（）。

(a) C =3, Φ=4 (b) C =2, Φ=4(c) C =2, Φ=3 (d) C =2, Φ=56．对于恒沸混合物，下列说法中错误的是（）。

(a) 不具有确定组成(b) 平衡时气相和液相组成相同(c) 其沸点随外压的改变而改变(d) 与化合物一样具有确定组成7．单组分系统的固液平衡线的斜率d p /d T 的值（）。

(a)大于零 (b) 等于零(c)小于零 (d) 不确定8．A,B 两液体混合物在T -x 图上出现最高点，则该混合物对Raoult 定律产生（）。

(a)正偏差 (b) 负偏差(c) 没偏差 (d) 无规则9．下列过程中能适用方程2ln RTH dT p d ∆=的是（）。

(a) I 2(s) ⇄ I 2(g)(b) C(石墨) ⇄ C(金刚石)(c) Hg 2Cl 2(s) ⇄ 2HgCl(g)(d) N 2(g ,T 1,p 1) ⇄ N 2(g ,T 2,p 2)10．某一固体在25℃和101325Pa 压力下升华，这意味着（）。

第五章相平衡习题及解答.docx

第五章习题及解答1.Ag2O 分解的计量方程为Ag2O(s)=2Ag(s)+102(g),当I Ag2O 进行分解时，体系的组分数、自由度和可能平衡共存的最大相数各为多少？解本题S=3, R=l, C=S-R-R, =3-1-0=2,⑦二3,f=C- 0+2二2-3+2二1。

可能平衡共存的最大相数：当户0时0最大二4。

2.指出下列各体系的独立组分数、相数和自由度数各为若干？(1) NH4C1(S)在抽空容器中部分分解为NH3(g)和HCl(g)达平衡。

⑵NH4C1(S)在含有一定量NH3(g)的容器中，部分分解为NH3(g)和HCl(g)达平衡。

⑶NH4HS⑸和任意量的NH3(g)和H2S(g)®合达到平衡。

⑷ C(s)与CO(g), CO2(g), O2(g)在973K 时达到平衡。

解(1) NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)C=S-R-R‘ =3-1-1=1,。

二2,f=C- 0+2二1-2+2二1。

(2)在上述体系中加入一定量NH3(g),设为p0(NH3) =nQ RT/V f 对体积固定的容器，內只与温度有关。

设平衡后分解出的氨气压力为P，则平衡时(p Q+p)p=K pf温度为定值时，內和何都为定值，P 可以求出，说明自由度数仍为1,即浓度限制条件仍然成立。

R' —1, C=S-R-R' =3-1-1=1,①=2, f=C- 0+2二1-2+2二1。

(3)NH4HS(s)=NH3(g)+H2S(g)C二S—R-R' =3-l-0=2,①=2,f=C- 0+2二2-2+2二2。

(4)C(s)+|o2(g)=CO(g), CO(g)+|o2(g)=CO2(g) C=S-R-R‘ =4-2-0=2,①=2, f=C~ 0+1 二2-2+1=1。

3.在制水煤气的过程中,五种物质:H2O(g)> C(s)、CO(g)、H2(g) 和C02(g)相互建立如下三个平衡：H2O(g)+C(s)= CO(g)+H2(g)CO2(g)+H2(g)= H2O(g)+CO(g)C02(g)+C(s)= 2C0(g)该体系的独立组分数为多少？解给上述三个反应式编号H2O(g)+C(s)= CO(g)+H2(g) (1)CO2(g)+H2(g)= H2O(g)+CO(g) (2)C02(g)+C(s)二2C0(g) (3)发现(3)式减去(2)式等于(1)式，所以独立的化学平衡数R=2。

第五章相平衡练习题答案

第五章相平衡练习题答案第五章相平衡练习题答案在学习物理的过程中，练习题是巩固知识的重要环节。

而相平衡作为力学中的一个重要概念，也是物理学习中不可或缺的一部分。

本文将为大家提供第五章相平衡练习题的答案，帮助大家更好地理解和掌握这一知识点。

一、选择题1. D2. C3. B4. A5. D二、填空题1. 平衡2. 力臂3. 重心4. 物体5. 作用力6. 力矩7. 杠杆8. 轴承三、计算题1. 解：根据力的平衡条件，我们可以列出方程：F1 × d1 = F2 × d2。

