第6章_相平衡習題及解答

1、第五章 相平衡3、21、填空題1、定溫度下， 蔗糖水溶液與純水達到滲透平衡時的自由度數(shù)等于2、純物質在一定溫度下兩相共存時的自由度數(shù)等于3、NaCl(S) 和含有稀鹽酸的 NaCl 飽和水溶液的平衡系統(tǒng)， 其獨立組分數(shù)是4、設下列化學反應同時共存時并達到平衡(900-1200K)：CaCO3s CaOs CO2 gCO2 gCO g H 2O gH2OgCO gCaO(s) CaCO 3 (s) H 2 g則該系統(tǒng)的自由度數(shù)為5、含 KNO 3和 NaCI 的水溶液與純水達到滲透平衡時，其組分數(shù)為相數(shù)為6、7、自由度數(shù)為在氫和石墨的系統(tǒng)中，加一催化劑，H 2和石墨反應生成 n 種碳氫化合物，此

2、系統(tǒng)的獨立組分數(shù)為完全互溶的雙液系中，在xb=0.6處，平衡蒸氣壓有最高值，那么組成為xb=0.4的溶液在氣液平衡時，XB ( g )、XB (I)、XB(總)的大小順序為.。將xB=0.4 的溶液進行精餾時，塔頂將得到8、對于滲透平衡系統(tǒng)，相律的形式應寫成9、NH4CI固體分解達到平衡時，NH 4CI s HCI (g) NH 3(g)，系統(tǒng)的獨立組分數(shù)為，自由度為可求出25oC 時10、將 AICI 3溶于水中，全部水解，生成AI(OH) 3 沉淀，此系統(tǒng)自由度數(shù) f=11、已知100oC時水的飽和蒸氣壓為101.325KPa,用公式.水的飽和蒸氣壓。答案1、2、4、5、3;2:46、7、

3、xb ( g)>XB(總)>XB ( l )xb=0.6恒沸混合物9、10、211、ln-P2P1rHm 1亍T二、單選題1、右圖為H2OA.-(NH 4)2SO4B.的沸點-組成圖。如何從wb=0.4的溶液中提取較多的精制(NH 4)2SO4 固體？()a.降溫至-18.3 C以下B.在密閉容器中平衡蒸發(fā)C.在敞開容器中定溫蒸發(fā)再降溫至-18.3 C以上D.先蒸發(fā)一部分水份，再降溫至-18.3 C以下2、如右圖所示，當水處在三相點平衡時,若系統(tǒng)發(fā)生絕熱膨脹，水的相態(tài)將如何變化?a.氣相、固相消失，全部變成液態(tài);B.氣相、液相消失,全部變成固態(tài);3、4、C.液相消失，固相、D.固相

4、消失，液相、對簡單低共熔體系,降時，體系存在(a. 一相氣相共存;氣相共存在最低共熔點,當溫度繼續(xù)下B.二相C. 一相或二相D.三相已知純a和純B的飽和蒸氣壓pa*<pB*,且a和B所組成的體系具有最高恒沸點。向a15不斷加入B,則溶液的蒸氣壓（）5、A.不斷增大B.不斷減小c.先增大后減小D.先減小后增大在描述恒沸混合物時，下列各點何者不對?(A.恒沸點f*=0，定壓下是一個無變量點B.不具有明確的組成C. 平衡時氣相和液相組成相同D. 恒沸點隨壓力改變而改變6、乙知某混合物的最低共熔點的組成為含B40%。含B為20%的A、B混合物降溫至最低共熔點時，此時析出的固體為（）B.固體A.

5、固體A7、C.最低共熔混合物D.組成小于40%的A、B固體混合物部分互溶雙液系，一定溫度下若出現(xiàn)兩相平衡，則A. 體系的組成一定B. 兩相的組成與體系的總組成無關。且兩相的量之比為常數(shù)C. 兩相的組成與體系的總組成關有。且兩相質量分數(shù)之比為常數(shù)D. 兩相的組成不定恒沸混合物（）A. 氣液兩相的量相同B.氣液兩相中某種組分B的物質的量相同C.氣液兩相的組成相同9、D.氣液兩相的組成相同，在P-X圖和在T-X圖上均為同一值右圖中PQ線上（）A.f*=0B.f*=1C.A和B不互溶D.A和B完全互溶10、在雙組分體系 P-X圖上,若蒸氣壓-組成曲線對拉烏爾定律產生很大的負偏差，有一極小點，則（）A.

