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1、物理化學(xué)習(xí)題答案(二)一.選擇題1 .當(dāng)克勞修斯_克拉貝龍方程應(yīng)用于凝聚相轉(zhuǎn)變?yōu)檎魵鈺r(shí),則:(C)(A)p必隨T之升高而降低(B)p必不隨T而變(C)p必隨T之升高而變大(D)p隨T之升高可變大或減少2 .水的三相點(diǎn),其蒸發(fā)熱和熔化熱分別為44.82和5.994kJmol°則在三相點(diǎn)冰的升華熱約為:(B)(A)38.83kJ?mol-1(B)50.81kJ?mol-1(C)-38.83kJ?mol-1(D)-50.81kJ?mol-13 .已知苯一乙醇雙液體系中,苯的沸點(diǎn)是353.3K,乙醇的沸點(diǎn)是351.6K,兩者的共沸組成為:含乙醇4 7.5%(摩爾分?jǐn)?shù)),沸點(diǎn)為341.2K。今
2、有含乙醇77.5%的苯溶液,在達(dá)到氣、液平衡后,氣相中含乙醇為丫2,液相中含乙醇為X2。問(wèn):下列結(jié)論何者正確?(C)(A)y2>X2(B)y2=X2(C)y2<X2(D)不能確定4 .如上題,若將上述溶液精儲(chǔ),則能得到:(D)(A)純苯(B)純乙醇(C)純苯和恒沸混合物(D)純乙醇和恒沸混合物5 .絕熱條件下,273.15K的NaCl力口入273.15K的碎冰中,體系的溫度將如何變化?(B)(A)不變(B)降低(C)升高(D)不能確定6 .體系中含有H2。、H2SO4?4H2。、H2SO4?2H2。、H2SO4?H2。、H2SO4,其組分?jǐn)?shù)C為:(B)(A)1(B)2(C)3(D)
3、47 .在410K,Ag2O(s)部分分解成Ag(s)和02(g),此平衡體系的自由度為:(A)(A)0(B)1(C)2(D)38 .在通常情況下,對(duì)于二組分物系能平衡共存的最多相為:(D)(A)1(B)2(C)3(D)49 .CaC03(s)、CaO(s)、BaC03(s)、BaO(s)及C02(g)構(gòu)成的平衡物系,其組分?jǐn)?shù)為:(B)(A)2(B)3(C)4(D)510 .由CaC03(s)、CaO(s)、BaC03(s)、BaO(s)及C02(s)構(gòu)成的平衡體系其自由度為:(C)(A)f=2(B)f=1(C)f=0(D)f=311 .N2的臨界溫度是124K,室溫下想要液化N2,就必須:(
4、D)(A)在恒溫下增加壓力(B)在恒溫下降低壓力(C)在恒壓下升高溫度(D)在恒壓下降低溫度12 .對(duì)于與本身的蒸氣處于平衡狀態(tài)的液體,通過(guò)下列哪種彳圖法可獲得一直線(xiàn):(C)(A)p對(duì)T(B)lg(p/Pa)對(duì)T(C)lg(p/Pa)對(duì)1/T(D)1/p對(duì)lg(T/K)13 .在相圖上,當(dāng)體系處于下列哪一點(diǎn)時(shí)存在二個(gè)相:(A)(A)恒沸點(diǎn)(B)三相點(diǎn)(C)臨界點(diǎn)(D)最低共熔點(diǎn)14 .在相圖上,當(dāng)體系處于下列哪一點(diǎn)時(shí)存在一個(gè)相:(C)(A)恒沸點(diǎn)(B)熔點(diǎn)(C)臨界點(diǎn)(D)最低共熔點(diǎn)15 .將非揮發(fā)性溶質(zhì)溶于溶劑中形成稀溶液時(shí),將引起(A)(A)沸點(diǎn)升高(B)熔點(diǎn)升高(C)蒸氣壓升高(D)都不
