(C)T=T0(D)视具体情况而定
5.2分(2401)
2401
当乙酸与乙醇混合反应达平衡后,体系的独立组分数C和自由度f应分别为:
()
(A)C=2,f=3
(B)C=3,f=3
(C)C=2,f=2
(D)C=3,f=4
6.2分(2635)
2635
在二组分液体从高温冷却时,有时会产生包晶现象。
请问包晶属于什么状态?
()
(A)热力学平衡态(B)流动体系稳定态
(C)热力学不稳定状态(D)流动体系不稳定态
8.2分(2637)
2637
组分A与B可形成共沸混合物E,现欲将A+B的体系进行共沸蒸馏,将二组分分离,则E应该是:
()
(A)最高恒沸混合物(B)最低恒沸混合物
(C)A和B均可(D)A和B均不可
9.2分(2640)
2640
恒沸混合物在气、液两相平衡共存时的自由度为:
()
(A)0(B)1(C)2(D)3
*.1分(2437)
2437
在通常情况下,对于二组分物系能平衡共存的最多相为:
()
(A)1(B)2(C)3(D)4
11.1分(3139)
3139
一定温度压力下,化学反应吉布斯氏自由能ΔrGm=(∂G/∂ξ)T,p,
与标准化学反应吉布斯自由能ΔrG相等的条件是:
()
(A)反应体系处于平衡(B)反应体系的压力为p
(C)反应可进行到底(D)参与反应的各物质均处于标准态
二、填空题(共10题20分)
13.2分(2312)
2312
研究多相体系的状态如何随、、等变量的改变而发生变化,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。
14.2分(2550)
2550
水的临界点的温度是647K,在高于临界点温度时,不可能用方法使气体液化。
16.2分(2555)
2555
下列二物均处于三相点平衡态。
当增加压力时,它们的平衡物系将变化:
H2O由变为。
CO2:
由变为。
17.2分(2434)
2434
在p压力下,NaOH与H3PO4的水溶液达平衡,则此体系的自由度为,其变量是。
18.2分(2422)
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。
19.2分(2883)
2883
已知2Fe(s)+O2=2FeO(s)ΔrG
/J·mol-1=-519200+125T/K
(3/2)Fe(s)+O2=(1/2)Fe3O4(s)ΔrG
/J·mol-1=-545600+156.5T/K
由Fe(s),O2(g),FeO(s)及Fe3O4(s)组成平衡物系的自由度是______,平衡温度是____________K。
20.2分(2334)
2334
在密闭的容器中,CaCO3(s)和NH4HCO3(s)同时分解达到平衡后,体系中的相数是。
21.2分(2564)
2564
在A和B形成的凝聚体系的相图中(如下图所示),自由度为0的部位有哪些?
三、计算题(共4题50分)
22.15分(2369)
2369
试计算在272.65K下,欲使冰熔化需施加的最小压力应为多少?
已知水和冰的密度分别为
和
,
。
23.15分(9426)
9426
根据下表所列数据作出部分互溶液体A和B所形成的相图:
(1)确定最高会溶温度;
(2)在10°C时,往100gA中慢慢的加入B,问加入多少克B时,体系开始变浑浊?
(3)在10°C时,往100gA中加入B的质量为100g时,两共轭溶液的组成和质量各为多少?
(4)在10°C时,至少应在100gA中加入多少克B,才能使A层消失?
(5)将100gA和150gB的混合液加热至30°C时,计算此时两共轭溶液的组成和质量之比[m(A层):
m(B层)]各为多少?
(6)若将(5)中的混合液在恒定压力下继续加热,问加热到什么温度时体系由浑浊变清?
24.10分(2663)
2663
甲醇、乙醚和水形成部分互溶的三元体系,用下列方法绘制相图。
取一组不同配比的乙醚和水的混合液,在二组分混合液中乙醚的摩尔分数为x乙,20℃时,在各个混合液中逐步滴加甲醇,直至体系完全溶成一相,记下甲醇的摩尔分数x甲,实验数据列表如下:
设有5g甲醇、30g乙醚、50g水在20℃下混合。
问欲改变该体系的相数,需除去多少克水,或加入多少克水?