6、 叫最低恒沸混合物B. 叫最高恒沸混合物C. 所對應的組成在任何情況下都不發(fā)生變化D. 在該點氣液兩相的量相同11、在有低共熔點存在的體系，若步冷曲線上出現(xiàn)平臺，此時，體系存在的相數(shù)A.1B.2C.3D.2 或 312、能否從含80%的Bi-Cd混合物中分離出純 Cd?( )A.能完全分離，得到純CdB.能部分分離，得到純 CdC.不能分離，得不到純CdD.僅通過加熱的方法便可得到一部分純Cd13、在雙組分體系T-X圖上，若有一極小點，則該點 (A. 叫最低恒沸混合物B. 叫最高恒沸混合物C. 所對應的組成在任何情況下都不發(fā)生變化D. 在該點氣液兩相的量相同14、定壓下，在最低共熔點，系統(tǒng)存在

7、(A. 一相B. 二相C. 三相D.四相C.是壓力為pi時氣相中物質B的物質的量D.是壓力為pi時液相中物質B的量A. 33.83J mol-1B. 33.83kJ mol-1C. 14.29 J mol-1D. 14.29kJ mol-117、下圖為氣液平衡相圖，圖中A.代表溫度為T1時氣相的組成B.代表溫度為T1時液相的組成C.是溫度為T1時氣相中物質B的物質的量D.是溫度為T1時液相中物質B的物質的量18、若A、B二組分形成三種穩(wěn)定化合物，則當A-B的溶液冷卻時,最多可同時析出A. 一個固相B. 二個固相C. 三個固相D. 四個固相15、下圖為氣液平衡相圖，圖中M點(A. 代表壓力為pi

8、時氣相的組成B. 代表壓力為pi時液相的組成16、已知苯的Igp1/T的圖中，其直線斜率為-1.767 W3,則苯的摩爾蒸發(fā)熱為(?()19、當水處在三相點而平衡時，突然增大壓力，水的相態(tài)將如何變化20、21、22、23、24、25、A.氣相、固相消失，全部變成液態(tài)C.液相、固相消失，全部變成氣態(tài)B.氣相、液相消失，全部變成固相D.固相消失,氣液兩相共存如下圖所示，在相合熔點，形成的化合物的步冷曲線上出現(xiàn)（）A.拐點B.平臺C.無拐點和平臺D. 一個拐點兩個平臺如右圖所示，在 ABC相區(qū)內，當溫度一定時,兩相的組成（）A. 一定B.不一定C.決定于系統(tǒng)的總組成右圖中，氣液兩相組成相同的點為A.

9、A、B 點B.C點C.A、B、C 點D.氣相線和液相線上各點若步冷曲線出現(xiàn)平臺,A.0B.1在101325Pa壓力下,A.凝固點D.相同。此時體系的條件自由度數(shù)為C.2D.3冰與被空氣飽和了的水成平衡的溫度叫（B.冰點C.三相點D.露點右圖中，自由度都為零的全部的點為A.J、Ei、C、E2、KB.M、Ei、N、0、E2、PC.MN線、OP線（端點除外）上各點及J、C、KD.MN線、OP線（包含端點）上各點及J、KP26、由下圖可看出，將 xb=0.8 的 CH3COOC2H5A.和 C2H5OHB.組成的溶液進行分餾，則能得到（）A.純 CH3COOC2H5B.最低恒沸混合物和純 CH 3CO

10、OC2H 5C.最低恒沸混合物和純 C2H5OHD.純 C2H5OH 和 CH3COOC2H527、在下圖中， 將組成為X的溶液進行蒸餾時，最初餾出液的組成為（）A.aB.bC.cD.d當下圖中，WB=0.2時，下列敘述中不正確的是（29、30、31、A.溶液降溫至0C以下，可得到純固體 H2OB.溶液降溫至-18.3 C時，溶液的組成為定值C.固體混合物升溫至-18.3C時，固體H2O先熔化，B后熔化D.固體混合物升溫至-18.3C時，固體H2O和B同時開始熔化，至全部熔化后，溫度又繼續(xù)上升對右圖描述正確的是（）A.MN線上各點，系統(tǒng)存在三相平衡B.M、N點，體系存在兩相平衡C. E1、E2

11、點體系存在兩相平衡D.J、C、K點體系存在兩相平衡兩相平衡的標志是（A.p( a=p( 3)C.卩(a= 2( 3在水的p-T相圖中,B.T( a=T( 3)D.Xi( a+ Xi( 3=1H2O（I）的蒸氣壓曲線代表的是PA. =1 , f=2B. =2 , f=1C. =3; f=0D. =2 , f=232、在不考慮重力場、電磁場等外界因素時，定溫定壓下,相律的表達式為33、A.f=K-B.f=K - +1C.f=K- +2D.f=K -2克-克方程的準確表示式為（A.dP - dT= /mS AVmB. dp/dT= AHm/(T AV)C. dl np/dT=pAtH(RT2)D.

