第四章相平衡
一、选择题
1. 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
2. Fe(s)、FeO(s)、Fe3O4(s)与CO(g)、CO2(g)达到平衡时,其独立化学平衡数R、组分数
C和自由度数f分别为： ( )
(A) R = 3；C= 2；f= 0 (B) R = 4；C= 1；f= 1
(C) R = 1；C= 4；f= 2 (D) R = 2；C= 3；f= 1
3. 将固体NH4HCO3(s) 放入真空容器中，恒温到400 K，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
4. FeCl3和H2O能形成FeCl3·6H2O，2FeCl3·7H2O，2FeCl3·5H2O，FeCl3·2H2O四种水合
物,则该体系的独立组分数C和在恒压下最多可能的平衡共存的相数Φ分别为: ( )
(A) C= 3，Φ = 4 (B) C= 2，Φ = 4
(C) C= 2，Φ = 3 (D) C= 3，Φ = 5
5. 硫酸与水可形成H2SO4·H2O(s)、H2SO4·2H2O(s)、H2SO4·4H2O(s)三种水合物,问在 101
325 Pa 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. 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
7. 某一水溶液中有n种溶质，其摩尔分数分别是x1,x2,...,x n,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为p w,溶液面上外压为p s，则
该体系的自由度数为:
( )
(A) f=n (B) f=n+1 (C) f=n+2 (D) f=n+3
8. 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
9. 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
10. 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
11. 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
该体系的自由度数为: ( )
(A) f*= 1 (B) f*= 2 (C) f*= 0 (D) f*= 3
12. 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
13. 298 K时，蔗糖水溶液与纯水达渗透平衡时，整个体系的组分数、相数、自由度数为:
( ) (A) C= 2，Φ = 2，f*= 1 (B) C= 2，Φ = 2，f*= 2
(C) C= 2，Φ = 1，f*= 2 (D) C= 2，Φ = 1，f*= 3
14. 对恒沸混合物的描述，下列各种叙述中哪一种是不正确的？ ( )
(A) 与化合物一样，具有确定的组成 (B) 不具有确定的组成
(C) 平衡时，气相和液相的组成相同 (D) 其沸点随外压的改变而改变
15. CuSO4与水可生成CuSO4H2O,CuSO43H2O,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
16. 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
17. 三相点是: ( )
(A) 某一温度,超过此温度,液相就不能存在
(B) 通常发现在很靠近正常沸点的某一温度
(C) 液体的蒸气压等于25℃时的蒸气压三倍数值时的温度
(D) 固体、液体和气体可以平衡共存时的温度和压力
18. 某一固体在25℃和p?压力下升华,这意味着: ( )
(A) 固体比液体密度大些 (B) 三相点的压力大于p?
(C) 固体比液体密度小些 (D) 三相点的压力小于p?
19. 哪一种相变过程可以利用来提纯化学药品? ( )
(A) 凝固 (B) 沸腾 (C) 升华 (D) (A)、(B)、(C)任一种
20. 对于与本身的蒸气处于平衡状态的液体,通过下列哪种作图法可获得一直线。( )
(A) p对T (B) lg(p/Pa)对T
(C) lg(p/Pa)对1/T (D) 1/p对lg(T/K)
21. 在相图上,当体系处于下列哪一点时只存在一个相? ( )
(A) 恒沸点 (B) 熔点 (C) 临界点 (D) 低共熔点
二、填空题
1. 298 K时，A，B和C彼此不发生化学反应。三者所成的溶液与固相A和由B和C组成
的气相同时平衡，则该体系的自由度f为，平衡共存的最大相数Φ为，在
恒温条件下如果向溶液中加组分A，则体系的压力将。若向溶液中加入B，则体系
的压力将。
2. 含有CaCO3(s)，CaO(s)，CO2(g)的混合物与CO2(g)和N2(g)的混合物达渗透平衡时，该
体系的物种数S为，独立组分数C为，相数Φ为，自由度f 为。
3. CaCO3(s)，BaCO3(s)，BaO(s)和CO2(g)构成的多相平衡体系的组分数为、相数为、自由度数为。
4. 在抽空密闭容器中加热NH4Cl(s)，部分分解成NH3(g)和HCl(g)，当体系建立平衡时，
其独立组分数为，自由度数为。
5. (1) 一定温度下，蔗糖水溶液与纯水达到渗透平衡时的自由度数等于。
(2) 纯物质在临界点的自由度数等于。
(3) 二元溶液的恒沸点的自由度数等于。
6. 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 _______
7. 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。
8. 在H2和石墨的体系中,加一催化剂,H2和石墨反应生成n种碳氢化合物,此体系的独立组分数为。
9. 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。
10. NiO(s)与Ni(s)，H2O(g),H2(g),CO2(g)及CO(g)呈平衡,则该体系的独立组分数为 ,自由度数为。
11. NH4Cl(s)和任意量的NH3(g)及HCl(g)达平衡时，其自由度f= 。
三、相图题
1. 下图是碳的相图，试根据该图回答下列问题：
(1)说明曲线OA，OB，OC分别代表什么？
(2)说明点O的含义。
(3)碳在室温及101.325 kPa下，以什么状态稳定存在？
(4)在2000 K时，增加压力，使石墨转变成金刚石是一个放热反应，试从相图判断两者的摩尔体积V m哪个大？
(5)从图上估计2000 K时，将石墨变为金刚石需要多大压力？
2. 指出下面二组分凝聚体系相图中各部分中的相。
3. 指出下面二组分凝聚体系相图中各部分中的平衡相态。
4. 指出下面二组分凝聚体系相图中各相区的相态组成。
5. 指出下图中所形成化合物的经验式，并指出各相区是由哪些相组成的？
6. 在p$下，Ca和Na在1423 K以上为完全互溶的溶液，在1273 K时部分互溶。此时两
液相的组成为33%(质量分数，下同)的Na与82%的Na，983 K时含Na 14%与93%的两液相与固相Ca平衡共存，低共熔点为370.5 K，Ca和Na的熔点分别为1083 K和371 K，Ca和Na不生成化合物，而且固态也不互溶。请根据以上数据绘出Ca-Na体系等压相图。并指明各区相态。
7. 银（熔点为960 °C）和铜（熔点为1083 °C）在779 °C时形成一最低共熔混合物，其
Cu=0399。该体系有α和β两个固溶体，在不同温度时其组组成为含铜的摩尔分数x().
成如下表所示：
（1）绘制该体系的温度-组成图；
（2）指出各相区的相态；
Cu=020的溶液冷却，当冷却到时500 °C，α-（3）若有一含Cu的摩尔分数为x().
