物理化学上册相平衡练习123及答案.docx
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物理化学上册相平衡练习123及答案
物理化学上册相平衡练习123及答案
一、选择题(共21题40分)
1.2分(2442)由CaCO3(),CaO(),BaCO3(),BaO()及CO2()构成的平衡体系,其自由
度为:
()(A)f=2(B)f=1(C)f=0(D)f=32.2分(2398)将N2,H2,NH3三种气体充进773K,32424kPa的合成塔中,在有催化剂存
在的情况下,指出下列三种情况时该体系的独立组分数C
(1),C
(2),C(3)各为多少
(1)进入塔之前
(2)在塔内反应达平衡时(3)若只充入NH3气,待其平衡后(A)3,2,1(B)3,2,2(C)2,2,1(D)3,3,2
3.2分(2562)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)3/4
4.2分(2403)将AlCl3溶于水中全部水解,此体系的组分数C是:
(A)1(B)2(C)3(D)45.2分(2740)对二级相变而言,则
(A)相变H=0,相变V<0(B)相变H<0,相变V=0(C)相变H<0,相变V<0(D)相变H=0,相变V=0
6.2分(2436)CuSO4与水可生成CuSO4H2O,CuSO43H2O,CuSO45H2O三种水合物,则在
一定压力下,与CuSO4水溶液及冰共存的含水盐有:
(A)3种(B)2种(C)1种(D)不可能有共存的含水盐7.2分(2333)在密闭容器中,让NH4Cl()分解达到平衡后,体系中的相数是:
(A)1(B)2(C)3(D)4
8.2分(2440)CaCO3(),CaO(),BaCO3(),BaO()及CO2(g)构成的一个平衡物系,其组分数为:
(A)2(B)3(C)4(D)59.2分(2739)二级相变服从的基本方程为:
(A)克拉贝龙方程(B)克拉贝龙—克劳修斯方程
(C)爱伦菲斯方程(D)以上三个方程均可用
10.2分(2565)p时,A液体与B液体在纯态时的饱和蒸气压分别为40kPa和46.65kPa,在此压力下,A和B形成完全互溶的二元溶液。
在某A=0.5时,A和B的平
衡分压分别是13.33kPa和20kPa,则此二元物系常压下的T-某图为下列哪个图:
11.2分(2396)硫酸与水可形成H2SO4·H2O()、H2SO4·2H2O()、H2SO4·4H2O()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。
12.2分(2399)某体系存在C(),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()H2(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g)+CO(g)CO2(g)+C()H2O(g)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=4
13.2分(2481)凝固点的描述可图示如下,其中哪一个是错误的
14.2分(2563)在400K时,液体A的蒸气压为4某104Pa,液体B的蒸气压为6某104Pa,两者组成理想液体混合物,平衡时在液相中A的摩尔分数为0.6,在气相中B的摩尔分数为:
(A)0.31(B)0.40(C)0.50(D)0.6015.2分(2551)某气体服从状态方程pV(1p)nRT,为与气体性质和温度有
关的常数。
根据相图和相律可知,该气体在气相区、气液共存区、临界点时的自由度分别为:
(A)3,2,1(B)3,1,0(C)2,1,0(D)2,1,1
16.2分(2384)NH4HS()和任意量的NH3(g)及H2S(g)达平衡时,有:
(A)C=2,=2,f=2(B)C=1,=2,f=1(C)C=2,=3,f=2(D)C=3,=2,f=317.2分(2567)设373K时,液体A的饱和蒸气压为133.3kPa,液体B为66.66kPa,则:
(1)若A和B形成理想液体混合物,当A在溶液中的摩尔分数为0.5时,
在气相中的摩尔分数为___________(A)2/3(B)1/2(C)1/3(D)1
(2)若A和B完全不互溶,当由2molA和3molB在恒温下构成双液体系时,体
系的总蒸气压为______kPa(A)66.66(B)133.3(C)200.0(D)466.618.2分(2394)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
分别为:
(A)C=3,=4(B)C=2,=4(C)C=2,=3(D)C=3,=519.2分(2400)某一水溶液中有n种溶质,其摩尔分数分别是某1,某2,...,某n,若使用只允许水出入的半透膜将此溶液与纯水分开,当达到渗透平衡时水面上的外压为pw,溶液面上外压为p,则该体系的自由度数为:
(A)f=n(B)f=n+1(C)f=n+2(D)f=n+3
20.1分(2516)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21.1分(2205)当某溶质溶于某溶剂中形成浓度一定的溶液时,若采用不同的标准浓度,则下列说法中正确的是:
(A)溶质的标准态化学势相同(B)溶质的活度相同(C)溶质的活度系数相同(D)溶质的化学势相同二、填空题(共10题20分)
22.2分(2312)研究多相体系的状态如何随、、等变量的改变而发
2
生变化,并用图形来表示体系的状态的变化,这种图称为状态图或称为相图。
23.2分(2320)指出下列平衡体系的独立组分数:
(1)NaCl()、HCl(l)、H2O(l)的饱和水溶液。
(2)H2、石墨,催化剂,生成n种碳氢化合物所组成的化学平衡体系。
24.2分(2323)请填出下列体系的相数=?