(试卷上需给三角坐标纸)
四、问答题(共1题10分)
26.10分(2605)
2605
请指出Al-Zn等压相图中1~9相区中的相态及自由度(其中,A,B分别为Al和Zn的熔点)。
一、选择题(共11题20分)
1.2分(2435)
2435
CuSO4与水可生成CuSO4ּH2O,CuSO4ּ3H2O,CuSO4⋅5H2O三种水合物,则在一定温度下与水蒸气平衡的含水盐最多为:
()
(A)3种(B)2种(C)1种(D)不可能有共存的含水盐
2.2分(2384)
2384
NH4HS(s)和任意量的NH3(g)及H2S(g)达平衡时,有:
()
(A)C=2,Φ=2,f=2
(B)C=1,Φ=2,f=1
(C)C=2,Φ=3,f=2
(D)C=3,Φ=2,f=3
3.2分(2403)
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)4
4.2分(2399)
2399
某体系存在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(g)+CO(g)
CO2(g)+C(s)
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
5.2分(2678)
2678
对三组分体系而言,体系最多可以有几个自由度?
()
(A)2
(B)3
(C)4
(D)5
6.2分(2402)
2402
NaCl水溶液和纯水经半透膜达成渗透平衡时,该体系的自由度是:
()
(A)1
(B)2
(C)3
(D)4
7.2分(2392)
2392
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)
体系的组分数C和自由度数f为:
()
(A)C=2,f=1
(B)C=2,f=2
(C)C=1,f=0
(D)C=3,f=2
8.2分(2599)
2599
Na2CO3可形成三种水合盐:
Na2CO3·H2O,Na2CO3·7H2O及Na2CO3·10H2O,常压下将Na2CO3(s)投入其水溶液中,待达三相平衡时,一相是Na2CO3水溶液,一相是Na2CO3(s),则另一相是:
()
(A)冰
(B)Na2CO3·10H2O(s)
(C)Na2CO3·7H2O(s)
(D)Na2CO3·H2O(s)
*.1分(2406)
2406
二元合金处于低共熔温度时物系的自由度f为:
()
(A)0
(B)1
(C)2
(D)3
11.1分(2841)
2841
化学反应等温式ΔrGm=ΔrG
+RTlnQa,当选取不同标准态时,反应的ΔrG
将改变,该反应的ΔrGm和Qa将:
()
(A)都随之改变
(B)都不改变
(C)Qa变,ΔrGm不变
(D)Qa不变,ΔrGm改变
二、填空题(共10题20分)
13.2分(2320)
2320
指出下列平衡体系的独立组分数:
(1)NaCl(s)、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。
14.2分(2323)
2323
请填出下列体系的相数
=?
(1)雾:
。
(2)混合均匀的米粉和面粉:
。
15.2分(2554)
2554
冰的熔点随压力的增大而;正交硫的熔点随压力的增大而。
16.2分(2441)
2441
NaCl(s)和含有稀HCl的NaCl饱和水溶液的平衡体系,其独立组分数是。
17.2分(2335)
2335
298.15K时,蔗糖水溶液与纯水达到渗透平衡时,体系的组分数C=,相数
=,自由度f=。
18.2分(2638)
2638
若A和B可形成低共沸混合物E,欲在精馏塔中将任意比例的A和B的混合物分离。
则塔顶将馏出。
塔底将馏出。
19.2分(2438)
2438
含有KNO3和NaCl的水溶液与纯水达渗透平衡时,其组分数为,相数为,自由度数为。
20.2分(2395)
2395
下列化学反应,同时共存并到达到平衡(温度在900~1200K范围内):
CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)
CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)
H2O(g)+CO(g)+CaO(s)=CaCO3(s)+H2(g)
问该体系的自由度为_______。
21.2分(2307)
2307
什么是自由度数?
三、计算题(共4题50分)
22.15分(2354)
2354
指出下列体系中的组分数:
(1)NaH2PO4在水中与水蒸气达平衡(忽略盐在溶液中电离的可能性);
(2)在上述体系中,考虑盐能完全解离成所有可能存在的离子;
(3)AlCl3在水中,考虑其水解作用和出现Al(OH)3沉淀。
23.15分(9427)
9427
由实验得酚-水体系的数据列于下表:
表中
分别代表酚在水层和酚层中的质量分数。
(1)根据表中数据绘制T-x图;
(2)确定临界溶解温度和临界浓度;
(3)若在312.0K时,将50g水和50g酚混合,达平衡后水层和酚层的质量各为多少?
