工科大学化学物理化学相律与相图部分习题及解答文档格式.docx
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f=C-φ+n=1-2+2=1
K=3,R=0,b=0,φ=2
则C=K-R-b=3–0–0=3
f=C-φ+n=3-2+2=3
2．固体NH4HS和任意量的H2S及NH3气体混合物组成的体系按下列反应达到平衡：
NH4HS（s）?
NH3（g）＋H2S（g）
（1）求该体系组元数和自由度数；
（2）若将NH4HS放在一抽空容器内分解，平衡时，其组元数和自由度数又为多少?
①2，2，②1，1）
K=3,R=1,b=0,φ=2
C=K-R-b=st1:
chsdateYear="
2000"
Month="
3"
Day="
1"
IsLunarDate="
False"
IsROCDate="
>
3-1-0=2
即体系组元数为2
而体系的自由度数
f=C-φ+n=2–2+2=2
K=3,R=1,b=1,φ=2
该体系平衡时的组元数
C=K-R-b=3–1–1=1
而体系的自由度数
f=C-φ+n=1-2+2=1
3．求下列体系的组元数和自由度数：
（1）由Fe（s）、FeO（s）、C（s）、CO（g）、CO2（g）组成的平衡体系；
（2）由Fe（s）、FeO（s）、Fe3O4（s）、C（s）、CO（g）、CO2（g）组成的平衡体系；
（3）Na2SO4水溶液，其中有Na2SO4（s）、H2O、H+和OH-；
（4）已知Na2SO4水溶液中有
+、
、
（l）、
（s）、H+和OH-。
①3，1，②3，1，③2，2，④2，2）
K=5
而体系中的化学元素为3种
该体系的独立化学平衡数R=5-3=2
此时
b=0，体系的组元数C=K-R-b=5–2–0=3
φ=4，因此，自由度数f=C-φ+n=3–4+2=1
同上理R=5-3=2，而b=0
体系的组元数C=K-R-b=5–2–0=3
K=4
R=1
b=1
C=4–1–1=2，φ=2
f=C-φ+n=2-2+2=2
（4）
K=6
R=2
b=2
C=6–2–2=2，而φ=2
f=C-φ+n=2-2+2=2
4．已知Na2CO3（s）和H2O（l）可形成的水合物有三种：
Na2CO3·
H2O（s），Na2CO3·
7H2O（s）和Na2CO3·
10H2O（s）试问：
（1）在101325Pa下，与Na2CO3水溶液及冰平衡共存的含水盐最多可有几种?
（2）在293.15K时，与水蒸气平衡共存的含水盐最多可有几种?
①1，②2）
（1）设最多有x种含水盐，则K=2+x，R=x，b=0
∴
C=K-R-b=2+x-x–0=2
又φ=2+x，n=1
由相律f=C-φ+n得：
f=2-（2+x）+1=1-x
而f≥0
x≤1，即最多只能有一种含水盐与之共存。
（2）同上理
K=2+x，
R=x，b=0
C=K-R-b=2+x-x–0=2，而φ=1+x，n=1
f=2-（1+x）+1=2-x
x≤2，
即最多有两种含水盐与水蒸汽平衡共存。
5．固态氨的饱和蒸气压与温度的关系可表示为
；
液体氨的饱和蒸气压与温度的关系可表示为
，试求：
（1）三相点的温度及压强；
（2）三相点时的蒸发热、升华热和熔化热。
⑴195..17K，2.17Pa，⑵5204.56，6379.33，1174.77J·
mol-1）
（1）在三相点处液氨对应的饱和蒸气压应与固氨对应的饱和蒸气压相等，
故有：
解得：
T=195.17K=77.90℃
将所求温度数据代入任意一个饱和蒸气压与温度的关系式可解得：
（2）由克-克公式：
与题目所给关系式相比较可得：
，
6．CCl4的蒸气压
和SnCl4的蒸气压
在不同温度时的测定值如下：
／K
350
353
363
373
383
387
／kPa
101.325
111.458
148.254
193.317
250.646
--
34.397
48.263
66.261
89.726
（1）假定这两个组元形成理想溶液，绘出其沸点—组成图。
（2）CCl4的摩尔分数为0.2的溶液在101.325kPa下蒸馏时，于多少摄氏度开始沸腾?