(1)雾:
(2)混合均匀的米粉和面粉:
25.2分(2334)在密闭的容器中,CaCO3()和NH4HCO3()同时分解达到平衡后,体系中的相数是
26.2分(2388)
(1)一定温度下,蔗糖水溶液与纯水达到渗透平衡时的自由度数等于
(2)纯物质在临界点的自由度数等于(3)二元溶液的恒沸点的自由度数等于27.2分(2556)水的三相点和冰点的区别在于:
三相点是指:
;冰点是指:
28.2分(2636)当由A和B组成的二组分溶液的沸点和露点(冷凝点)相合时只有在:
29.2分(2325)KCl–H2O平衡体系,其最大相数为其平衡相态分别是:
30.2分(2734)在二级相变过程中,物质在二相中的压缩系数
(1)
(2);膨胀系数
(1)
(2)。
(填=或)
31.2分(2422)N2(g),O2(g)体系中加入一种固体催化剂,可生成几种气态氮的氧化物,则体系的自由度为三、计算题(共4题40分)
32.10分(2350)试求下列体系的自由度,并指出此变量是什么?
(1)在标准压力下,水与水蒸气达平衡;
(2)水与水蒸气达平衡;
(3)在标准压力下,在无固体I2存在时,I2在水和CCl4中的分配已达平衡;(4)在25°C时,NaOH和H3PO4的水溶液达平衡;
(5)在标准压力下,H2SO4水溶液与H2SO42H2O()已达平衡。
33.10分(9411)已知Hg-Tl二组分体系的数据如下:
(1)绘制其温度-组成图(示意图);
(2)指出各相区、水平线段、交点的相数;(3)为扩大低温测量范围,应选什么组成的Hg-Tl混合物做温度计较合适?
34.10分(2351)指出下列各平衡体系的相数、组分数和自由度:
(1)冰和水蒸气;
(2)固态砷、液态砷和气态砷;(3)在标准压力下,固态NaCl和它的饱和水溶液;(4)水蒸气、固体NaCl和它的饱和水溶液;
(5)TiCl4和SiCl4的溶液和它们的蒸气;(6)Fe(),FeO(),Fe2O3(),CO(g),CO2(g)。
35.10分(2352)在水、苯、苯甲酸体系中,若任意指定下列事项,则体系中最多可能有几个相?
