第六章相平衡Word文档下载推荐.docx
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5、选择：
若A和B构成低共沸混合物E，则将任意比例的A和B组成的系统在一个精馏塔中蒸馏，塔顶溜出物应为（C）
A、纯AB、纯BC、低共沸腾混合物ED、无法确定
6、填空：
水的三相点是指：
纯净水在它自己的蒸气压力下的凝固点
水的冰点是指：
是在101.325kPa的压力下，被空气饱和的水的凝固点
7、问答题：
具有最低恒沸点的恒沸混合物其溶液组成在p-x图中的最高点和在T-x图中的最低点是否相同？
为什么？
否，原因p-x图中的最高点的压力不一定刚好是作T-x图时的固定压力
8、下列叙述中错误的是（B）
A.水的三相点f=0，而冰点f=1B.水的三相点温度是0℃，压力是610.62Pa
C.三相点的温度和压力仅由系统决定，不能任意改变D.水的冰点是0℃，压力是101325Pa
9、在水的相图中，下列说法不正确的是（B）
A、气液两相平衡线的斜率为正B、气固两相平衡线的斜率为正
C、液固两相平衡线的斜率为正D、水的三相点为273.16K，611Pa
10、对于一个完全互溶的双液系，下面说法中不正确的是B
A.定压下恒沸物虽有恒定沸点，但仍为一混合物
B.与理想溶液存在着很大正偏差的溶液，其T—x图上有最高点
C.T—x图中最高点处的溶液分馏时不能得到两种纯物质
D.易挥发的组分在气相中含量大于它在液相中含量
11、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：
（C）。
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D、都不对
12、碘的三相点处在115℃和12kPa,则意味着液态碘C
A、比固态碘的密度大B、在115℃以上不能存在
C、不能有低于12kPa的蒸汽压D、以上都不对
13、某一固体在25℃和101325Pa压力下升华，这意味着（B）
A、固体比液体密度大
B、三相点压力大于101325Pa
C、三相点温度大于25℃
D、三相点的压力小于101325Pa
14、A和B形成的固溶体由A（s）和B（s）两相构成。
错
15、已知A和B可以构成固溶体。
在A中，若加入B可使A的熔点提高，则B在此固溶体中的含量必然大于B在液相中的含量对
16、相图中，只存在一个相的点就是临界点对
17、完全互溶的双液体系中，在xB=0.6处，平衡蒸气压有最高值，那么组成为xB=0.4的溶液在气液平衡时，xB（g）、xB（l）、xB（总）的大小顺序为xB（g）>
xB（总）>
xB（l）将xB=0.4的溶液进行精馏时，塔顶将得到xB=0.6的恒沸混合物.
18、下列说法正确的是：
C
A、定压下蒸发某液体时，若其气相组成和液相组成相同，该液体必为纯物质
B、某一液体在定压下冷却的步冷曲线中只有一个平台，则该物质必为纯物质
C、固熔体与化合物的区别在于固熔体的组成随温度的变化而变化
D、在定压相图中恒沸点的自由度f*=0，因此恒沸点的组成不随外压而变化
19、对于二组分完全互溶的双液系，若体系的总压yA的关系式是
，则下列关系式正确的是：
A
A、yA-xA>
0
B、yB-xB<
C、yA-xA=0
D、yB-xB>
0
20、在多相平衡系统中，杠杆规则适用于二组分系统的任何相区错
21、、由水和CuSO4组成的凝聚系统，当组成为x的水溶液1000g冷却到298K，物系点为A,此时成两相平衡的两个相点为B和C,其中B点为CuSO4•H2O晶体，点C为与之平衡共存的水溶液w%,已知CA:
CB=1:
5,则析出的CuSO4•H2O晶体质量为（200）g
22、冬季某日早晨气温为-5C，冷而干燥，当大气压中水蒸气分压降至266.6Pa时，霜能否升华为水蒸气？
欲使霜稳定存在，大气中水蒸气的分压要有多大？