固溶体占总量的摩尔分数为若干？
8. 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100 kg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？
9. 已知Hg-Tl二组分体系的数据如下：
（1）绘制其温度-组成图（示意图）；
（2）指出各相区、水平线段、交点的相数；
（3）为扩大低温测量范围，应选什么组成的Hg-Tl混合物做温度计较合适？
10. 下图是SiO2-Al2O3体系在高温区间的相图，本相图在耐火材料工业上具有重要意义，在高温下，SiO2有白硅石和鳞石英两种变体，AB是这两种变体的转晶线，AB线之上为白硅石，之下为鳞石英。
（1）指出各相区有哪些相组成；
（2）图中三条水平线分别代表哪些相平衡共存；
（3）画出从x，y，z点冷却的步冷曲线。
（莫莱石的组成为2Al2O3·3SiO2）
11. 对FeO-MnO二组分体系，已知FeO和MnO的熔点分别为1370 °C和1785 °C，在1430 °C、分别含有30%和60%的MnO（质量）的二固体溶液相发生转熔变化，其平衡的液相组成为15%的MnO。在1200 °C时，二固熔体的组成为26%和64%的MnO，试依据上述数据
（1）绘制FeO-MnO二元相图；
（2）指出各相平衡区的相态；
（3）画出28% MnO的二组分系由1600 °C缓慢冷却至1200 °C的步冷曲线和路径的相变化。
第四章相平衡答案
一、选择题答案
1-A; 2-D; 3-C; 4-C; 5-C; 6-A; 7-C; 8-C; 9-C; 10-C; 11-B; 12-B; 13-B; 14-A; 15-B; 16-D; 17-D; 18-B; 19-D; 20-C; 21-C
二、填空题答案
1. 答：2；5；不变；升高
2. 答：S=4；C=3；Φ=4；f=2
3. 答：3 5 0
4. [答] C= S - R - R' = 3 - 1 - 1 = 1 f = 1 - 2 + 2 = 1
5. [答] (1) f = C+ 3 -Φ= 2 + 3 - 2 = 3
(2) f**= C+ 0 -Φ= 1 + 0 - 1 = 0
(3) f*= C+ 1 -Φ= 1 + 1 - 2 = 0
f = C+ 2 -Φ= 1 + 2 - 2 = 1
6. [答] S = 6 , R = 2 , C= 6 - 2 = 4
f = 4 - 3 + 2 = 3
7. [答] f = 3 8. [答] 2 9. [答] 3；2； 4
10. [答] C=4 f=3 11. 答：2
三、相图题答案
1. 答：（1）OA线为石墨和金刚石的晶型转换时压力随温度的变化曲线；OB线为石墨
的熔化曲线；OC线为金刚石的熔化曲线。
（2）O点是石墨、金刚石、液态碳三相的平衡共存点。
?m?< 0 ,故石墨稳定。
（3）G
trs
（4）金刚石的密度比石墨大，故石墨的摩尔体积大。
6109Pa。
（5）由图可见，p≈?
2. 答：1──l（液相）4──β+l
2──α+l 5──固溶体β
+
3──固溶体α6──βα
3. 答：1──液相l 5──s C+l
2──固溶体α6──s Pb+l
3──α+l 7──α+s C
4──s C（稳定化合物）+l 8──s C+s Pb
4. 答：1──l（液相）6──s C+l
2──s B+l 7──α+l
3──l1+l2（二液层共轭）8──固溶体α
4──s C+l 9──α+s C
5──s C+s B
5. 答：形成化合物的经验式为：A3B
各相区相的组成列于下表
相区 1 2 3 4 5 6
相液相(l) A(s)+l A(s)+C(s) C(s)+l B(s)+l C(s)+B(s)
6.答：根据题意，Ca和Na在1423 K以上完全互溶，在1423 K以下部分互溶，1423 K为最高会溶温度，在1273 K时有一对部分互溶溶液，其相点为a含Na 23%，相点b含Na 82%，在983 K时有一条由一固二液共存的三相线，液相点c含Na 14%，液相点d含Na 93%，固相点为钙e点，连cabd曲线使最高点温度为1423 K。钙的熔点为1083 K，（图中A点）。连AC曲线即为钙的凝固点下降曲线。Ca和Na不生成化合物，有一低共熔点，温度为370.5 K，在该温度处有一条由二固一液组成的三相平衡线，图中FG线，延长曲线abd 交FG线于g点。Na的熔点为371 K，图中B点。连BG线即为Na的凝固点下降曲线。
s+s
C a N a
7. 答：（1）依题给数据绘制相图如下：
Ag x (Cu) Cu
（2）各相区的相态如下表所示：
相区 1 2 3 4 5 6 相态 熔液(l) α()s l + β()s l + 固溶体()α 固溶体()β αβ()()s s +
（3）根据杠杆规则
x n n n n n ()()/()()/[()()].
