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；(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；(B) 不能够；(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400 K，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) Ｃ＝2，f ＝2；(B) Ｃ＝2，f ＝2；

(C) Ｃ＝2，f ＝0；(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：

H 2O(g)+C(s) H2(g) + CO(g)

CO 2(g)+H2(g) H2O + CO(g)

CO 2(g) + C(s) 2CO(g)

则该系统得独立组分数C为：( )。

(A) 3；(B) 2；(C) 1；(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、76 kJ·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8 mol A与2 mol B混合加热到60 ︒C产生第一个气泡，其组成为y B=0、4，继续在101、325 kPa下恒压封闭加热到70︒C，剩下最后一滴溶液其组成为x B=0、1。将7 mol B与3 mol A气体混合，在101、325 kPa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y B=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) 8 mol B与2 mol 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 →

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 “ ”处填上答案(不要另处作答) (i) 4 mol A 与6 mol B 混合时，70℃时该系统相数为 ; 其中 相物质得量n = mol; 相物质得量n = mol;前者含n (A) = mol; n (B ) = mol; 后者含n (A) = mol; n (B ) = mol;

(ii)x B ＝ 得A ，B 二组分混合物其在101325Pa 下沸点为70℃、 (iii)70℃时，x B ＝0、80得混合物，组分A 得活度因子f A ＝ ，活度a A ＝ 、

已知A(l)得标准摩尔生成焓为300kJ ·mol －1，A(g)得标准摩尔生成焓为328、4kJ ·mol －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 mol 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AB ：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 ，2.01B,=E x 与250︒C ，8.02B,=E x 。

(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？ 习题5

NaCl-H 2O 二组分系统得最低共熔点为-21、1︒C ，最低共熔点时溶液得组成为w (NaCl)=0、233，在该点有冰与NaCl ⋅2H 2O 得结晶析出。在0、15︒C 时，