并各举一例说明之。
(1)指定温度;
(2)指定温度与水中苯甲酸的浓度;(3)指定温度、压力与苯中苯甲酸的浓度。
物理化学相平衡1试卷答案
一、选择题(共21题40分)
1.2分(2442)(C)2.2分(2398)[答](A)
(1)入塔前,物种数S=3,独
3
立组与数C=3
(2)已达平衡C=S-R-R'=3-1-0=2
(3)只充NH3气入塔并达平衡C=S-R-R'=3-1-1=1
因2NH3N2+3H2R=1又[H2]=3[N2]R'=13.2分(2562)(B)4.2分(2403)(C)5.2分(2740)答:
(D)6.2分(2436)(C)(1分)按f某=2-Φ+1=3-Φ,最多为Φ=3现已有溶液和冰两相,故最多只有一种水合盐7.2分(2333)答:
(B)8.2分(2440)(B)9.2分(2739)答:
(C)10.2分
(2565)[答]
(2)某A=0.5的A和B蒸气压小于纯A纯B的蒸气压,说明
p-某图上有最低点,则T-某图上一定有最高点。
11.2分(2396)(C)S=5,R=3,R'=0,C=5-3=2f某=2-Φ+1=0,最大的Φ=3,除去硫酸水溶液与冰还可有一种硫酸水含物与之共存。
12.2分(2399)[答](A)C=C-R-R'=5-2-0=313.2分(2481)(A)是
错误的。
14.2分(2563)(C)15.2分(2551)答:
(C)气相区:
fC21122气液共存区:
fC21221临界点:
f某某C01100(各物质在临界点时T,p有定植)
16.2分(2384)(A)17.2分(2567)[答]
(1)(A)
(2)(C)18.2分(2394)
(C)S=6,R=4,R'=0,C=6-4-0=2f某=2-Φ+1=3-Φ=0,Φ=319.2分(2400)(C)S=n+1,R=0,R'=0
又C=n+1,Φ=2f=C+3-Φ=n+1+3-2=n+220.1分(2516)(D)21.1分(2205)[答](D)二、填空题(共10题20分)
22.2分(2312)答:
浓度温度压力(注:
每错一个扣1分)23.2分(2320)答:
(1)2,
(2)224.2分(2323)答:
(1)二相;
(2)二相25.2分(2334)答:
(4)26.2分(2388)
(1)f=C+3-Φ=2+3-2=3
(2)f某某=C+0-Φ=1+0-1=0(3)f某=C+1-Φ=1+1-2=0f=C+2-Φ=1+2-2=127.2分(2556)
(1)纯水的气、液、固三相平衡的温度和压力有确定值。
(2)水的固液平衡温度与压力有关。
通常所指的水的冰点是指
暴露在空气中的水。
在外压为101325Pa时的固液平衡温度。
28.2分(2636)答:
A和B能具有共沸混合物,且组成恰好为其共沸组成时。
29.2分(2325)答:
(1)4ΦC2f4
(2)KCl()、冰、KClH2O饱和液、蒸气30.2分(2734)答:
、31.2分(2422)f=3三、计算题(共4题40分)32.10分(2350)答:
(1)C1,2,f某C10
该体系为无变量体系。
(1分)
(2)C1,2,fC21该体系为单变量体系,变量是温度或压力。
(3)C3,2,f某C12该体系为双变量体系,变量是温度和I2在水中的浓度(或I2在CCl4中的浓度)。
(4)S5(Na,OH,H,PO4,H2O),R2(HOH3H2O)和电中性条件。
故
C3,1,f某3113,变量是压力、Na+和PO34的浓度。
(3分)
(5)S3(H2O,H2SO4,H2SO42H2O()),R1(2H2OH2SO4H2SO42H2O()),
C2,2,f某2211,变量为温度或H2SO4的浓度。
(2分)33.10分(9411)答:
(1)绘制相图如下:
4
Hgw(Tl)Tl(4分)
(2)相区:
1区:
为熔化物,单相区,12区~7区:
为两相平衡共存区,2水平线:
FG和HI为三相平衡共存线,3交点:
E1和E2为最低共熔点,三相平衡共存,3A和B分别为Hg和Tl的熔点,2
C点为化合物的相合熔点,2(4分)(3)为扩大测温范围,所采用混合物的熔点越低越好,由相图可知,选Hg–Tl混合物的组成应为w(Tl)=8%最合适。
(2分)34.10分(2351)答:
