物理化学《相平衡》习题及参考答案Word文档格式.docx
《物理化学《相平衡》习题及参考答案Word文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物理化学《相平衡》习题及参考答案Word文档格式.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
10、氢气和石墨粉在没有催化剂时，在一定温度下不发生化学反应，体系的组分数是（A）
A.2B.3C.4D.5
11、上述体系中，有催化剂存在时可生成n种碳氢化合物，平衡是组分数为（A）
A.2B.4C.n+2D.n
12、相率适用于（D）
A.封闭体系B.敞开体系C.非平衡敞开体系D.以达到平衡的多向敞开体系
13、某物质在某溶剂中的溶解度（C）
A.仅是温度的函数
B.仅是压力的函数
C.同是温度和压力的函数
D.除了温度压力以外，还是其他因素的函数
14、在实验室的敞口容器中装有单组份液体，对其不断加热，则看到（A）
A.沸腾现象B.三项共存现象C.临界现象D.生化现象
15、相图与相率之间的关系是（B）
A.相图由相率推导得出
B.相图由实验结果绘制得出，不能违背相率
C.相图决定相率
D.相图由实验结果绘制得出，与相率无关
16、下述说法中错误的是（C）
A.通过相图可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.相图可表示达到相平衡所需时间的长短
D.通过杠杆规则可在相图上计算各相的相对含量
17、三组分体系的最大自由度及平衡共存的最大相数为（D）
A.3;
3B.3;
4C.4;
4D.4;
5
18、定容条件下
的分解压力为1
时，反应
的标准平衡常数是（C）
A.1B.1/2C.1/4D.1/8
19、水的三相点附近其蒸发热为44.82
，熔化热为5.99
，则在三相点附近冰的升华热约为（B）
A.38.83
B.50.81
C.-38.83
D.-50.81
20、在相图上，当物系点处于哪一点时，只存在一个相（C）
A.恒沸点B.熔点C.临界点D.最低共沸点
21、具有最低恒沸温度的某两组份体系，在其T-x相图的最低点有（A）
22、80℃时纯苯的蒸汽压为0.991
，纯甲苯的蒸汽压为0.382
，若有苯-甲苯气、液平衡混合物在80℃时气相中苯的摩尔分数为
则液相组成
接近于（D）
A.0.85B.0.65C.0.35D0.14
23、体系处于标准状态时，能与水蒸气共存的盐可能是：
C
A.Na2CO3B.Na2CO3Na2CO3•H2ONa2CO3•7H2O
C.Na2CO3Na2CO3•H2OD.以上全否
24.一个水溶液共有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：
（D）
（A）f=S（B）f=S+1（C）f=S+2（D）f=S+3
25，NH4HS（s）和任意量的NH3（g）及H2S（g）达平衡时有：
（A）。
（A）C=2，=2，f=2（B）C=1，=2，f=1
（C）C=1，=3，f=2（D）C=1，=2，f=3
26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*Ｂ＞p*A,则当混合物的组成为0＜xＢ＜1时,则在其蒸气压-组成图上可看出蒸气总压p与p*A，p*Ｂ的相对大小为:
（C）
（A）p＞p*Ｂ（B）p＜p*A（C）p*A＜p＜p*Ｂ
27、对于恒沸混合物，下列说法中错误的是：
（D）。
（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、
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。
B
（A）能够（B）不能够（C）不一定
29、二组分合金处于低共熔温度时系统的条件自由度数为：
（A）0（B）1（C）2（D）3
30、A（l）与B（l）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*A＞p*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:
（B）
（A）yＢ＞xＢ（B）yＢ＜xＢ（C）yＢ＝xＢ
31、在101325Pa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（B）
（A）1（B）2（C）0（D）3
32、硫酸与水可形成H2SO4H2O（s），H2SO42H2O（s），H2SO44H2O（s）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？
（C）
（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。
33、将固体NH4HCO3（s）放入真空容器中，恒温到400K，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）Ｃ＝2，f＝2；
（B）Ｃ＝2，f＝2；
（C）Ｃ＝2，f＝0；
（D）Ｃ＝3，f＝2。
34
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
35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：
（C）。
（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。
36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）（C）最低恒沸混合物。
37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）
（A）在塔顶得到纯B（B）在塔底得到纯B（C）在塔中间得到纯B
38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。