5、對(duì)16 .稀溶液的依數(shù)性包括蒸汽壓下降、沸點(diǎn)升高、凝固點(diǎn)降低和滲透壓,下面的陳述其中正確的是(C)(A)只有溶質(zhì)不揮發(fā)的稀溶液才有這些依數(shù)性(B)所有依數(shù)性都與溶劑的性質(zhì)無(wú)關(guān)(C)所有依數(shù)性都與溶液中溶質(zhì)的濃度成正比(D)所有依數(shù)性都與溶質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)17 .兩只各裝有1kg水的燒杯,一只溶0.01mol蔗糖,另一只溶有0.01molNaCl,按同樣速度降溫,則:(A)(A)溶有蔗糖的杯子先結(jié)冰(B)兩杯同時(shí)結(jié)冰(C)溶有NaCl的杯子先結(jié)冰(D)視外壓而定18 .下列氣體溶于水溶劑中,哪個(gè)氣體不能用亨利定律(C)。(A)N2(B)O2(C)NO2(D)CO19 .已知硫可以有單斜硫,斜方硫,液
6、態(tài)硫和氣態(tài)硫四種存在狀態(tài)。硫的這四種狀態(tài)(B)穩(wěn)定共存。(A)能夠(B)不能夠(C)不一定20 .在NaCl飽和水溶液中,固體NaCl的化學(xué)勢(shì)與溶液中NaCl的化學(xué)勢(shì)相比,大小關(guān)系如何?(C)(A)固體NaCl的大(B)固體NaCl的小(C)相等(D)不能比較21 .固體六氟化鈾的蒸氣壓p與T的關(guān)系式為lg(p/Pa)=10.65-2560/(T/K),則其平均升華熱為:(B)(A)2.128kJ?mol-1(B)49.02kJ?mol-1(C)9.242kJ?mol-1(D)10.33kJ?mol-122 .在0c至ij100c的范圍內(nèi)液態(tài)水的蒸氣壓p與T的關(guān)系為:lg(p/Pa)=-226
7、5k/T+11.101,某高原地區(qū)的氣壓只有59995Pa,則該地區(qū)水白沸點(diǎn)為:(A)(A)358.2K(B)85.2K(C)358.2C(D)373K23 .一個(gè)水溶液包含n個(gè)溶質(zhì),該溶液通過(guò)一半透膜與純水相平衡,半透膜僅允許溶劑水分子通過(guò),此體系的自由度為:(D)(A)n(B)n-1(C)n+1(D)n+2I24 .某一固體在25c和p壓力下升華,這息味著:(B)一.e一一-e(A)固體比放體密度大些(B)三相點(diǎn)的壓力大于p(C)固體比放體密度小些(D)三相點(diǎn)的壓力小于p25 .碘的三相點(diǎn)處在115c和12kPa上,這意味著液態(tài)碘:(D)(A)比固態(tài)碘密度大(B)在115c以上不能存在(C
8、)在p0壓力下不能存在(D)不能有低于12kPa的蒸氣壓26 .二元恒沸混合物的組成(C)(A)固定(B)隨溫度而變(C)隨壓力而變(D)無(wú)法判斷27 .正常沸點(diǎn)時(shí),液體蒸發(fā)為氣體的過(guò)程中(B)(A)AS=0(B)AG=0(C)AH=0(D)AU=028 .用相律和Clapeyron方程分析常壓下水的相圖所得出的下述結(jié)論中不正確的是(D)(A)在每條曲線(xiàn)上,自由度f(wàn)=1(C)在水的凝固點(diǎn)曲線(xiàn)上,AHm(相變)和AVm的正負(fù)號(hào)相反(B)在每個(gè)單相區(qū),自由度f(wàn)=2(D)在水的沸點(diǎn)曲線(xiàn)上任一點(diǎn),壓力隨溫度的變化率都小于零29 .關(guān)于杠桿規(guī)則的適用對(duì)象,下面的說(shuō)法中不正確的是(B)(A)不適用于單組分
9、系統(tǒng)(B)適用于二組分系統(tǒng)的任何相區(qū)(C)適用于二組分系統(tǒng)的兩個(gè)平衡相(D)適用于三組分系統(tǒng)的兩個(gè)平衡相g0他心1Hg30 .右圖中,從P點(diǎn)開(kāi)始的步冷曲線(xiàn)為:(D)H口TK上圖中,區(qū)域H的相態(tài)是:(C)(A)溶液(B)固體CC14(C)固體CC14+溶液(D)固體化合物+溶液31 .兩液體的飽和蒸汽壓分別為p*A,p*B,它們混合形成理想溶液,液相組成為x,氣相組成為y,若p*A>p*B,則:(A)(A)yA>Xa(B)ya>yB32 .關(guān)于亨利系數(shù),下列說(shuō)法中正確的是:(A)其值與溫度、濃度和壓力有關(guān)(C)其值與溫度、溶劑性質(zhì)和濃度有關(guān)33 .已知373K時(shí)液體A的飽和蒸氣