已知水的三相点为273.16K,611Pa，水的
解：
霜是否消失，实际上是看268.15K时霜（固态水）的蒸气压多大。
代入数据
解得p2=401.4Pa
所以，-5C时，与冰平衡共存的水汽压力为401.4Pa,大于大气中实际存在的水汽压力266.6Pa，此时，处于水汽的稳定区，霜已经升华为水汽了，欲使霜稳定存在，大气中水蒸气的分压要大于401.4Pa
23、硫的相图如图所示
正交硫
单斜硫
液体硫
硫蒸气
（1）图中实线和虚线表示什么
（2）硫有几个三相点，各代表哪三相平衡共存，此时自由度等于几？
（3）D点代表什么
答案见辅导课件
24、右图是体系在高温区的相图。
在高温下，有白硅石和鳞石英两种变体，AB是两种变体的转晶线，AB线之上为白硅石，之下为鳞石英。
（1）指出各相区有那些相组成，并指出三相平衡线表示那些相。
（2）画出从x,y,z点冷却时的步冷曲线。
（1）各个相区自由度及相
相区
相
自由度
GJEH线以上
l
2
CGJC
l+白硅石（s）
1
JDLEJ
l+莫来石（s）
ABDCA
白硅石（s）+莫来石（s）
AKMBA
鳞石英（s）+莫来石（s）
MNFLM
莫来石（s）+刚玉（s）
ELFHE
l+刚玉（s）
三相线有两条分别为
CJD三相线：
白硅石+l+莫来石P=3F=0
ELF三相线：
l+莫来石+刚玉P=3F=0
（2）步冷曲线见辅导课件
25、有A，B两组分组成的凝聚系统相图如下图
（1）试给出图中各相区的稳定相；
（2）指出三相平衡线表示那些相及其自由度数；
（3）分别绘出图中mm，、nn，的冷却曲线。
解：
（1）各个相区
l1+l2
3
l+C（s）
4
l+α（s）
5
α（s）
6
α（s）+C（s）
7
B（s）+C（s）
8
9
l+B（s）
（2）三相线
EF表示l+α（s）+C（s）F=0
GH表示l1+l2+C（s）F=0
YZ表示l+C（s）+B（s）F=0
（3）步冷曲线：
mm步冷曲线上一个拐点、两条水平线段
nn步冷曲线上三条水平线段
26、CO2的临界温度为304.2K，临界压力为7386.6kPa，三相点为216.4K，517.77kPa，熔点随压力增加而增高。
（1）请画出CO2的p-T图，并指出各相区的相态
（2）在298K下，装CO2液体的钢瓶中压力多大？
（3）若将贮存有CO2的钢瓶的阀门迅速打开（可视为绝热），逸出大气中，CO2将处于什么状态？
（实验室中获得干冰的原理）
（4）若缓慢打开阀门（等温）逸出大气中的CO2又将处于什么状态
（1）相图跟水的相图类似，只是固液平衡线向右倾斜
（2）通过画图，可以由298K找出气液平衡时的压力，大约在70MPa（实际为63MPa）
（3）可视为绝热不可逆膨胀，固体干冰
（4）可视为等温可逆膨胀，气体
27、某元素在低温下存在三种晶型a,b,c,在三相点附近，三种晶型的摩尔熵的关系为b>
c>
a，摩尔体积的关系c>
a>
b,画出P-T图，并标出相态
根据克拉佩龙方程的最原始形式，dp/dT=ΔSm/ΔVm
28、A和B完全互溶，已知B（l）在353K时的蒸汽压为101.325kPa，A（l）的正常沸点比B（l）的高10K。
在101.325kPa下，将8molA（l）与2molB（l）混合加热至333K时产生第一个气泡，其组成为0.4，继续在101.325kPa下恒压封闭加热至343K时剩下最后一滴液体，其组成为0.1。
将3molA（g）和7molB（g）混合气体，在101.325kPa下冷却到338K,产生第一滴液体，其组成为0.9，继续恒压封闭冷却到328K时，剩下最后一个气泡，其组成为0.6。
已知恒沸物的组成为0.54，恒沸点为323K
（1）画出此二元物系在101.325kPa下的沸点-组成图
（2）8molB与2molA的混合物在101.3kPa，338K时，求平衡气相物质的量
