第五章相平衡第五章相平衡第五章相平衡第五章相平衡一、选择题1。NH4HS(s）和任意量的NH3(g）及H2S（g）达平衡时有（Ф代表相数）：()（A）C=2，Ф=2,f=2(B)C=1，Ф=2，f=1（C)C=2，Ф=3，f=2（D）C=3,Ф=2，f=32。FeCl3和H2O能形成FeCl3·6H2O，2FeCl3·7H2O，2FeCl3·5H2O，FeCl3·2H2O四种水合物,则该体系的独立组分数C和在恒压下最多可能的平衡共存的相数Ф分别为:(）（A）C=3，Ф=4(B)C=2，Ф=4（C)C=2,Ф=3(D)C=3，Ф=53.硫酸与水可形成H2SO4·H2O（s)、H2SO4·2H2O（s）、H2SO4·4H2O(s）三种水合物，问在101325Pa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？（)(A)3种(B）2种(C）1种（D）不可能有硫酸水合物与之平衡共存4.某体系存在C(s)、H2O（g）、CO（g)、CO2（g)、H2（g)五种物质，相互建立了下述三个平衡：H2O(g)+C（s)=H2（g）+CO(g）；CO2（g)+H2(g)=H2O(g）+CO(g）；CO2(g)+C（s)=2CO(g)。则该体系的独立组分数C为：（）（A)C=3(B)C=2(C）C=1(D）C=45.298K时,蔗糖水溶液与纯水达渗透平衡时,整个体系的组分数、相数、自由度数为()(A）C=2，Ф=2，f=1（B)C=2,Ф=2,f=2(C)C=2，Ф=1，f=2（D)C=2，Ф=1，f=36.对恒沸混合物的描述,下列各种叙述中哪一种是不正确的？(）（A）与化合物一样,具有确定的组成(B）不具有确定的组成(C）平衡时，气相和液相的组成相同(D)其沸点随外压的改变而改变7.二元恒沸混合物的组成()（A)固定(B）随温度改变（C）随压力改变(D）无法判断8。在pΘ下，用水蒸汽蒸镏法提纯某不溶于水的有机物时,体系的沸点:（）（A）必低于373。2K（B)必高于373。2K(C)取决于水与有机物的相对数量（D)取决于有机物的分子量大小9。水的三相点是：（)（A）某一温度，超过此温度，液相就不能存在（B）通常发现在很靠近正常沸点的某一温度(C）液体的蒸气压等于25°C时的蒸气压三倍数值时的温度(D)固体、液体和气体可以平衡共存时的温度和压力10。当Clausius-Clapeyron方程应用于凝聚相转变为蒸气时，则：(）(A)p必随T之升高而降低（B)p必不随T而变(C)p必随T之升高而变大（D）p随T之升高可变大或减少11。在0°C到100°C的温度范围内，液态水的蒸气压p与T的关系为：lg(p/Pa)＝-2265/T+11。101，某高原地区的气压只有59995Pa，则该地区水的沸点为()(A)358.2K(B)85。2K（C)358.2°C(D）373K12.在373.15K时，某有机液体A和B的蒸气压分别为p和3p，A和B的某混合物为理想液体混合物，并在373。15K、2p时沸腾，那么A在平衡蒸气相中的摩尔分数是多少？（）(A)1/3(B）1/4(C）1/2（D)3/413。当用三角形坐标来表示三组分物系时，若某物系其组成在平行于底边BC的直线上变动时，则该物系的特点是：(）（A)B的百分含量不变(B）A的百分含量不变（C）C的百分含量不变（D)B和C的百分含量之比不变14。在通常情况下，对于二组分物系能平衡共存的最多相为：（）（A)1(B)2（C）3（D）415.哪一种相变过程可以利用来提纯化学药品？(）（A）凝固（B)沸腾（C)升华(D)A、B、C任一种16.在相图上，当系统处于下列哪一点时只存在一个相？(）(A)恒沸点(B）熔点（C)临界点（D)低共熔点17。水的三相点附近，其气化焓和熔化焓分别为44。82kJ·mol—1和5.994kJ·mol—1。则在三相点附近，冰的升华焓约为：（）（A）38.83kJ·mol—1（B)50。81kJ·mol-1（C)-38.83kJ·mol—1(D)-50。81kJ·mol-118。已知苯－乙醇双液系统中,苯的沸点是353.3K,乙醇的沸点是351。6K，两者的共沸组成为：含乙醇47。5％(摩尔分数），沸点为341。2K。今有含乙醇77.5％的苯溶液，在达到气液平衡后，气相中含乙醇为y2,液相中含乙醇为x2。问下列结论何者正确？（）(A)y2〉x2（B）y2＝x2（C）y2
答案
