物理化学相平衡练习题Word下载.docx
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H2SO4·
H2O(s)、H2SO4·
2H2O(s)、H2SO4·
4H2O(s),在p
下,能与硫酸水溶液共存的化合物最多有几种:
B
(A)1种;
(B)2种;
(C)3种;
(D)0种。
7.在101325Pa的压力下,I2在液态水与CCl4中的溶解已达到平衡(无固体I2存在),此体
系的自由度为:
(A)1;
(B)2;
(C)3;
(D)0。
8.NaCl水溶液和纯水,经半透膜达到渗透平衡,该体系的自由度数是:
(A)f=1;
(B)f=2;
(C)f=3;
(D)f=4。
9.对于下列平衡系统:
①高温下水被分解;
②同①,同时通入一些H2(g)和O2(g);
③H2
和O2同时溶于水中达到平衡,其组元数K和自由度数f的值完全正确的是:
(A)①K=1,f=1②K=2,f=2③K=3,f=3;
(B)①K=2,f=2②K=3,f=3③K=1,f=1;
(C)①K=3,f=3②K=1,f=1③K=2,f=2;
(D)①K=1,f=2②K=2,f=3③K=3,f=3。
10.在下列体系中自由度f=2的体系是:
(A)298K时,H2O(l)H2O(g);
(B)S(s)S(l)S(g);
(C)C2H5OH(l)与H2O(l)的混合物;
(D)一定量的PCl5(g)分解平衡时:
PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g)。
11.某体系中有Na2CO3水溶液及Na2CO3·
H2O(s)、Na2CO3·
7H2O(s)、Na2CO3·
10H2O(s)三
种结晶水合物。
在p下,f=K-Φ+1=2-4+1=-1,这种结果表明:
A
(A)体系不是处于平衡态;
(B)Na2CO3·
10H2O(s)不可能存在;
(C)这种情况是不存在的;
(D)Na2CO3·
7H2O(s)不可能存在。
12.相图与相律之间是:
(A)相图由实验结果绘制得出,相图不能违背相律;
(B)相图由相律推导得出;
(C)相图由实验结果绘制得出,与相律无关;
(D)相图决定相律。
13.下列叙述中错误的是:
(A)水的三相点的温度是273.15K,压力是610.62Pa;
(B)三相点的温度和压力仅由系统决定,不能任意改变;
(C)水的冰点温度是0℃(273.15K),压力是101325Pa;
(D)水的三相点f=0,而冰点f=1。
14.Na2CO3可形成三种水合盐:
Na2CO3·
H2O、Na2CO3·
7H2O、NaCO3·
10H2O,在常压下,
将Na2CO3投入冰-水混合物中达三相平衡时,若一相是冰,一相是Na2CO3水溶液,
则另一相是:
(A)Na2CO3;
(B)Na2CO3·
H2O;
(C)Na2CO3·
7H2O;
(D)Na2CO3·
10H2O。
15.如图,对于右边的步冷曲线对应是哪个物系点的
冷却过程:
(A)a点物系;
(B)b点物系;
(C)c点物系;
(D)d点物系。
16.如图,对于形成简单低共熔混合物的二元相图,
当物系的组成为x,冷却到t℃时,固液二相的重
量之比是:
(A)w(s)∶w(l)=ac∶ab;
(B)w(s)∶w(l)=bc∶ab;
(C)w(s)∶w(l)=ac∶bc;
(D)w(s)∶w(l)=bc∶ac。
17.如图,对于形成简单低共熔混合物的二元相图,当物
系点分别处于C、E、G点时,对应的平衡共存的相数为:
(A)C点1,E点1,G点1;
(B)C点2,E点3,G点1;
(C)C点1,E点3,G点3;
(D)C点2,E点3,G点3。
18.在相图上,当物系处于哪一个点时只有一个相:
(A)恒沸点;
(B)熔点;
(C)临界点;
(D)低共熔点。
19.甲、乙、丙三个小孩共吃一支冰棍,三人约定:
⑴各吃质量的三分之一;
⑵只准吸,
不准咬;
⑶按年龄由小到大顺序先后吃。
结果,乙认为这只冰棍没有放糖,甲则认为
这冰棍非常甜,丙认为他俩看法太绝对化。
则三人年龄:
(A)甲最大,乙最小;
(B)甲最小,乙最大;
(C)丙最大,甲最小;
(D)丙最小,乙最大。
20.如图A与B是两组分恒压下固相部分互
溶凝聚体系相图,图中有几个单相区:
(A)
1个;
(B)(B)2个;
(C)(C)3个;
(D)(D)4个。
21.有一形成不稳定化合物的双组分A与B凝聚体系,系统的组成刚巧与不稳定化合物
的组成相同,当其从液态冷却到不相称熔点,系统内建立如下平衡:
液相+A(s)=AxBy(不稳定化合物),如果在此时系统由外界吸取热时,则上述的平衡将:
(A)向左移动;
(B)向右移动;
(C)不移动;
(D)无法判定。
22.A与B可以构成2种稳定化合物与1种不稳定化合物,那么A与B的体系可以形成
几种低共熔混合物:
(A)2种;
(B)3种;
(C)4种;
(D)5种。
23.如图A与B是两组分恒压下固相部分互溶凝聚体系
相图,有几个两固相平衡区:
(A)1个;
(B)2个;
(B)3个;
(D)4个。
24.在第一种物质中加入第二种物质后,二者的熔点发生什么变化?