（3）上步中的混合物能否用简单的精馏方法分离出A和B两个纯组分？
（1）相图：
具有最低恒沸点的相图，课上已经做过了
（2）从相图上可以看出，物系点的组成为xB=0.8，气相的组成为0.9，液相的组成为0.7,根据杠杆规则
nl×
0.1=ng×
0.1
nl+ng=10
解得ng=5mol
（3）此混合物的组成在最低恒沸点右侧，所以用简单的精馏方法分离不出两个纯组分，只能塔顶得到恒沸混合物，塔底得到纯B
29、请作出H2O（A）－（NH4）2SO4（B）体系的示意图，H2O的冰点为273.15K,最低共熔点E的组成和温度分别是WB=38.4%，T=254.1K，258K时，与冰组成平衡的水溶液的浓度为WB=30％，363K时与（NH4）2SO4（s）成平衡的液相组成为W（H2O）=50%。
当温度升高时，（NH4）2SO4在水中的溶解度略有增大。
问：
（1）363K时，（NH4）2SO4在水中的溶解度为多少？
（2）在实验室中若用（NH4）2SO4和水等制冰盐剂时，可获得的最低温度是多少？
（3）在263K时，将一小块冰投入含有微量（NH4）2SO4固体的（NH4）2SO4饱和溶液中会产生什么现象？
（1）相图同水盐系统的相图，具体点由题目中数据定。
溶解度为50g
（2）可获得的最低温度为254.1K
（3）有大量固体的（NH4）2SO4出现。
30、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?
作图如下：
∵NaCl的相对分子量为58.44，水的相对分子量为18.016
∴NaCl·
2H2O中NaCl所占重量百分数为：
58.44/（58.44+18.016×
2）=61.9%
冰的溶点为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
Wb·
=Wc·
，而
=28-27=1，
=100-28=72，又
Wb+Wc=1
∴解得：
Wc=0.0137kg，即可得纯硅约13.7g
31、压力为p=101.3kPa时,Na和Bi的熔点分别为371K和546K,Na和Bi可生成两种化合物,其中Na3Bi熔点为1048K,NaBi与719K分解成溶液和Na3Bi（s）.有两个低共熔点,其温度分别为370K和491K,各固态之间都不互溶,而液态则完全互溶.
（1）请大致画出该体系的等压相图
（2）标出二相区的相态.
（3）Bi（s）与Na3Bi能否一同结晶析出.
（1）考研辅导课上已经做过
（2）课上已经分析过。
（3）不能一同析出，邻晶共析原理。
32、已知FeO—MnO二元系中，FeO、MnO的熔点分别为1643K和2053K，在1703K时，含30%和60%MnO（质量分数，后同）的两固溶体之间发生包晶转变，与其平衡的液相组成为15%MnO，在1473K时，两个固溶体的组成为26%MnO和64%MnO。
根据上述数据，
试求：
（1）绘制FeO—MnO系相图并标明相区；
（2）含25%MnO的体系，由2000K缓慢冷却至1400K。
试绘出冷却曲线并说明冷却过程的变化。
如下图所示：
33、对冰和干冰加压，其熔点C
A、都升高B、都降低
C、冰的降低，干冰的升高D、冰的升高，干冰的降低
34、已充满气的液化气钢瓶中的物质符合A
A、克-克方程B、范德华方程C拉乌尔定律D都不对
35、CCl4的摩尔蒸发热为30.82kJmol-1，则CCl4的正常沸点大约为C
A、299K
B、390K
C、350K
D、410K
36、在转换温度附近,单斜硫与斜方硫的蒸气压分别用下式表示单斜硫lgP1＝－5082/T＋11.364斜方硫lgP2＝－5276/T+11.860则转换温度为D
A、599.1K
B、587.6K
C、593.3K
D、391.1K
37、Clapeyron方程dP/dT＝ΔHm（相变）/TΔVm（相变），其应用条件是C
