大学物理化学5-相图课后习题及答案

相图

一、就是非题

下述各题中得说法就是否正确?正确得在题后括号内画“√”,错得画“⨯”。

1.相就是指系统处于平衡时，系统中物理性质及化学性质都均匀得部分。（)

2.依据相律，纯液体在一定温度下,蒸气压应该就是定值。( )

3.依据相律,恒沸温合物得沸点不随外压得改变而改变。（)

二、选择题

选择正确答案得编号,填在各题题后得括号内。

1NH4HS(s)与任意量得ＮH3(g)及H2 S(ｇ)达平衡时有:( )。

(A）C=2,φ＝２，f ＝2;ﻩ（B) Ｃ=1,φ=２,f =1;

(C）Ｃ=1,φ=3，f=２; (D) C=１,φ＝2,f ＝3。

2已知硫可以有单斜硫，正交硫,液态硫与气态硫四种存在状态。硫得这四种状态___＿稳定共存。

(A)能够;ﻩﻩ（B) 不能够;ﻩ(C）不一定。

3硫酸与水可形成H2SO4⋅Ｈ2O（ｓ),H2SO４⋅2H2O(s)，Ｈ2SO4⋅４Ｈ2O（ｓ)三种水合物，问在1０1 ３25Ｐａ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将固体NH４ＨＣO3(s)放入真空容器中，恒温到40０K,NH４HCO3按下式分解并达到平衡: NH4HCO3(ｓ) ===NH３(g) ＋Ｈ2O(g)+ CO２(ｇ）系统得组分数Ｃ与自由度数f 为：()

(A)ﻩC=2,f =2;ﻩ (B) C=2,ｆ=２;

（Ｃ)ﻩC＝2,f =0; ﻩ(D) Ｃ＝３,f =2。

5某系统存在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＋CO(g)

CＯ２（g）＋C（s)2CＯ(ｇ)

则该系统得独立组分数C为:（ﻩ）。

(A) 3; (B)2; ﻩ(C）1；ﻩ(D）４。

三、计算题

习题1

A，Ｂ二组分在液态完全互溶,已知液体B在80︒Ｃ下蒸气压力为1０1、325 kPa,汽化焓为３０、7６ｋJ·ｍoｌ-1。组分A得正常沸点比组分B得正常沸点高１0 ︒Ｃ。在１01、325kPａ下将8mol Ａ与2 ｍｏl B混合加热到60 ︒Ｃ产生第一个气泡，其组成为y

=0、4，继续在1０1、325kPａ下恒压封闭加热到

Ｂ

70︒C,剩下最后一滴溶液其组成为ｘB=0、1。将7mｏl B与3 ｍol A气体混合，在10１、３２５ｋPａ下冷却到65︒C产生第一滴液体，其组成为x B=0、9,继续定压封闭冷却到5５︒C时剩下最后一个气泡,其组成为ｙB=0、6。

（1）画出此二组分系统在101、32５kPa下得沸点一组成图，并标出各相区;

(2) ８ｍoｌＢ与2mol Ａ得混合物在101、３２5 ｋPa，６５︒Ｃ时,

①求平衡气相得物质得量;

② 求平衡液相中组分B 得活度与活度因子;

③ 此混合物能否用简单精馏得方法分离为纯A 组分与纯B 组分？为什么? 习题2

图5－2为A 、Ｂ二组分液态完全互溶系统得沸点组成图。

0.00.2

0.40.60.8

1.0t/℃

806040200A

B

x B →

ﻩﻩ图５-2

（1）在图中标示各相区聚集态及成分(聚集态用g, l, ｓ;成分用A ， B, Ａ＋B 表示,不要另画图)

（2) 在以下题中得 “ ﻩﻩ”处填上答案(不要另处作答）

(ｉ) 4 mo ｌ A 与６ m ｏｌ B 混合时,７0℃时该系统相数为ﻩ ﻩ; 其中ﻩﻩ相物质得量n = ﻩ mol; ﻩ 相物质得量n = ﻩ ｍol ；前者含n (A) = ﻩﻩﻩm ｏl; n (B ） = ﻩ m ｏｌ； 后者含ｎ(A ） = ﻩ m ｏl ； n （Ｂ ) = ﻩ ｍol ；

(i ｉ)x B = ﻩ 得A,B 二组分混合物其在101３25P ａ下沸点为７0℃、

(iii)７0℃时,x B ＝０、80得混合物,组分Ａ得活度因子ｆＡ=ﻩ ﻩ,活度a A = ﻩ、

已知A(ｌ)得标准摩尔生成焓为30０kJ ·mo ｌ-1,A(g)得标准摩尔生成焓为3２8、4kJ ·m ｏl -１。 习题3

Ａ与B 固态时完全不互溶,101 32５ Pa 时A （s)得熔点为3０︒C ，B(ｓ)得熔点为50︒C,A 与B 在10︒Ｃ具有最低共熔点，其组成为x Ｂ,E =0、4,设A 与B 相互溶解度曲线均为直线。

（１)画出该系统得熔点-组成图（t-x B 图);

(2)今由２ mol Ａ 与8 m ｏｌ B 组成系统,根据画出得t-x B 图，列表回答系统在5︒C,30︒C ，５0︒Ｃ时得相数、相得聚集态及成分、各相得物质得量、系统所在相区得条件自由度数。 习题4

A 与

B 形成相合熔点化合物A Ｂ:A,B ，AB 在固态时完全不互溶;A,AB,B 得熔点分别为200︒C,300︒C,４00︒C,A 与AB 及ＡB 与B 形成得两个低共熔点分别为1５0︒

C ， 与２50︒C,。

(１)画出以上述系统得熔点-组成（t -x Ｂ)图;

(2)画出以下两条步冷曲线：x Ｂ=0、1得系统从2０0 ︒Ｃ冷却到１00 ︒C ，及x B =０、5得系统从40０ ︒C 冷却到20０︒Ｃ;

(3)８ ｍol B 与12 mol A 混合物冷却到无限接近150 ︒C 时,系统就是哪几相平衡?各相得组成就是什么?各相物质得量就是多少?