C
(A)总是下降;
(B)总是上升;
(C)可能上升也可能下降;
(D)服从拉乌尔定律。
25.如图是FeO与SiO2的恒压相图,那么存在几个稳
定化合物:
26.A及B二组分组成的凝聚体系能生成三种稳定的化合
物,则于常压下在液相开始冷却的过程中,最多有几种固相同时析出?
(A)4种;
(B)5种;
(C)2种;
(D)3种。
27.在温度为T时,A(l)与B(l)的饱和蒸气压分别为30.0kPa和35.0kPa,A与B完全
互溶,当xA=0.5时,pA=10.0kPa,pB=15.0kPa,则此二元液系常压下的T~x相图为:
28.两组分理想溶液,在任何浓度下,其蒸气压:
(A)恒大于任一纯组分的蒸气压;
(B)恒小于任一纯组分的蒸气压;
(C)介于两个纯组分的蒸气压之间;
(D)与溶液组成无关。
29.设A和B可析出稳定化合物AxBy和不稳定化合
物AmBn,其T~x图如图所示,其中阿拉伯数字代
表相区,根据相图判断,要分离出
纯净的化合物AmBn,物系点所处的相区是:
(A)9;
(B)7;
(C)8;
(D)10。
30.液体A与B形成蒸气压正偏差很大的溶液,在精馏塔中精馏时,塔釜得到的是:
(A)恒沸混合物;
(B)纯A;
(C)纯B;
(D)纯A或纯B。
31.如图A与B是两组分恒压下固相部分互溶
凝聚体系相图,图中有几个两相区:
(B)2个;
(C)3个;
(D)4个。
32.水蒸气蒸馏通常适用于某有机物与水组成的:
(A)完全互溶双液系;
(B)互不相溶双液系;
(C)部分互溶双液系;
(D)所有双液系。
33.下图是二元凝聚体系相图,其中物系点与相点合一的是:
(A)F点,G点;
(B)I点,D点;
(C)H点,D点;
(D)H点,G点。
34.A与B是两种互不相溶的两种液体,A的正常沸点80℃,
B的正常沸点120℃。
把A、B混合组成一个体系,那么这个混合物的正常沸点为:
(A)小于80℃;
(B)大于120℃;
(C)介于80℃与120℃之间;
(D)无法确定范围。
35.右图是三液态恒温恒压相图,ac、be把相图分成三个相区
①、②、③,每个相区存在的相数是:
①区1、②区1、③区1;
(B)①区1、②区3、③区2;
(B)①区1、②区2、③区2;
(D)①区1、②区2、③区1。
36.金(熔点1063℃)与铜(熔点1083℃)形成合金;
取含金量
50%的固熔体冷却,首先析出固溶体的含金量是:
(A)大于50%;
(B)小于50%;
(C)等于50%;
(D)不一定。
37.H2O-NaCl-Na2SO4的物系中Na2SO4与H2O能形成水合
物Na2SO4·
10H2O(D)。
相图中,在DBC区中存在的是:
(A)水合物D与溶液;
(B)水合物D、NaCl和组成为F的溶液;
(C)水合物D、NaCl和Na2SO4三相共存;
(D)纯NaCl、纯Na2SO4和水溶液。
38.H2O-KNO3-NaNO3物系的相图如下。
那么
在BEC区内平衡的相是:
(A)纯NaNO3与其饱和溶液;
(B)纯KaNO3与其饱和溶液;
(C)含KNO3、NaNO3与不饱和溶液;
(D)含KNO3、NaNO3与双饱和溶液(E)。
39.分配定律不适用下列哪个体系:
(A)I2溶解在水与CCl4中;
(B)Na2CO3溶解在正庚烷和二乙二醇醚中;
(C)NH4Cl溶解在水与苯中;
(D)Br2溶解在CS2与水中。
40.如图是恒温恒压下的三组分盐水体系相图,复盐可形
成水合物,存在几个三相平衡区:
(A)2个;
(B)3个;
(C)4个;
(D)5个。
三、多选题:
1.通常所说的水的冰点为0℃的含义是什么?