A、只适用于纯物质的气液，气固两相平衡体系
B、只适用气体服从理想气体行为的气液，气固两相平衡体系
C、任何纯物质两相平衡体系
D、任何纯物质的相变热不随温度而变的两相平衡体系
38、Clarpeyron-Clausius方程:
lnP＝－ΔHm（相变）/RT＋C，在导出时有若干假设，下列各点不属假设之列的是
C
A、限于纯物质的二相平衡，其中一相必为气相
B、气体符合理想气体性质
C、ΔHm（相变）必须是摩尔气化热
D、相变热不随温度而变
39、下列过程中能适用方程dlnp/dT=△H/RT2的是（A）
A、I2（s）＝I2（g）
B、C（石墨）＝C（金刚石）
C、Hg2Cl2（s）=2HgCl（g）
D、N2（g,T1,p1）==N2（g,T2,p2）
40、液态As的蒸气压与温度的关系为，
固态As的蒸气压与温度的关系为，
求
（1）求液态As的正常沸点
（2）As的三相点温度与压力；
（3）As的汽化热、升华热和熔化热。
（4）三相点的蒸发熵、升华熵、熔化熵
（1）As的正常沸点的压力为101325Pa，代入第一个方程
解得：
T=4.56×
104K
（2）因为三相点时，气液固共存，所以
=
解得T=1092Kp=11.23kPa
（3）由液态蒸汽压关系，得
得
由固态蒸汽压关系，得
所以
（4）
41、例2.SO2（s）在177．0K的蒸气压133．7Pa，在195．8K时为1337Pa，SO2
（1）在209．6K的蒸气压为4．448kPa，225．3K时为13．3kPa．求：
（1）SO2三相点的温度和压力（说明计算中所作的合理近似）．
（2）在三相点时SO2的摩尔熔化热，摩尔熔化熵．
根据题意是单组分相平衡，在三相点时有
SO2（s）
SO2（g），SO2（s）
SO2
（1），SO2
（1）
SO2（g）
根据平衡条件，此时三相有共同的温度和蒸气压．因此只要据固—气平衡及液—气平衡即可求出三相点时T和p．因此我们可用简单的Clapeyron—Clausius方程来解决这个问题，而且用不定积分式更好些．因此lg（p／pθ）=-A/T+B，A和ΔH、B和ΔS联系起来，同时可利用
及
本题就可解了，令
lg（p／pθ）=-A/T+B
①
（1）
对s—g平衡，将已知数据代入，得
解上述联立方程，得
A=1.84×
103K,B=7.52
所以对s—g平衡，有
②
同理，对l-g平衡解得
③
三相点时，
，②式和③式相等，即
T=202K
将T=202K代入②式或③式，得
p=2.604kPa
（2）
且
，将此式与①式比较，得
=2.303RA
同理，可得
=2.303RA’，所以
=7.86X103J·
mol-1，
=
=38.87J·
K-1·
mol-1
42、溴苯与水的混合物在101.325kPa下沸点为95.7C,试从下列数据计算馏出物中两种物质的质量比.（溴苯和水完全不互溶）
t/C
92100
p*（H2O）/kPa
75.487101.325
假设水的蒸发焓vapHm与温度无关，溴苯、水的摩尔质量分别为157.0gmol-1，18.02gmol-1。
ln
=
ln
得：
95.7C时p（水）=86.5kPa；
p（溴苯）=（103.325-86.65）kPa=14.68kPa，
m（水）：
m（溴苯）=1.68：
1。
43、某种溜冰鞋下面冰刀与冰的接触面为长7.62cm，宽2.45×
10-3cm.某人体重60kg，已知冰的摩尔熔化焓6.01kJ/mol，冰的正常熔点273.16K,冰和水的密度为920kg/m3和1000kg/m3.求
（1）此人施加于冰面的总压力
（2）在该压力下冰的熔点
（1）
（2）Clapeyron方程用于固液系统
代入数据积分得，T=262.2K
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