10、壓為(C)Xa>yA(D)yb>yA(D)(B)其值與溫度、溶質(zhì)性質(zhì)和濃度有關(guān)(D)其值與溫度、溶質(zhì)和溶劑性質(zhì)及濃度的標(biāo)度有關(guān)133.24kPa,液體B的飽和蒸氣壓為66.62kPa。設(shè)A和B形成理想溶液,當(dāng)溶液中A的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.5時(shí),在氣相中A的物質(zhì)的分?jǐn)?shù)為:(B)(A)1(B)2/3(C)1/2(D)1/334 .下述說(shuō)法哪一個(gè)正確?某物質(zhì)在臨界點(diǎn)的性質(zhì)(D)(A)與外界溫度有關(guān)(B)與外界壓力有關(guān)(C)與外界物質(zhì)有關(guān)(D)是該物質(zhì)本身的特性35 .2molA物質(zhì)和3molB物質(zhì)在等溫等壓下混和形成液體混合物,該系統(tǒng)中A和B的偏摩爾體積分別為1.7910-501mol-1
11、,2.1510-5m3mol-1,則混合物的總體積為:(C)(A)9.67105n3(B)9.8510-5吊(C)1.00310-401(D)8.9510-5036.現(xiàn)有4種處于相同溫度和壓力下的理想溶液:(1) 0.1mol蔗糖溶于80mL水中,水蒸氣壓力為p(2) 0.1mol蔡溶于80mL苯中,苯蒸氣壓為p20.1mol葡萄糖溶于40mL水中,水蒸氣壓為(4) 0.1mol尿素溶于80mL水中,水蒸氣壓為p4這四個(gè)蒸氣壓之間的關(guān)系為:(B)(A)p1p2p3p4(B)Sp1p4P3(C)p1p2p4(1/2)p3(D)p1p42p3p237 .沸點(diǎn)升高,說(shuō)明在溶劑中加入非揮發(fā)性溶質(zhì)后,該
12、溶劑的化學(xué)勢(shì)比純劑的化學(xué)勢(shì):(B)(A)升高(B)降低(C)相等(D)不確定38 .液體B比液體A易于揮發(fā),在一定溫度下向純A液體中加入少量純B液體形成稀溶液,下列幾種說(shuō)法中正確的是:(C)(A)該溶液的飽和蒸氣壓必高于同溫度下純液體A的飽和蒸氣壓。(B)該液體的沸點(diǎn)必低于相同壓力下純液體A的沸點(diǎn)。(C)該液體的凝固點(diǎn)必低于相同壓力下純液體A的凝固點(diǎn)(溶液凝固時(shí)析出純固態(tài)A)。(D)該溶液的滲透壓為負(fù)值39 .在373.15K和101325Pa?下水的化學(xué)勢(shì)與水蒸氣化學(xué)位的關(guān)系為(A)(A)科(水)=W(7%)(B)科(水)W(汽)(C)科(水)W(7%)(D)無(wú)法確定40 .下列哪種現(xiàn)象不屬
13、于稀溶液的依數(shù)性(D)(A)凝固點(diǎn)降低(B)沸點(diǎn)升高(C)滲透壓(D)蒸氣壓升高41 .真實(shí)氣體的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)是:(D)(A)f=p9的真實(shí)氣體(B)p=p9的真實(shí)氣體(C)f=pe的理想氣體(D)p=pe的理想氣體42 .以下各系統(tǒng)中屬單相的是(C)(A)極細(xì)的斜方硫和單斜硫混合物(B)漂白粉(C)大小不一的一堆單斜硫碎粒(D)墨汁系統(tǒng)的自由度(B)(A)0(B)144.對(duì)于相律,下面的陳述中正確的是(A)相律不適用于有化學(xué)反應(yīng)的多相系統(tǒng)(C)自由度為零意味著系統(tǒng)的狀態(tài)不變43 .NaCl(s),NaCl水溶液及水蒸汽平衡共存時(shí)(C)2(D)3B)(B)影響相平衡的只有強(qiáng)度因素(D)平衡的各相中,