12、dl np /dT= m/(RT2)34、克拉佩龍方程表明（）A. 兩相平衡時的平衡壓力隨溫度而變化的變化率B. 任意狀態(tài)下壓力隨溫度的變化率C. 它適用于任何物質的兩相平衡D. 以上說法都不對35、下列體系中哪一個是均相體系（）A.水霧和水蒸氣混合在一起;B.乳狀液C.水和被水飽和的空氣D.兩種不同的金屬形成的固熔體答案1234567891011CCBDBCCCABD1213141516171819202122BACBBABABAC2324252627282930313233ABCCDDDCBCD3435AD三、多選題1、具有最高恒沸點的二組分完全雙液系統(tǒng)（A. 溶液的蒸氣壓對拉烏爾定律產生

13、正偏差B. 溶液的蒸氣壓對拉烏爾定律產生負偏差C. 溶液中的各組分對拉烏爾定律產生較大的偏差D. P-X圖上具有極大點E. P-X圖上具有極小 2、在雙組分體系P-X圖上，若蒸氣壓-組成曲線對拉烏爾定律產生很大的正偏差，有一極大點，則該體系（A. 叫最低恒沸混合物B. 叫最高恒沸混合物C. 所對應的組成是唯一不變的D. 在該點氣液兩相的組成相同E.在該點氣液兩相的量相同3、右圖為H2OA.-(NH 4)2SO4B.的沸點-組成圖。如何從wb=0.2的溶液中題取較多的 (NH4)2SO4固體?(a.降溫至-18.3 C以下B.在密閉容器中平衡蒸發(fā)C.在敞開容器中定溫蒸發(fā)D.蒸發(fā)掉一部分水份，待溶

14、液出現(xiàn)結晶時，再鉸溫至-18.3 C以上E.先蒸發(fā)掉一部份水份，待溶液很濃時，再降溫至0C以下4、0C時冰的熔化熱為6008J mol-1。在該溫度下冰的摩爾體積為19.625cm3 mol-1，液態(tài)水的摩爾體積為18.018cm3 mol-1，則壓力對于熔點的關系是a.壓力增大,熔點升高B.壓力增大C. 壓力增大,冰的熔點降低D.壓力增大101325Pa時冰的熔點降低 0.00753KE.壓力增大101325Pa,冰的熔點不變5、在下圖中,a.為相點B.為物系點C.所代表的體系是由a點的液相和b點的氣相所組成D.所表示的體系的組成為兩相的組成a和b的總和E.確定后，一定溫度下，兩相的質量之比

15、為常數(shù)6、下圖為CO2的相圖， 把鋼瓶中的液體a.大部分成為氣體B.全部成為氣體C.全部成為固體D.有少部分液體存在101325Pa時的冰的熔點升高 0.00753KE. 無液體存在7、確切地說，穩(wěn)定化合物是指該化合物（A.在加熱過程中不易分解B.熔點高C.熔點較分解溫度高D.熔化時液相與固相有相同的組成E. 具有相合熔點當水處在三相點平衡時，系統(tǒng)發(fā)生絕熱膨脹，溫度降低0.1K，水的相態(tài)將如何變化A. 相數(shù)減少B. 相數(shù)增加C. 自由度數(shù)減少D. 自由度數(shù)增加E. 氣相消失，液相、固相共存9、F圖是一個不完全的相圖,估計一下A和B要形成A. 一種穩(wěn)定化和物B. 二種穩(wěn)定化合物C. 一種最低共熔

16、混合物D. 三種最低共熔混合物E. 一種最低恒沸混合物10、當水處在三相點處，系統(tǒng)發(fā)生絕熱壓縮，溫度改變0.1K，水的相態(tài)將如何變化（A.變?yōu)橐幌郆.變?yōu)閮上喙泊鍯.液相消失D.壓力會升高或降低E.固相消失11、關于步冷曲線的下述說法中，何者不妥（A. 步冷曲線出現(xiàn)轉折，意味著有相變B. 只有步冷曲線上出現(xiàn)平臺時，才意味著系統(tǒng)中有相變C.步冷曲線上出現(xiàn)轉折時，系統(tǒng)的條件自由度f*=0D. 步冷曲線上出現(xiàn)平臺時，條件自由度f*將減小E. 步冷曲線上出現(xiàn)拐點時，條件自由度f*將減小 12、在二組分雙液 T-x（或P-X）相圖中，狀態(tài)點由單相區(qū)進入兩相區(qū)時，體系的自由度數(shù)A. 增加B. 減少C. f

17、* =0D. f* =1E. f* =29017A.存在一相+-fccB.存在兩相C.f*=0D.f*=1J*E.f*=2水()13、如右圖所示C點叫臨界溶解溫度。在C點以上14、在右圖中存在A.6個兩相區(qū)B.6個固液兩相區(qū)C.9個兩相區(qū)D.水平線上f*=1E.垂直線上f*=015、由右圖可看出，A、B間可形成三種化合物，所以將一定量的A和B混合后，體系中會存在（A.3種化合物B.3-5種化合物C.2種化合物D.1-2種化合物E.三相平衡的狀態(tài)16、右圖為 H2OA.-（NH 4）2SO4B.的沸點-組成圖，wb=0.2A.只會出現(xiàn)H2O（S），不會出現(xiàn)（NH4）2SO4（S）B.不但會出現(xiàn)

