相平衡习题 答案
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第五章相平衡
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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101Kpa
D. 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 。
15、一个含有K+, Na+, NO3-,和SO42-四种离子的不饱和水溶液,其组分数组分数
C = 4 ;相数Φ= 1 ;自由度数ƒ= 5 。
16、碳酸钠与水可组成下列几种水合物:NaCO3.H2O,NaCO3.7H2O,NaCO3.10H2O,问在标准压力下,与NaCO3的水溶液和冰共存的含水盐最多可以有 1 种。
17、甲乙丙三个小孩共吃一支将要融化的冰棍,三人约定:(1)各吃质量的三分之一;(2)只准抿,不准咬;(3)按年龄从小到大的顺序拍先后。结果乙认为这支冰棍中没有糖;甲则认为这支冰棍非常甜;丙觉得他们两人的说法都太绝对化。问此三人中乙的年龄最大,丙次之,甲最小。
18、下图是形成稳定化合物的二组分固态完全不互溶体系的相图。请回答:
(1)指出各相区分别由哪些相组成?
(2)图中DE和GH分别代表哪些相平衡共存?
(1)
区域 1 2 3 4 5 6 7 相液相L L+S A L+S C S A+S C L+S C L+S B S B+S C
(2) DE: L+S A+S C GH: L+S B+S C
19. 恒压下A-B体系凝聚相图如下:
(1).列表注明各相区稳定存在的相态和条件自由度f*
相区 1 2 3 4 5 6 7 8 相态
液相
L
固溶体
α
L+SαL+S C L+S C L+S B Sα+ S C S C+ S B f* 2 2 1 1 1 1 1 1
(2) 图中DF和GN分别代表哪些相平衡共存?其条件自由度f*为多少?
DF: Sα+ L+S C f*=0
GN: S C+ S B+ L f*=0
(3) 画出从a降温到b以及从c降温到d的步冷曲线
20、由A-B 二组分体系相图回答下列问题: (1) 标明各区域的相态;(2)指出各三相线上的相平衡关系;(3) 指出C 、D 、E 、F 点的意义,计算自由度数;(4) 画出组成在E 、K 之间的体系由高温降温过程的步冷曲线;(5) 欲制备最大量的纯净化合物C 1,体系的组成应控制在什么范围? 解:(1)如图所示 (2)通过D 点的水平线:l+α+C 1 通过K 点的水平线:l +C 1+C 2 通过G 点的水平线:l +C 2+B
(3) C 点:A 的熔点,1210f *=-+= D 点:α与C 1的低共熔点,2310f *=-+= E 点:C 1分解出的液相点,2310f *=-+= F 点:C 2的熔点,1210f *=-+= (4) 如图:
(5) 控制在D 、E 之间
21、Zn (A )与Mg (B )形成的二组分低共熔相图具有两个低共熔点,一个含Mg 的质量分数为0.032,温度为641K ,另一个含Mg 的质量分数为0.49,温度为620K ,在系统的熔液组成曲线上有一个最高点,含Mg 的质量分数为0.157,温度为863K 。已知Zn (s )与Mg (s )的熔点分别为692K 和924K 。
(1)试画出Zn (A )与Mg (B )形成的二组分低共熔相图,并分析各区的相态和自由度;
(2)分别用相律说明,含Mg 的质量分数为0.80和0.30的熔化物,在从973K 冷却到573K 过程中的相变和自由度变化;
(3)分别画出含Mg 的质量分数为0.80,0.49和0.30的熔化物,在从973K 冷却到573K 过程中的步冷曲线。
A
B C 1
C 2
w B t
l
αα
α+C 1
l+l+C 1l+C 2
l+C 2l+B C 1+C 2
C 2
+B