ααααβ==+=总0824
8. 答：（1）绘制相图如下：
间二甲苯 x (对二甲苯) 对二甲苯
（2）当温度从P 点降到O 点（物系点）时，由图可看出，液相组成为x （对二甲
苯）=056.，设此时析出的对二甲苯的质量为m ，则液相的质量应为(100 kg-m )， 根据杠杆规则：
m ?(1.00-0.70)=(100 kg-m )?(0.70-0.56)
解得：m =31.8 kg
（3）设析出纯对二甲苯的质量为m (s)，则液相的质量m (l)=100 kg-m (s)， 则 m (s) ?(1.00-0.70)=[100 kg-m (s)] ?(0.70-0.133)
解得：m (s)=65.4 kg
故 m (l)=100 kg-65.4 kg=34.6 kg
9. 答：（1）绘制相图如下：
Hg w (Tl) Tl
（2）相区：
1区：为熔化物，单相区，Φ=1
2区~7区：为两相平衡共存区，Φ=2
水平线：FG 和HI 为三相平衡共存线，Φ=3
交点：E 1和E 2为最低共熔点，三相平衡共存，Φ=3
A 和
B 分别为Hg 和Tl 的熔点，Φ=2
C 点为化合物的相合熔点，Φ=2
（3）为扩大测温范围，所采用混合物的熔点越低越好，由相图可知，选Hg –Tl 混合物的组成应为w (Tl)=8%最合适。
10. 答：（1）以A 代表鳞石英，R 代表白硅石。各相区的相列于下表： 区 1 2 3 4 5 6 7
相 熔化物(l) R s l ()+ N s l ()+ R s N s ()()+ A s N s ()()+ B s l ()+ B s N s ()()+
（2）AB 线代表A （鳞石英）、R （白硅石）、N （莫莱石）三相平衡共存。 CD 线代表R （白硅石）、N （莫莱石）、l （熔化物）三相平衡共存。 EF 线代表N （莫莱石）、B （Al 2O 3）、l （熔化物）三相平衡共存。
（3）步冷曲线画在下图右侧：
SiO2(A) 莫莱石(N) Al2O3(B) t(时间) 11. 答：
w(MnO)
第五章相平衡 姓名：学号：班级： 1、同温下过冷水的蒸汽压高于冰的蒸汽压（ ? ） 2、水的三相点处体系自由度为0 （ ? ） 3、二组分体系在最低恒沸点时f =1 （ ? ） 4、恒沸物是一个化合物（ ? ） 5、二组分体系在恒沸点时其气液两相组成相同（ ? ） 6、在室温和大气压力下，纯水的蒸汽压为P?，若在水面上充入N2（g）以增加外压，则纯水的蒸汽压下降。（ ? ） 7、小水滴与水汽混在一起成雾状，因为它们都有相同的化学组成和性质，所以是一个相。（ ? ） 8、Clausius-Clapeyron方程可适用于下列哪些体系？ ( A. D ) A. I 2(s) ? I 2 (g) B. C(石墨) ? C(金刚石) C. I 2 (s) ? I 2 (l) D. I 2 (l) ? I 2 (g) E. I 2 (g)(n, T1, p1) ? I2(g) (n, T2, p2) F. I2(l) + H2(g) ? 2HI(g) 9、物质A和B的体系可构成低共沸混合物E，已知T b ?（B）> T b ?（A）。若将任意比 例的A+B体系在一个精馏塔中蒸馏，则塔顶馏出物应是（ C ） A．纯B B.纯A C. 低共沸混合物E D. 不一定 10、若A与B可构成高共沸混合物E，则将任意比例的A+B体系在一个精馏塔中蒸馏，塔顶馏出物应是（ D ） A．纯B B.纯A C. 高共沸混合物E D. 不一定 11、压力升高时，单组分体系的沸点将如何变化（ A ） A．升高 B.降低 C. 不变 D. 不一定 12、进行蒸汽蒸馏的必要条件是什么？（ A ） A．两种液体基本不互溶 B.两种液体的蒸汽压都较大 C. 外压小于101Kpa D. 两种液体的沸点相近 13、二组分的低共熔混合物是几相？（ B ） A．一相 B.两相 C. 三相 D. 四相 14．今将一定量的NaHCO 3 (s)放入一个真空容器中，加热分解并建立平衡： 2 NaHCO 3(s) = Na 2 CO 3 (s) + H 2 O(g) + CO 2 (g)
相平衡习题答案 SANY标准化小组 #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#
第五章相平衡 姓名：学号：班级： 1、同温下过冷水的蒸汽压高于冰的蒸汽压（ ? ） 2、水的三相点处体系自由度为0 （ ? ） 3、二组分体系在最低恒沸点时f =1 （ ? ） 4、恒沸物是一个化合物（ ? ） 5、二组分体系在恒沸点时其气液两相组成相同（ ? ） 6、在室温和大气压力下，纯水的蒸汽压为P?，若在水面上充入N2（g）以增加外压，则纯水的蒸汽压下降。（ ? ） 7、小水滴与水汽混在一起成雾状，因为它们都有相同的化学组成和性质，所以是一个相。（ ? ） 8、Clausius-Clapeyron方程可适用于下列哪些体系 ( A. D ) A. I 2(s) ? I 2 (g) B. C(石墨) ? C(金刚石) C. I 2 (s) ? I 2 (l) D. I 2(l) ? I 2 (g) E. I 2 (g)(n, T1, p1) ? I2(g) (n, T2, p2) F. I 2(l) + H 2 (g) ? 2HI(g) 9、物质A和B的体系可构成低共沸混合物E，已知T b ?（B）> T b ?（A）。若将任 意比例的A+B体系在一个精馏塔中蒸馏，则塔顶馏出物应是（ C ） A．纯B B.纯A C. 低共沸混合物E D. 不一定 10、若A与B可构成高共沸混合物E，则将任意比例的A+B体系在一个精馏塔中蒸馏，塔顶馏出物应是（ D ） A．纯B B.纯A C. 高共沸混合物E D. 不一定 11、压力升高时，单组分体系的沸点将如何变化（ A ） A．升高 B.降低 C. 不变 D. 不一定 12、进行蒸汽蒸馏的必要条件是什么（ A ） A．两种液体基本不互溶 B.两种液体的蒸汽压都较大 C. 外压小于101Kpa D. 两种液体的沸点相近 13、二组分的低共熔混合物是几相（ B ） A．一相 B.两相 C. 三相 D. 四相