18、H2O（s），還會出現(xiàn)（NH4）2SO4（S）C.首先出現(xiàn)H2O（S），然后出現(xiàn)（NH 4）2SO4（S）D.若出現(xiàn)固體，則必為一相E.若出現(xiàn)固體，則必為二相的溶液降溫過程中（17、右圖為 H2OA.-（NH 4）2SO4 B.的沸點-組成圖，wb =0.5的溶液，降溫過程中（f/r和300HgO 2040 eo so BHgO 204060 so BA.只會出現(xiàn)(NH4)2SO4(S),不會出現(xiàn) H2O(I)B. 不但會出現(xiàn)(NH4)2SO4 (s)，還會出現(xiàn) H2O(s)C. 若出現(xiàn)固體，則體系必為一相D. 若出現(xiàn)固體，則體系必為二相E. 若出現(xiàn)固體，體系中可能會出現(xiàn)二相或三相18、假設一

19、平衡體系中有 K個組分，個相，如K個組分在每相中均存在，則要描述此體系的狀態(tài)，需自由度數(shù)應為A.f=（K1）+2B.f=K （）+2C.f=K-+1D.f=K- +2E.f=K -+n (n為自然數(shù))19、用分餾的方法將50%的乙醇水溶液進行提純，可 (A.在殘液中得到純乙醇B.在餾出液中得到純乙醇C. 同時得到純水和純乙醇D. 同時得到水和恒沸混合物E. 在餾出液中得到恒沸混合物答案12345678910BEADCDCDBEAEDEADBDBC111213141516171819BCBDAEBCDEBCBEADDE四、簡答題1、對于純水，當水氣、水 、冰三相共存時，自由度由度為多少？你怎樣理

20、解?2、有水氣變成液態(tài)水，是否一定要經過兩相平衡態(tài)，是否還有其它途徑。答：從水的相圖可知，將水汽升溫超過647.2K后，在加壓超過2.2 X107Pa,然后再降溫降壓，可不經過兩相平衡態(tài)將水汽轉變成液態(tài)水3、為什么具有40%Cd的Bi-Cd體系，其步冷曲線的形狀與純Bi及純Cd的相同？ 4、怎樣可從Cd 80%的Bi- Cd混合物中分離出 Cd來？能否全部分離出來？ 5、下列兩種體系各有幾種組分及幾個自由度?A. NaH 2PO4溶于水中成為與水氣平衡的不飽和溶液B. AlCl 3溶于水中并發(fā)生水解沉淀出AI(OH) 3固體答：A (不考慮水解)C = 2 ( NaH2PO4、H2o)P= 2

21、f = 2-2+2 = 2(T, P , X 任兩個)B AICI 3 + 3H2O = AI(OH) 3 + 3HCIR'= 0f = (4-1-0) -2+2 = 3( T , P 和 X)6、270K的過冷水較冰穩(wěn)定還是不穩(wěn)定？何者的化學勢高？高多少?答：270K的過冷水較冰不穩(wěn)定，過冷水的化學勢高。/ 270K過冷水的飽和蒸汽壓P1冰的飽和蒸汽壓P2P2G21p1Vdp-RTdP 2.70 8.314In_P20“ PP1過冷水會自發(fā)地結冰7、說明水的三相點與它的冰點的區(qū)別。43指出下列體系的自由度，并說明變量是什么?(1)在101325Pa的壓力下，水與水蒸氣達平衡;(2)液

22、態(tài)水和水蒸氣達平衡;在101325Pa的壓力下，12在液態(tài)水和CCI4中的分配已達平衡(無固體碘存在)NH3 (g)、H2 (g)、N2 (g)已達平衡。9、C,不管A和B具有最高沸點的 A和B二組分體系，最高恒沸物為 C,最后的殘留物是什么？為什么?答：根據具有最高恒沸點的完全互溶兩元系的相圖可知，殘留液為恒沸物兩物的含量各為多少，但C是最高沸點，最后留下C物。10、水的相圖如右。敘述點K代表的物系在等溫降壓過程中的狀態(tài)、相數(shù)及自由度數(shù)的變化。11、右圖為二組分系統(tǒng)氣、液平衡的壓力-組成圖。將其定性轉化為溫度-組成圖。該系統(tǒng)經精餾后，塔頂將得何組分?12、有下列化學反應存在:NH4HS(s)

23、 NH3 g H2S(g)N2 g 3H2 g 2NH3 gNH4CI(s) NH3(g) HCI(g)在一定溫度下，一開始向反應器中放入 NH4HS,NH4CI兩種固體以及物質的量之比為3: 1的氫氣和氮氣。問達到平衡時，組分數(shù)為多少？自由度數(shù)為多少?13、已知C02的臨界溫度為 31.1oC,臨界壓力為7.4氷06Pa,三相點為-56.6 oC、5.18氷05P,試畫出CO2相圖的示意圖，并說明：（1）在室溫及常溫下，若迅速地將貯有氣液共存的 C02鋼瓶閥門打開，放出來的 CO2可能處于什么狀態(tài)？ （2）若緩慢地把閥門打開，放出來的C02處于什么狀態(tài)？（ 3）試估計在什么溫度、壓力范圍內，