代入已知数值计算得到：F1 × 0.6 = 100 × 0.4，解得F1 = 66.67N。

2. 解：根据力的平衡条件，我们可以列出方程：F1 + F2 = F3。

代入已知数值计算得到：F1 + 100 = 150，解得F1 = 50N。

3. 解：根据力的平衡条件，我们可以列出方程：F1 + F2 = F3。

代入已知数值计算得到：F1 + 20 = 50，解得F1 = 30N。

4. 解：根据力的平衡条件，我们可以列出方程：F1 + F2 = F3。

代入已知数值计算得到：F1 + 50 = 80，解得F1 = 30N。

5. 解：根据力的平衡条件，我们可以列出方程：F1 × d1 = F2 × d2。

代入已知数值计算得到：F1 × 0.4 = 100 × 0.6，解得F1 = 150N。

四、应用题1. 解：根据力的平衡条件，我们可以列出方程：F1 + F2 = F3。

代入已知数值计算得到：F1 + 50 = 100，解得F1 = 50N。

由于F1与F2的大小相等，所以F2也为50N。

2. 解：根据力的平衡条件，我们可以列出方程：F1 + F2 = F3。

代入已知数值计算得到：F1 + 40 = 80，解得F1 = 40N。

由于F1的方向向左，所以F2的方向也向左，大小为40N。

物理化学习题及答案 (5)

第五章相平衡1.解：(1)～(4)略。

(5) ∵ 各物质的量是不确定的，∴ 独立浓度关系数R '＝0。

独立化学反应数R ＝2，故独立组分数：C ＝S -R -0＝4-2＝2又 Φ＝2，及温度恒定 ∴ 由相律得 f ＝2-2＋1＝12.解： S ＝(NH 2CO 2NH 4, NH 3, CO 2, NH 4Cl, HCl)＝5, R ＝2; R '[c (NH 3)＝2c (CO 2)+c (HCl)]＝1所以: C ＝5-2-1＝2，Φ＝3，f ＝2-3＋2＝13.（略）4.解：(1) f ＝1-2＋1＝0； (2) f ＝3-2＋1＝2，为T 和任一相中x (I 2)；(3) f ＝3-1＋1＝3，为T ，x (NaOH)，x (H 3PO 4)； (4) f ＝2-2＋1＝1，为T 。

5.分析：为l-g 平衡，知纯苯在某压力下的沸点，求另一压力下的沸点，且可以视Δvap H m 与温度无关；压力也不大，蒸气近似为理想气体，所以用克──克方程。

解：由Clapeyron-Clausius 方程[积分式(5-7)]，得：……解得 T 2＝345.47 K ＝72.4 ℃6．分析：本题的关键是正确的找出克拉贝龙方程的积分区间，并计算Δfus V m 的值，Δfus V m ＝M H 2O (1/ρ水-1/ρ冰) 解：人施加于冰上的压力为（两把冰刀）：Pa 10575.1m N 1000245.062.728.960824⨯=⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯⨯=--p 根据克拉贝龙方程： TV T H p m fus m fus d d ∆∆=，定积分，积分区间为：p ：1.575×108 Pa ～101325Pa ；T : T ～273.2 K ；得：Pa 10575.18⨯-101325Pa ＝()Pa 2.273K /ln 920110001108.160083⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯-T T ＝262.2 K7.分析：已知正常沸点对应的压力为标准大气压，所以只要将水和氯仿正常沸点的数据分别代入式(5-7)，设蒸汽压相等时的温度为T ，两式左(右)相等，即可求解T 。

05-相平衡答案

第五章相平衡答案一、选择题( 共69题)1. 2 分(2328) (D)2. 2 分(2329) (C)3. 2 分(2333) （B）4. 2 分(2384) (A)5. 5 分(2390)[答] (D)R = S - N = 5 - 3 = 2 ( S为物质种数，N为元素数)C= S - R - R' = 5 - 2 - 0 = 3Φ= 4 ( 三固，一气)f = C+ 2 -Φ= 3 + 2 - 4 = 16. 2 分(2392)[答] (C) S= 4C= S - R - R' = 4 - 1 - 2 = 1f*= C+ 1 -Φ= 1 + 1 - 2 = 07. 2 分(2394)[答] (C)S = 6 , R = 4 , R' = 0,C= 6 - 4 - 0 = 2f* = 2 -Φ+ 1 = 3 -Φ= 0 , Φ= 38. 2 分(2396)[答] (C)S = 5 , R = 3 , R' = 0,C= 5 - 3 = 2f*= 2 -Φ+ 1 = 0, 最大的Φ= 3 , 除去硫酸水溶液与冰还可有一种硫酸水含物与之共存。

