第四章 相平衡习题

例：A-B二组分体系的气-液平衡相图如 二组分体系的气右所示 指出I II、III区内各有哪些相共 （1）指出I、II、III区内各有哪些相共 ？（2 若把x =0.20的 存？（2）若把xB=0.20的A-B混合液用精 镏方法，能否把A 完全分离？ 镏方法，能否把A，B完全分离？得到的 产物是什么？ 产物是什么？ (3)由0.3molA和0.7molB组成的混合液, (3)由0.3molA和0.7molB组成的混合液, 组成的混合液 将其蒸馏加热到50 C,试问馏出液的组成 50ºC, 将其蒸馏加热到50 C,试问馏出液的组成 如何?残液的组成又如何? 如何?残液的组成又如何?馏出液和残液 各为多少摩尔? 各为多少摩尔?
5.完全互溶的二组分溶液，在xB=0.6处,平衡 完全互溶的二组分溶液， 完全互溶的二组分溶液 处 平衡 蒸气压有最高值,那么组成 那么组成x 蒸气压有最高值 那么组成 B=0.4的溶液在 的溶液在 液平衡时,x ）、x ）、x 气-液平衡时 B（g）、 B（l）、 B（总） 液平衡时 ）、 ）、 的大小顺序为( )。将xB=0.4的溶 的大小顺序为 。 的溶 液进行精馏，塔顶将得到（ 液进行精馏，塔顶将得到（ ）。 tu1.ppt 6.在一个抽空容器中放入足够的 2O、CCl4 在一个抽空容器中放入足够的H 、 在一个抽空容器中放入足够的 水和CCl4共存时完全不互溶 I2 共存时完全不互溶, 及 I2（g）.水和 ） 水和 之中,容器上部 （g）可同时溶于水和 ）可同时溶于水和CCl4之中 容器上部 的气相中同时含有H 、 的气相中同时含有 2O、 I2及CCl4,此平衡 此平衡 系统的φ= ;K= ;f= 系统的
例题：正庚烷和2 例题：正庚烷和2，3，4-三甲基戊烷为一 具有最低共熔点的系统。 具有最低共熔点的系统。实验测得最低 共熔温度为℃。 共熔温度为-114.4 ℃。最低共熔混合物 的组成为含正庚烷0.24(物质的量分数) 0.24(物质的量分数 的组成为含正庚烷0.24(物质的量分数)。 0.80,0.90,0.95的溶 今有含正庚烷为 0.80,0.90,0.95的百度文库 试分别计算将上述溶液冷却时, 液,试分别计算将上述溶液冷却时,最多 能结晶出正庚烷的物质的量分数。 能结晶出正庚烷的物质的量分数。
2、练习：HAc及C 6H6的相图如下图 练习：HAc及 （1）指出各区域所存在的相和自由度数 从图中可见最低共熔温度为（2）从图中可见最低共熔温度为-8 ℃， 最低共熔混合物的质量分数为0.64, 0.64,试问 最低共熔混合物的质量分数为0.64,试问 将含苯0.75 0.25的溶液各100g， 0.75和 的溶液各100g 将含苯0.75和0.25的溶液各100g，由20 冷却时,首先析出的固体为何物, ℃冷却时,首先析出的固体为何物,计算 最多能析出固体的质量。 最多能析出固体的质量。
3.在一个真空容器中放入过量的NH I(s)及 3.在一个真空容器中放入过量的NH4I(s)及 在一个真空容器中放入过量的 Cl(s),并发生下列反应 并发生下列反应: NH4Cl(s),并发生下列反应: NH4I(s)=NH3(g)+HI(g) NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g) 求此平衡系统的相数φ; 组分数K;自由度数f。 组分数K;自由度数f K;自由度数 求此平衡系统的相数 4.在标准压力下，用水蒸气蒸馏法提纯某不 在标准压力下， 在标准压力下 溶于水的有机物时，系统的沸点（ 溶于水的有机物时，系统的沸点（ ） 必低于373.2K 必高于373.2K ① 必低于 ②必高于 ③取决于水与有机物的相对数量 ④取决于水与有机物的相对分子质量大小
7．FeCl3和H2O能形成四种固体水合物： ． 能形成四种固体水合物： 能形成四种固体水合物 FeCl3.6H2O(s)，2FeCl3.7H2O(s)， ， ， 2FeCl3.5H2O(s)，FeCl3.2H2O(s)，该 ， ， 液系统在20ºC以上温度平衡共存的最 固-液系统在 液系统在 以上温度平衡共存的最 多相数为（ 多相数为（ ） (1) 2 (2)3 (3)4 (4)5 8.在二组分系统恒温或恒压相图中物系点 在二组分系统恒温或恒压相图中物系点 与相点一致的是( 与相点一致的是 ) (1) 单相区 (2)两相平衡区 两相平衡区 (3)三相线 (3)不存在 不存在tu2.ppt 三相线 不存在
3． 如图为乙烯乙二醇 与甲醇的T 与甲醇的T-x图 （1）指明各区域的相 和自由度数 （ 2 ） 420K 时气液平衡 420K 两相的组成各为多少？ 两相的组成各为多少？ 32kg （ 3 ） 在 含 32kg 甲 醇 与 88kg kg乙烯乙二醇的体系 88kg 乙烯乙二醇的体系 计算在420 420K 中 ， 计算在 420K 时平衡 液相和气相各为多少？ 液相和气相各为多少 ？ 已知甲醇和乙烯乙二醇 的摩尔质量分别为32 的摩尔质量分别为 32 g， 88g
4、硅-镁体系的相图如右所示， 镁体系的相图如右所示， 根据相图确定镁（1）根据相图确定镁-硅间形成化合物 的化学式，并分析相图。 的化学式，并分析相图。已知镁和硅的 摩尔质量分别为24.3g 24.3g和 摩尔质量分别为24.3g和28.1g (2)将含90%(质量 将含90%( (2)将含90%(质量 分数)硅的溶液5kg 分数)硅的溶液5kg 冷却到1512K 1512K时 冷却到1512K时,可 得到纯硅多少? 得到纯硅多少?溶液 组成如何? 组成如何?