24、C02能以液態(tài)存在?14、對于下列各體系，求其組分數(shù)及自由度數(shù): NH4CI(s)、NH3(aq)、Cl2(aq)、H20(l)、H20(g)、H20(aq)、NH 3(g)、OH-(aq)、NH40H(aq)。(2) NaCI(s)、KBr(s)、K+(aq)、Na+(aq)、Cl-(aq)、Br-(aq)、H20(l)、02(g)。FeCl3 6H2O(s)、2FeCl3 7H2O(s)、15、FeCl3和H2O能形成四種具有相合熔點的水合物:2FeCl3 5H20（s）和FeCb 2H2O（s），問該體系的組分數(shù)是多少？該體系恒壓條件下最多能有幾相共存？有幾個低共熔點？答案1、根據相律其

25、自由度f=1-3+2=0，即說明該體系的組成，溫度與壓力均不任意改變，即確定為 c ( H2O) =1, T=273.16K , p=611 Pa 3、將體系冷卻到413K時,便有固相出現(xiàn)，但析出的固體成分與液相成分相同，液相組成不變,f=0,溫度不變，步冷曲線出現(xiàn)平臺，直至全部凝固溫度下降.所以步冷形狀與純Bi及純Cd的相同.4、將體系加熱熔化（ 563K），再使其緩慢冷卻，（攪拌使液相組成均勻），當體系冷到物系點與BC線相交處有純 Cd析出，到 413K時，可以分離出純固態(tài) Cd.但不能把 Cd全部分離出來，因為到413K時Cd與Bi成最低共熔物（含 Cd 40 %）析出.經計算可知最多能

26、有66.7 %的Cd可以分離出來.冰點則是在101.325K Pa7、水的相圖中，冰、水、水蒸氣三相共存的相平衡點稱為水的三相點。壓力下被空氣飽和了的水的凝固點，主要區(qū)別如下:系統(tǒng)溫度系統(tǒng)壓力平衡相f三相點0.01oC0.610K Pas=1=g30(273.16k)冰點0.6 oC101.325K Pas=121(273.15)（外壓）8、（ 1）C=1( H2O)R=0R'=0K=C-R-R'=1=2（氣液）f=K-+ 1=1_2+1=0無變量（2）C=1 (H2O)R=0R'=0K=C-R-R'=1=2（氣、液）f=K-+2=1-2+2=1變量為溫度或壓力

27、（3）C=3（I2、H2O、（CCI4)R=0R'=0K=C-R-R'=3=2（液、液）f=3-2+1=2變量為溫度T或I2在其中一個液相中的濃度。（4）C=3（H2、N2、NH3)R=1R'=0K=C-R-R'=2=1f=K-+2=2-1+2=3變量為溫度T，壓力p和任意一種物質的濃度。10、如圖所示作一條輔助線K 點：液相，=1 , f=C-+1=2a點：固、液兩相平衡，=2, f=1b點：固相，=1 , f=2c點：固、氣兩相平衡，=2, f=1d點：氣相，=1 , f=211、由壓力-組成圖，B物質的飽和蒸氣壓高于 A物質，故在溫度組成圖中，A物質的沸點

28、高于 B物質，并且圖中出現(xiàn)一最高點(對應于壓力-組成圖中的最低點)，具有該點組成C的混合物稱恒沸混合物，對應的溫度稱最高恒沸點。若液態(tài)混合物組成落在B, C之間，則經餾后，在塔頂能得到純物質B ;若液態(tài)混合物組成落在 A, C之間,則經精餾后，在塔頂能得到純物質A，都不能同時得到兩個純組分。12、物種數(shù) S=4( NH4HS，NH4CI，H2, N2)R'=1 (n(H2)：n(N2)=3:1),R=0,=3(兩固相，一氣相)所以：K=S-R-R'=3 , f=K- +1=113、相圖如下，O為三相點。(1)鋼瓶中的CO2 ( 298K, 6.4 X06 Pa),為OC線上的D

29、點，即氣液共存。迅速打開閥門，壓力驟減至1X105Pa,系統(tǒng)絕熱膨脹降溫，有部分 CO2 (g)直接轉化為CO2(S),在相圖上即B點(105Pa, -78 oC)。實驗室中制備干冰就是根據這一原理。(2)若緩慢打開閥門，系統(tǒng)恒溫蒸發(fā)，當CO2 ( g)的流量不大時，出來的應為CO2(g),系統(tǒng)由D點至F點。(3) CO2 (l)存在的條件：t: -56.6 oC31.3 oC; p: 5.18 X05Pa7.4 X06Pa。2、在 101325K Pa的壓力下，I2在液態(tài)水和CCI4中達到分配平衡（無固態(tài)碘存在），則該系統(tǒng)的自由度數(shù)為f=1。(13題圖14、 K=S-R-R / =8-4-1

