物化B(相平衡)

选择题1. 二元恒沸混合物的组成(A）固定(B) 随温度而变(C) 随压力而变(D) 无法判断答案：C2. 一单相体系, 如果有3种物质混合组成, 它们不发生化学反应, 则描述该系统状态的独立变量数应为(A) 3个(B) 4个(C) 5个(D) 6个答案：B。

F＝C－P＋2＝3－1＋2＝43．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答案：D。

F＝2－P＋2＝4－P，F不能为负值，最小为零。

当F＝0时P＝4。

4．正常沸点时，液体蒸发为气体的过程中(A) ΔS=0 (B) ΔG=0 (C) ΔH=0 (D) ΔU=0 答案：B。

此为可逆过程故ΔG＝0。

5. 以下各系统中属单相的是(A) 极细的斜方硫和单斜硫混合物(B) 漂白粉(C) 大小不一的一堆单斜硫碎粒(D) 墨汁答案：C。

6. NaCl(s), NaCl水溶液及水蒸汽平衡共存时, 系统的自由度(A) F=0 (B) F=1 (C) F=2(D) F=3 答案：B。

F=C-P+2，C＝2，P＝3，故F=2-3+2=1。

7. 如果只考虑温度和压力的影响, 纯物质最多可共存的相有(A) P=1 (B) P=2 (C) P=3(D) P=4答案：C。

F=C－P＋2＝1－P＋2＝3－P，当F最小为零时P=3。

7. 对于相律, 下面的陈述中正确的是(A) 相律不适用于有化学反应的多相系统(B) 影响相平衡的只有强度因素(C) 自由度为零意味着系统的状态不变(D) 平衡的各相中, 系统包含的每种物质都不缺少时相律才正确答案：B8. 关于三相点, 下面的说法中正确的是(A) 纯物质和多组分系统均有三相点(B) 三相点就是三条两相平衡线的交点(C) 三相点的温度可随压力改变(D) 三相点是纯物质的三个相平衡共存时的温度和压力所决定的相点答案：D9. 用相律和Clapeyron 方程分析常压下水的相图所得出的下述结论中不正确的是(A) 在每条曲线上, 自由度F=1 (B) 在每个单相区, 自由度F=2(C) 在水的凝固点曲线上, ΔHm(相变)和ΔVm的正负号相反(D) 在水的沸点曲线上任一点, 压力随温度的变化率都小于零答案：D10. 二组分系统的最大自由度是(A) F=1 (B) F=2 (C) F=3 (D) F=4答案：C。

物理化学练习（相平衡）答案一、选择题1. 2408[答] (A) 恒沸混合物与化合物不同，没有确定的组成。

只在压力恒定时，其组成才一定，即恒沸混合物的沸点随外压而改变。

2. 2399[答] (A) C= C- R - R' = 5 - 2 - 0 = 33. 2562[答] (B) 4. 2635答：（C）（2分）5. 2404[答] (B) C= S - R - R' = 3 - 0 - 0 = 3f= C- Φ+ 1 = 3 - 2 + 1 = 26. 2644答：（B）（2分）7. 2401[答] (C)CH3COOH + C2H5OH = CH3COOC2H5+ H2OC= S - R - R' = 4 - 1 - 1 = 2f = C+ 2 - Φ= 2 + 2 - 2 = 28. 2329答：(C) （2分）9. 2552答：（D）（2分）根据水的相图，欲使水在K15.373时稳定存在，水的蒸气压必须大于它在该温度下的平衡蒸气压kPa325.101。

10. 2396[答] (C)S = 5 , R = 3 , R' = 0,C= 5 - 3 = 2f*= 2 -Φ+ 1 = 0, 最大的Φ= 3 , 除去硫酸水溶液与冰还可有一种硫酸水含物与之共存。