(A)在101.33kPa压力下,冰和纯水平衡时的温度;
(B)冰、水、水蒸气三相平衡时的温度;
(C)冰的蒸气压和水的蒸气压相等的温度;
(D)压力为101.3kPa下被空气饱和了的水和冰平衡的温度;
(E)压力在101.3kPa时,冰、水、水蒸气三相共存时的温度。
2.下列系统Φ=1的是:
(A)Pb-Sn-Sb形成的固溶体;
(B)α-SiO2和β-SiO2;
(C)左旋葡萄糖和右旋葡萄糖;
(D)氯化钠和蔗糖溶于水;
(E)白糖与面粉混合物。
3.克-克方程可适用于下列哪些体系?
(A)I2(s)I2(g);
(B)C(石墨)C(金刚石);
(C)I2(s)I2(l);
(D)I2(l)I2(g);
(E)I2(g)(n,T1,p1)I2(g)(n,T2,p2);
(F)I2(l)+H22HI(g)。
4.对于两组分凝聚体系的步冷曲线形状,下列判断正确的是:
(A)步冷曲线上,一定存在“拐点”;
(B)一条步冷曲线上有平台,就一定有“拐点”;
(C)一条步冷曲线上有“拐点”,就一定有“平台”;
(D)一条步冷曲线上可以有“拐点”而无“平台”;
(E)一条步冷曲线上可以有“平台”而无“拐点”。
5.在CaF2-CaCl2的凝聚系统相图中,物系点为a,当
降低系统温度时,不正确的是:
(A)a点Φ=1,f*=2;
(B)b点Φ=1,f*=1;
(B)c点Φ=2,f*=1;
(C)d点Φ=2,f*=1;
(E)c点Φ=3,f*=0。
6.关于杠杆规则的适用性,下列说法错误的是:
(A)适用于单组分体系的两个平衡相;
(B)适用于二组分体系的两相平衡区;
(C)适用于二组分体系相图中的任何区;
(D)适用于三组分体系中的两个平衡相;
(E)适用于三相平衡线上的任意两个平衡相。
7.加压于冰,冰可部分熔化成水,这是什么原因?
(A)加压生热;
(B)冰的晶格受压崩溃;
(C)冰熔化时吸热;
(D)冰的密度小于水;
(E)冰的密度大于水。
一、判断题答案:
1.对。
2.错。
3.错,应是在一定范围内可以独立变化的强度变数。
4.错,也有代表相的点。
5.错,f=l表示有一个强度变数可独立变化。
6.对。
7.对,在p~x图中理想液态混合物的液相线是直线。
8.对。
9.错,其他相图的两相平衡区也可以使用杠杆规则。
10.错,对有恒沸物的系统,最多只能得到一个纯组分。
11.错,通常两个组分都同时产生正(或负)偏差。
12.错,恒沸组成与压力有关。
13.错,因不互溶,pA=pA’,与组成无关。
14.对。
15.对。
二、单选题答案:
1.C;
2.C;
3.C;
4.C;
5.D;
6.B;
7.B;
8.C;
9.D;
10.D;
11.A;
12.B;
13.A;
14.D;
15.C;
16.C;
17.B;
18.C;
19.B;
20.C;
21.A;
22.B;
23.D;
24.C;
25.B;
26.C;
27.B;
28.C;
29.B;
30.D;
31.C;
32.B;
33.D;
34.A;
35.D;
36.B;
37.C;
38.D;
39.C;
40.B。
三、多选题答案:
1.D;
2.AD;
3.AD;
4.DE;
5.BC;
6.AC;
7.D;
8.BC;
9.CD;
10.CE。
四、主观题答案:
1.解:
N=3C=3Φ=3(s,l,g)
(1)f*=3-3+1=1;
(2)f*min=0,3-Φmax+1=0,Φmax=4。
2.解:
(1)p=W/2S=60/(7.62×
0.00245×
3)=1607kg·
cm-2=1549×
104Pa
(2)dp/dT=ΔH/TΔV,dp=(ΔH/TΔV)·
dT
积分:
p2-p1=(ΔH/ΔV)×
ln(T2/T1),p2=15749×
104Pa,p1=101325Pa
T1=273.15K,ΔV=18.02/1.00-18.02/0.92=-1.567cm3
ln(T2/T1)=(p2-p1)×
ΔV/ΔH
=(15746×
104-101325)×
(-1.567×
10-6)/6009.5=-0.04106
T2=0.9598T1=0.9598×
273.15=262.16K即:
t2=-11℃
3.解:
T=273+181=454K,p=101325Pa
ln101325=-5960/454+B,B=24.654
lnp=-5960/T+24.654,T2=273+70=343K
lnp2=-5960/343+24.654=7.278,p2=1448.1Pa
因为
,由克-克方程:
ΔHm,vap(气化)=5960R=5960×
8.314=49551J·
mol-1
4.解:
5.解:
