第六章 相平衡

第六章 相平衡 考研辅导题答案

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1、指出下列平衡体系中的物种数、组分数、相数和自由度数 （1）Ca(OH)2(s) 与CaO(s)和H2O(g)呈平衡

S=3 R=1 R ’=0 所以 C=3-1-0=2 P=3 F=2-3+2=1 （2）I2在液态水和CCl4中分配达平衡（无固体存在） S=3=C P=2 F=3-2+2=3

（3）将固体NH4HCO3(S)放入真空容器中恒温至400K ， NH4HCO3(S)分解达平衡NH4HCO3(s)=NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)

S=4 R=1 R ’=2 C=1 P=2 F=1-2+1=0 （4）含有KNO3和NaCl 的水溶液与纯水达渗透平衡 C=3 P=2 F=3-2+3=4

(5)N2(g)，O2(g) 体系中加入一种固体催化剂，可生成几种气态氮的氧化物 S=3 P=2 C=3-0-0=3 F=3-2+2=3

2、CuSO4与水可生成CuSO4·H2O ，CuSO4·3H2O 和CuSO4·5H2O 三种水合物，则在一定温度下与水蒸气平衡的含水盐最多为 （ 2 ） 种；在一定压力下，有（ 2 ）种水合物能与水蒸气平衡共存

3、有某平衡系统，其中aa’为刚性壁，只能透过O2(g) ,bb’为半透膜，O2(g)N2(g)H2O(g)均不能通过。试分析

（1）该平衡系统的组分数。 S=6 R=1 R ’=0 C=5 （2）该平衡系统的相数和相态。 P=6

（3）该平衡系统的有哪些平衡条件。

相平衡H2O(g)=H2O(l) 化学平衡 CaO(s)=Ca(s)+1/2O2(g)

N 2(g), H 2O(g) H 2O(l)

O 2(g), Ca(s)

CaO(s)

O 2(g) HCl(g)

aa ′

bb ′

浓度p(O2,中)=p(O2,右) 温度T相等

（4）该平衡系统的相律表示形式和自由度。

F=C-P+4=5-6+4=3

4、选择：对恒沸混合物，下列说法错误的是（ D ）

A、不具有确定的组成

B、平衡时气、液相组成相同

C、其沸点随外压改变而改变

D、与化合物一样具有确定的组成

E、恒沸点的F＝0，是一个无变量点

5、选择：若A和B构成低共沸混合物E，则将任意比例的A和B组成的系统在一个精馏塔

中蒸馏，塔顶溜出物应为（ C ）

A、纯A

B、纯B

C、低共沸腾混合物E

D、无法确定

6、填空：水的三相点是指：纯净水在它自己的蒸气压力下的凝固点

水的冰点是指：是在101.325 kPa的压力下，被空气饱和的水的凝固点

7、问答题：具有最低恒沸点的恒沸混合物其溶液组成在p-x图中的最高点和在T-x图中的最

低点是否相同？为什么？

否，原因p-x图中的最高点的压力不一定刚好是作T-x图时的固定压力

8、下列叙述中错误的是（ B ）

A. 水的三相点f=0，而冰点f=1

B. 水的三相点温度是0℃，压力是610.62Pa

C. 三相点的温度和压力仅由系统决定，不能任意改变

D.水的冰点是0℃，压力是101325Pa

9、在水的相图中，下列说法不正确的是（ B ）

A、气液两相平衡线的斜率为正

B、气固两相平衡线的斜率为正

C、液固两相平衡线的斜率为正

D、水的三相点为273.16K，611Pa

10、对于一个完全互溶的双液系，下面说法中不正确的是B

A. 定压下恒沸物虽有恒定沸点，但仍为一混合物

B. 与理想溶液存在着很大正偏差的溶液，其T—x图上有最高点

C. T—x图中最高点处的溶液分馏时不能得到两种纯物质

D. 易挥发的组分在气相中含量大于它在液相中含量

11、组分A(高沸点)与组分B(低沸点)形成完全互溶的二组分系统，在一定温度下，向纯B中

加入少量的A，系统蒸气压力增大，则此系统为：( C )。

A、有最高恒沸点的系统

B、不具有恒沸点的系统

C、具有最低恒沸点的系统

D、都不对

12、碘的三相点处在115℃和12kPa,则意味着液态碘 C A 、比固态碘的密度大 B 、在115℃以上不能存在 C 、不能有低于12kPa 的蒸汽压 D 、以上都不对 13、某一固体在25℃和101325Pa 压力下升华，这意味着（B ）

A 、固体比液体密度大

B 、三相点压力大于101325Pa

C 、三相点温度大于25℃

D 、三相点的压力小于101325Pa 14、A 和B 形成的固溶体由A(s)和B(s)两相构成。 错

15、已知A 和B 可以构成固溶体。在A 中，若加入B 可使A 的熔点提高，则B 在此固溶体

中的含量必然大于B 在液相中的含量 对 16、相图中，只存在一个相的点就是临界点 对

17、完全互溶的双液体系中，在xB=0.6处，平衡蒸气压有最高值，那么组成为xB=0.4的溶液在气液平衡时，xB （g ）、xB （l ）、xB （总）的大小顺序为xB （g ）> xB （总）> xB （l ）将xB=0.4的溶液进行精馏时，塔顶将得到xB=0.6的恒沸混合物. 18、下列说法正确的是：C

A 、定压下蒸发某液体时，若其气相组成和液相组成相同，该液体必为纯物质

B 、某一液体在定压下冷却的步冷曲线中只有一个平台，则该物质必为纯物质

C 、固熔体与化合物的区别在于固熔体的组成随温度的变化而变化

D 、在定压相图中恒沸点的自由度f*=0，因此恒沸点的组成不随外压而变化

19、对于二组分完全互溶的双液系，若体系的总压yA 的关系式是

，

则下列关系式正确的是：A

A 、 yA-xA>0

B 、yB-xB<0

C 、 yA-xA=0

D 、yB-xB>0 20、在多相平衡系统中，杠杆规则适用于二组分系统的任何相区 错

21、、由水和CuSO4组成的凝聚系统，当组成为x 的水溶液1000g 冷却到298K ，物系点为A,此时成两相平衡的两个相点为B 和C,其中B 点为CuSO4•H2O 晶体，点C 为与之平衡共存的水溶液w%,已知CA: CB=1:5,则析出的CuSO4•H2O 晶体质量为（200 ）g 22、冬季某日早晨气温为-5︒C ，冷而干燥，当大气压中水蒸气分压降至266.6Pa 时，霜能否升华为水蒸气？欲使霜稳定存在，大气中水蒸气的分压要有多大？已知水的三相点为

273.16K, 611Pa ，水的 解：霜是否消失，实际上是看268.15K 时霜（固态水）的蒸气压多大。

105.45)16.273(-⋅=∆mol kJ K H m vap 101.6)16.273(-⋅=∆mol

kJ K H m fus )11(ln 2

112T T R H p p m sub -∆=θ