11. 2739答：（C）（2分）12. 2481[答] (A) 是错误的。

13. 2551答：（C）（2分）Φ21122气相区：f C=-+=-+=Φ21221气液共存区：f C=-+=-+=Φ01100（各物质在临界点时T p,有定临界点：f C**=-+=-+=植）14. 2394[答] (C) S = 6 , R = 4 , R' = 0,C= 6 - 4 - 0 = 2f* = 2 -Φ+ 1 = 3 -Φ= 0 , Φ= 315. 2435[答] (B) (2分)因为等温下,f*=2-Φ+1 Φ最多为3所以，除水蒸汽相外,最多可有两种水合盐16. 2398[答] (A)(1) 入塔前，物种数S = 3 ，独立组与数C= 3(2) 已达平衡C= S - R - R' = 3 - 1 - 0 = 2(3) 只充 NH3气入塔并达平衡C= S - R - R' = 3 - 1 - 1 = 1因 2NH3 N2+ 3H2R = 1又 [H2] = 3[N2] R' = 117. 2613[答] (1) (C) (1分)(2) (D)(1分)18. 2640答：（B）（2分）=-+-=-+-=2122211f CΦ二、计算题19. 2493[答] (1) 在三相点时，p s= p l , 即11.986 -1360 K/T = 9.729 -874 K/T解得三相点，T= 215.3K (2分)由lg[p$(三相点)/Pa]= 11.986 –1360 K/T= 5.6692 (2分)三相点的压力：p(三相点) = 4.70×105 Pa (1得 CO2分)(2) 由蒸气压方程lg(p$/Pa) = 常数- ΔH/(2.303 RT) (1分)得Δsub Hm= 2.303×8.314×1360 J·mol-1= 26 040 J·mol-1 (1分)Δvap Hm= 2.303×8.314×874 J·mol-1 = 16 740 J·mol-1 (1分)Δfus Hm= ΔsubHm-ΔvapHm= 9300 J·mol-1 (1分)Δfus Sm= ΔfusHm/T = 9300 J·mol-1/ 215.3 K= 43.2 J·K-1·mol-1 (1分)20. 2598[答] (1) a.不稳定化合物Na Cl·2H2O中NaCl的质量分数为mNaCl /(m NaCl +OH2m) = 0.619b.-21℃有三相平衡线 (冰，不稳定化合物和 22.3% NaCl水溶液平衡共存) c. -9℃时有三相线 (无水 NaCl，不稳定化合物和 27% NaCl水溶液) 绘制相图如下，各区相态为：1. l；2. sOH2+l； 3. l+sOH2Nacl2； 4. l+ sNaCl； 5. sOH2+sOH2Nacl2⋅；6. sOH2Nacl2⋅+sNaCl(5分)(2) 1000 g 28% 的 NaCl 溶液冷却到 -10℃最多可析出NaCl为w NaCl克w l(28-27) = w NaCl(100-28) w l= 1000 g - w NaClwNaCl= 13.7 g (4分)(3) -21℃(1分)21. 2597[答] (1) 各区域相态如下：1 . l (熔液)2 . l + sA 3 . l + sC(C 为不稳定化合物)4 . l + s B5 . s A + s C6 . s C + s B (3分)EF 、GH 线上：f *= C + 1 -Φ = 2 + 1 -Φ= 0 CD 线上：f *= C + 1 -Φ= 1 + 1 - 1 = 1 (2分)(2) 低共熔温度时，μs A (T ,p ) =μl A (T ,p )，d μs A = d μl A -S s s A ,m d T =-S l A d T + RT dln a A (1)(Δfus S m /RT )d T = dln a A(Δfus H m /RT 2)d T = dln a A ΔH (T ) =ΔH (610 K) +T C T T p d 21⎰∆= 15 250 + 5T (2)T 1= 610 K ，T 2= T 将 (2) 式代入 (1) 式并积分得 a A = 0.4979 ，γA = a A /x A = 0.83 (5分) 22. 2673[答] (1) M (H 2O)=0.018 kg ·mol -1；M (Li 2SO 4)=0.110 kg ·mol -1 w (H 2O)=(0.018 kg ·mol -1)/[(0.110 kg ·mol -1)+(0.018 kg ·mol -1)] =0.141=14.1 %所以水合盐为：Li2SO4·H2O (1分)同理：W[(NH4)2SO4]=(0.132 kg·mol-1)/[(0.132 kg·mol-1)+(0.018kg·mol-1)=54.5 %所以复盐为：(NH4)2SO4·Li2SO4(1分)(2) 各区存在的相：①为不饱和溶液的单相区；②为s1与其饱和溶液的两相区；③为s1, s1·s2和组成为F的饱和溶液的三相共存；④为s1·s2与其饱和溶液的两相区；⑤为s1·s2, s2·H2O和其饱和溶液E三相共存；⑥为s2·H2O与其饱和溶液两相共存;⑦为s1·s2, s2, s2·H2O三固相共存区。

物理化学（第五版）公式总结傅献彩版专业：化学姓名：XXX学号：XXX物化公式总结第五章 相平衡一、主要概念组分数，自由度，相图，相点，露点，泡点，共熔点，(连)结线，三相线，步冷(冷却)曲线，低共熔混合物(固相完全不互溶)二、重要定律与公式本章主要要求掌握相律的使用条件和应用，单组分和双组分系统的各类典型相图特征、绘制方法和应用，利用杠杆规则进行有关计算。