第五章相平衡 一、单选题 1.体系中含有H2O、H2SO4·4H2O、H2SO4·2H2O、H2SO4·H2O、H2SO4，其组分数K为：（） (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4 2.在410 K，Ag2O(s)部分分解成Ag(s)和O2(g)，此平衡体系的自由度为：（） (A) 0 (B) 1 (C) 2 (D)－1 3.某平衡体系含有NaCl(s)、KBr(s)、K+(aq)、Na+(aq)、Br－(aq)、Cl－(aq)、H2O，其自由度为：（） (A) 2 (B) 3 (C) 4 (D) 5 4.一个水溶液包含n个溶质，该溶液通过一半透膜与纯水相平衡，半透膜仅允许溶剂水分子通过，此体系的自由度为：（） (A)n(B)n－1 (C)n＋1 (D)n＋2 5.绝热条件下，273.15K的NaCl加入273.15K的碎冰中，体系的温度将如何变化? （） (A)不变(B)降低(C)升高(D)不能确定 6.下图中，从P点开始的步冷曲线为： 7.图1中，生成固体化合物的经验式为：（） (A) CCl4·C4H10O2(B) CCl4·(C4H10O2)2(C) (CCl4)2·C4H10O2(D) CCl4(C4H10O2)3 8.图1中，区域H的相态是：（） (A)溶液(B)固体CCl4(C)固体CCl4 +溶液(D)固体化合物+溶液 9.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 10. CuSO4与水可生成CuSO4·H2O, CuSO4·3H2O , 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 11. CuSO4与水可生成CuSO4·H2O, CuSO4·3H2O , CuSO4·5H2O三种水合物，则在一定压力下和CuSO4水溶液及冰共存的含水盐有：( ) (A) 3种(B) 2种(C) 1种(D)不可能有共存的含水盐 12.如图所示，物系处于容器内，容器中间的半透膜AB只允许O2通过，当物系建立平衡时，则物系中存在的相为：( ) (A) 1气相，1固相(B) 1气相，2固相(C) 1气相，3固相(D) 2气相，2固相 O2(g) Ag2O(s) Ag(s) O2(g) CCl4
第五章相平衡 一.选择题 1.二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 2.NH4HS(s)和任意量的NH3(g)及H2S(g)达平衡时有 (A)C=2，Ф=2，f=2；(B)C=1，Ф=2，f=1； (C)C=2，Ф=3，f=2；(D)C=3，Ф=2，f=3； 3.固体Fe、FeO、Fe3O4与气体CO、CO2达到平衡时其独立化学平衡数R、 组分数C和自由度数f分别为() (A)R=3； (C)R=1； 4.FeCl3和 C (A)C=3 (C)C=2 5. (A)3种 6.2(g)+CO(g) CO2(g)+H2 7.298K (A)C=2=1(B)C=2f=2 (C)C=2f=2(D)C=2f=3 8.对恒沸混合物的描述，下列各种叙述中哪一种是不正确的？ (A)与化合物一样，具有确定的组成。(B)不具有确定的组成。 (C) 9. (A)C=2， (C)C=2， 10.在，压力为2P时沸腾，那么A在平衡蒸气相中的摩尔分数是多少？() (A)1/3(B)1/4(C)1/2(D)3/4 11.在PΘ下，用水蒸汽蒸镏法提纯某不溶于水的有机物时，体系的沸点:() (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)取决于有机物的分子量大小. 12.已知A和B可构成固溶体，在A中，若加入B可使A的熔点提高，则B在此固溶体体中的含量必()B在液相中的含量。 (A)大于；(B)小于；(C)等于；(D)不能确定. 二.填空题 1.a.一定温度下，蔗糖水溶液与纯水达到渗透平衡时的自由度数等于_____。
b.纯物质在临界点的自由度数等于______。 c.二元溶液的恒沸点的自由度数等于_______。 2.下列化学反应，同时共存并到达平衡（温度在900～1200K 范围内）： CaCO 3s)=CaO(s)+CO 2(g) CO 2g)+H 2(g)=CO(g)+H 2O(g) H 2O(g)+CO(g)+CaO(s)=CaCO 3(s)+H 2(g) 问该体系的自由度为_______。 3.化工生产中经常用食盐水溶液作为冷冻循环液，从食盐在水中溶解度曲线可知，盐水体系有一定的低共熔点，因此在实际应用中，为了得到低温和不堵塞管道的效果，盐水浓度应采用_________________________为宜。 4.一般有机物可以用水蒸气蒸镏法提纯，当有机物的______________________和 5.=0.6=0.4X (g)、 X (l)、的大小顺序为________________X =0.4的溶液进行精镏，塔顶将得到。 6.Ag ─Sn 体系的相图如下图所示。 (1)在相图上标明七个区域内存在的相；(2)C ％=___(3)(4)E (5)MFG (6)，冷却温度越接近三.１..(A)CaSO 4(B)5(C)Na + K + NO 3- KCl(s)，NaNO ２.根据相图和相律，试说明范氏气体(1)(2)(3)3.4.? 5.度 6.A 2B 并标出各 7.Au AuSb 2，在 1073K 并标 出所有的相 273.15 647.15
第五章相平衡习题解答 5-1指出下列平衡系统中的物种数S 、组分数C 、相数P 和自由度数f 。 ⑴C 2H 5OH 与水的溶液； ⑵I 2(s)与I 2(g)成平衡； ⑶NH 4HS(s)与任意量的H 2S(g)及NH 3(g)达到平衡； ⑷NH 4HS(s)放入抽空的容器中分解达平衡； ⑸CaCO 3(s)与其分解产物CaO(s)和CO 2(g)成平衡； ⑹CHCl 3溶于水中、水溶于CHCl 3中的部分互溶系统及其蒸气达到相平衡。解：（1）物种数S=2，组分数C=2、相数P=1，自由度数f=C-P+2=3； （2）物种数S=1，组分数C=1、相数P=2，自由度数f=C-P+2=1； （3）物种数S=3，组分数C=2、相数P=2，自由度数f=C-P+2=2； （4）物种数S=3，组分数C=1、相数P=2，自由度数f=C-P+2=1； （5）物种数S=3，组分数C=2、相数P=2，自由度数f=C-P+2=2； （6）物种数S=2，组分数C=2、相数P=3，自由度数f=C-P+2=1； 答：⑴S =2，C =2，P =1，f =2；⑵S =1，C =1，P =2，f =1； ⑶S =3，C =3，P =2，f =2；⑷S =3，C =1，P =2，f =1； ⑸S =3，C =2，P =2，f =2；⑹S =2，C =2，P =3，f =1 5-2试求下列平衡系统的组分数C 和自由度数f 各是多少？ ⑴过量的MgCO 3(s)在密闭抽空容器中，温度一定时，分解为MgO (s)和CO 2(g)；⑵H 2O (g)分解为H 2(g)和O 2(g)； ⑶将SO 3(g)加热到部分分解； ⑷将SO 3(g)和O 2(g)的混合气体加热到部分SO 3(g)分解。 解：（1）物种数S=3，组分数C=2、相数P=3，自由度数f *=C-P+1=0； （2）物种数S=3，组分数C=1、相数P=1，自由度数f=C-P+2=2； （3）物种数S=3，组分数C=1、相数P=1，自由度数f=C-P+2=2； （4）物种数S=3，组分数C=2、相数P=1，自由度数f=C-P+2=3； 答：⑴C =2，f =2；⑵C =1，f =2；⑶C =1，f =2；⑷C =2，f =3 5-3已知100℃时水的饱和蒸气压为101.325kPa ，市售民用高压锅内的压力可达到233kPa ，问此时水的沸点为多少度？已知水的蒸发焓为=?m vap H 40.67kJ mol -1。解：将p 1=101.325kPa ，T 1=373.15K ，p 2=233kPa 及=?m vap H 40.67kJ mol -1代入下式，)11(ln 1 212T T R H p p m vap -?-=，得8327.0)115.3731(314.840670325.101233ln 2=-=T 48928327.0115.3731(2=-T ，00251.04892 8327.015.373112=-=T