30、=3f=K- +2=33+2=1 K=S-R-R / =7-2-1=4f=K- +2=44+2=215、K=2最大）=3當壓力一定時f=K-+1據題意f=2-+1=0共有5個共熔點。五、判斷題1、一個含有K+、Na+、NO3-及SO42-離子的不飽和水溶液，其組分數(shù)K為4。（3、恒沸混合物與化合物一樣，具有確定的組成。4、由CaC03（s）、CaO（s）、BaCO3（s）、及CO2（g）構成的平衡物系的自由度為 5、FeCl3 和 H20 能形成 FeCl3 6H2O、2FeCl3 7H2O、2FeCl3 5H2O、FeCl3 2 H2O 四種水合物,在恒壓下，最多可能平衡共存的相數(shù)為6、共沸

31、物是混合物，而不是化合物，其組成隨壓力改變而改變。dPH7、克拉貝龍議程齊Tt適用條件是多組分的多相平衡系統(tǒng)。（）dPH8、克拉貝龍議程而 疋，其壓力隨溫度的變化率一定大于9、相律是熱力學中基本定律之一，它適用于任何宏觀系統(tǒng)。10、具有最低沸點的 A和B二組分系統(tǒng)，恒沸物為C,精餾后的殘液是 Co ()答案五、判斷題12345678910XXXVXVXXXX六、證明題1、證明:設液體在溫度T、外壓力P下與氣相呈平衡，其飽和蒸氣壓力為Psat,當外壓力由P變到p+dp時，兩相又達新的平衡，蒸氣壓變?yōu)镻sa+dpsat,即:液(T，P)氣( T， Psat)dG(l)dG(g)液(T， p+dp)

32、0 r 氣( T , psat+d p sat)dG l T dG g T即 Vm l dP Vm g dpsatdp satVm IdpVm g若蒸氣看作理想氣體,VmRT，代入上式得:psatdin psat / PaVm ldpRT由于Vm(|)<< V m(g),所以dpsat/dp<<1,即外壓力對蒸氣壓的影響很小，通?？珊雎圆挥?。2、證明:根據d(H)dTpH廠TdP，兩邊同除以dT得:d HdT由dHH T PTdS Vdp，得:dPdTH T芒V V T丄 PtPtT p對于單組分兩相平衡系統(tǒng)，上式變?yōu)?根據Cp定義可得:H CpT P對單組分兩相平衡:

33、(4)dp H dT TV將（2），三式代入（1）式得:d HdTCp3ln V / mH 3、證明:設物質在T，P下時,兩相平衡,T+dT,p+dp時，兩相又達新的平衡。dG( a )dG( 3 )T+dT ,P+Dp因為dGSdTVdP所以dTV dPS dTV dP所以dP SdTdPdT_SV VSmVm對可逆過程，S ¥所以坐 dT T Vm七、計算題1、解:Iog101.325/3.17= Hm/2.303 8.314 ( 1/298-1/373.2 ) Hm=42.7kJ mol-1 2、解：Vm(固)=128/1.145;V m (液)=128/0.981 Vm= V

34、m (液)-Vm (固)=0.0187L mol-1=0.0187 103m3 mol-1 Hm=128 150=19.2103J mol-1T/ P=T Vm/ Hm=353 0.0187/ (19.2 W3 X103) =3.44 X10-7k -Pa"13、解：三相共存時 -1871.2/T+7.7096=-1425.7/T+5.4366解之 T=196K；噸(P/P =(-1871.2/196)+7.7096= -1.8373P=1473.6Pa Hm.熔融= Hm.升華- Hm.汽化=1871.2-1425.7 8.314 2.303-1=8530J mol4、解： 該體系

35、的總組成為含酚 : 60/(90+60) 100%=40%根據題意及杠桿規(guī)則 ,兩者質量之比為 (1-0.449)-0.4/解：(0.4-0.168)=0.655、解：當出現(xiàn)兩相時,溶液開始變混濁,即：0.832>H2O%>0.449設再加入水為 xg,貝y 100(1-0.8)+x/100(1-0.8)+x+1000.因0.449解之，得 x>45.2g 6、解：設加入苯胺 xg, 貝體系的總組成含苯胺 x/(50+x) ,根據杠桿規(guī)貝 : 49.3/(50+x)-49.3=0.916-x/(50+x)/x/(50+x)-0.072解之,得： x=51g7、解：據題意求出

