物化B相平衡例题

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1、 物理化学物理化学- 第六章第六章 解： 1 2 3 1 解： 3 3 2-1-3 NH4HS(s) 与任意量的 NH3(g)及 H2S(g) 达平衡时，系统的自由度数是_。 解： 2 2-1-4 在抽空的容器中放入 NH4HCO3(s)，发生反应 NH4HCO3(s) = NH3 (g) + CO2 (g) + H2O (g) 且达到平衡，则这个系统的组分数(独立)=_；自由度数=_。 解： 1 1 1.相是指系统处于平衡时，系统中物理性质及化学性质都均匀的部分。( )1 答： 2. 依据相律，纯液体在一定温度下，蒸气压应该是定值。( )2 答： 3. 依据相律，恒沸温合物的沸点不随外压的改

2、变而改变。( )3 答： 是非题是非题 下列各题的叙述是否正确？正确的在题后括号内画“”，错误的画“”13 如同理想气体一样，理想液态混合物中分子间没有相互作用力。（ ）13 答: 17 双组分相图中恒沸混合物的组成随外压力的不同而不同。( )17 答： 18 不可能用简单精馏的方法将二组分恒沸混合物分离为两个纯组分。( )18 答： 19 二组分的理想液态混合物的蒸气总压力介于二纯组分的整齐蒸气压之间。（ ）19答： 选择题选择题选择正确答案的编号，填在各题题后的括号内。选择正确答案的编号，填在各题题后的括号内。 1 一个水溶液共有S种溶质，相互之间无化学反应。若使用只允许水出入的半透膜将此

3、溶液与纯水分开，当达到渗透平衡时，水面上的外压是pW，溶液面上的外压是ps，则该系统的自由度数为： (A)f = S(B) f = S + 1(C) f = S + 2(D) f = S + 31 答： D2 NH4HS(s)和任意量的NH3(g)及H2 S(g)达平衡时有：( )。(A)C=2，=2，f =2 (B) C=1，=2，f =1(C) C=1，=3，f =2 (D) C=1，=2，f =3 2答: A3 已知硫可以有单斜硫，斜方硫，液态硫和气态硫四种存在状态。硫的这四种状态_稳定共存。(A) 能够(B) 不能够(C) 不一定3 答： B 4 二组分合金处于低共熔温度时系统的条件自

4、由度数 为：( )。(A)0 (B) 1 (C) 2 (D) 3 4 答： A5 在101 325Pa的压力下，I2在液态水和CCl4中达到分配平衡（无固态碘存在）则该系统的条件自由度数为（ ） (A) 1 (B) 2 (C) 0 (D) 35答： B6 硫酸与水可形成H2SO4H2O(s)，H2SO42H2O(s)，H2SO44H2O(s)三种水合物，问在101 325Pa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。 6 答： C 7 将固体NH4HCO3(s) 放入真空容器中，恒温到

5、400 K，NH4HCO3 按下式分解并达到平衡： NH4HCO3(s) = NH3(g) + H2O(g) + CO2(g) 系统的组分数C和自由度数f为：( )(A)2，f 2；(B)2，f 2； (C)2，f 0；(D)3，f 2。 7 答： C 8 某系统存在任意量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 + CO(g)CO2(g) + C(s) 2CO(g)则该系统的独立组分数C为：()。(A) 3 (B) 2 (C) 1 (D) 4 8 答： A

6、9. 将克拉佩龙方程用于H2的液固两相平衡，因为Vm（H2，1）Vm(H2，s），所以随着压力的增大, 则H2（1）的凝固点将：( )(A)上升 (B)下降(C)不变 9 答:B 10. 克-克方程式可用于（ )(A) 固-气及液-气两相平衡 (B) 固-液两相平衡(C) 固-固两相平衡10答:A 11. 液体在其T, p满足克-克方程的条件下进行汽化的过程,以下各量中不变的是：( )(A)摩尔热力学能(B)摩尔体积(C)摩尔吉布斯函数 (D)摩尔熵 11 答:C 12 答:B 12. 特鲁顿(Trouton)规则 (适用于不缔合液体)。(A)21 JmolK (B)88 JK(C)109 J