水层中水和酚的质量各为多少?
24.10分(9410)
9410
用热分析法测得对二甲苯和间二甲苯的步冷曲线转折点如下表所示:
(1)绘制对二甲苯和间二甲苯的熔点-组成图;
(2)若有100kg含对二甲苯的摩尔分数为0.70的溶液由10°C冷至-15°C时,能析出对二甲苯多少?
(3)当继续降温时,可析出纯对二甲苯最多能有多少千克?
此时液相的质量为若干?
25.10分(2350)
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H2SO4•2H2O(s)已达平衡。
四、问答题(共1题10分)
26.10分(2366)
2366
下图是根据实验结果而绘制的白磷的相图。
试讨论相图中各面、线、点的含义。
一、选择题(共20题36分)
1.2分(2738)
2738
答:
(B)(2分)
2.2分(2645)
2645
答:
(C)(2分)
3.2分(2404)
2404
[答](B)
C=S-R-R'=3-0-0=3
f=C-Φ+1=3-2+1=2
4.2分(2644)
2644
答:
(B)(2分)
5.2分(2401)
2401
[答](C)
CH3COOH+C2H5OH=CH3COOC2H5+H2O
C=S-R-R'=4-1-1=2
f=C+2-Φ=2+2-2=2
6.2分(2635)
2635
答:
(C)(2分)
7.2分(2637)
2637
答:
(B)(2分)
8.2分(2640)
2640
答:
(B)(2分)
9.1分(2437)
2437
[答](D)Φ=C+2-f=2+2-0=4(2分)
*.1分(3139)
3139
[答](D)(1分)
11.2分(2435)
2435
[答](B)(2分)
因为等温下,f*=2-Φ+1Φ最多为3
所以,除水蒸汽相外,最多可有两种水合盐
12.2分(2384)
2384
[答](A)
13.2分(2403)
2403
[答](C)
14.2分(2399)
2399
[答](A)
C=C-R-R'=5-2-0=3
15.2分(2678)
2678
答:
(C)(2分)
因为
所以
体系中相数最少时,自由度最多。
且体系中最少应有一相,故
16.2分(2402)
2402
[答](C)
f=C+3-Φ=2+3-2=3
17.2分(2392)
2392
[答](C)S=4
C=S-R-R'=4-1-2=1
f*=C+1-Φ=1+1-2=0
18.2分(2599)
2599
[答](D)
据相图可判断
19.1分(2406)
2406
[答](B)
f=C+2-Φ=2+2-3=1
20.1分(2841)
2841
[答](C)
二、填空题(共18题36分)
21.2分(2312)
2312
答:
浓度温度压力(2分)
(注:
每错一个扣1分)
22.2分(2550)
2550
答:
加压的(2分)
23.2分(2555)
2555
答:
由
变为液态
由
变为固态(2分)
24.2分(2434)
2434
[答]f*=(s-R-R')-Φ+1=(3-0-0)-1+1=3(1分)
变量为温度T和任意两种物质的浓度。
(1分)
25.2分(2422)
2422
[答]f=3
26.2分(2883)
2883
[答]f=0;838K。
(2分)
K=2,Φ=4,f=0ΔrG
=ΔrG
即得
27.2分(2334)
2334
答:
(4)(2分)
28.2分(2564)
2564
[答]F点(0.5分)
G点(0.5分)
CED线段上任意点(1分)
29.2分(2320)
2320
答:
(1)2,
(2)2(2分)
30.2分(2323)
2323
答:
(1)二相;
(2)二相(2分)
31.2分(2554)
2554
答:
降低升高(2分)
32.2分(2441)
2441
[答]2(2分)
33.2分(2335)
2335
答:
222(2分)
(注:
错一个扣一分)
(蔗糖、水)
(蔗糖水溶液、纯水)
在渗透平衡时,体系中有两个平衡压力,即
(纯水)和
(糖水),所以,相律为:
34.2分(2638)
2638
答:
(1)E;
(2)A或B。
视A和B的比例而定。
(2分)
35.2分(2438)
2438
[答]3(0.5分)
2(0.5分)
4(1分)
因为对于渗透平衡,相律应为f=C-Φ+3