14、系統(tǒng)包含的每種物質(zhì)都不缺少時(shí)相律才正確45 .關(guān)于三相點(diǎn),下面的說(shuō)法中正確的是(D)(A)純物質(zhì)和多組分系統(tǒng)均有三相點(diǎn)(B)三相點(diǎn)就是三條兩相平衡線(xiàn)的交點(diǎn)(C)三相點(diǎn)的溫度可隨壓力改變(D)三相點(diǎn)是純物質(zhì)的三個(gè)相平衡共存時(shí)的溫度和壓力所決定的相點(diǎn)46 .二組分系統(tǒng)的最大自由度是(C)(A)1(B)2(C)3(D)447 .區(qū)別單相系統(tǒng)和多相系統(tǒng)的主要根據(jù)是(D)(A)化學(xué)性質(zhì)是否相同(B)物理性質(zhì)是否相同(C)物質(zhì)組成是否相同(D)物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)是否都相同48 .Clapeyron方程不適用于(D)理想溶液中任一組分的液-氣可逆相變純物質(zhì)在等溫等壓下的不可逆相變(B)任何純固體物質(zhì)都有熔點(diǎn)
15、(A)純物質(zhì)固(a)=純物質(zhì)固(3)可逆相變(B)(C)純物質(zhì)固-氣可逆相變(D)49 .對(duì)于下述結(jié)論,正確的是(D)(A)在等壓下有確定沸點(diǎn)的液態(tài)系統(tǒng)一定是純物質(zhì)(C)在一定溫度下,純液體的平衡蒸氣壓與液體所受外壓力無(wú)關(guān)(D)純固體物質(zhì)的熔點(diǎn)可以有很多個(gè)50.下面的表述中不正確的是(C)(A)在定壓下,純固體物質(zhì)不一定都有確定的熔點(diǎn)(C)在定壓下,固體混合物都不會(huì)有確定的熔點(diǎn)答案:Co共熔混合物在定壓下有確定的熔點(diǎn)。因熔點(diǎn)是與壓力有關(guān)。(B)在定壓下,純液態(tài)物質(zhì)有確定的唯一沸點(diǎn)(D)在定溫下,液體的平衡蒸氣壓與外壓有關(guān)51.組分A(高沸點(diǎn))與組分B(低沸點(diǎn))形成完全互溶的二組分系統(tǒng),在一定溫
16、度下,向純B中加入少量的A,系統(tǒng)蒸氣壓力增大,則此系統(tǒng)為:(C)。(A)有最高恒沸點(diǎn)的系統(tǒng);(B)不具有恒沸點(diǎn)的系統(tǒng);(C)具有最低恒沸點(diǎn)的系統(tǒng)。52.將固體NH4HCO3(s)放入真空容器中,等溫在400K,NH4HCO3按下式分解并達(dá)到平衡:NH4HCO3(s)=NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)系統(tǒng)的組分?jǐn)?shù)C和自由度數(shù)為:(C)。(A)C=2,=1;(B)C=2,=2;(C)C=1,=0;(D)C=3,=2。二.填空題1.40公斤乙醇和60公斤水的混合物在某溫度成氣液兩相平衡,乙醇在氣、液相中的重量百分?jǐn)?shù)分別為60%和20%,那么氣相混合物的重量W氣=W液(液相混合物重量)。(填、
17、=)2 .在101325Pa下,用水蒸氣蒸儲(chǔ)法提純某不溶于水的有機(jī)物時(shí),系統(tǒng)的沸點(diǎn)100。(填、=)3 .理想液態(tài)混合物定溫p-XB(yB)相圖最顯著的特征是液相線(xiàn)為直線(xiàn)。4 .CO2的三相點(diǎn)為216.15K,5.1p可見(jiàn)固體CO2(干冰)升華的壓力是p<5.1p9。(填>、<、=)5 .在H2和石墨的體系中,加一催化劑,H2和石墨反應(yīng)生成n種碳?xì)浠衔铮梭w系的獨(dú)立組分?jǐn)?shù)為2。6 .在p9壓力下,NaOH與H3P04的水溶液達(dá)平衡,則此體系的自由度數(shù)為3。7 .在化工生產(chǎn)中,可用精微的方法進(jìn)行物質(zhì)的分離,這是因?yàn)闅庖簝上嗟慕M成是不相同的。8 .實(shí)驗(yàn)室中用水蒸氣蒸儲(chǔ)的方法提純
