大学《物理化学》相平衡练习题(有答案)

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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。

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。

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。

物理化学上册相平衡练习1、2、3与答案

物理化学相平衡 1 试卷一、选择题( 共21题40分 )1. 2 分 (2442)由 CaCO3(s), CaO(s), BaCO3(s), BaO(s)及 CO2(s)构成的平衡体系 , 其自由度为：( )(A)f=2 (B)f=1 (C) f=0(D)f=32. 2 分 (2398) 将 N 2, H2, NH 3三种气体充进 773 K , 32 424 kPa 的合成塔中，在有催化剂存在的情况下，指出下列三种情况时该体系的独立组分数C( 1), C( 2),C( 3) 各为多少 ?(1)进入塔之前(2)在塔内反应达平衡时(3)若只充入NH 3气，待其平衡后(A) 3， 2，1(B) 3， 2，2(C) 2，2，1(D)3，3， 23. 2 分 (2562) 在 373. 15K 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. 15K ， 2p时沸腾，那么 A在平衡蒸气相中的摩尔分数是多少？(A) 1/3(B)1/4(C) 1/2(D) 3/44. 2 分 (2403)将 AlCl 3溶于水中全部水解，此体系的组分数 C 是：(A) 1(B)2(C) 3(D) 45. 2 分 (2740)对二级相变而言，则（ A ）相变 H =0，相变 V <0（B）相变 H <0，相变V =0（ C）相变 H <0，相变 V <0（D）相变 H =0，相变V =06. 2分 (2436)CuSO 4与水可生成CuSO4 H2 O, CuSO4 3H 2O, CuSO4 5H2O 三种水合物 , 则在一定压力下，与 CuSO4水溶液及冰共存的含水盐有：(A) 3 种(B) 2种(C) 1 种(D)不可能有共存的含水盐7. 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) 48. 2 分 (2440)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) 59. 2 分 (2739)二级相变服从的基本方程为：（A ）克拉贝龙方程（ B ）克拉贝龙—克劳修斯方程（ C）爱伦菲斯方程（ D）以上三个方程均可用10. 2 分 (2565)p 时， A液体与 B 液体在纯态时的饱和蒸气压分别为40kPa 和46. 65 kPa，在此压力下， A 和 B 形成完全互溶的二元溶液。

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。

物理化学测验相平衡

物理化学测验〔四〕一、选择题。

在题后括号内，填上正确答案代号。

1、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。

2、组分A(高沸点)与组分B(低沸点)形成完全互溶的二组分系统，在一定温度下，向纯B中参加少量的A，系统蒸气压力增大，那么此系统为：( )。

（1）有最高恒沸点的系统；（2）不具有恒沸点的系统；（3）具有最低恒沸点的系统。

3、设反响a A(g ) == y Y(g) + z Z(g),在101.325 kPa、300 K下，A的转化率是600 K的2倍，而且在300 K下系统压力为101 325 Pa的转化率是2×101 325 Pa的2 倍，故可推断该反响〔〕。

〔1〕平衡常数与温度，压力成反比；〔2〕是一个体积增加的吸热反响；〔3〕是一个体积增加的放热反响；〔4〕平衡常数与温度成在正比，与压力成反比。

4、某反响A(s) == Y(g) + Z(g)的D r G与温度的关系为D r G= (－45 000＋110 T/K) J ·mol -1，在标准压力下, 要防止该反响发生，温度必须：( ) 。

(1) 高于136 ℃；(2) 低于184 ℃；(3) 高于184 ℃；(4) 低于136 ℃；(5) 高于136 ℃而低于184 ℃。

5、将固体NH4HCO3(s) 放入真空容器中，等温在400 K，NH4HCO3按下式分解并到达平衡：NH4HCO3(s) === NH3(g) + H2O(g) + CO2(g)系统的组分数C和自由度数ƒ为：( )。

(１)Ｃ＝２，ƒ＝１；(２)Ｃ＝２，ƒ＝２；(３)Ｃ＝１，ƒ＝０；(４)Ｃ＝３，ƒ＝２。

6、等温反响①CH4(g) == C(s) + 2H2(g)②CO(g) + 2H2(g) == CH3OH(g)假设提高系统总压力，那么平衡移动方向为〔〕。

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。

物理化学习题答案(二)-相平衡

物理化学习题答案（二）一. 选择题1. 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) 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2. 水的三相点，其蒸发热和熔化热分别为和·mol-1。

则在三相点冰的升华热约为： ( B )(A) kJ•mol-1 (B) kJ•mol-1(C) kJ•mol-1 (D) kJ•mol-13. 已知苯一乙醇双液体系中，苯的沸点是，乙醇的沸点是，两者的共沸组成为：含乙醇%(摩尔分数)，沸点为。