36.2分(2395)
2395
[答]S=6,R=2,C=6-2=4
f=4-3+2=3
37.2分(2307)
2307
[答]相平衡体系的自由度数就是体系在不改变相的形态和相数时,可以独立变更的强度性质的最大数目。
(1分)
38.2分(2366)
2366
答:
(1)面:
相区AOC为气相区,COB为液相区,BOA为固相区。
即
。
(2)线:
.三条实线(分别是两个相区的交界线),在线上
,是两相平
衡,温度和压力只有一个是独立变量。
OC线是气–液平衡线,又称为蒸发曲线;
OB线是液–固平衡线,又称为熔化曲线;
OA线是气–固平衡线,又称为升华曲线。
.两条虚线EF和GH表示定压下升温时白磷的相变化情况。
在
恒定情况下升温,白磷将由固态变成气态,即白磷升华;
在
恒定情况下升温,白磷将由固态熔化为液态,然后再蒸发为气态。
由此可见,若要实现升华操作,必须将体系的压力控制在低于三相点的
压力。
(3)点:
O点是三相点,在该点三相平衡共存,
,即
,
p=21.20Pa。
C点是临界点,高于此温度时,无论加多大压力,白磷的气体均不能被液化。
(10分)
三、计算题(共8题100分)
39.15分(2369)
2369
答:
根据克拉贝龙方程:
dp/dT=∆fusHm/(∆fusVmT),当温度变化范围不太大时,∆fusHm和∆fusVm均可视作常数,在
和
间对上式积分得
∆fusHmln(T2/T1)/∆fusVm
(1)(4分)
如果令
,或
,当
很小时,则
故
(1)式可写成:
p(T2)=p(T1)+∆fusHm(T2-T1)/(∆fusVmT1)
(2)(4分)
∆fusHm=∆fusHM
(1分)
∆fusV
M(H2O)
(3分)
故p(272.65K)=p(273.15K)+∆fusHm(T2-T1)/(∆fusVmT1)=6.84MPa(3分)
40.15分(9426)
9426
答:
根据题给数据绘制相图。
Aw
B(3分)
(1)由相图看出最高绘溶点的温度为46︒C。
(1分)
(2)加入B使体系的状态到达
点时,体系开始变浑浊,算得加入B的质量为58.73g。
(3分)
(3)10︒C时,在100gA中逐渐加入B,加100gB时,两共轭溶液的组成分别为:
w
=0.37,w
=0.90。
根据杠杆规则算出
层溶液的质量分别为:
m(
)=150.9g,m(
)=49.1g。
(3分)
(4)经计算,至少应向100gA中加入900gB,才能使A层消失。
(2分)
(5)两共轭溶液的组成分别为:
w
=0.53,w
=0.84
它们的质量比为:
m(
):
m(
)=3.43(2分)
(6)从相图可见,加热至大约37︒C时,体系由浑浊变清。
(1分)
41.10分(2663)
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)
xM=0.047,x乙=0.121,x水=0.832
(3)连结Wa,交曲线于a1a2(5分)
a1点中:
x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
42.15分(2354)
2354
答:
(1)
(2分)
(2)
(2分)
独立浓度关系为1
电中性关系为1
(2分)
独立化学平衡关系式
(2分)
所以,组分数
(0.5分)
(3)物种数
(2分)
独立化学平衡关系式
(2分)
电中性条件
(2分)
所以,组分数
(0.5分)
43.15分(9427)
9427
答:
(1)根据题给数据,绘制相图如下。
H2Ow(C6H5OH)C6H5OH(6分)
(2)T=339.1K,组成
(3分)
(3)根据杠杆规则求得:
酚层质量)=71.8g
水层质量)=28.2g(4分)
水层中水的质量)=26.0g
水层中酚的质量)=2.2g(2分)
44.10分(9410)
9410
[答]He是单原子气体,只有平动运动有贡献(电子不激发)
q=qt=(2πmkT/h2)3/2×V(2分)
St,m=(5/2)R+Rln[(2πmkT/h2)3/2×V](2分)
ΔSt,m=R{(5/2)+ln[(2πmkT2/h2)3/2×V2]}
-R{(5/2)+ln[(2πmkT1/h2)3/2×V1]}
所以ΔS=Rln(V2/