物理化学第五章相平衡练习题及答案Word文档格式.docx
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(C)f=3;
(D)f=4。
9.
H2(g)和02(g);
③
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
>
和02同时溶于水中,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,H20(l)H2O(g);
(B)S(S)S(l)S(g);
(C)C2H5OH(l)与出0
(1)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
Na2CO3H2O(S)、Na2CO37H2O(S)、
Na2CO310H2O(S)三
种结晶水合物。
在P
(A)体系不是处于平衡态
(C)这种情况是不存在的
f=K-①+1=2-4+1=-1,这种结果表明:
(B)Na2CO310H2O(s)不可能存在;
(D)Na2CO37H2O(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0C(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:
Na2CO3H2O、Na2CO37H2O、NaCO310H2O,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)Na2CO3H2O;
(C)
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tC时,固液二相的重量之比是:
(A)W(S):
w(l)=ac:
ab;
(B)W(S):
w(l)=bc:
(C)W(S):
bc;
(D)W(S):
ac。
D
h
G
B
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;
A
E
(C)C点1,E点3,G点3;
(D)C点2,E点3,G点3o
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)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)=AχBy(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种稳定化合物与几种低共熔混合物:
1种不稳定化合物,那么
A与B的体系可以形成
(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:
2个
;
3个;
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
(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Siθ2的恒压相图,那么存在几个稳
定化合物:
FeOSiO2
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(I)与B(I)的饱和蒸气压分别为30.0kPa和35.0kPa,A与B完全
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:
(A)1个;
(B)2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
B的正常沸点120C。
把A、
(A)小于80C;
(C)介于80C与120C之间
B混合组成一个体系,那么这个混合物的正常沸点为:
(B)大于120C;
(D)无法确定范围。
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:
物Na2SO410H2O(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NaN03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CC∣4中;
(B)Na2CO3溶解在正庚烷和二乙二醇醚中;
(C)NH4C∣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OC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①=1的是:
(A)Pb-Sn-Sb形成的固溶体;
(B)αSiO2和βSiO?
(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.克一克万程可适用于卜列哪些体糸?
I2(s)12(g);
C(石墨)
C(金刚石);
I2(s)I2(l);
(D)I2(l)
I2(g);
(E)
I2(g)(n,T1,p1)I2(g)(n,T2,p2);
(F)
I2(∣)+H2
2HI(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—CaC∣2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点①:
*
=1,f=2;
b点
①=1,f
「=1;
C点①
=2,f=1;
d点①:
=2,f*=1;
CaF2¾
→MCaCl3
(E)C点①=3,f=0o
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
冰的密度小于水;
(E)冰的密度大于水。
8.A和B二元凝聚系相图如图所示,在下列叙述中错误的是:
(A)1为液相,①=1,f=2;
(B)要分离出纯A,物系点必须在3区内;
(C)要分离出纯AmBn,物系点必须在6区内;
p(甲苯)=1486.6Pa,在图中,P〜X图和T〜X图正确的是:
J、F、E、I和S诸点f=0;
(E)GC直线、DI直线上的点,f=0o
10.下述说法中,哪一个是错误的?
(A)通过相图可以确定一定条件下体系由几相构成
(B)相图可表示出平衡时每一相的组成如何;
(C)相图可表示出达到相平衡所需的时间长短;
(D)通过杠杆规则可在相图上计算各相的相对数量多少
(E)相图上物系点与相点都是分开的。
四、主观题:
1.在25C时,A、B、C三种物质(相互之间不发生反应)所形成的溶液与固态A和由B、C组成的气相同时达到平衡,问:
(1)此体系的自由度为多少?
(2)此体系中能平衡共存的最多有几相?
2.滑冰鞋下面的冰刀与冰接触面长为7.68Cm,宽为0.00245cm。
(1)若滑冰者体重为60kg,试求施于冰面的压强为多少?
(双脚滑行)
1
(2)在该压强下,冰的熔点是多少?
巳知冰的摩尔熔化热为6009.5JmOl-,冰的密度为0.92gCm-,水的密度为1.0gcm-。
3.乙酰乙酸乙酯CH3COCH2COOC2H5是有机合成的重要试剂,它的蒸气压方程为:
lnp=-5960/T+B,P的单位是Pa,此试剂在正常沸点181C时
部分分解,但在70C是稳定的,可在70C时减压蒸馏提纯,压强应降到多少?
该试剂的摩尔气化热是多少?
4.液体A与B形成非理想溶液,在一定温度下,蒸气总压与溶
液组成的关系图如右:
⑴粗略画出PA〜XB、PB〜XB线;
⑵粗略画出T〜XB和T〜yB线(沸点〜组成线)。
5.在16〜78C之间,液态汞的蒸气压公式为:
∣g(p∕p)=7.648—3328/T—0.848lg(T∕K),
Mo的液相,在1300C
32%Mo的固熔相,
[tC〜C图]。
汞的三相点温度为243.3K,摩尔熔融热为2320Jmol-1,试求固态汞在-78C时的蒸气压。
6.下面是两组分凝聚体系相图,注明每个相图中相态,并指出三相平衡线。
7.Ni与Mo形成化合物MoNi,在1345C时分解成Mo与含53%有唯一最低共熔点,该温下平衡相为MoNi,含48%Mo的液相和含巳知Ni的熔点1452C,Mo的熔点为2535C,画出该体系的粗略相图
8.