今有含乙醇%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：下列结论何者正确(C )(A) y2> x2 (B) y2= x2 (C) y2< x2 (D) 不能确定4. 如上题，若将上述溶液精馏，则能得到：(D )(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5. 绝热条件下，的NaCl加入的碎冰中，体系的温度将如何变化（B ）(A) 不变 (B) 降低 (C) 升高 (D)不能确定6. 体系中含有H2O、H2SO4•4H2O、H2SO4•2H2O、H2SO4•H2O、H2SO4，其组分数C为： ( B )(A) 1 (B) 2 (C) 3 (D)47. 在410 K，Ag2O(s)部分分解成Ag(s)和O2(g)，此平衡体系的自由度为：(A )(A) 0 (B) 1 (C) 2(D) 38. 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) 49. CaCO3(s)、CaO(s)、 BaCO3(s)、BaO(s)及CO2(g)构成的平衡物系，其组分数为： (B )(A) 2 (B) 3 (C) 4 (D)510. 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) f =2 (B) f = 1 (C) f = 0(D) f = 311. N2的临界温度是124K，室温下想要液化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12. 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)(A) p对T (B) lg(p/Pa) 对T (C) lg(p/Pa) 对1/T(D) 1/p 对lg(T/K)13. 在相图上，当体系处于下列哪一点时存在二个相：(A )(A) 恒沸点(B) 三相点(C) 临界点(D) 最低共熔点14. 在相图上，当体系处于下列哪一点时存在一个相：(C )(A) 恒沸点(B)熔点(C) 临界点(D) 最低共熔点15. 将非挥发性溶质溶于溶剂中形成稀溶液时，将引起(A )(A) 沸点升高 (B) 熔点升高 (C) 蒸气压升高(D) 都不对16. 稀溶液的依数性包括蒸汽压下降、沸点升高、凝固点降低和渗透压,下面的陈述其中正确的是 ( C)(A)只有溶质不挥发的稀溶液才有这些依数性 (B)所有依数性都与溶剂的性质无关(C)所有依数性都与溶液中溶质的浓度成正比 (D)所有依数性都与溶质的性质有关17. 两只各装有1kg水的烧杯，一只溶蔗糖，另一只溶有，按同样速度降温，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18. 下列气体溶于水溶剂中，哪个气体不能用亨利定律（C ）。

物理化学《相平衡》习题及参考答案

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

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。

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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a
4．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a
a.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a
a.0
b.1
c.2
d.4
7．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B
b. A 和C
c. B 和C
d.无法确定
例1在101.325 kPa 下，A~B 系统的相图如
图所示。

由相图回答：
（1）系统中x （A ）﹦0.68时：开始沸腾的温度约为 ℃，最初馏出物中B 的摩尔分数约
图16
为。

蒸馏到最后一滴液体时，溶液中B 的摩尔分数约为。

（2）如将组成为x B ﹦0.85的A~B 混合液进行精馏，则在塔顶得到，在塔釜得到。

（大连理工大学2003年）
答7.（1）79℃,0.6,0.1； (2)0.7B x =的恒沸物，纯B
例22NaCl~H O 所组成的二组分系统，在-21℃时有一个低共熔点，此时冰、2NaCl~2H O(s)和（质量百分比）浓度为23.3%的NaCl 水溶液平衡共存。

在-9℃时不稳定化合物2NaCl 2H O(s)⋅分解，生成无水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）试绘出相图，并标出各部分存在的相态
（2）若有1000克28%的NaCl 溶液，由160℃冷却到-10℃，问此过程中最多能析出多少纯NaCl?
解：10.（1）不稳定化合物2NaCl 2H O(s)⋅中NaCl 的质量分数为：
2
NaCl NaCl 2H O /=58.5/94.52100%=61.9%W W ⋅⨯ 相图及各部分存在的相态见图23
－21℃时有三相平衡线：
22NaCl (H O(s)+NaCl 2H O(s)
l (=0.223))x ⋅; －9℃时有三相平衡线：
2NaCl (NaCl(s)+NaCl 2H O(s)l (=0.27)); x ⋅
例 3 苯 (A ) 和二苯基甲醇 (B ) 的正常熔点分别为 6℃
和 65℃，两种纯态物不互溶，低共熔点为1℃，低共熔液中含 B 为 0.2 (摩尔分数)，A 和
B 可形成不稳定化合物AB 2（即AB 2熔融时固液相组成不一致），它在 30℃ 时分解。

(1) 根据以上数据画出苯-二苯基甲醇的 T~X 示意图；
(2) 标出各区域的相态；
(3) 说明含 B 的摩尔分数为 0.8 的不饱和溶液在冷却过程中的变化情况。

[答] (1) 图如下。

(2) 各区域的相态在下图中标出。

(3) 含 B 为0.8 的不饱和溶液为 P (如图) 冷却到 P 1时有纯固相B 析出，继续冷却固相不断析出，溶液组成沿 P 1D 曲线变化，当冷到 30℃ 时，发生下列反应：溶液 (组成为 D) + 固相 B → 固体 AB 2 (不稳定化合物)。

此时，体系三相平衡，F *= 0，温度不能改变，随温度不断冷却，固体 AB 2不断增加，液相量不断减少，直到溶液全部消失，剩下固体 B 和 AB 2，温度又不断下降，步冷曲线如下：
图23。