12.在一个抽空的容器中, 12.在一个抽空的容器中,放入过量的 在一个抽空的容器中 I(s)并发生下列反应 并发生下列反应: NH4I(s)并发生下列反应: NH4I(s)=NH 3(g)+HI(g) 2HI(g)=H 2(g)+I 2(g) 系统的相数,组分数和自由度各为多少? 系统的相数,组分数和自由度各为多少? 13.KCl与 溶于水,形成的平衡体系, 13.KCl与AgNO 3溶于水,形成的平衡体系, 求平衡体系的组分数与自由度. 求平衡体系的组分数与自由度.
14.液体的蒸气压越高，沸点就越低； 14.液体的蒸气压越高，沸点就越低；而 液体的蒸气压越高 由克劳修斯-克拉贝龙方程知，温度越高， 由克劳修斯-克拉贝龙方程知，温度越高， 液体的饱和蒸气压愈大。两者是否矛盾？ 液体的饱和蒸气压愈大。两者是否矛盾？ 为什么？ 为什么？ 15、能否用市售的60度烈性白酒经反复 15、能否用市售的60度烈性白酒经反复 60 蒸馏而得到质量浓度为100%的纯乙醇？ 100%的纯乙醇 蒸馏而得到质量浓度为100%的纯乙醇？
11.A和B组成的二元混合物相图 当对组成 和 组成的二元混合物相图 组成的二元混合物相图,当对组成 的混合液进行精馏分离时,最后所的 为x的混合液进行精馏分离时 最后所的 的混合液进行精馏分离时 液体是( 液体是 ) (1)恒沸混合物 (2)纯A (3)纯B (4)组成 恒沸混合物 纯 纯 组成 的溶液tu3.ppt 为x的溶液 的溶液 12.对于二组分气液系统 哪一个可以应用 对于二组分气液系统,哪一个可以应用 对于二组分气液系统 精馏的方法使二个纯组分完全分离? 精馏的方法使二个纯组分完全分离 （ ） (1) 近于理想的液体混合物 (2)形成最大正偏差的液体混合物 形成最大正偏差的液体混合物 (3)形成最大负偏差的液体混合物 形成最大负偏差的液体混合物 (4)部分互溶的液体混合物 部分互溶的液体混合物
9.在相图上 当系统处于下列哪一点时只存在 在相图上,当系统处于下列哪一点时只存在 在相图上 一个相?( ) 一个相 (1) 恒沸点 (2)熔点 (3)临界点 (4)低 熔点 临界点 低 共熔点
10.固体 2CO2NH4(s)放入真空容器中按下 固体NH 固体 放入真空容器中按下 式分解并达到平衡: 式分解并达到平衡 NH2CO2NH4(s)=2NH3(g)+CO2(g),系统的 系统的 组分数为( ) (1)1 (2)2 (3)3 (4)4 组分数为
第四章 相平衡习题
一、选择题 1.在α、β两相中都含有 和 B两种物质 当达到相 两相中都含有A和 两种物质 两种物质,当达到相 在 、 两相中都含有 平衡时,下列情况何种正确 下列情况何种正确?( ) 平衡时 下列情况何种正确 (1) µA(α)=µB(α) （2）µA(α)=µA(β) ） （3）µA(α)=µB(β) ） （4）µA(α)=µA(β)和µB(α)=µB(β) ） 和 2． 由CaCO3(s)、CaO(s)、BaCO3(s)、BaO(s) ． 、 、 、 构成一个平衡体系,则下列 则下列( )是正确 和CO2(g) 构成一个平衡体系 则下列 是正确 (1)K=5,f=2(2)K=3,f=0(3)k=4,f=1(4)K=5,f=1
二、计算题 已知A 1． 已知A、B二组分体系的气液平衡相图如下 图所示： 图所示： 指出I II、III区域内各有哪些相共存 （1)指出I、II、III区域内各有哪些相共存 33的 混合液用精馏方法， （ 2) 若 xB=0.33 的 A 、 B 混合液用精馏方法 ， 能 否得到两个纯组分？得到的产物是什么？ 否得到两个纯组分？得到的产物是什么？ 140gB 30gA组成的混合液， gB与 gA组成的混合液 (3)由140gB与30gA组成的混合液，将其蒸馏加 热到90 90℃ 试问馏出液的组成如何？ 热到90℃，试问馏出液的组成如何？残留液的 组成如何？馏出液与残液各为多少摩尔？(A和 组成如何？馏出液与残液各为多少摩尔？(A和 的摩尔质量分别为100 100g 200g) B的摩尔质量分别为100g和200g)
3． 如图为乙烯乙二醇 与甲醇的T 与甲醇的T-x图 （1）指明各区域的相 和自由度数 （ 2 ） 420K 时气液平衡 420K 两相的组成各为多少？ 两相的组成各为多少？ 32kg （ 3 ） 在 含 32kg 甲 醇 与 88kg kg乙烯乙二醇的体系 88kg 乙烯乙二醇的体系 计算在420 420K 中 ， 计算在 420K 时平衡 液相和气相各为多少？ 液相和气相各为多少 ？ 已知甲醇和乙烯乙二醇 的摩尔质量分别为32 的摩尔质量分别为 32 g， 88g