18、與水不互溶的有機(jī)物,這是由于系統(tǒng)的沸點(diǎn)比有機(jī)物的沸點(diǎn)低、比水的沸點(diǎn)低。9 .向純?nèi)軇┲屑尤敕菗]發(fā)性溶質(zhì)后,稀溶液的凝固點(diǎn)低于純?nèi)軇┑哪厅c(diǎn),因?yàn)榧尤敕菗]發(fā)性溶質(zhì)后溶劑的蒸汽壓降低。10 .完全互溶的A,B二組分溶液,在xb=0.6處,平衡蒸氣壓有最高值,那么組成xb=0.4的溶液在氣-平衡時(shí),yB(g),XB(1),XB(總)的大小順序?yàn)閥B(g)>XB(總)>XB(1)。將XB=0.4的溶液進(jìn)行精微,塔頂將得至Uxb=0.6的恒沸混合物。11 .已知A、B兩組分可構(gòu)成理想液體混合物,且該混合物的正常沸點(diǎn)為373.15K。若A、B兩組分在373.15K時(shí)的飽和蒸氣壓為106658P
19、a和79993Pa,則該理想液體混合物的液相組成為:Xa=0.8,平衡氣相的組成為:yA=0.842。12 .在313K時(shí),液體A的飽和蒸氣壓是液體B的飽和蒸氣壓的21倍,A和B形成理想液體混合物,當(dāng)氣相中A和B的物質(zhì)的量相等時(shí),液相A和B的組成分別為xa=0.0455,xb=0.9545。13 .含有KNO3和NaCl的水溶液與純水達(dá)滲透平衡時(shí),其組分?jǐn)?shù)為_(kāi)3_,相數(shù)為_(kāi)2,自由度數(shù)為_(kāi)4。14 .101c時(shí),水在多大外壓沸騰?_>_101.3kPa。(填>、<、=)15 .已知稀溶液中溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)為0.03,純?nèi)軇┑娘柡驼羝麎簽?1.3kPa,則該溶液中溶劑的蒸汽壓為8
20、8.56kPa。16 .NH4HS(s)放入真空容器中,并與其分解產(chǎn)物NH3(g)和H2s(g)達(dá)到平衡,則該系統(tǒng)中組分?jǐn)?shù)C=;相數(shù)=2;自由度f(wàn)=。17 .將克拉貝龍方程用于H2O的液寸力固兩相平衡,因?yàn)閂m(H2O,S)>Vm(H2O,l),所以隨著壓力的增大,則H2O(l)的凝固點(diǎn)將下降。(填上升、下降或不變)三.計(jì)算題1、已知固體苯的蒸汽壓在273.15K時(shí)為3.27kPa,293.15K時(shí)為12.303kPa,液體的蒸汽壓在293.15K時(shí)為10.021kPa,液體苯的摩爾蒸汽熱為34.17kJ-mol-1。求(D303.15K時(shí),液體苯的蒸汽壓;(2)苯的摩爾升華熱。(1)1
21、np(303.15C)vapHmT2T34.17103(303.2293.2)04623p(293.15C)RTT28.314293.2303.2p(303.15C)In-0.4623,10.02kPap(303.15C)15.90kPa(2)3,8.314273.2293.2,12.30103,1subHmcccccIngJ,mol293.2273.23.2710144.12kJ-mol1_37542、固態(tài)氨的飽和蒸氣壓為ln(p/kPa)21.013八左,液態(tài)氨的飽和蒸氣壓為T(mén)/K3065一,一,1T/Kln(p/kPa)17.47試求(1)三相點(diǎn)的溫度、壓力;(2)三相點(diǎn)的蒸發(fā)烙、升華烙