7、molK bmvapTH13 理想液态混合物的混合性质是（ ）(A)mixV=0， mixH=0， mixS0， mixG0(B)mixV0， mixH0， mixS0， mixH0， mixS=0， mixG=0 (D) mixV0， mixH0， mixS014 稀溶液的凝固点Tf与纯溶剂Tf*的凝固点比较，Tf x(CH4，苯) (B)x(CH4，水) x(CH4，苯)(C)x(CH4，水) = x(CH4，苯)15 答:B 16 答:B17 在一定压力下，纯物质A的沸点、蒸气压和化学势分别为Tb*、 pA*和A* ，加入少量不挥发性的溶质形成溶液之后分别变成Tb、 pA和A ，因此有（

8、 ）(A) Tb* Tb， pA* pA， ,A* Tb， pA* pA， ,A* A(C) Tb* Tb， pA*A (D) Tb* pA， ,A* A14 已知环己烷、醋酸、萘、樟脑的凝固点降低系数kf分别是20.2、9.3、6.9及39.7Kkg mol-1。今有一未知物能在上述四种溶剂着溶解，欲测定该未知物的相对分子质量，最适宜的溶剂是（ ）(A)萘 (B)樟脑 (C) 环己烷 (D)醋酸17 答:D17 答:B 18 在20和大气压力下，用凝固点降低法测物质的相对分子质量。若所选的纯溶剂是苯，其正常凝固点为5.5，为使冷却过程在比较接近于平衡状态的情况下进行，冷浴内的恒温介质比较合适

9、的是（ ）(A)冰-水 (B)冰-盐水 (C)干冰-丙酮 (D)液氨19 二组分理想液态混合物的蒸气总压（ ）(A)与溶液的组成无关 (B)介于两纯组分的蒸气压之间(C) 大于任一纯组分的蒸气压 (D)小于任一纯组分的蒸气压 18 答:A 19 答:B 20 A和B两组分在定温定压下混和形成理想液态混合物时，则有：（ ）。（A）mixH=0 （B）mixS=0 （C）mixA=0 （D）mixG=0 21 指出关于亨利定律的下列几点说明中，错误的是（）(A)溶质在气相和在溶剂中的分子状态必须相同(B)溶质必须是非挥发性的 (C)温度愈高或压力愈低，溶液愈稀，亨利定律愈准确(D)对于混合气体，在

10、总压力不太大时，亨利定律能分别适用于每一种气体，与其他气体的分压无关20 答:A 21 答:B 22 40时，纯液体A的饱和蒸气压是纯液体B的两倍，组分A和B能构成理想液态混合物。若平衡气相中组分A和B的摩尔分数相等，则平衡液相中组分A和B的摩尔分数之比xA:xB=( )(A)1:2 (B) 2:1 (C)3:2 (D)4:323 组分A和B形成理想液态混合物。 已知在100时纯组分A的蒸气压为133.32kPa，纯组分B的蒸气压为66.66kPa，当A和B的两组分液态混合物中组分A的摩尔分数为0.5时，与液态混合物成平衡的蒸气中，组分A的摩尔分数是（ ）(A) 1 (B) (C)2/3 (D

11、) 1/222 答:A 23 答:C 24在25时，0.01moldm-3糖水的渗透压力为1, 0.01moldm3食盐水的渗透压为2,则 ( )。(A)12(B)12(C)12(D) 无法比较25 氯仿（1）和丙酮（2）形成非理想液态混合物，在T时，测得总蒸气压为29 398Pa，蒸气中丙酮的摩尔分数y2=0.818，而该温度下纯氯仿的饱和蒸气压为29 571Pa，则在液相中氯仿的活度a1为 （ ）(A) 0.500 (B) 0.823 (C)0.181 (D) 0.81324 答:C 25 答:C 26 在一定温度、压力下，A和B形成理想液态混合物，平衡时液相中的摩尔分数xA/ xB=5，