离子液体的应用综述 摘要:离子液体作为环境友好、“可设计性”溶剂正越来越多地受到关注。已有的研究表明,离子液体具有独特的性能并有着十分广阔的应用前景。该文在介绍离子液体特性的基础上,综述了其在有机合成、聚合反应、电化学、分离过程、新材料制备、生物技术等方面的应用。 关键词：离子液体；绿色溶剂；有机合成；聚合反应；电化学；分离过程离子液体是在室温或室温附近呈液态的由离子构成的物质,具有呈液态的温度区间大、溶解范围广、没有显著的蒸气压、良好的稳定性、极性较强且酸性可调、电化学窗口宽等许多优点,因此,它是继超临界CO2后的又一种极具吸引力的绿色溶剂,是传统挥发性溶剂的理想替代品。 离子液体的阳离子和阴离子可以有多种形式,可设计成为带有特定末端或具有一系列特定性质的基团。因此，离子液体也被称为“designer solvents”,这就意味着它的性质可以通过对阳离子修饰或改变阴离子来进行调节,像熔点、黏性、密度、疏水性等性质,均可以通过改变离子的结构而予以改变[1]。因此,它不仅作为绿色溶剂在分离过程、电化学、有机合成、聚合反应等方面有着十分广阔的应用前景,而且由于其独特的物理化学性质及性能,有望作为新型功能材料使用,是近年来国内外精细化工研究开发的热点领域。 1、在化学反应中的应用 以离子液体作为化学反应的介质,为化学反应提供了不同于传统分子溶剂的环境,有可能通过改变反应机理而使催化剂活性、稳定性更好,转化率、选择性更高。离子液体种类多,选择范围宽,将催化剂溶于离子液体中,与离子液体一起循环利用,催化剂兼有均相催化效率高、多相催化易分离的优点。同时离子液体无蒸气压,液相温度范围宽,产物可通过倾析、萃取、蒸馏等简单的方法分离出来。 1.1在有机合成中的应用 离子液体[EtNH3] [NO3]最先应用于环戊二烯与丙烯酸甲酯和甲基酮的
物理化学第六章相平衡习题 一、选择题 1. 若A和B能形成二组分理想溶液，且T B*>T A*，则A和B在达平衡的气、液相中的物质的量分数（）。 (A) y A>x A，y B 第五章 相平衡 一、本章基本要求 1．掌握相、组分数和自由度的意义。 2．了解相律的推导过程及其在相图中的应用。 3．了解克劳修斯-克拉珀龙方程式的推导，掌握其在单组分两相平衡系统中的应用。 4．掌握各种相图中点、线及面的意义。 5．根据相图能够画出步冷曲线，或由一系列步冷曲线绘制相图。 6．掌握杠杆规则在相图中的应用。 7．结合二组分气液平衡相图，了解蒸馏与精馏的原理。 8．对三组分系统，了解水盐系统的应用，相图在萃取过程中的应用及分配定律的应用。 二、 基本公式和内容提要 （一）基本公式 相律的普遍形式：f K n =-Φ+ 克拉珀龙方程： m m d ln d V T H T p ??= 克劳修斯-克拉珀龙方程的各种形式： 微分式： 2 m vap d ln d RT H T p ?= vap m H ?与温度无关或温度变化范围较小vap m H ?可视为常数， 定积分：vap m 2112 11ln ()H p p R T T ?=- 不定积分式：vap m ln H p C RT ?=- + 特鲁顿规则： K)J/(mol 88b m vap ?≈?T H 杠杆规则：以系统点为支点，与之对应的两个相点为作用点，有如下关系： 1122()()n x x n x x -=- 其中n 1 、n 2 分别表示平衡两相的摩尔数，x 、x 1、x 2分别表示系统的组成 及其对应的平衡两相的组成。 （二）内容提要 1．单组分系统 单组分系统相律的一般表达式为：f =1－Φ+2=3－Φ 图5-1 水的相图 可见单组分系统最多只能有三相平衡共存，并且最多有两个独立变量，一般可选择温度和压力。 水的相图为单组分系统中的最简单相图之一。图5-1中三条曲线将平面划分成固、液及气相三个区。单相区内f =2。AB 、AD 和AE 分别表示气液、气固和固液两相平衡线。两相共存时f =1。虚线AC 表示应该结冰而未结冰的过冷水与水蒸气平衡共存。A 点为三相点，这时f =0，水以气、液、固三相共存。水的三相点与水的冰点不同，冰点与压力有关。 单组分系统两相平衡共存时T 与p 的定量关系式可由克拉珀龙方程式描述。 对于有气相参与的纯物质气液两相或气固两相平衡，可用克劳修斯-克拉珀龙方程描述。 特鲁顿规则是近似计算气化热或沸点的经验式。 2．二组分双液系统 对于二组分系统， f =2－Φ+2=4－Φ。Φ=1时f =3，即系统最多有三个独立变量，这三个变量通常选择温度、压力和组成。若保持三者中的一个变量恒定，可得到p ～x 图、T ～x 图和p ～T 图。在这三类相图中，系统最多有3个相同时共存。 （1）二组分完全互溶系统的气液平衡：这类系统的相图如图5-2。 图中实线为液相线，虚线为气相线，气相线与液相线之间为气液二相共存区。靠近气相线一侧为气相区，靠近液相线一侧为液相区。其中Ⅰ为理想液态混合物系统；Ⅱ、Ⅲ分别为一般正、负偏差系统；Ⅳ、Ⅴ分别是最大正、负偏差系统。Ⅰ～Ⅲ类系统中易挥发组分在气相中的组成大于其在液相中的组成，一般精馏可同时得到两个纯组分。Ⅳ、Ⅴ类相图中极值点处的气相组成与液相组成相同，该系统进行一般精馏时可得到一个纯组分和恒沸混合物。二组分系统的两相平衡状态对应一个区域，用杠杆规则可以计算两相平衡共存区平衡二相的相对数量。 相平衡练习题 一、是非题，下列各题的叙述是否正确，对的画√错的画× 1、纯物质两相达平衡时，两相的吉布斯函数值一定相等。（） 2、理想液态混合物与其蒸气达成气、液两相平衡时，气相总压力p与液相组成x 呈线性关系。（） B 3、已知Cu-Ni 可以形成完全互溶固熔体，其相图如右图，理论上，通过精炼可以得到两个纯组分。（） 4、二组分的理想液态混合物的蒸气总压力介于二 纯组分的蒸气压之间。 ( ) 5、在一定温度下，稀溶液中挥发性溶质与其蒸气达 到平衡时气相中的分压与该组分在液相中的组成成 正比。（） 6、恒沸混合物的恒沸温度与恒沸组成不随压力而改变。 ( ) 7、在一个给定的体系中，物种数可以分析问题的角度不同而不同，但独立组分数是一个确定的数。（） 8、自由度就是可以独立变化的变量。（） 9、单组分体系的相图中两相平衡线都可以用克拉贝龙方程定量描述。（） 10、在相图中总可以利用杠杆规则计算两相平衡时两相的相对量。