22、和熔化烙。3754解:(1)三相點(diǎn)的T,p:2101T/K306317.47,T=1952KT/Kp=592kPa3754ln(p/kPa)21.011.778,195.2H-(2)把lnpC,與蒸氣壓式比較得RT,H上m3754KRvapHm=30638314Jmol1=25.47kJmol13、已知甲苯和苯在90c下純液體的飽和蒸氣壓分別為物。取200.0g甲苯和200.0g聚于帶活塞的導(dǎo)熱容器中,subHm=37548314Jmol1=31.21kJmol-1,H=.HfusmsubmvapHm=5.74kJmol154.22kPa和136.12kPa,兩者可形成理想液態(tài)混合始態(tài)為一定壓
23、力下90c的液態(tài)混合物。在恒溫90C下逐漸降低壓力,問(wèn):(1)壓力降到多少時(shí),開(kāi)始產(chǎn)生氣相,此氣相的組成如何?mA/Ma200/920.4588Xa,0n(總)4.7380XB,00.5412(2)壓力降到多少時(shí),液相開(kāi)始消失,最后一滴液相的組成如何?解:以A代表甲苯,B代表苯,系統(tǒng)總組成為:n(總)mA/MAmB/MB200/92200/784.7380mol(1)剛開(kāi)始產(chǎn)生氣相時(shí),可認(rèn)為平衡液相的組成與系統(tǒng)總組成相等p(總)PaXaPbXb(54.220.4588136.120.5412)kPa98.54kPayAPaXa/p(總)54.220.4588/98.540.2524,yB0.7
24、476(2)只剩最后一滴液相時(shí),可認(rèn)為平衡氣相組成與系統(tǒng)總組成相等yAXA,0解得xA0.4588pAxA/(pAxAPbXb)0.6803,XB0.3197對(duì)應(yīng)總壓p(總)pAxAPbXb80.40kPa4、已知100kPa下,純苯(A)的標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)和蒸發(fā)烙分別為353.3K和30762Jmol1,純甲苯(B)的標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)和蒸發(fā)烙分別為383.7K和31999Jmol1。苯和甲苯形成理想液態(tài)混合物,若有該種液態(tài)混合物在100kPa,373.1K沸騰,計(jì)算混合物的液相組成。在373.1K苯的飽和蒸氣壓為*Pa,2*Pa,1307628.3141373.11c0.5557353.3*PA,21.74
25、33_5-105Pa在373.1K甲苯的飽和蒸氣壓為*Pb,2,則ln*pB,2*Pb,1319998.314373.11383.702850.Pb,20.7520105Pa在液態(tài)混合物沸騰時(shí)(100kPa下):p*pA,2XApB,2*XBpA,2XApB,21XaxA0.25xB0.755、A和B兩液體混合物為理想液態(tài)混合物,在80c下,將的真空容器中,此混合物蒸發(fā)達(dá)到平衡時(shí),測(cè)得系統(tǒng)的壓力為成xb與純B在80c下的飽和蒸氣壓。(設(shè)液體體積忽略不記,0.3molA液體與0.5molB液體放入到15dm3102.66kPa,氣相組成yB=0.6644,求液相組氣體視為理想氣體3解:忽略液體的
26、體積ng靠8.314353.1535nlnAnBng0.80.52450.2755nBnlXBngyBXb0.55*PbpyBPbXb*一一Pb124.01kPa6、已知甲苯的正常沸點(diǎn)是果的正常沸點(diǎn)是353.15K,1383.15K,平均摩爾氣化烙為33.874kJmol,平均摩爾氣化烙為30.03kJmoli。有一含有苯100g和甲苯200g的理想披態(tài)混合物,在373.15K,373.15K時(shí)苯和甲苯的飽和蒸氣壓(2)平衡時(shí)液相和氣相的組成175.30kPa101.325kPa下達(dá)到氣液平衡,求(1)在*解:(1)in及LvapHm11P1RT2T1*一-一_,P苯30030373.1535