ΔHm(气化)=a+bT+cT2
dlnpl/dT=ΔHm(气)/RT2=a/RT2+b/RT+c/R
(1)
2.303lgpl=7.648×
2.303-3328×
2.303/T-0.848×
2.303lgT
lnpl=7.648×
2.303-7664/T-8.848lnT
dlnpl/dT=7664/T2-0.848/T与
(1)式比较,
a=7664R=63718b=-0.848R=-7.05c=0
ΔHm(气化)=63718-7.05T
ΔHm(升华)=ΔHm(熔融)+ΔHm(气化)=2320+63718-7.05T=66038-7.05T
dlnps/dT=ΔHm(升华)/RT2=66038/RT2-7.05/RT=7943/T2-0.848/T
积分:
lnps=-7943/T-0.848lnT+C
lgps=-3449/T-0.848lgT+C'
三相点T=243.3Klgps=lgpL
-2339/243.3-0.848lg243.3+C'
=7.648-3328/243.3-0.848lg243.3
∴C'
=8.145lgps=-3449/T-0.848lgT+8.145当T=273.2-78=196.2K
lgps=-3449/195.2=-0.848lg195.2+8.145=-11.460
ps=3.92×
10-12p=3.29×
10-12×
101325=3.98×
10-7Pa
6.解:
7.解:
化合物中含Mo为62%。
8.解:
9.解:
在图上联结Cf,交AD线于g点,量出Cf=3.7cm,Cg=2.6cm,
用杠杆规则计算g点物系质量,w(g)=100×
3.7/2.6=142.3g,加水42.3g
量出AD=2.6cm,Dg=0.9cm,w(NaCl)=142.3×
0.9/2.6=49.26g
10.解:
(1)根据题意,体系中只存在CaCO3和CO2
S=2,R=R’=0K=S-R-R’=2因为压力p固定,
且Φ=2[CaCO3(s),CO2(g)]所以:
f=K-Φ+1=2-2+1=1
这说明体系尚有一个自由度,此即为温度,在温度可自由变化的情况下,
体系中CaCO3不分解。
(2)体系中有CaCO3(s),CaO(s)和CO2(g)
同时存在化学平衡CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)
故S=3,R’=0,R=1K=S-R’-R=2
因为压力p固定,且Φ=3[CaCO3(s),CaO(s),CO2(g)]
所以f=K-Φ+1=2-3+1=0
Ⅰ区:
CaO(s)+CO2(g)
Ⅱ区:
CaO(s)+CaCO3(s)
Ⅲ区:
CO2(g)+CaCO3(s)
11.解:
(1)图中的ac为水的冰点下降曲线;
ec为水
化物NaCl·
2H2O的溶解曲线;
eh为NaCl的溶解度曲线;
bd为三相线,线上任意一
点代表冰、水化物和具有c点组成的NaCl溶液三相平衡共存;
eg为三相线,线上
任意一点代表NaCl、水化物和具有e点组成的NaCl溶液三相平衡共存。
Ⅰ是液相区;
Ⅱ是固(NaCl)液平衡区;
Ⅲ是冰液平衡区;
Ⅳ是固(NaCl·
2H2O)液平
衡区。
(2)由相图可知,在冰水平衡体系中加入
NaCl,随着加入NaCl的增多,体系温度
沿c线下降,至c点温度降为最低,这时
体系的温度为-21.1℃。
(3)在冷却到-9℃时,已达到低共熔点,
此时已开始有NaCl·
2H2O析出,到-10℃,
纯NaCl已消失,因此在冷却到-10℃过程
中,最多析出的纯NaCl可由杠杆规则计
算:
w(液)×
1=w(NaCl)×
72w(NaCl)/w总=1/(72+1)=1/73
w(NaCl)=w总/73=1000/73=13.7g
即冷却到-10℃过程中,最多能析出纯NaCl13.7g。
12.解:
(1)由于1.00mol过冷水升高到0.01℃(即273.16K)时需要的热量约为:
75.31×
(273.16-263)=765.15J·
mol-1,
小于1mol过冷水结晶为冰放出的热量6020J·
mol-1,所以无法使过冷水全部结成冰,
最终温度为0.01℃(273.16K)的冰水共存体系。
(2)平衡时是三相(冰、水、蒸气)共存。
(3)假设有xmolH2O(s)生成,由于过冷水结冰过程很快,故体系是绝热的,即263K
时结出xmol冰的放热,使冰水体系升温至273.16K。
10.16×
(1-x)+37.66×
10.16·
x=x·
[6020+(37.66-75.31)×
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