( ) 二、选择题 1、在p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：（）。 （1）必低于 K； （2）必高于 K； （3）取决于水与有机物的相对数量； （4）取决于有机物相对分子质量的大小。 2、已知A(l)、B(l)可以组成其t-x(y)图具有最大恒沸点的液态完全互溶的系统， 则将某一组成的系统精馏可以得到：( )。 （1）两个纯组分；（2）两个恒沸混合物；（3）一个纯组分和一个恒沸混合物。 3、已知A和B 可构成固溶体，在组分A 中，若加入组分B 可使固溶体的熔点提高，则组B 在此固溶体中的含量必________组分B 在组分液相中的含量。 （1）大于；（2）小于；（3）等于；（4）不能确定。 4、硫酸与水可形成H 2SO 4 H 2 O(s)，H 2 SO 4 2H 2 O(s)，H 2 SO 4 4H 2 O(s)三种水合物， 问在101325 Pa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( ) (1) 3种； (2) 2种； (3) 1种； (4) 不可能有硫酸水合物与之平衡共存 5、对恒沸混合物的描写，下列各种叙述中哪一种是不正确的 (1) 与化合物一样，具有确定的组成； (2) 恒沸混合物的组成随压力的改变而改变； (3) 平衡时，气相和液相的组成相同； (4) 其沸点随外压的改变而改变。 6、将固体NH 4HCO 3 (s) 放入真空容器中，等温在400 K，NH 4 HCO 3 按下式分解并 达到平衡： NH 4HCO 3 (s) = NH 3 (g) + H 2 O(g) + CO 2 (g) 系统的组分数C和自由度数F为：( )。 (１)Ｃ＝２，F ＝１；(２)Ｃ＝２，F＝２； (３)Ｃ＝１，F＝０； (４)Ｃ＝３，F＝２。 7、在101 325 Pa的压力下，I 2在液态水和CCl 4 中达到分配平衡(无固态碘存在) 则该系统的自由度数为：( )。 (1)F=1； (2)F=2； (3)F=0； (4)F=3。 8、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：( )。 （1）有最高恒沸点的系统； （2）不具有恒沸点的系统； （3）具有最低恒沸点的系统。 物理化学相平衡1试卷 一、选择题( 共21题40分) 1. 2 分(2442)由CaCO3(s),CaO(s),BaCO3(s),BaO(s)及CO2(s)构成的平衡体系,其自由 度为： ( ) (A) f=2 (B) f=1 (C)f=0 (D) f=3 2. 2 分(2398)将N2,H2,NH3三种气体充进773 K,32 424 kPa的合成塔中，在有催化剂存 在的情况下，指出下列三种情况时该体系的独立组分数C(1),C(2),C(3)各为多少 (1) 进入塔之前 (2) 在塔内反应达平衡时 (3) 若只充入NH3气，待其平衡后 (A) 3，2，1 (B) 3，2，2 (C) 2，2，1 (D) 3，3，2 3. 2 分(2562)在373.15 K时，某有机液体A和B的蒸气压分别为p和3p，A 和B的某混合物为理想液体混合物，并在373.15 K，2p时沸腾，那么A在平衡蒸气相 中的摩尔分数是多少？ (A) 1/3 (B) 1/4 (C) 1/2 (D) 3/4 4. 2 分(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 5. 2 分(2740) 对二级相变而言，则 （A）? 相变H=0，? 相变 V<0（B）? 相变 H<0，? 相变 V=0 （C）? 相变H<0，? 相变 V<0（D）? 相变 H=0，? 相变 V=0 6. 2 分(2436)CuSO4与水可生成CuSO4?H2O,CuSO4?3H2O,CuSO4?5H2O三种水合物,则在一定压力下，与CuSO4水溶液及冰共存的含水盐有： (A) 3种 (B) 2种 (C) 1种 (D) 不可能有共存的含水盐 7. 2 分(2333) 在密闭容器中，让NH4Cl(s)分解达到平衡后，体系中的相数是： (A)1 (B)2 (C)3 (D) 4 8. 2 分(2440)CaCO3(s),CaO(s),BaCO3(s),BaO(s)及CO2(g)构成的一个平衡物系,其组分数为： (A) 2 (B) 3 (C) 4 (D) 5 9. 2 分(2739) 二级相变服从的基本方程为：（A）克拉贝龙方程（B）克拉贝龙—克劳修斯方程 （C）爱伦菲斯方程（D）以上三个方程均可用 10. 2 分(2565)p?时，A 液体与B液体在纯态时的饱和蒸气压分别为40 kPa和46.65 kPa，在此压力下，A和B 形成完全互溶的二元溶液。在x A= 0.5时，A和B 的平衡分压分别是13.33kPa和20 kPa，则此二元物系常压下的T-x图为下列哪个图： 11. 2 分(2396)硫酸与水可形成H2SO4·H2O(s)、H2SO4·2H2O(s)、H2SO4·4H2O(s)三种水合物,问在 101 325 Pa 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。 12. 2 分(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)垐? 噲?H2(g) + CO(g) CO2(g) + H2(g)垐? 噲?H2O(g) + CO(g) CO2(g) + C(s)垐? 噲?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 第五章相平衡 一、选择题 1.NH4HS (s) 和任意量的NH3 (g) 及H2S (g) 达平衡时有（Ф代表相数）：( ) (A) C = 2，Ф = 2，f = 2 (B) C = 1，Ф = 2，f = 1 (C) C = 2，Ф = 3，f = 2 (D) C = 3，Ф = 2，f = 3 2. FeCl3和H2O 能形成FeCl3·6H2O，2FeCl3·7H2O，2FeCl3·5H2O，FeCl3·2H2O四种水合物，则该体系的独立组分数C和在恒压下最多可能的平衡共存的相数Ф分别为: ( ) (A) C = 3，Ф = 4 (B) C = 2，Ф = 4 (C) C = 2，Ф = 3 (D) C = 3，Ф = 5 3. 硫酸与水可形成H2SO4·H2 O (s)、H2SO4·2H2O (s)、H2SO4·4H2O (s)三种水合物，问在101325 Pa 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 4. 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. 298K 时，蔗糖水溶液与纯水达渗透平衡时，整个体系的组分数、相数、自由度数为( ) (A) C = 2，Ф = 2，f = 1 (B) C = 2，Ф = 2，f = 2 (C) C = 2，Ф = 1，f = 2 (D) C = 2，Ф = 1，f = 3 6.