9. 2 分(2398)[答] (A)(1) 入塔前，物种数S = 3 ，独立组与数C= 3(2) 已达平衡C= S - R - R' = 3 - 1 - 0 = 2(3) 只充NH3气入塔并达平衡C= S - R - R' = 3 - 1 - 1 = 1因2NH3 N2+ 3H2R = 1又[H2] = 3[N2] R' = 110. 2 分(2399)[答] (A)C= C- R - R' = 5 - 2 - 0 = 311. 2 分(2400)[答] (C)S = n + 1 , R = 0 , R' = 0又C= n + 1，Φ = 2 f = C + 3 -Φ = n + 1 + 3 - 2 = n + 212. 2 分(2401)[答] (C)CH3COOH + C2H5OH = CH3COOC2H5+ H2OC= S - R - R' = 4 - 1 - 1 = 2f = C+ 2 - Φ= 2 + 2 - 2 = 213. 2 分(2402)[答] (C) f = C+ 3 - Φ = 2 + 3 - 2 = 314. 2 分(2403) (C)15. 2 分(2404)[答] (B)C= S - R - R' = 3 - 0 - 0 = 3f= C- Φ+ 1 = 3 - 2 + 1 = 216. 1 分(2406)[答] (B) f = C+ 2 - Φ = 2 + 2 - 3 = 117. 2 分(2407)[答] (B)C= 2 ( 蔗糖，水) ,Φ = 2 ( 蔗糖溶液，纯水)f = C + 3 - Φ = 2 + 3 - 2 = 3 , f*= 2在渗透平衡的体系中，有二个平衡压力，即p(纯水)和p(糖水)所以,相律应写成：f + Φ = C+ 318. 2 分(2408)[答] (A)恒沸混合物与化合物不同，没有确定的组成。

物理化学答案——第五章-相平衡

第五章相平衡一、基本公式和内容提要基本公式1. 克劳修斯—克拉贝龙方程m mH dp dT T V ∆=∆相相（克拉贝龙方程，适用于任何纯物质的两相平衡） 2ln m H d p dT RT∆=相（克劳修斯—克拉贝龙方程，适用与其中一相为气相，且服从理想气体状态方程的两相间平衡）2.特鲁顿(Trouton)规则1188vap mvap m bH S J mol k T --∆=∆≈⋅⋅（T b 为该液体的正常沸点）3.相律 f+Φ=C+n C=S-R-R ′f+Φ=C+2 (最普遍形式)f* +Φ=C+1 (若温度和压力有一个固定，f * 称为“条件自由度”)*4. Ehrenfest 方程2112()p p C C dp dT TV αα-=-（C p ，α为各相的恒压热容，膨胀系数）基本概念1．相：体系中物理性质和化学性质完全均匀的部分，用Φ表示。

相的数目叫相数。

2．独立组分数C ＝S －R －R ′，S 为物种数，R 为独立化学反应计量式数目，R ′ 为同一相中独立的浓度限制条件数。

3．自由度：指相平衡体系中相数保持不变时，所具有独立可变的强度变量数，用字母 f 表示。

单组分体系相图相图是用几何图形来描述多相平衡系统宏观状态与 T 、p 、X B （组成）的关系。

单组分体系，因 C ＝1 ，故相律表达式为 f ＝3－Φ。

显然 f 最小为零，Φ 最多应为 3 ，因相数最少为 1 ，故自由度数最多为 2 。

在单组分相图中，（如图5-1，水的相图）有单相的面、两相平衡线和三相平衡的点，自由度分别为 f ＝2、f ＝1、f ＝0。

两相平衡线的斜率可由克拉贝龙方程求得。

图5-1二组分体系相图根据相律表达式f＝C－Φ＋2＝4－Φ，可知f最小为零，则Φ最多为 4 ，而相数最少为 1 ，故自由度最多为 3 。

为能在平面上显示二组分系统的状态，往往固定温度或压力，绘制压力-组成（p-x、y）图或温度-组成（T-x、y）图，故此时相律表达式为f*＝3－Φ，自然f*最小为 0 ，Φ最多为 3，所以在二组分平面图上最多出现三相共存。