AgCl与LiCl体系不形成化合物,固态部分互溶,在
及30%AgCl的固熔体成平衡,AgCl与LiCl的熔点
分别为455C与610C,试绘制其相图。
9.如图,是NaCI—(NH4)2SO4—出0在298K、101.325kPa时的相图。
现有NaCl与(NH4)2SO4混合盐100克,其中(NH4)2SO4含量为25%,物系点相当图中f点,利用相图计算,可以最多提纯得到多少克NaCl晶体?
10.CaCO3在高温分解为CaO和CO2。
(1)由相律证明我们可以把CaCQ在保持固定压力的CO2气流中加热到相当的温度而
不使CaCO3分解;
(2)证明当CaCO3与CaO的混合物与一定压力的CO2共存时有且仅有一个平衡温度。
11.在101.325kPa下,CaCO3分解成CaO(S)和CO2(g),在1169K时达到分解平衡。
(1)画出两组分CaO—CO2在101.325Pa时的等压相图;
(2)标出各个相区的相态。
12.NaCl—H2O二组分体系的低共熔点为-21.1C,此时冰、NaCl2H2O(s)和浓度为22.3%
(重量百分数)的NaCl水溶液平衡共存,在-9C时有一不相合熔点,在该熔点温度时,不稳定化合物NaCI∙2H2O分解成无水NaCl和27%的NaCl水溶液,已知无水NaCl在水中的溶解度受温度的影响不大(当温度升高时,溶解度略有增加)。
(1)请绘制相图,并指出图中线、面的意义;
(2)若在冰水平衡体系中加入固体NaCl作致冷剂可获得最低温度是几度?
(3)若有1000g28%的NaCl溶液,由160C冷到-10C,问此过程中最多能析出多少
纯NaCl?
12.现有处于263K的1mol过冷水,假定水自发地结晶,结晶过程一直延续到体系平衡。
(1)体系达到最终温度为多少?
(2)平衡时有几相共存?
(3)计算平衡时各相的量;
(4)计算结晶过程的ΔSmO
-I-I-I-I
已知Cp,m[H2O(l)]=75.31JKmol;
Cp,m[H2O(s)]=37.66JKmol;
熔化热ΔH∏[H2O(s)]=6.02kJmol:
1o
1ι
13.已知Bi和Cd的熔点和熔融焓分别是544.2K、594.1K以及11.00kJm∙l-、5.98kJmo「,
预言由这两个金属所形成的最低共熔混合物的温度和组成(设形成理想混合物)。
实验值为
140C和Cd的含量(质量百分数)为40%。
14.指出下列各图中所形成的化合物的经验式,并说明各相区是由哪些相组成的?
图UI
(1)图I中设生成的化合物为X;
(2)没有化合物;
(3)图川中设生成X、Y两种化合物;
15.酚水体系在60C分成两液相,第一相含16.8%(质量百分数)的酚,第二相含44.9%的水。
(1)如果体系中含90g水和60g酚,那么每相重量为多少?
(2)如果要使含80%酚的100g溶液变成浑浊,必须加水多少克?
16.80C时溴苯和水的蒸气压分别为8.825kPa和47.335kPa,溴苯的正常沸点是156C。
计算:
(1)溴苯水蒸气蒸馏的温度,已知实验室的大气压为101.325kPa;
(2)在这种水蒸气蒸馏的蒸气中溴苯的质量分数。
已知溴苯的摩尔质量为156.9gm∙l-1;
(3)蒸出10kg溴苯需消耗多少千克水蒸气?
第五章相平衡练习题答案
、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。
&
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。
、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.A;
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.D;
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=3
C=
3①=3(S,I,
g)
(1)f=3-3
+1=1;
⑵fmin
=0,3-Φmax+1=0
Φmax=
=4。
2.解:
(1)P:
=W/2S=60/(7.62
0.X0245
-2
X)=1607kgcm-=
:
1549
4
X0Pa
(2)dp/dT=
AH/TAV
dp=(
Ai/TAV)dT
积分:
P2-P1=(Δ/Δ×
n(T2∕T1),P2=15749×
04Pa,Pl=101325Pa
Ti=273.15K,AV=18.02/1.00-18.02/0.92=-1.567cm3
ln(T2/T1)=(p2-p1)XV/AH
=(15746X04-101325)×
-1.567X0-6)∕6009.5=-0.04106
T2=0.9598T1=0.9598273.15=262.16K即:
t2=-11C
3.解:
T=273+181=454K,P=101325PaIn101325=-5960/454+B,B=24.654
InP=-5960/T+24.654,T2=273+70=343K
I
InP
5960
CnP
因为
.订
—
PT2
由克
-克方程:
.订P-
AHm,vap
(气化)=
=5960R=
&
314=
-1
49551Jmo∣∙
lnp2=-5960/343+24.654=7.278,p2=1448.1Pa
.'
■:
H
RT
2
4.解:
5.解:
AHm(气化)=a+bT+CT
22
dlnpl/dT=Aim(气)∕RT=a/RT+b/RT+c/R
(1)
2.303lgpl=7.648X2.303-3328X2.303/T-0.848×
2.303IgT
Inpi=7.648X2.303-7664/T-8.848InT
dlnpl/dT=7664/T2-0.848/T与
(1)式比较,
a=7664R=63718b=-0.848R=-7.05C=0
AHm(气化)=63718-7.05T
AHm(升华)=Am(熔融
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- 物理化学 第五 相平衡 练习题 答案