对恒沸混合物的描述，下列各种叙述中哪一种是不正确的？( ) (A) 与化合物一样，具有确定的组成(B) 不具有确定的组成 (C) 平衡时，气相和液相的组成相同(D) 其沸点随外压的改变而改变 7. 二元恒沸混合物的组成( ) (A) 固定(B) 随温度改变(C) 随压力改变(D) 无法判断 8. 在pΘ下，用水蒸汽蒸镏法提纯某不溶于水的有机物时，体系的沸点: ( ) (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) 取决于有机物的分子量大小 9. 水的三相点是：( ) (A) 某一温度，超过此温度，液相就不能存在 (B) 通常发现在很靠近正常沸点的某一温度 (C) 液体的蒸气压等于25 °C时的蒸气压三倍数值时的温度 (D) 固体、液体和气体可以平衡共存时的温度和压力 10. 当Clausius-Clapeyron方程应用于凝聚相转变为蒸气时，则：( ) (A) p 必随T 之升高而降低(B) p必不随T而变 (C) p必随T 之升高而变大(D) p随T之升高可变大或减少 11. 在0 °C到100 °C的温度范围内，液态水的蒸气压p与T 的关系为：lg(p/Pa)＝-2265/T+11.101，某高 第五章多相平衡 一、选择题 1 ?在含有C(s)、H 20(g)、CO(g)、C02(g)、H 2(g)五个物种的平衡体系中，其独立 组 分数C 为(a ) (諾)3 (b) 2 (c) 1 (d) 4 2?二元合金处于低共熔温度时物系的自由度 f 为(b ) (a) 0 (』)1 (c) 2 (d) 3 3. 298K 时蔗糖水溶液与纯水达渗透平衡时，整个体系的组分数、相数、自由度 数为 (b ) (a) C=2 0=2 f*=1 (』)C=2 0=2 f*=2 (c) C=2 0=1 f*=2 (d) C=2 0=1 f*=3 4. F eCb 和 H 2O 能形成 FeCb 6H2O , 2FeCb 7 H 2O , 2FeCl 3 5 H 2O , FeCb 2H 2O 四种水合物，该体系的独立组分数C 和在恒压下最多可能的平衡共存相数 ①分 别 为(c ) (a ) C=3 0=4 (b) C=2 0=4 (V c) C=2 0=3 (d) C=3 0=5 5 ?对于恒沸混合物，下列说法中错误的是( d ) 6 ?单组分体系的固液平衡线斜率 dp/dT 的值(d ) (a )大于零 (b )等于零 (c )小于零 (V d )不确定 7. A ，B 两种液体混合物在T - x 图上出现最高点，则该混合物对拉乌尔定律产 生 (b ) 9 ?某一固体在25C 和101325Pa 压力下升华，这意味着(b ) (a)固体比液体密度大 (V b )三相点压力大于101325Pa (c) 三相点温度小于25C (d) 三相点压力小于101325Pa 10?在低温下液氦(I)和液氦(II)有一晶体转变，属于二级相变过程，对二级相 变的特征描述在下列说法中那一点是错误的(d ) (a)无相变热 (c)相变时二相密度相同 二、填空题 1 ?下列化学反应，同时共存并达到平衡(温度在900K-1200K 范围内) CaCO 3(s)= CaO (s)+ CO 2(g) CO 2(g )+ H 2(g)= CO(g)+ H 2O (g) H 2O(g)+ CO(g)+ CaO(s)= CaCO 3(s)+ H 2(g) 该体系的自由度f 为 3 。 2. 在N 2(g)和O 2(g)共存的体系中加入一种固体催化剂， 可生成多种氮的氧化物， (a )不具有确定组成 (c )其沸点随外压的改变而改变 (b) 平衡时气相和液相组成相同 (V d )与化合物一样具有确定组成 (a )正偏差 (V b )负偏差 (c )没偏差 (d )无规则 8?下列过程中能适用方程式 (V a) 12(沪 12(g) (c) Hg 2Cl 2(s)=2HgCI(g) 込二兰的是(a ) dT RT (b) C(石墨)=C(金刚石) (d) N 2(g,「,P 1)= N (g,T ,P ) (b )相变时无熵变化 (V d)相变时两相的热容相同 作业(计算题) 1、已知丙酮（1）-甲醇（2）双组分系统的范氏常数为A 12=0.645，A 21=0.640。试求58.3℃时，x 1=0.280的该双组分溶液的饱和压力。 已知：58.3℃时，纯丙酮的饱和蒸汽压为p 10=0.1078MPa ，甲醇的饱和蒸汽压为 p 20=0.1078MPa 2、 某精馏塔釜压力2.626MPa,温度76℃，液相组成如下表，如取i-为关键性组分，各组分的相对挥发度如表所示，求与塔釜液体呈平衡状态的汽相组成： 组分i 2 C = 2 C 3C = 03C i-0 4C 05C x wi αij 0.002 6.435 0.002 4.522 0.680 2.097 0.033 1.913 0.196 1 0.087 0.322 3、已知某混合物0.05乙烷，0.30 丙烷，0.65正丁烷（摩尔分数），操作压力下各组分的平衡常数可按下式进行计算，试求其泡点温度。 乙烷：K=0.13333t+4.6667; 丙烷：K=0.6667t+1.13333; 正丁烷：K=0.0285t+0.08571（t 的单位为℃） 4、脱丁烷塔塔顶压力为2.3Mpa ，采用全凝器，塔顶产品组成为： 组分 甲烷 乙烯 乙烷 丙烷 x i 0.0132 0.8108 0.1721 0.0039 试计算塔顶产品的饱和温度。 5、已知某气体混合物的组成如下： 组分 甲烷 乙烷 丙烯 丙烷 异丁烷 正丁烷 ∑ 组成 0.05 0.35 0.15 0.20 0.10 0.15 1.00 当操作压力p=2.76MPa 时，求此混合物的露点。（提示：计算时，初设温度为75℃） 6、已知某物料组成为z 1=1/3，z 2=1/3，z 3=1/3，其相对发度α11=1，α21=2，α31=3，且已知组分1的相对平衡常数K 1与温度的关系为ln K 1=8.294－3.3×103/T ，求此物料的泡点和露点温度。 34.已知某液体混合物中各组分的汽液平衡常数与温度的关系如下： 组分 组成（摩尔分数） K i （t 的单位为℃） C 3 0.23 -0.75+0.06t C 4 0.45 -0.04+0.012t C 5 0.32 -0.17+0.01t 试求：（1）其常压下的该混合物的泡点温度，误差判据可取0.001。（2）上 04C 第五章相平衡练习题 一、判断题： 1．在一个给定的系统中，物种数可以因分析问题的角度的不同而不同，但独立组分数是一个确定的数。 2．单组分系统的物种数一定等于1。 3．自由度就是可以独立变化的变量。 4．相图中的点都是代表系统状态的点。 5．恒定压力下，根据相律得出某一系统的f = l，则该系统的温度就有一个唯一确定的 值。 6．