27、3.15in-101.3258.314373.15353.1576.20kPa*一一一一一一一一一一,由苯33874373.15383.15*inp甲苯101.3258.314373.15383.15*(2)P總P苯X苯p甲苯X甲苯x苯0.2535x甲苯0.7465175.30.2535101.3250.4386y甲苯0.56147、根據(jù)圖(a),圖(b)回答下列問(wèn)題圖圖(1)指出圖(a)中,K點(diǎn)所代表的系統(tǒng)的總組成,平衡相數(shù)及平衡相的組成;(2)將組成x(甲醇)=0.33的甲醇水溶液進(jìn)行一次簡(jiǎn)單蒸儲(chǔ)加熱到85C停止蒸儲(chǔ),問(wèn)儲(chǔ)出液的組成及殘液的組成,儲(chǔ)出液的組成與液相比發(fā)生了什么變化?通過(guò)這樣
28、一次簡(jiǎn)單蒸儲(chǔ)是否能將甲醇與水分開(kāi)?(3)將(2)所得的微出液再重新加熱到78C,問(wèn)所得的微出液的組成如何?與(2)中所得的微出液相比發(fā)生了什么變化?(4)將(2)所得的殘液再次加熱到91C,問(wèn)所得的殘液的組成又如何?與(2)中所得的殘液相比發(fā)生了什么變化?欲將甲醇水溶液完全分離,要采取什么步驟?解:(1)如圖(a)所示,K點(diǎn)代表的總組成x(CH3OH)=0.33時(shí),系統(tǒng)為氣、液兩相平衡,L點(diǎn)為平衡液相,x(CH3OH)=0.15,G點(diǎn)為平衡氣相,y(CH3OH)=0.52;(2)由圖(b)可知,儲(chǔ)出液組成yB,1=0.52,殘液組成xb,1=0.15。經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單蒸儲(chǔ),儲(chǔ)出液中甲醇含量比原液高,而
29、殘液比原液低,通過(guò)一次簡(jiǎn)單蒸儲(chǔ),不能使甲醇與水完全分開(kāi);(3)若將(2)所得的微出液再重新加熱到78C,則所得儲(chǔ)出液組成yB,2=0.67,與(2)所得儲(chǔ)出液相比,甲醇含量又高了;(4)若將(2)中所得殘液再加熱到91C,則所得的殘液組成xb,2=0.07,與(2)中所得的殘相比,甲醇含量又減少了;(5)欲將甲醇水溶液完全分離,可將原液進(jìn)行多次反復(fù)蒸儲(chǔ)或精儲(chǔ)。8、A和B兩種物質(zhì)的混合物在101325Pa下沸點(diǎn)-組成圖如圖,若將1molA和4molB混合,在101325Pa下先后加熱到t1=200C,t2=400C,t3=600C,根據(jù)沸點(diǎn)-組成圖回答下列問(wèn)題:(1)上述3個(gè)溫度中,什么溫度下平
30、衡系統(tǒng)是兩相平衡?哪兩相平衡?各平衡相的組成是多少?各相的量是多少(mol)?(2)上述3個(gè)溫度中,什么溫度下平衡系統(tǒng)是單相?是什么相?解:(1)t2=400C時(shí),平衡系統(tǒng)是兩相平衡。此時(shí)是液-氣兩相平衡。各平衡相的組成,如下圖所示,為xb(1)=0.88,yB=0.50nlGK0.80.50n(g)=KL=0.880.8n(g)+n(l)=5mol解得:n(l)=4.0mol;n(g)=1.0mol(2)ti=200C時(shí),處于液相;t3=600C時(shí),處于氣相。9、根據(jù)CO?的相圖,回答如下問(wèn)題。(1)說(shuō)出OA,O*口OC三條曲線(xiàn)以及特殊點(diǎn)。點(diǎn)與A點(diǎn)的含義。(2)在常溫常壓下,將CO2。)高壓