39在pӨ下，用水蒸气蒸馏法提纯某不溶于水的有机物时，系统的沸点（A）
（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
40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（A）组分B在液相中的含量。
（A）大于（B）小于（C）等于（D）不能确定
41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。
42NaNO3（A）-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（C）
（A）C（l）（B）B（s）（C）A（s）
43．水煤气发生炉中共有C（s），H2O（g）,CO（g）,CO2（g）及H2（g）五种物质，它们之能发生下述反应：
CO2（g）+C（s）=2CO（g）CO2（g）+H2（g）=CO（g）+H2O（g）
H2O（g）+C（s）=H2（g）+CO（g）则此体系的组分数、自由度数为C。
A．5；
3B．4；
3C．3；
3D．2；
2
44．物质A与B可形成低共沸混合物E，已知纯A的沸点小于纯B的沸点，若将任意比例的A+B混合物在一个精馏塔中精馏，在塔顶的馏出物是C。
A．纯AB．纯BC．低共沸混合物D．都有可能
45．Clapeyron-Clausius方程可适用于A。
A．I2（s）=I2（g）B．C（石墨）=C（金刚石）C．I2（g,T1,P1）=I2（g,T2,P2）D．I2（s）=I2（l）
46．将一透明容器抽成真空，放入固体碘，当温度为50℃时，可见到明显的碘升华现象，有紫色气体出现，若维持温度不变，向容器中充入氧气使之压力达到100p时，将看到容器中C。
A．紫色变深B．紫色变浅C．颜色不变D．有液态碘出现
47．在一定温度下，水在其饱和蒸气压下气化，下列各函数增量中D为零。
A．△UB．△HC．△SD．△G
48．在一定外压下，多组分体系的沸点D。
A．有恒定值B．随组分而变化
C．随浓度而变化D．随组分及浓度而变化
49．压力升高时，单组分体系的沸点将A。
A．升高B．降低C．不变D．不一定
50．进行水蒸汽蒸馏的必要条件是A。
A．两种液体互不相溶B．两种液体蒸气压都较大
C．外压小于101kPad．两种液体的沸点相近
51．液体A与液体B不相混溶，在一定温度T，当有B存在并且达到平衡时，液体A的蒸气压为B。
A.与体系中A的摩尔分数成比例
B．等于T温度下纯A的蒸气压
C.大于T温度下纯A的蒸气压
D．与T温度下纯B的蒸气压之和等于体系的总压力。
52．氢气和石墨粉在没有催化剂存在时，在一定温度和压力下不发生化学反应，体系的组分数是A。
A．2B．3C．4D．5
53．上述体系中，有催化剂存在时可生成n种碳氢化合物，平衡时组分数为A。
A．2B．4C．n+2D．n
54．相律适用于D。
A．封闭体系B．敞开体系C．非平衡敞开体系
D．已达平衡的多相敞开体系
55．某物质在某溶剂中的溶解度C。
A．仅是温度的函数B．仅是压力的函数
C．同是温度和压力的函数D．除了温度压力外，还是其他因素的函数
56．在实验室的敞口容器中，装有单组分液体，如对其不断加热，则看到A。
A．沸腾现象B．三相共存现象C．临界现象D．升华现象
57．相图与相律之间的关系是B。
A．相图由相律推导得出
B．相图由实验结果绘制得出，不能违背相律
C．相图决定相律
D．相图由实验结果绘制得出，与相律无关
58．下述说法中错误的是C。
A．通过相图可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．相图可表示达到相平衡所需时间长短
D．通过杠杆规则可在相图上计算各相的相对含量
59．三组分体系的最大自由度数及平衡共存的最大相数为D。
A．3；
3B．3；
4C．4；
4D:
4；
60．NH4HS（s）的分解压力为1p时，反应NH4HS（s）=NH3（g）+H2S（g）的标准平衡常数是C。
A．1B．1/2C．1/4D．1/8
61．水的三相点附近其蒸发热为44.82kJ·
mol-1,熔化热为5.99kJ·
mol-1,则在三相点附近冰的升华热约为B。
A．38.83kJ·
mol-1
B．50.81kJ·
C．–38.83kJ·
mol-1
D．–50.81kJ·
62．在相图上，当物系点处于C点时，只存在一个相。
A．恒沸点B．熔点
C．临界点D．最低共熔点
63．具有最低恒沸温度的某二组分体系，在其T-X相图的最低有A。
A．f=0；
xg=xlB．f=1；
xg=xl
C．f=0；
xg>
xlD．f=1；
x
64．80℃时纯苯的蒸气压为0.991p,纯甲苯的蒸气压为0.382p,若有苯–甲苯气液平衡混合物在80℃时气相中苯的摩尔分数为y苯=0.30,则液相组成x苯接近于D。
A．0.85B．0.65C．0.35D．0.14
2-4填空题
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。
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，则这个系统的组分数（独立）=______；
自由度数=_______。
3、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。
4、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=________。
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=________。
6、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S=______；
R=______；
R′=______；
C=______；
=______；
f=______。
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=______；
8