单组分系统的相图中两相平衡线都可以用克拉贝龙方程定量描述。 7．根据二元液系的p～x图可以准确地判断该系统的液相是否是理想液体混合物。8．在相图中总可以利用杠杆规则计算两相平畅时两相的相对的量。 9．杠杆规则只适用于T～x图的两相平衡区。。 10．对于二元互溶液系，通过精馏方法总可以得到两个纯组分。 11．二元液系中，若A组分对拉乌尔定律产生正偏差，那么B组分必定对拉乌尔定律产生负偏差。 12．恒沸物的组成不变。 13．若A、B两液体完全不互溶，那么当有B存在时，A的蒸气压与系统中A的摩尔分数成正比。 14．在简单低共熔物的相图中，三相线上的任何一个系统点的液相组成都相同。 15．三组分系统最多同时存在5个相。 二、单选题： 1．H2O、K+、Na+、Cl- 、I- 体系的组分数是： (A) K = 3 ；(B) K = 5 ；(C) K = 4 ；(D) K = 2 。 2．克劳修斯－克拉伯龙方程导出中，忽略了液态体积。此方程使用时，对体系所处的温度要求： (A) 大于临界温度；(B) 在三相点与沸点之间； (C) 在三相点与临界温度之间；(D) 小于沸点温度。 3．单组分固－液两相平衡的p～T曲线如图所示，则： (A) V m(l) = V m(s) ；(B) V m(l)＞V m(s) ； (C) V m(l)＜V m(s) ；(D) 无法确定。 4．蒸汽冷凝为液体时所放出的潜热，可用来： (A) 可使体系对环境做有用功；(B) 可使环境对体系做有用功； (C) 不能做有用功；(D) 不能判定。 5．压力升高时，单组分体系的熔点将如何变化： (A) 升高；(B) 降低；(C) 不变；(D) 不一定。6．硫酸与水可组成三种化合物：H2SO4·H2O(s)、H2SO4·2H2O(s)、H2SO4·4H2O(s)，在p 下，能与硫酸水溶液共存的化合物最多有几种： (A) 1 种；(B) 2 种；(C) 3 种；(D) 0 种。 7．在101325Pa的压力下，I2在液态水与CCl4中的溶解已达到平衡(无固体I2存在)，此体 第五章相平衡 (Chapter 5 Phase Equilibrium) New Words and Expressions Phase diagrams 相图 Number of phase 相数 Number of substance 物种数 Number of components 组分数 Number of degree of freedom 自由度数 Phase rule 相律 Full miscible system 完全互溶体系 Partially miscible system 部分互溶体系 Full immiscible system 完全不互溶体系 Conjugate Solutions 共轭溶液 Lever rule 杠杆定律 Cooling curve 步冷曲线 Simple Eutectic 简单低共熔 congruent melting 同成分熔融 incongruent melting 异成分熔融 基本公式和内容提要 独立组分(Number of Components)：C＝S—R一R， 相律(The Phase Rule)：f+Φ＝C+n 相平衡是通过图形来描述多相平衡体系的宏观状态与温度、压力、组成的关系，具有重要的生产实践意义。 相律是多相平衡体系的一个重要规律，可由热力学基本原理推导而得，也可以从实践经验规律归纳而得，在相律指导下，本章讨论几种典型的相图(包括单组分、二组分体系)及其应用。 相变是一个连续的质的飞跃。相平衡时物质在各相中的化学势相等，相变时某些物理性质有突变。 几个基本概念 1．相(phase)：在体系内部宏观的物理性质和化学性质完全均匀的那一部称为相。相与相之间有明显的界面，常温常压下，任何气体都能均匀混合。体系内无论有多少种气体，都只有一个相。多组分液体视其互溶度大小，可以是一相、两相或三相共存。固体一般是一种固体一个相，但固态溶液是一个相。 2．组分(Number of Components ) 足以确定平衡体系中所有各相组成所需要的最少数目的独立物质数，称为独立组分数，简称组分数。用符号c表示。 组分数C和体系中的物种数S之间的关系为：C二S一R一R， 式中R为体系内各物种之间存在的独立的化学平衡的数目，R，为浓度限制条件数。体系中的物种数-与考虑问题的方法有关，但体系中的组分数与考虑问题的方法无关。 3．自由度(Degrees of Freedom) 保持相平衡体系中相的数目不变时，体系独立可变的强 第五章相平衡 一、选择题 1、下列体系中哪一个是均相体系：( ) (A)水雾和水蒸气混合在一起； (B)乳状液 (C)水和被水饱和的空气 (D)两种不同的金属形成的固熔体 2、克拉佩龙方程表明：( ) (A)两相平衡时的平衡压力随温度而变化的变化率 (B)任意状态下压力随温度的变化率 (C)它适用于任何物质的两相平衡 (D)以上说法都不对 3、压力升高时，单组分体系的熔点将如何变化：（） (A) 升高(B) 降低(C) 不变(D) 不一定 ４、对于下列平衡系统：①高温下水被分解； ②同①，同时通入一些H2(g) 和O2(g)；③H2 和O2同时溶于水中，其组元数K和自由度数f的值完全正确的是：（） (A) ①K = 1，f= 1 ②K = 2，f= 2 ③K = 3，f = 3 ； (B) ①K = 2，f= 2 ②K = 3，f= 3 ③K = 1，f = 1 (C) ①K = 3，f= 3 ②K = 1，f= 1 ③K = 2，f = 2 (D) ①K = 1，f= 2 ②K = 2，f= 3 ③K = 3，f = 3 ５、水可形成H2SO4·H2O(s)、H2SO4·2H2O(s)、H2SO4·4H2O(s)三种水合物,问在 101325 Pa 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、298 K 时，蔗糖水溶液与纯水达渗透平衡时，整个体系的组分数、相数、自由度为：（） (A) C= 2，φ= 2，f*= 1 (B) C= 2，φ = 2，f*= 2 (C) C= 2，φ= 1，f*= 2 (D) C= 2，φ = 1，f*= 3 ７、如右图所示， 当水处在三相点 平衡时，若系统发 生绝热膨胀，水的 相态将如何变 化？ ( ) (A)气相、固相消 失，全部变成液 态； (B)气相、液相消失，全部变成固态； (C)液相消失，固相、气相共存； (D)固相消失，液相、气相共存 8、对简单低共熔体系，在最低共熔点，当温度继续下 降时，体系存在( ) (A)一相 (B)二相 (C)一相或二相 (D)三相 9、已知纯A和纯B的饱和蒸气压p A*
第五章相平衡(10个)
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第五章 相平衡
第5章多相平衡
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