31、鋼瓶的閥門(mén)慢慢打開(kāi)一點(diǎn),噴出的CO2呈什么相態(tài)?為什么?(3)在常溫常壓下,將CO2高壓鋼瓶的閥門(mén)迅速開(kāi)大,噴出的CO2呈什么相態(tài)?為什么?(4)為什么將CO2(s)稱(chēng)為“干冰”?CO2(l)在怎樣的溫度和壓力范圍內(nèi)能存在?°2166制JrK解:(1)OA線(xiàn)是CO2(l)的飽和蒸氣壓曲線(xiàn)。OB線(xiàn)是CO2(s)的飽和蒸氣壓曲線(xiàn),也就是升華曲線(xiàn)。OC戔是CO2(s)與CO2(l)的兩相平衡曲線(xiàn)。點(diǎn)是CO2的三相平衡共存的點(diǎn),簡(jiǎn)稱(chēng)三相點(diǎn),這時(shí)的自由度等于零,溫度和壓力由系統(tǒng)自定。A點(diǎn)是CO2的臨界點(diǎn),這時(shí)氣-液界面消失,只有一個(gè)相。在A點(diǎn)溫度以上,不能用加壓的方法將CO2(g)液化。(2)
32、CO2噴出時(shí)有一個(gè)膨脹做功的過(guò)程,是一個(gè)吸熱的過(guò)程,由于閥門(mén)是被緩慢打開(kāi)的,所以在常溫、常壓下,噴出的還是呈CO2(g)的相態(tài)。(3)高壓鋼瓶的閥門(mén)迅速被打開(kāi),是一個(gè)快速減壓的過(guò)程,來(lái)不及從環(huán)境吸收熱量,近似為絕熱膨脹過(guò)程,系統(tǒng)溫度迅速下降,少量CO2會(huì)轉(zhuǎn)化成CO2(s),如雪花一樣。實(shí)驗(yàn)室制備少量干冰就是利用這一原理。(4)由于CO2三相點(diǎn)的溫度很低,為216.6K,而壓力很高,為518KPa我們處在常溫、常壓下,只能見(jiàn)到CO2(g),在常壓低溫下,可以見(jiàn)到CO2(s),這日CO2(s)會(huì)直接升華,看不到由CO2(s)變成CO2(l)的過(guò)程,所以稱(chēng)CO2(s)為干冰。只有在溫度為216.6K
33、至304K,壓力為518KPa至7400KPa的范圍內(nèi),CO2(l)才能存在。所以,生活在常壓下的人們是見(jiàn)不到CO2(l)的。10、固體CO的飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系為:1gp/Pa135311.957已知其熔化始fusHm8326Jmol1,三相點(diǎn)溫度為-56.6C。(1) 求三相點(diǎn)的壓力;(2) 在100kPa下CO能否以液態(tài)存在?(3) 找出液體CO的飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系式。解:(1)lg(p*/Pa)=-1353/(273.15-56.6)+11.957=5.709,三相點(diǎn)的壓力為5.13X10>a*(3)subHm=2.303X1353X8.314Jmol-1;VaPHm=su
34、bHm-fusHm=17.58kJmol",再利用三相點(diǎn)溫度、壓力便可求出液體CO的飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系式:lg(p*/Pa)=-918.2/(T/K)+9.95211、在40c時(shí),將1molC2H5Br和2molC2H5I的混合物(均為液體)放在真空容器中,假設(shè)其為理想混合物,且p(C2H5Br)=107.0KPa,p(C2H5I)=33.6KPa,試求:(1)起始?xì)庀嗟膲毫徒M成(氣相體積不大,可忽略由蒸發(fā)所引起的溶液組成的變化);(2)若此容器有一可移動(dòng)的活塞,可讓液相在此溫度下盡量蒸發(fā)。當(dāng)只剩下最后一滴液體時(shí),此液體混合物的組成和蒸氣壓為若干?解:(1)起始?xì)庀嗟膲毫=XBrp*(C2H5Br)+(1-XBr)p*(C2H5I)=58.07kPa。起始?xì)庀嗟慕M成yBr=p/XBrp*(C2H5Br)=0.614(2)蒸氣組成yBr=1/3;yBr=XBrp*(C2H5Br)/XBrp*(C2H5Br)+11
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