第五章相平衡参考答案

第五章相平衡参考答案一、选择题题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A C C A B A C A D C 题号11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案 A B B D D C B C A D二、填空题1．0 (f = C + 0 -Ф = 1 + 0 - 1 = 0)2．2 (f= C + 2 -Ф = 2 + 2 - 2 = 2)3．当温度略高于低共熔温度时所对应的组成4．x (g) > x (总) > x(l)5．饱和蒸气压和摩尔质量6. 3 (S = 6 , R = 2 , C = 6 - 2 = 4 ∴f = 4 - 3 + 2 = 3)7. 1；2；0 (C = 4 – 1 – 2 = 1; P = 2; F = 1 – 2 + 1 = 0)8. 大于9. 195.2 K；5.93 kPa；25.47 kJ·mol-110. 2；2；2；温度、压力三、简答题1. 答：相点是相图中表示某平衡相组成的点。

从相点位置可看出该相的状态、组成、温度、压力等。

相点位置可随压力、温度的改变而改变。

在单组分系统的相图上，所有点全部是相点。

物系点是在多组分系统的相图上表示系统总组成的点，在单相区，物系点可与相点重合，而在两相区内只有物系点。

该物系所对应的两个相组成由两个相点表示。

在T-x图上，物系点可沿着与温度坐标平行的直线上下移动；在水盐系统图上，随着水的含量不同，物系点可沿着与组成坐标平行的直线左右移动。

2. 答：共同点：都是三相共存。

不同点：单组分系统的三相点是气-液-固三相共存，这时的自由度为零，它的压力、温度由系统自身性质决定，不受外界因素影响。

而二组分系统的低共熔点如T-x图上的E点，是固体A、固体B和组成为E的液体三相共存。

这时的自由度为1，在等压的条件下自由度为零。

E点的组成由A和B的性质决定，但E点的温度受压力影响，外压改变，E点的温度和组成也会随之而改变。

第5章相平衡部分自我测试

第5章相平衡部分自我测试第五章相平衡自我测试一.单选题（本题满分30分，每小题2.0分）1.氢气和石墨粉在没有催化剂存在时,在一定温度和压力下不发生反应,体系的组分数为( )A.C=2B.C=3C.C=4D.C=52.若上述体系中,在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.C=2B.C=4C.C=n+2D.C=n3.关于相的说法正确的是( )A.不同的相间存在界面B.同一相间不存在界面C.同一物质形成的固体一定是单相D.两种物质形成的固体一定是两相体系4.若相律的表达式为f=C- +2，则下列说法组正确的是（）A．自由度数等于体系的物种数加2，再减去体系的相数B．相数就是指体系中平衡共存的相数之和C．自由度数与体系数之和，等于体系独立组分数加2D．相率表达式中的2，是指温度和外界压力这两个可变因素5．有关相律的下列说法正确的是（）A．影响相平衡的只有强度性质B．自由度为零意味着体系的状态不变C．多相体系可能出现Φ>C+n的状态D．每种物质都存在于各平衡相中时相律才存在6．若在水中溶解KNO3和NaSO4两种盐，形成不饱和溶液，则该体系的组分数为（）A．C=3B．C=4C．C=5D．C=67．下列说法中，比较准确的是（）.A．相律可用于封闭体系B．相律可用于开放体系C．相律可用于非平衡的开放体系D．相律可用于已达平衡的多相开放体系8．单一组分物质的熔点温度（）A．是常数B．仅是压力的函数C．同时是压力和温度的函数D．除了温度和压力外，还是其他因素的函数9．在一个固体的透明真空容器中，装有少量单组分液体，如对其不断加热，可见到（）A．沸腾现象B．三相共存现象C．临界现象D．升华现象10．上题中，如使容器不断冷却，可见到（）A．沸腾现象B．三相共存现象C．临界现象D．升华现象11．若在水中溶解KNO3和Na2SO4两种盐，形成不饱和溶液，则该体系的组分数为（）。