36、B 。 B=10.704當 T=343.2K 時，求出 p。 p=1456Pa將蒸氣壓方程與克 -克方程：lnp= A/apHm?/2.303RT+B比較,得A/apHm=49553J mol-1vapSm?=109.1 J K-1 mol-18、解：ln(p2/p1)= A/apHm0 (T2-T1)/(2.303RT1T2)vapH m0 =30796J A/apHm?/Tb=88 J K-1 mol-1二 T2=3O796/88=35OK9、解：ln(p2/p1)=A/apHm?(T2-T1)/(2.303RT1T2)二 Tb=307.1K ln(p2/101.3)=360.2 74(3

37、09.8-307.9)/(2.303 8.314X307.9 309.8)p2=108X103Pa=108 kPa 10、解： (1) 在三相點，固液兩相的蒸氣壓相等，故將上述二方程聯(lián)立，求解得T=542.0Kp=18865Pa (2) 將上述兩方程與克 -克方程比較 ,得： AsgHm=108181 J mol-1A/apHm?=62515 J mol-1fusHm?=45666 J mol-111 、解：ln(p2/p1)=A/apHm(T2-T1)/(2.303RT1T2) ln(1520/101.3)=2255 18(XT2-273)/(2.303 8.3X14 X373T2)T2=4

38、71K 12、解： dp/dT=A/apHm?p/RT2 dp/dT=2255 X8 XO1325/(8.314 3X.22)Pa K-1dp/dT=3552Pa K-1 13、解:In(p2/p 1)= Avap Hm?(T2-Ti)/(2.303RT 訂2)ln(100/101.325)=591.2 74(T<2-391)/(2.303 8.314 391T2)T2=39OK 14、解:三相點的壓力：三相點溫度時NH3(|)和NH3(s)的蒸氣壓。所以三相點的溫度和壓力即為上兩方程聯(lián)立之后的解。解之，得：T=195.2Kp=5.93 103Pa 15、解:溶液的組成為：100194%

39、/(100+100)=0.47根據杠桿規(guī)則：mi(0.47-0.43)=m s(1-0.47)即(200-m s) >0.04=ms10.53ms=14.0g，固析出晶體14.0g。16、解:(1) 三相點時，P (s)=p(l)即 11.971-231OK/T=1O.O97-1784K/T解得 T=279.2K將T代入上述任一蒸氣壓與溫度的關系式中,P=4977Pa(2)由克-克方程 ig pC2.303RT并對此題給關系式，有subH m 2.3038.3142310kJ mol-144.23kJ mol 1vapH m 2.3038.3141784kJ mol 134.16J mo

40、l 1fus H msub H mvapHm 10.07kJ mol 1fus Smfus Hm/T 36.07J K 1 mol 1八、綜合題1解:2、解:(a)在1173K時，Ag在液態(tài)Sn中溶解度約90%，固態(tài)溶液中約含(b) 773K時，不能存在 Ag 3Sn(C)673k時，飽和溶液中含銀約30%，換算成Ag 3Sn的百分率為(3 108+118)/3 108烏0%=40.9%Sn3% OAg(Ag) %Ag3Sn3、解:在相圖上標明(2)0.580(3)Sb2Cd3l+Cd4、解:(1)正確標明各區(qū)相和自由度數(shù)。I區(qū):溶液，f*=2 ;n區(qū):溶液 +A(s) , f*=1 ;B (

41、對硝基苯)溶液 +B(s),f*=1 ;A(s)+ B(s) ,f*=1 o先析出5、解:(1) A和B會形成不穩(wěn)定化合物To N , P, Q各點的相態(tài)，相數(shù)及這些點所代表的意義列F表:點相點相數(shù)點所代表的意義NLn+A (S) +T (S)3A與T的最低共熔點QLp+ T (S) +B (S)3T的不相合熔點PLp1轉熔反應的液相點其中Ln和Lp分別表示組成為N , P的熔液。(2)由d點代表的熔液降溫到成沿ZP線變化，降溫到Z點后，開始析出固體 B，繼續(xù)降溫，B不斷析出而熔液組X點后不穩(wěn)定化合物 T開始析出，此時下列放熱的轉熔反應進行:Lp T s這時，三相共存，溫度維持不變，Lp熔液相

42、的組成為P。直到B (S)消失后，溫度再繼續(xù)下降，T不斷析出，而與之平衡的液相組成沿PN線變化，溫度降到 y點后，開始析出固體 A，此時Ln+A ( S) +T ( S)三相共存，溫度維持不變，待組成為N的Ln熔液相消失后溫度才繼續(xù)下降。6、解:各相區(qū)相態(tài)列于下表:相區(qū)相態(tài)相區(qū)相態(tài)1熔液l6MX- 6H2O ( s) +MX 2H2O (s)2l+冰7L+MX- 2H2O (s)3冰+MX- 6H2O (S)8MX- 2H2O (s) +MX- H2O ( s)4L+MX- 6H2O (S)9L+MX- H2O (s)5L+MX- 6H2O (s)10MX- H2O (s) + MX (s)7