12、与溶液成平衡的气相中A的摩尔分数yA=0.5，则A、B的饱和蒸气压之比为（ ）(A) 5 (B) 1 (C)0.2 (D) 0.526 答:C 27 若A(l)与B(l)可形成理想液态混合物,温度T时,纯A及纯B的饱和蒸气压p*p*A,则当混合物的组成为0 x1时,则在其蒸气压-组成图上可看出蒸气总压p与p*A，p*的相对大小为:( )(A) pp*(B)pp*A(C)p*App*27答： C28 对于恒沸混合物，下列说法中错误的是：( )。(A) 不具有确定组成 (B)平衡时气相组成和液相组成相同；(C)其沸点随外压的变化而变化(D)与化合物一样具有确定组成28答： D29 A(l)与B(l

13、)可形成理想液态混合物，若在一定温度下，纯A、纯B的饱和蒸气压p*Ap*B，则在该二组分的蒸气压组成图上的气、液两相平衡区，呈平衡的气、液两相的组成必有:( )(A)yx(B)yx(C)yx 29 答： B 30 已知A，B两液体可组成无最高或最低恒沸点的液态完全互溶的系统，则将某一组成的溶液蒸馏可以获得：( )。(A)一个纯组分和一个恒沸混合物 (B) 两个恒沸混合物 (C) 两个纯组分。30 答： C31 已知A和B二组分可组成具有最低恒沸点的液态完全互溶的系统，其t-x(y)如图所示。若把xB=0.4的溶液进行精馏，在塔顶可以获得：( )。(A) 纯组分A(l) (B)纯组分B(l) (

14、C)最低恒沸混合物。p一定t*At*B0 0.4 1.0A xB B31 答： C 33 组分A(高沸点)与组分B(低沸点)形成完全互溶的二组分系统，在一定温度下，向纯B中加入少量的A，系统蒸气压力增大，则此系统为：( )。(A) 有最高恒沸点的系统 (B) 不具有恒沸点的系统 (C) 具有最低恒沸点的系统。 33 答： C 32 已知纯液体A与B，其沸点分别为t*A=116， t*B=80，A和B可以形成二组分理想液态混合物，将某一定组成的该液态混合物进行精馏（完全分离）时，则（ ）(A) 在塔顶得到纯B (B) 在塔底得到纯B(C) 在塔中间得到纯B32 答： A34 在p下，用水蒸气蒸馏

15、法提纯某不溶于水的有机物时，系统的沸点（ ）(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)取决于有机物的相对分子质量的大小34答： A 35 已知A与B可构成固熔体，在组分A中，若加入组分B可使固熔体的熔点提高，则组分B在此固熔体中的含量必（ ）组分B在液相中的含量。(A)大于 (B)小于 (C )等于 (D)不能确定 35 答： A 36 今有A(s) B(s) C(s) 三组分相图，图中三相平衡区为：( )。( A) AFE； ( B) CFED； ( C ) AEB。 36 答： C A(s)B(s)C(l) a1 a037 NaNO3(A

16、)-KNO3(B)-H2O(C,l)三组分系统相图如图，今有系统点a0，向系统中加入水，使系统点a1变为（如图所示），则在a1状态下，可以从系统中分离出纯物质是（ ）(A) C(l) (B) B(s) (C) A(s)37 答： C 填空题填空题将正确的答案填在题中画有将正确的答案填在题中画有“”处或表格中。处或表格中。 1 对三组分相图, 最多相数为 ;最大的自由度数为 ,它们分别是 等强度变量。 1 答：5 4 温度、压力及其中任何两种物质的浓度2 在抽空的容器中放入NH4HCO3(s)，发生反应NH4HCO3(s) = NH3 (g) + CO2 (g) + H2O (g) 且达到平衡，

17、则这个系统的组分数(独立)=_；自由度数=_。2 答：1 13 AlCl3 溶于水后水解并有Al(OH)3沉淀生成.此系统的组分数为 自由度数为 。3 答： 3 34 将CaCO3(s)、CaO(s)和CO2(g)以任意比例混合，放入一密闭容器中，一定温度下建立化学平衡，则系统的组分数C=_；相数 =_；条件自由度数=_。 4 答：2 3 0 5 将Ag2O(s)放在一个抽空的容器中，使之分解得到Ag(s)和O2(g)并达到平衡，则此时系统的组分数（独立）=_；自由度数=_。 5 答： 2 16 CH4(g)与H2O(g)反应，部分转化为CO(g)和CO2(g)及H2(g)，并达平衡，则系统的

