物理化学测验(相平衡)

物理化学测验（四）

一、选择题。在题后括号内，填上正确答案代号。

1、硫酸与水可形成H2SO4×H2O(s)，H2SO4×2H2O(s)，H2SO4×4H2O(s)三种水合物，问在101325 Pa的压力下，能与硫酸水溶液及冰平衡共存的硫酸水合物最多可有多少种？( )

(1) 3种；(2) 2种；(3) 1种；(4) 不可能有硫酸水合物与之平衡共存。

2、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：( )。

（1）有最高恒沸点的系统；

（2）不具有恒沸点的系统；

（3）具有最低恒沸点的系统。

3、设反应a A(g ) == y Y(g) + z Z(g),在101.325 kPa、300 K下，A的转化率是600 K的2倍，而且在300 K下系统压力为101 325 Pa的转化率是2×101 325 Pa的2 倍，故可推断该反应（）。

（1）平衡常数与温度，压力成反比；

（2）是一个体积增加的吸热反应；

（3）是一个体积增加的放热反应；

（4）平衡常数与温度成在正比，与压力成反比。

4、某反应A(s) == Y(g) + Z(g)的∆r G与温度的关系为∆r G= (－45 000＋110 T/K) J ·mol -1，在标准压力下, 要防止该反应发生，温度必须：( ) 。

(1) 高于136 ℃；

(2) 低于184 ℃；

(3) 高于184 ℃；

(4) 低于136 ℃；

(5) 高于136 ℃而低于184 ℃。

5、将固体NH4HCO3(s) 放入真空容器中，等温在400 K，NH4HCO3按下式分解并达到平衡：NH4HCO3(s) === NH3(g) + H2O(g) + CO2(g)

系统的组分数C和自由度数ƒ为：( )。

(１)Ｃ＝２，ƒ＝１；

(２)Ｃ＝２，ƒ＝２；

(３)Ｃ＝１，ƒ＝０；

(４)Ｃ＝３，ƒ＝２。

6、已知等温反应

①CH4(g) == C(s) + 2H2(g)

②CO(g) + 2H2(g) == CH3OH(g)

若提高系统总压力，则平衡移动方向为（）。

（1）①向左，②向右；

（2）①向右，②向左；

（3）①和②都向右。

二、计算题。请计算下列各题。

( 本大题7分)

在323 K时，下列反应中NaHCO3(s)和CuSO4-5H2O(s)的分解压力分别为4 000 Pa和6052 Pa：

反应①2NaHCO3(s) ==Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g)

反应②CuSO4-5H2O(s) ==CuSO4-3H2O(s) + 2H2O(g)

求：

(1) 反应①和②的K①和K②；

(2) 将反应①，②中的四种固体物质放入一真空容器中，平衡后CO2的分压力为多少（T=323 K）？

三、计算题。请计算下列各题。

( 本大题11分)

已知反应在800 K 时进行：A (s) + 4B (g) == 3Y (s) + 4Z (g) 有关数据如下：物质

A(s) B(s) Y(s) Z(s) -1116.71

-241.84

151.46

130.58

27.15

188.74

193.00

28.33

30.88

36.02

（1）计算下表中的数据

温度K

298 K

800 K

（2）w(惰性气体)=0.10的混合气体中，上述反应将向哪个方向进行？（p=100 kPa）

四、计算题。请计算下列各题。

( 本大题13分)

溴苯与水的混合物在101.325 kPa下沸点为95.7°C,试从下列数据计算馏出物中两种物

t / °C 92 100

p*(H2O)/ kPa 75.487 101.325

vap m

157.0 g×mol-1，18.02 g×mol-1。

五、计算题。请计算下列各题。

( 本大题8分)

在p=101.3 kPa，85℃时，由甲苯(A)及苯(B)组成的二组分液态混合物即达到沸腾。该液态混合物可视为理想液态混合物。试计算该理想液态混合物在101.3 kPa及85℃沸腾时的液相组成及气相组成。已知85℃时纯甲苯和纯苯的饱和蒸气压分别为46.00 kPa和116.9 k Pa。

六、(本小题12分)

根据图(a)，图(b)回答下列问题

（1）指出图(a)中，K点所代表的系统的总组成，平衡相数及平衡相的组成；

（2）将组成x(甲醇)=0.33的甲醇水溶液进行一次简单蒸馏加热到85 °C停止蒸馏，问馏出液的组成及残液的组成，馏出液的组成与液相比发生了什么变化？通过这样一次简单蒸馏是否能将甲醇与水分开？

（3）将(2)所得的馏出液再重新加热到78 °C，问所得的馏出液的组成如何？与(2)中所得的馏出液相比发生了什么变化？

（4）将(2)所得的残液再次加热到91 °C，问所得的残液的组成又如何？与(2)中所得的残液相比发生了什么变化？

欲将甲醇水溶液完全分离，要采取什么步骤？

七、(本小题9分)

A和B两种物质的混合物在101 325Pa下沸点-组成图如图，若将1 molA和4 molB混合，在101325 Pa下先后加热到t1=200 °C，t2=400 °C，t3=600 °C，根据沸点-组成图回答下列问题：

（1）上述3个温度中，什么温度下平衡系统是两相平衡？哪两相平衡？各平衡相的组成是多少？各相的量是多少(mol)？

（2）上述3个温度中，什么温度下平衡系统是单相？是什么相？

八、问答题。