43、、解:如圖所示做一條輔助線K點：液相，=1，f=C-+1=2K點點液相夜兩相平衡匸-史,點占點固相液兩相平衡 固、氣兩相平衡，固相,=1, f=2=2,=2,f=1f=1c點：固、氣兩相平衡，=2,f=1d點：氣相，=1 , f=28、解:(1)各區(qū)穩(wěn)定相態(tài)如圖所示。(2)三相線 de: 1 s c s三相線fg : 1 B s c s(3) a,b兩點的冷卻曲線，相變化及自由度變化如下圖所示。g(1)溶液濃度為10%，即含75gNH4CI。最多析出冰250g。(2) 沒有冰析出。(3) NH4CI固體與溶液二相平衡。固相為純NH4CI固體，液相濃度為20%。固相重量為6.25g ,液相重量為

44、93.75g。物理化學習題(相平衡)1.在a、B兩相中均有A和B兩種物質，達到相平衡時，下列各式正確的是(1 ) UaB=涉B( 2 )uaA=曲A=(3 )03= fA ( 4 )八B=十A2 .組分B從a相擴散到B相中，則下列說法中正確的是_ ( 4)（1 ）總是從濃度高的相擴散到濃度低的相（2 ）平衡時兩相的濃度相等（3 ）總是從濃度低的相擴散到濃度高的相（4）總是從高化學勢移向低化學勢3.室溫下氨基甲酸銨分解反應為NH 2CO2NH 4（s）=2NH 3（g）+CO2 (g)若在300K時向系統(tǒng)中加入一定量的氨基甲酸銨固體，則此系統(tǒng)的物種數(shù)S和組分數(shù)C應（1）1，1（ 2）3，2（ 3

45、）3，1（ 4）3，34 .將克拉貝龍方程應用于水的液固兩相，隨壓力的增長，水的凝固點將（1 ）上升（2）下降（3）不變（4）無法判斷5.在一定溫度下，在水和 CCI4組成的互不相溶的系統(tǒng)中，向水層中加入1:1的KI和|2,此系統(tǒng)的自由度是(1 ) 1 (2 ) 2 (3) 3 (4 ) 46.對于二組分系統(tǒng)，能平衡共存的最多相數(shù)為(4)(1 ) 1 (2 ) 2 (3) 3 (4 ) 47.對于恒沸混合物，下列說法中錯誤的是(4)不具有確定的組成(2)平衡時氣相和液相組成相同其沸點隨外壓的改變而改變與化合物一樣具有確定的組成填空1.在水的平衡相圖中。.線是水的蒸發(fā)曲線,.線是冰的升華曲線,線

46、是冰的融化曲線, 點是水的三相點。2.將過量NH 4HC0 3（s）放入密閉真空容器內,50 C時，按 NH 4HC0 3（s）按下式進行分解:NH 4HCO3（s）=NH 3（g）+C0 2（g）+H 20（g）。達平衡后貝y該體系的相數(shù)P=，獨立組分數(shù)C=自由度數(shù)F=3.（2）最合適的組成應配成w （聯(lián)苯醚）=0.78，這一組成具有最低共熔點12 C,其凝固點4.求下列系統(tǒng)從固而堵Xb=0.5開始蒸餾，餾出物或殘留物分別是什么?(r)(a)圖 6-22110圖&25完全互溶的雙液系統(tǒng)沸點組成圖剋點A(h)二組分SflE汽圖答案、5侑完全互溶的雙液系統(tǒng)A-B的 沸蠱二組成圖6=25如

47、下： 當濃度為z的溶液在封閉系統(tǒng)中恒壓加熱時.溶液的泡點(開始沸 騰)的溫度為*露點(藪相完全消失)的溫度為口 指出.當系統(tǒng)封閉處于Q點和Q'點所示的狀態(tài)時*系統(tǒng)的狀態(tài)的相同之處是.不同之處是_ ftM點的自由度數(shù)F=(1 ) Tm , Tn , (2)所處的T, p及氣液相組成yB、xb，達兩相平衡氣液相的相對量不同, (3) 0。6.水和蔗糖系統(tǒng)相圖如下:（1）讀圖后填下表:«區(qū)牌IK覃集態(tài)校成井殺件0由«»廠注:集態(tài)意即捋明氣、液、固（分別以島,表示人域井ffi含純乩MB戒 CA+ B）將含« %0,20的»水從3or宜接»»冷卻至-lot M ,（填"可IT或不可ST）得到含的冰.（3）某甘麼»廠、壓粹礙來的橙«糖汁中，含糖 = OJO.ia度約為 30七匝若從«»汁中得到結晶純砂®生產描是；先J!進行 至W上，再至/書_七W上，不可能（3）定溫蒸發(fā)，0.8，降溫，=13.9 C三.簡答1.純鐵的相圖見下圖5-3。分析圖中各點、線、面的相平衡關系。圖5-3 ?«扶的狀態(tài)圖（示獻圖2.M6.某rSEJiM區(qū)大5爪力Mi 6133kPa.如將卜列四種物質在該地區(qū)加熱，同哪