最初的馏出物中含CCl4的摩尔分数是多少?
（答案：
（2）约为376.5K，0.42）
∵两组元形成理想溶液，
考虑是沸点-组成图，∴
故液相中SnCl4组成与
和
的关系为：
（1）
而气相中SnCl4组成与压强的关系为：
（2）
按题目所给不同温度下
的值代入
（1）和
（2）式，可得不同温度下气相、液相组成值如下：
T/K
x2
0.1315
0.4693
0.7240
0.9279
1.000
y2
0.0446
0.2235
0.4735
0.8217
按上面数据作图如下：
（2）从图上找到
，即
处对应点，可得此体系沸点为：
T=376.5K
馏出物含CCl4量为：
7．下列数据为乙醇和乙酸乙酯在101.325kPa下蒸馏时所得，乙醇在液相和气相中摩尔分数为x和y。
350.3
348.15
344.96
344.75
345.95
349.55
351.45
x（C2H5OH）
0.000
0.100
0.360
0.462
0.710
0.942
y（C2H5OH）
0.164
0.398
0.600
0.880
（1）依据表中数量绘制Ｔ—ｘ图。
（2）在溶液成分x（C2H5OH）＝0.75时最初馏出物的成分是什么?
（3）用分馏塔能否将x（C2H5OH）＝0.75的溶液分离成纯乙醇和纯乙酸乙酯?
（2）y乙醇=0.64，（3）不能）
（1）制图如下：
（2）.如图所示，溶液成分x（C2H5OH）=0.75时，最初馏出物的成分为y（C2H5OH）=0.64的混合气体。
（3）.因为x（C2H5OH）=0.75落在恒沸组成x（C2H5OH）=0.462和纯乙醇之间，所以用分馏塔只能从改组成溶液分离出纯乙醇，而不能得到纯乙醇乙酯。
8．由Mg—Si系的冷却曲线得到下列结果：
3
20
37
45
57
70
85
100
曲线转折温度/K
1273
1343
1423
1563
曲线成水平温度/K
924
911
1375
1223
1693
（1）作出该体系的相图，确定镁和硅生成化合物的化学式。
（2）冷却含硅85%的熔体5kg至1473K时可得多少纯硅?
（2）约为2.1kg）
（1）化合物含Si量为37%（wt），所以，含Mg量为63%（wt），而Si和Mg的相对原子量分别为28.09和24.31，故此化合物中Si和Mg的摩尔数为：
nSi=37/28.09=1.3172mol，
nMg=63/24.31=2.5915mol
因此nSi:
nMg=1:
2，故此化合物化学式为Mg2Si。
作图如下：
（2）按杠杆规则有
Wb·
=Wc·
而
=85-74.2=10.8
=100-85=15
Wb+Wc=5
得：
Wc=2.093kg
即可得纯硅约2.093kg
9．NaCl—H2O二元系在252K时有一个共晶点，此时冰、NaCl·
2H2O（s）和质量分数为22.3%的NaCl水溶液平衡共存。
在264K时NaCl·
2H2O分解成无水NaCl和27%NaCl水溶液，已知无水NaCl在水中的溶解度受温度的影响不大。
（1）试绘出相图，并标明各相区的稳定相。
（2）在冰水平衡系中加入固态NaCl做制冷剂，可获得最低温度多少摄氏度?
（3）若1kg质量分数28%NaCl水溶液由433K冷到264K，最多能析出纯NaCl多少?
（2）252K，（3）约为13.7g）
（1）作图如下，各相区的稳定相如图中所表识：
∵NaCl的相对分子质量为58.44，水的相对分子质量为18.016
∴NaCl·
2H2O中NaCl所占重量百分数为：
58.44÷
（58.44+18.016×
2）=61.9%
冰的融点为273.15K。
（2）此时就是向（I）区加入NaCl，则溶液中NaCl浓度提高，其组成-温度线将下降至共晶点，所以可获得最低温度为252K。
（3）按杠杆规则有
，而
=28-27=1，
=100-28=72，又
Wb+Wc=
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