A．C=3B。

5 相平衡

第五章相平衡1. 图5－2中，α曲面与β曲面相交的ａｂｄ线是一条等化学势的曲线。

这句话的含义是什么?答：ａｂｄ曲线在Tp平面上的投影为a'd'b'，该线上的任意一点，在其指定的温度和压力下，两相化学势相等，即α与β二相处于平衡状态。

2. 西藏高原的气压为65.8K p a，为什么在西藏高原用一般锅子不能将生米烧成熟饭？答：查不同温度下水的饱和蒸气压表，可知89℃时水的饱和蒸气压为65.8K p a，在西藏高原，加热到89℃水就沸腾，一般锅子中水温不能超过89℃，温度不够高，所以生米不能成熟饭。

3. 为了防止苯乙烯的高温聚合，可以采用减压蒸馏，若使苯乙烯在318.2K 减压蒸馏，欲计算出设备的真空度为多少？如何算法，尚需哪些数据？答：根据克－－克方程ln(p2/p1)＝(Δvap H m/R)(1/T1－1/T2)，若已知一个压力(p1)下的沸点(T1)和汽化热(Δvap H m)数据，就可以求318.2K(T2) 时苯乙烯的饱和蒸气压(p2)，则就可求得设备的真空度。

为此，尚需要知道苯乙烯的正常沸点(或一个温度下的饱和蒸气压)和汽化热(Δvap H m)数值。

4. 对于一个含有N种化学物质所组成的体系，若体系中不存在化学反应，则N与C存在什么关系? 又若其中某一种化学物质在某一项中实际不存在，试推导出该体系的相律形式仍然是(5－14)式。

［提示：请考虑描述体系组成的变量数与各种物质在各相间化学势相等的等式数应该作怎样的修正？］答：化学物质数N是一指相平衡体系内能够出现的不同化学性质的物质数；组分数C是指该平衡体系内所需的最少物质数，即该相平衡体系中物种数减去化学平衡数，再减去浓度限制条件数，C＝N－R－R＇。

如果体系中不存在化学反应，则C＝N －R＇，如果体系中不存在化学反应，也不存在浓度限制条件，则C＝N。

C种物质在φ个相中都存在，则描述体系组成的变量数为φ(C-1)，化学势相等的关系式数为C(φ-1)，描述体系最少变量数，即自由度ｆ＝φ(C-1)－C(φ-1)+2＝C-φ＋2；若某种物质在其中某一相中不存在，则描述体系组成的变量数为(φ-1)＋(C-2)＝φ(C-1)－1，化学势相等的关系式数为：C(φ-2)＋(C-1)＝C(φ-1)－1，自由度ｆ＝[φ(C-1)-1]－[C(φ-1)－1]＋2＝φ－C＋2。

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第五章相平衡
一、选择题
1.在pθ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) 必高于373.15 K
(b) 必低于373.15 K
(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.在含有C(s),H2O(g),CO(g),CO2(g),H2(g)五个物种的平衡系统中，独立组分数C为（）。

(a)3 (b)2 (c)1 (d)4
3．二元合金处于低共熔温度时系统的自由度f为（）。

(a)0 (b)1 (c)2 (d)3
4．298K时，蔗糖水溶液与纯水达渗透平衡时，整个系统的组分数、相数、自由度为（）。

(a) C =2, Φ=2, f* =1 (b) C =2, Φ=2, f* =2
(c) C =2, Φ=1, f* =2 (d) C =2, Φ=1, f* =3
5．FeCl3和H2O能形成FeCl3•6H2O，2FeCl3•7H2O，2FeCl3•5H2O，FeCl3•2H2O四种水合物，该系统的独立组分数C和在恒压下最多可能的平衡共存相数Φ分别为（）。

(a) C =3, Φ=4 (b) C =2, Φ=4
(c) C =2, Φ=3 (d) C =2, Φ=5
6．对于恒沸混合物，下列说法中错误的是（）。

(a) 不具有确定组成
(b) 平衡时气相和液相组成相同
(c) 其沸点随外压的改变而改变
(d) 与化合物一样具有确定组成
7．单组分系统的固液平衡线的斜率d p /d T 的值（）。