、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′=______；
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’=______。
10、Na2CO3（s）与H2O（l）可生成Na2CO3H2O（s）、Na2CO37H2O（s）、Na2CO310H2O（s），则30℃时，与Na2CO3水溶液、冰平衡共存的水合物最多有种。
11、下列化学反应，同时共存并达到平衡（温度在900~1200K）：
CaCO3（s）==CaO（s）+CO2（g）；
CO2（g）+H2（g）==CO（g）+H2O（g）
H2O（g）+CO（g）+CaO（s）==CaCO3（s）+H2（g）。
该系统的自由度=______。
12、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）=______；
13、FeCl3与H2O可生成四种水合物FeCl3６H2O（s）、２FeCl3３H2O（s）、２FeCl3５H2O（s）、FeCl3２H2O（s），这个系统的组分数（独立）=______；
在定压下最多有相平衡共存种。
14、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）=______；
15、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。
16、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，提纯一定质量有机物需要的水蒸气越少，燃料越节省。
17、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。
18、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______________。
19、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=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______________。
20、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）
21、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。
22、乙烯腈（A）-水（B）-乙醚（C）在温度时的三组分液态部分互溶系统相图如图所示，则该相图中有个二相区
23.在25℃时，A，B，C三种物质（不发生化学反应）所形成的溶液与固相A和B、C组成的气相呈平衡，则体系的自由度f=。
A，B，C三物质组成的体系能平衡共存的最大相数是。
24．在石灰窑中，分解反应CaCO3（s）=CaO（s）+CO2（g）已平衡，则该体系的组分数C=，相数P=，自由度数f=。
25．CaCO3（s）,CaO（s）,BaCO3（s）,BaO（s）和CO2（g）达到平衡时，此体系的相数是，
组分数是，自由度数是。
26．纯液体在其正常沸点下沸腾变为气体，下述各量中增加的量是，减少的量是，不变的量是。
A．蒸气压B．摩尔气化热C．摩尔熵D．摩尔焓E．吉布斯自由能
F．温度G．外压H．摩尔体积I．亥姆霍兹自由能
27．已知水的平均气化热为40.67kJ·
mol-1,若压力锅允许的最高温度为423K，此时压力锅内的压力为kPa.
28．在一透明的真空容器中装入足够量的纯液体，若对其不断加热，可见到现象，若将容器不断冷却，又可见到现象。
29．一个含有K+，Na+,NO3－,SO42－,四种离子的不饱和水溶液，其组分数为。
30．已知温度T时，液体A的蒸气压为13330Pa，液体B的蒸气压为6665Pa，设A与B构成理想液体混合物，则当A在溶液中的摩尔分数0.5时，其在气相中的摩尔分数为。
31．定温下水，苯甲酸，苯平衡体系中可以共存的最大相数为。
32．二元液系相图中，共沸点的自由度数f=。
2-5计算题
1、指出下列各体系的独立组分数和自由度数为多少？
（1）NH4Cl（s）部分分解为NH3（g）和HCl（g）。
（2）上述体系中再额外加人少量的NH3（g）。
（3）NH4HS（S）和任意量的NH3（g）、H2S（g）混合达平衡。
（4）C（s）与CO（g）、CO2（g）、O2（g）在700℃时达平衡。
解：
（1）C=3-2=1,f=1-2+2=1
（2）C=3-1=2,f=2-2+2=2
（3）C=3-1=2,f=2-2+2=2
（4）C=4-2=2,f=2-2+1=1
2、CaCO3（S）在高温下分解为CaO（s）和CO2（g）,
（1）若在定压的CO2气体中将CaCO3（S）加热，实验证明加热过程中，在一定温度范围内CaCO3不会分解；
（2）若保持CO2压力恒定，实验证明只有一个温度能使CaCO3和CaO混合物不发生变化。
根据相律解释上述事实。
答：
（1）该体系C=2，因此在定压下f=C-P+1=2-P+1=3-P
而温度可以在一定范围内变动，因此f=1,所以，P=2,说明体系只有CaCO3（S）和CO2（g）两相，没有CaO（s），由此说明定压的CO2气体中将CaCO3（S）加热，在一定温度范围内CaCO3不会分解；
（2）该体系S=3，R=1，C=3-1-0=2，P=3，所以在压力恒定时，
f=C-P+1=2-3+1=0,结果说明在题给条件下，温度只有唯一值。
3、液态As的蒸气压与温度的关系为
，固态As的蒸气压与温度关系为
，求As的三相点温度与压力。
在三相点：
Pl=Ps
即
T=1091.7K
P=11232.9Pa
4、373.2K时水的蒸发热为40.67kJ·
mol-1，求当外压降到0.66P时水的沸点。
T2=361.7K
5、家用高压锅内蒸气压最高为2.32×
105Pa，求当压力达此值时锅内温度为多少？
T2=398.5K
6、硝基苯（C6H5NO2）与水是互不相溶体系，在压力为1.01×
105Pa时，沸点为99℃，
升级会员 