18、S =_；R =_；R=_；C =_； =_；f =_。 6 答：5 2 0 3 1 4 7 将一定量NaCl(s)溶于水中形成不饱和溶液，假设NaCl完全电离，H2O(l) 可建立电离平衡，离子无水合反应，则系统的S =_；R =_；R=_；C =_； =_；f =_。 7 答： 5 1 2 2 1 38 已知NaHCO3(s)热分解反应为2NaHCO3 = Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g)今将NaHCO3(s)，Na2CO3(s)，CO2和H2O(g)按任意比例混合，放入一个密闭容器中，当反应建立平衡时系统的R=_；C =_； =_；f =_。8 答： 0 3 3 2

19、9 450时，将与混合，由于的分解，最终得到和平衡共存的系统，则系统的组分数C =_；相数 =_；条件自由度数f =_。 9答：2 1 210 Na2CO3(s)与 H2O(l) 可生成Na2CO3 H2O (s)、 Na2CO3 7H2O (s) 、 Na2CO3 10H2O (s)，则30时，与Na2CO3 水溶液、冰平衡共存的水合物最多有 种。 10 答：111下列化学反应，同时共存并达到平衡（温度在9001200K）:CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)；CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)H2O(g)+CO(g)+CaO(s)=CaCO3(s)+H2(g)。该系

20、统的自由度=_。11 答： 312 CaCO3(s)、BaCO3(s)、CaO(s)、BaO(s)和CO2(g)构成一个多相平衡系统，这个系统的组分数（独立）=_；自由度数=_。 12 答：3 013 FeCl3与 H2O 可生成四种水合物FeCl3 H2O (s)、 FeCl3 H2O (s) 、 FeCl3 H2O (s)、 FeCl3 H2O (s) ，这个系统的组分数（独立）=_；在定压下最多有 相平衡共存种。13 答： 2 314 一个达到平衡的系统中有任意量ZnO(s)、Zn(s)、CO(g)、CO2(g)、C(s)五种物质，则这个系统的组分数（独立）=_；自由度数=_。 14 答

21、： 3 2 15. 由克拉佩龙方程导出克-克方程的积分式时所作的三个近似处理分别是(i) ；(ii) ；(iii) 。15 答: (i)因为Vm(g) Vm(l或s) 所以pVm(g)- Vm(l)=p Vm(g)或pVm(g)- Vm(s)=p Vm(g) ；(ii)将蒸气视为理想气体，即Vm(g)=RT/p ；(iii)积分时，视vapHm为与温度T无关的常数。1 7 氧 气 和 乙 炔 气 溶 于 水 中 的 亨 利 系 数 分 别 是7.20107Pakgmol和133108Pakgmol,由亨利定律系数可知,在相同条件下, 在水中的溶解度大于在水中的溶解度。16. 贮罐中贮有20,4

22、0kPa的正丁烷,并且罐内温度、压力长期不变。已知正丁烷的标准沸点是272.7K,根据，可以推测出,贮罐内的正丁烷的聚集态是态。16 答：由克-克方程算得正丁烷在20时的饱和蒸气压p*（正丁烷，298.15K）=212.0kPa40kPa 气17 答：氧气 乙炔气18 28.15时，摩尔分数x(丙酮)=0.287的 氯仿丙酮混合物的蒸气压为2 9400Pa，饱和蒸气中氯仿的摩尔分数y（氯仿）=0.181。已知纯氯仿在该温度下的蒸气压为29. 57kPa。以同温度下纯氯仿为标准态，氯仿在该真实液态混合物中的活度因子为 ；活度为 。19 答：0.252 0.18220 在温度T时某纯液体A的蒸气压

23、为11.73kPa，当非挥发性组分B溶于A中，形成xA=0.800的液态混合物时，液态混合物中A的蒸气压为5.33kPa，以纯液体A为 标准态，则组分A的活度为 ，活度因子为 。20答：0.454 0.56821某理想稀溶液的温度为T，压力为p，溶剂A的摩尔分数为xA，则组分A的化学势表达式为：A=_。21答： x,A(l,T)+RTlnxA22 50时，液体A的饱和蒸气压是液体B的饱和蒸气压的3倍，A和B构成理想液态混合物。气液平衡时，液相中A的摩尔分数为0.5，则在气相中B的摩尔分数为 。22 答：0.2523 写出理想液态混合物任意组分B的化学势表达式：=。23 答： B(l,T)+RT