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一、选择题题号12345678910答案ACCABACADC题号11121314151617181920答案ABBDDCBCAD二、填空题1．0(f=C+0-Ф=1+0—1=0）2．2（f=C+2—Ф=2+2-2=2）3．当温度略高于低共熔温度时所对应的组成4．x(g)>x(总)>x（l)5．饱和蒸气压和摩尔质量6。3（S=6,R=2，C=6-2=4∴f=4—3+2=3）7。1;2;0（C=4–1–2=1；P=2；F=1–2+1=0）8。大于9。195.2K；5.93kPa；25.47kJ·mol—110。2；2；2；温度、压力三、简答题1。答：相点是相图中表示某平衡相组成的点。从相点位置可看出该相的状态、组成、温度、压力等。相点位置可随压力、温度的改变而改变。在单组分系统的相图上，所有点全部是相点。物系点是在多组分系统的相图上表示系统总组成的点，在单相区，物系点可与相点重合，而在两相区内只有物系点。该物系所对应的两个相组成由两个相点表示。在T—x图上，物系点可沿着与温度坐标平行的直线上下移动；在水盐系统图上,随着水的含量不同,物系点可沿着与组成坐标平行的直线左右移动.2.答:共同点：都是三相共存。不同点:单组分系统的三相点是气—液—固三相共存,这时的自由度为零，它的压力、温度由系统自身性质决定，不受外界因素影响。而二组分系统的低共熔点如T-x图上的E点,是固体A、固体B和组成为E的液体三相共存。这时的自由度为1，在等压的条件下自由度为零.E点的组成由A和B的性质决定，但E点的温度受压力影响，外压改变,E点的温度和组成也会随之而改变。3。答：不是。它是完全互溶的两个组分的混合物。在外压固定时,它有一定的沸点，这时气相组成和液相组成完全相同。但是，当外压改变时，恒沸混合物的沸点和组成也随之而改变。4。答:不能。因为水和汞是不互溶的液体，两者共存时，各组分的蒸气压与单独存在时一样。汞的蒸气压并没有因为水层的覆盖而下降，液面上的总压力等于水和汞的蒸气压之和.如果要蒸馏汞的话，加了水可以使混合物的沸点降低，这就是水蒸气蒸馏的原理。5.答：沸点是对纯液体而言的.在大气压力下,纯物质的液-气两相达到平衡时，气相压力等于大气压力时的温度称为沸点。恒沸点是对完全互溶的二组分系统而言的。定压下，二组分系统的气相和液相组成完全相同时的温度,称为该溶液的恒沸点。用简单蒸馏的
方法
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不能把二组分完全分开。在恒沸点时自由度为1。外压改变，恒沸点也改变.当压力固定时，条件自由度为零，恒沸温度有定值.四、计算题1。(1）如图所示:（2）①l(溶液相）②l+D（s）③l+B(s）④l+A（s)⑤A(s)+D(s)⑥D（s）+B(s）;EF，GH上体系的自由度都是零。（3)体系达到M是l+A(s）二相;达到N是l+A（s）二相；达到Q是三相A(s）+D(s)+l三相;达到R是A(s)+D（s）二相。2。绘图如下：绘图，相区名称，步冷曲线3。(1)图如下。（2）各个区的相态在图中标出。4.(1）相图绘制如下:（2）设-70°C时，Hg(s)的质量为x,则固体化合物的质量为(500g-x）。根据杠杆规则：x(0。1-0)=（500g—x)(0。2893—0。1)x=327.3g5。解：单相区：1:A和B的混合溶液l;两相区：2：l1+l2；3：l2+B（s）；4：l1+A（s）;5:l1+B（s);6:A(s)+B(s）各条线代表的意义：LJ：A的凝固点降低曲线；JM:B的凝固点降低曲线；NV：B的凝固点降低曲线;MUN：液液相互溶解度曲线。三相线:MNO：IJK:6。解：各相区的稳定相标注在下图中；三相线的平衡关系：def:ghi:7。解：(1)OA:金刚石与石墨的两相平衡线；OB：液态C与石墨的两相平衡线；OC：金刚石与液相C的两相平衡线。(2）O点代表液态C、石墨和金刚石的三相点，是OA，OB,OC的交点。此点相数Φ=3,自由度f=0，三相点的温度压力皆由系统确定.(3)碳在常温常压下稳定状态时石墨。（4)根据克拉佩龙方程：（5)估计53×108Pa时可以将石墨转变为金刚石。8.解：（1）（2)同理：(3）9。解:组分数C=S–R-R’=7–3–1=3;自由度f=C–Φ+1=3–3+1=1。10。解:系统的物种数S=5,即H2O,Na2CO3(s),Na2CO3·H2O(s)，Na2CO3·7H2O(s)和Na2CO3·10H2O（s）.独立的化学反应式3个：Na2CO3(s)+H2O（l)=Na2CO3·H2O(s）Na2CO3·H2O(s）+6H2O(l）=Na2CO3·7H2O(s）Na2CO3·7H2O(s)+3H2O（l）=Na2CO3·10H2O(s）因此R=3,R'=0。C=S–R–R’=5–3–0=2在指定温度或压力的条件下，其自由度数f=C–Φ+1=3–Φ平衡条件下自由度f=0时相数最多，因此上述系统最多只能有3项共存。压力p=101.325kPa，已有两相（水溶液、冰），故只能有一种水合物与其平衡.温度一定，已知相个数为1（水蒸气）,与之平衡共存的混合物最多有两种.
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