相平衡习题(答案)

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