1、相律： F = C - P + n , 其中： C=S-R-R’ (1) 强度因素T ，p 可变时n =2 (2) 对单组分系统：C =1, F =3-P(3) 对双组分系统：C =2，F =4-P ；应用于平面相图时恒温或恒压，F =3-P 。

Clapeyron 方程（任何纯物质的两相平衡）：m vap m vap V T H dT dp ∆∆=（气-液），mfus mfus V T H dT dp ∆∆=（液-固）Clausius -Clapeyron 方程:2ln RT H dT p d mvap ∆=(Δvap H 与T 无关，气体参与，V 凝聚相体积忽略)2、相图(1)相图：相态与T ，p ，x 的关系图，通常将有关的相变点联结而成。

(2)实验方法：实验主要是测定系统的相变点。

常用如下四种方法得到。

对于气液平衡系统，常用方法蒸气压法和沸点法； 液固(凝聚)系统，通常用热分析法和溶解度法。

3、单组分系统的典型相图对于单组分系统C =1，F =C -P +2=3-P 。

当相数P =1时，自由度数F =2最大，即为双变量系统，通常绘制蒸气压-温度(p-T )相图，见下图。

pT lBC AOsgC 'pTlBCA Os gFGD单斜硫pT液体硫BCAO正交硫硫蒸气(a) 正常相图 (b) 水的相图 (c) 硫的相图图6-1 常见的单组分系统相图B Apx B (y B )B Apx B (y B)BApx B (y B )(a) 理想混合物 (b) 最大负偏差的混合物 (c) 最大正偏差的混合物图6-2 二组分系统恒温下的典型气液p -x 相图BAtx B (y B )BAtx B (y B)BAtx B (y B )(a) 理想或偏差不大的混合物 (b) 具有最高恒沸点(大负偏差) (c) 具有最低恒沸点(大正偏差)BAtxBBAtx B DCGFOgg + l g + ll 1 + l 2p = 常数lBAtx B (y B )(d) 有最高会溶点的部分互溶系统 (e)有最高和最低会溶点的部分互溶系统 (f) 沸点与会溶点分离x B (y B )BAtx B (y B )BAtBAtx B (y B )(g) 液相部分互溶的典型系统 (h)液相有转沸点的部分互溶系统 (i) 液相完全不互溶的系统图6-3 二组分系统恒压下的典型气液相图(2)液-固系统相图： 通常忽略压力的影响而只考虑t -x 图。

复旦物理化学1000题相平衡72
摘要：
一、引言
二、相平衡的定义和基本原理
三、相平衡的应用领域
四、相平衡在化学反应中的作用
五、相平衡对环境和经济的影响
六、结论
正文：
一、引言
相平衡是物理化学中的一个重要概念，涉及气相、液相和固相之间的相互转化。

在自然界和人类活动中，相平衡现象普遍存在，理解和掌握相平衡对于解决实际问题具有重要意义。

二、相平衡的定义和基本原理
相平衡是指在一定温度和压力下，多相体系中各相的组成和分布保持不变的状态。

相平衡的基本原理是热力学第二定律，即熵增原理。

在相平衡状态下，各相的熵值达到最大，且各相之间的化学势相等。

三、相平衡的应用领域
相平衡在许多领域有广泛应用，如地质学、材料科学、环境科学和化工等。

在地质学中，相平衡研究有助于揭示岩石相变、成矿作用等地质过程。

在材料科学中，相平衡原理可用于研究材料的制备、性能和稳定性等。

四、相平衡在化学反应中的作用
相平衡在化学反应中起关键作用。

在相平衡状态下，化学反应可以进行到最大限度，反应速率最大。

同时，相平衡也决定了化学反应的方向和限度。

五、相平衡对环境和经济的影响
相平衡现象对环境和经济发展具有重要影响。

例如，地球大气中的温室气体增加导致气候变暖，进而影响农业、水资源和生态系统。

此外，相平衡原理在石油、天然气和矿产资源开发中也有重要作用。

六、结论
相平衡是物理化学中的基本概念，具有广泛的应用价值。

物理化学相平衡习题第五章相平衡物化试卷（⼀）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= 32．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= 23. 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=44. 某⼀⽔溶液中有 n种溶质，其摩尔分数分别是x1,x2,...,xn,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 pw,溶液⾯上外压为 ps，则该体系的⾃由度数为：(A) f=n (B) f=n+1 (C) f=n+2 (D) f=n+35. 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) 46. 在 101 325 Pa 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*= 37. 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) 38. 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9. 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=310. 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11. 某⼀物质 X在三相点时的温度是20℃,压⼒是2个标准⼤⽓压。