(a)大于零 (b) 等于零
(c)小于零 (d) 不确定
8．A,B 两液体混合物在T -x 图上出现最高点，则该混合物对Raoult 定律产生（）。

(a)正偏差 (b) 负偏差
(c) 没偏差 (d) 无规则
9．下列过程中能适用方程2ln RT
H dT p d ∆=的是（）。

(a) I 2(s) ⇄ I 2(g)
(b) C(石墨) ⇄ C(金刚石)
(c) Hg 2Cl 2(s) ⇄ 2HgCl(g)
(d) N 2(g ,T 1,p 1) ⇄ N 2(g ,T 2,p 2)
10．某一固体在25℃和101325Pa 压力下升华，这意味着（）。

(a) 固体比液体密度大
(b) 三相点压力大于101325Pa
(c) 三相点温度小于25℃
(d) 三相点压力小于101325Pa
二、填空题
1．下列化学反应，同时共存并到达平衡（温度在900-1200K范围内）：CaCO3(s)⇄CaO(s)+ CO2(g)
CO2(g)+H2(g)⇄CO(g)+ H2O(g)
H2O(g)+CO(g)+ CaO(s) ⇄CaCO3(s)+ H2(g)
该系统的自由度f为。

2．在N2(g)+O2(g)共存的系统中加入一种固体催化剂，可生成多种氮的氧化物，则系统的自由度为。

3．NaCl(s)和含有稀盐酸的NaCl饱和水溶液的平衡系统，其独立组分数为。

4．CaCO3(s), BaCO3(s), BaO(s)和CO2(g)构成的多相平衡系统的组分数为，相数为，自由度为。

5．298K时，A,B和C彼此不发生化学反应，三者所成的溶液与固相A和由B和C组成的气相同时平衡，则该系统的自由度为，平衡共存的最大相数为，在恒温条件下若向溶液中加组分 A，则系统的压力将，若向溶液中加入组分B，则系统的压力将。

6．水在三相点附近的蒸发焓和熔化焓分别为45kJ⋅mol-1和6kJ⋅mol-1，则此时冰的升华焓为kJ⋅mol-1。

7．A，B两个组分在定压下形成的二元相图如下图所示。

在三相平衡时，体系的自由度f = 。

但是，此时物系点都可以变化，而不至于导致新相产生和旧相消失，这与自由度数目并不矛盾，因为，。

8．已知苯正常的沸点为353K ，把足够量的苯封闭在一个预先抽真空的小瓶内，当加热到373K 时，估算瓶内压力约为。

三、计算题
1．固态苯和液态苯的蒸气压与热力学温度的函数关系如下： T K Pa p s 5320569.27ln -=
T K Pa p l 410933.23ln
-= （1）计算苯的三相点的温度和压力。

（2）计算三相点的熔化焓和熔化熵。

2．某元素X 在低温下存在三种晶型Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，在三相点O(T , p )附近，三种晶体的摩尔熵的关系为S m (Ⅱ)> S m (Ⅲ)> S m (Ⅰ)，摩尔体积的关系为V m (Ⅲ)> V m (Ⅰ)> V m (Ⅱ)。

试画出该元素的p -T 示意图，并标出各晶型稳定存在的区域。

3．金属A 和B 的熔点分别为623K 和553K ，由热分析指出，在473K 时有三相共存，其中一相是含30% B 的熔化物，其余两相分别是含20% B 和含25% B 的固溶体。

冷却至423K 时又呈现三相共存，分别
是含55% B的熔化物、含35% B和含80% B的两个固溶体。

根据以上数据绘出A-B二元合金相图，并指出各相区存在的相。

参考答案：
一、babbcddbab
二、
1．3；
2．3；
3．3；
4．3，5，0；
5．2，5，不变，增大；
6．51kJ⋅mol-1。

7．0，因为在CD线上（不包括两个端点）各种组成的体系都存在三相平衡，改变体系的总组成，只是改变三相的相对数量，而三相的组成恒定不变，总组成不是自由度，故自由度为零。

8．178.1kPa（提示：用Trouton规则）
三、
1．（1）T=279.1K，p=4953Pa
00（2）∆fus H m=10068 J⋅mol-1，∆fus S m=36.07 J⋅mol-1⋅K-1。