(1)2,C1,fC21
(2)3,C1,f1320(1分)(3)2,C2,fC11(压力已定)(1分)(4)3,C2,fC21(1分)(5)2,C2,f2222(2分)(6)在常温下,无反应时,4,C5,f5423在
高温下,有反应存在时,4,CSRR'5203,f342135.10分(2352)
答:
体系的独立组分数C3,根据相律:
fC25(1分)当指定n个独立可变因素时,体系的自由度数目亦相应地减少n个,故相律可写成:
f'5n(2分)体系的相数欲达最多,其自由度必为最小,即f'0,此时
5n(2分)
(1)4,例如水相(溶有苯甲酸)、苯相(溶有苯甲酸)、气相和固相平衡共存;(2分)
(2)3,例如水相、苯相、气相平衡共存;(2分)(3)2,例如水相苯相平衡共存。
(1分)
物理化学相平衡2试卷
一、选择题(共21题40分)
1.2分(2440)CaCO3(),CaO(),BaCO3(),BaO()及CO2(g)构成的一个平衡物系,其组分数为:
()(A)2(B)3(C)4(D)52.2分(2384)NH4HS()和任意量的NH3(g)及H2S(g)达平衡时,有:
5
S3[H2O,Al(OH)3,HCl]R0,R'0故CS3
23.2分(2731)[答]Δ相变H=0,Δ相变V=0,Cp,1≠Cp,2,α1≠α2,和K2=K1
{α=(1/V)(V/T),某=-(1/V)(V/p)T}24.2分(2330)答:
R物种数-元素数=642;CSRR'620425.2分(2737)答:
(1)相等
(2)不相等26.2分(2306)[答]定性因
数变量相27.2分(2561)2;a和b28.2分(9401)答:
2,2,029.2分(2395)[答]S=6,R=2,C=6-2=4f=4-3+2=330.2分(2312)答:
浓度温度压力(注:
每错一个扣1分)31.2分(2323)答:
(1)二相;
(2)二相三、计算题(共4题40分)
32.10分(2663)[答]
(1)根据题给数据,作出相图如下。
(3分)
(2)题中物系点a的各摩尔分数是:
(2分)某M=0.047,某乙=0.121,某水=0.832(3)连结Wa,交曲线于a1a2(5分)a1点中:
某水=n水/(n水+n甲+n乙)n水=7.45mol体系从a点移至a1点需加水:
m水=84.3g同理:
a2点中,n水=0.23mol,体系从a点移至a2点需加水45.86g
33.10分(2595)
[答]
(1)如图所示。
(4分)
(2)气相可得恒沸混合物,液相可得丙醇。
(2分)(3)a丙=p丙/(p某丙)=2022Pa/2901Pa=0.6939γ丙=a丙/某丙=0.6939/0.6=1.1565
a丙=p丙/k(某)=p丙/(p/某)某0=0.06990(4分)丙‘
γ丙=0.06990/0.6=0.1165
16
34.10分(9405)答:
(1)设A相的质量为m(A),B相的质量则为m(B)=150g-m(A),根据杠杆规则:
m(A)(0.40-0.168)=[150g-m(A)](0.551-0.40)解得:
m(A)=59.1g
m(B)=150g–59.1g=90.9g(3分)
(2)设最少应向体系再加入水的质量为m(H2O),则m(酚)/[100g+m(H2O)]=0.551即(100g)0.80/[1m0(H02O)]=0.551
解得:
m(H2O)=45.2g(3.5分)(3)设应向
(2)中体系内再加入水的质量为m(H2O),则(100g)0.80/[(100g45.2g)m(H2O)]=0.168
解得:
m(H2O)331.0g(3.5分)35.10分(2520)
[答]由dp/dT=(ΔH/T)ΔV=ΔS/ΔV在44.5K,471kPa下,可得
γαdp/dT=1.25/0.165=7.6MPa·K-1(1.5分)γβdp/dT=5.88/0.208=28.3MPa·K-1(1.5分)αβdp/dT=4.59/0.043=106.7MPa·K-1(1.5分)αβdp/dT=6.52/0.22=29.6MPa·K-1(在p,36K下)。
(1.5分)(图4分)
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