24、lnxB24 0，101.325kPa压力下，O2(g)在水中的溶解度为4.4910-2dm3kg，则0时O2(g)在水中的亨利系数为kx(O2)= Pa。24 答：5.9010825 克-克方程的适用条件为 25答：纯物质的液-气或固-气两相平衡26甲醇-乙醇、乙醇-水、水-盐酸三组混合物或溶液中，可看成理想液态混合物的是 。26 答：甲醇-乙醇27 对于理想稀溶液，在一定温度下溶质B的质量摩尔浓度为bB，则B的化学势表达式为 。27 答：B= *b,B(l,T)+RTln(bB/b)28 在300K和平衡状态下，某组成为xB=0.72 混合物上方B的蒸气压是纯B的饱和蒸气压的60%，那么：

25、(i)B的活度是 (ii)B的活度因子是 ；(iii)同温度下从此溶液中取出1mol的纯B（组成可视为不变）则系统G的变化是 J.mol-1。28 答： 0.6 0.83 819.36 29 一般而言，溶剂的凝固点降低系数kf与和 成正比，与 成反比，而溶液的凝固点降低值Tf只与成正比。29 答：MA (T*f)2 fusHm,A bB30 某非挥发性溶质的溶液通过半透膜与纯溶剂达渗透平衡，则此时溶液的蒸气压一定 纯溶剂的蒸气压。30 答：小于31 理想液态混合物定温p-xB(yB)相图最显著的特征是液相线为 。31 答： 直线32 一般有机物可以用水蒸气蒸馏法提纯，当有机物的 和 越大时，提

26、纯一定质量有机物需要的水蒸气越少，燃料越节省。32 答：饱和蒸气压 摩尔质量33 右图为两组分具有最高沸点的相图，若有组成为x0的溶液，经过精馏，则在塔顶得到 ，塔底得到 。33 答： 纯B 恒沸混合物p一定tx0ABxB34完全互溶的A，B二组分溶液，在xB=0.6处，平衡蒸气压有最高值，那么组成xB=0.4的溶液在气-平衡时，yB(g)，xB(1)，xB(总)的大小顺序为_。将xB=0.4的溶液进行精馏, 塔顶将得到_。 34 答： yB(g) xB(总) xB(1) xB=0.6的恒沸混合物35 定压下A，B可形成具有最低恒沸点的系统，最低恒沸点组成为xB=0.475。 若进料组成为xB

27、=0.800的系统，在具有足够塔板数的精馏塔中精馏，塔顶将得到_。塔底将得到_。 35 答： xB=0.475的恒沸混合物 纯B 36 35时，纯CH3COCH3的饱和蒸气压力为43.06kPa。 CH3COCH3与CHCl3组成溶液，当CHCl3的摩尔分数为0.30时，溶液上CH3COCH3的蒸气压力为26.77kPa，则该溶液对CH3COCH3为 偏差。（选择正、负）36答：负37 右图是水的相图。(1)oa是平衡曲线；ob是平衡曲线；oc是_平衡曲线；(2)o点称为_点；oa线中止于a点，a点称为_点；(3)处于d点的水称为_水，它与水蒸气达到的平衡称为_平衡。37 答：（1） 气液 气固 液固 （2） 三相 临界；（3） 过冷 亚稳 38 丙三醇(A)-间甲苯胺(B)可形成部分互溶二组分系统，相图如图所示： 将30g丙三醇和70g间甲苯胺在20时混合，系统为 相； 把上述混合液加热至60，可建立 相平衡，各相组成分别为 和 ；各相质量分别为 和 ； 将系统温度继续升至120，系统又为 相，相组成为 。0 0.2 0.4 0.6 0.8 1丙三醇 wB 间甲苯胺(A) (B)120100806040200t/ 38 答： 1 2 l1, w(B)=0.20 l2, w(B)=0.76 m(l1)=10.7g m(l2)=89.3g 1 w(B)=0.70