第六章复习题-附答案

第六章相平衡

一、填空题

1.蒸馏时，组分和温度均不发生变化的溶液叫什么？________________________

答案：恒沸溶液

2.将一定量的NH4Cl(s)置于真空容器中, 加热分解达平衡, 系统的组分数为 _____ , 相数为______ , 自由度数为________ 。

答案：1；2；1

3.如果完全互溶的二组分液体混合物对拉乌尔定律有较大的正偏差, 在T - x 相图中就有

一个, 此点组成的混合物称为, 具有相等和恒定的特征。

答案：最低恒沸点；恒沸混合物；气液两相组成；沸腾温度。

4.FeCl3和 H2O形成四种水合物: FeCl3⋅6H2O; 2FeCl3⋅3H2O; 2FeCl3⋅5H2O; FeCl3⋅2H2O, 该系

统的独立组分数为 _______, 在恒压下最多能有______相共存.

答案：2；3 F= C-P+1

5.在80℃下，将过量的NH4HCO3(s)放入真空密闭容器内，NH4HCO3(s)发生下列分解反应

NH4HCO3(s) ＝NH3(g)+ H2O(g)+ C2O(g)达平衡后，系统的C= 、 P= 、F= 。

答案：（1；2；0）。该系统中物质数S =4，化学反应数R =1，独立的浓度关系式数R’=2，因为p(NH3)=p(H2O)=p(CO2)。故组分数C =4-1-2=1，相数P =2，温度一定，所以自由度数

F =1-2+1=0。

6.下列化学反应，同时共存并到达平衡（温度在900K~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。

答案：S=6、R=2、R`=0，∴C=S-R-R`= 4，F= C-P+2 = 4-3+2=3

7. 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、自由度数为。

答案:S=4、R=1、R`=0，∴组分数C=S-R-R`= 3，相数P= 4，自由度数F = C-P+2 = 3-4+2=1

8.水在三相点附近的蒸发热和熔化热分别为45和6kJ ·mol -1，则此时冰的升华热为 ________ kJ ⋅mol -1。

答案：m g S H ∆=H (g)-H (s)=H (g)-H (l )+H (l )-H (s)= m g l H ∆+m l

S H ∆=(45+6)kJ ⋅mol -1 = 51 kJ ⋅mol -1

9. 右图为二组分A 和B 的T —x 图，当 组成为M 的溶液缓缓冷却至温度T 1时， T 溶液中A 的活度随标准态的选择而异。

当以纯固体A 为标准态时a A 1，当 以过冷液体为标准态时，a A 1（填>、=、<）。

答案：由相图看出，当组成为M 的溶液缓缓冷却至温度T 1时，系统处于液-固两相平衡。根

据相平衡原理，A 物质在两相中的化学势相等，即：μA *(s ) = μA (l )= μA *

(l ) +RT ln a A ， 当

以纯固体A 为标准态时因 μA *(s )= μA *(l ) ∴ RT ln a A =0，a A =1；以过冷液体为标准态时，μA *(s ) = μA (l )= μA Θ(l ) +RT ln a A ，因过冷液体为热力学不稳定状态，其化学势高，即μA Θ(l )>

μA *(l ) ∴ RT ln a A < 0，a A < 1

10. 温度T 下，A 、B 两组分液态完全互溶，其饱和蒸气压分别为 p ﹡A 、p ﹡B ，且p ﹡A >p ﹡

B .

在A 、B 组成的气-液平衡系统中，当系统组成x B <0.3时，向系统中加入B （l ）会使系统

压力增大；反之，当系统组成x B >0.3时，向系统中加入B （l ）会使系统压力降低，则该

系统具有 ________ 恒沸点。

答案：最低。由p-x 图分析，当x B <0.3时，加入B 使系统压力增大，而x B >0.3时，加入B

使系统压力降低，说明在x B =0.3时系统压力最大，即该系统具有最大正偏差，也就具有

最低恒沸点。

二、单项选择题

1. 某种物质在某溶剂中的溶解度 _____。

A. 仅是温度的函数

B. 仅是压力的函数

C. 同时是温度和压力的函数

D. 是温度, 压力及其它因素的函数

答案：C 。F = C －P + 2当 C = 2; P = 2时, F = 2 (温度,压力)

2.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。

3．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。

4. 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。

5．碳酸钠与水可形成下列化合物NaCO3⋅H2O，NaCO3⋅7H2O， NaCO3⋅10H2O，试指出在常压下与碳酸钠水溶液和冰共存的含水盐最多有几种？

（A） 1种（B） 2种（C） 3种（D） 0种

答案：（A）,根据相律：S=5、R=3、R`=0，∴组分数C=S-R-R`= 2， F(最小)= C-P+1 = 3-P=0，则P (最大)=3，已经存在碳酸钠水溶液和冰共两相，所以与其共存的含水盐只有一种。

6．纯物质的三相点，其自由度为多少？

（A） 4 （B） 3 （C） 2 （D） 1 （E） 0

答案：（E）,F=C-P+2 = 1-3+2 = 0。

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

答案：( D) dp/dT=∆H/(T∆V)，任何单组分物质，熔化时都吸热∆H>0，凝固时放热∆H<0，但∆V的符号不确定，有的物质凝固时体积增加，有的物质相反体积减小。固液平衡线的斜率也不确定。

8．A、B两液体混合物在T—x图上出现最高点，则该混合物对拉乌尔定律产生

（A）正偏差（B）负偏差（C）没偏差（D）无规则

答案：（B）。

9. 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：D