厦门大学物理化学多组分和相平衡习题及答案
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化学平衡课后习题一、是非题下列各题中的叙述是否正确?正确的在题后括号内画“√”,错误的画“⨯”。
1. 某一反应在定温、定压且无非体积功的条件下,当该反应的∆r G m <0时,则该反应能正向进行。
( )2. 如果某一化学反应的∆r H < 0,该反应的K 随着温度升高而减小。
()3. 对理想气体反应:0 = ∑B νB B ,在定温定压下当∑B νB >0时,随着惰性气体的加入而平衡向左移动。
()4. 对理想气体反应:0 = ∑B νB B ,在定温定压下当∑B νB >0时,随着惰性气体的加入而平衡向左移动。
(9. 如果某一化学反应的∆r H 不随温度变化,那么其∆r S 也不随温度变化,但是其∆r G 却与温度有关。
()5. 对于真实气体混合物的反应,该反应的标准平衡常数K 仅仅是温度的函数。
()二、选择题选择正确答案的编号,填在各题后的括号内:1. PCl 5的分解反应PCl 5(g) == PCl 3(g) + Cl 2(g) 在473 K 达到平衡时PCl 5(g) 有48.5%分解,在573 K 达到平衡时,有97 %分解,则此反应是( )(1)吸热反应; (2)放热反应;(3)反应的标准摩尔焓变为零的反应;(4)在这两个温度下标准平衡常数相等的反应。
2. 设反应a A(g ) == y Y(g) + z Z(g),在101.325 kPa 、300 K 下,A 的转化率是600 K 的2倍,而且在300 K 下系统压力为101 325 Pa 的转化率是2×101 325 Pa 的2 倍,故可推断该反应 ( )(1)标准平衡常数与温度,压力成反比;(2)是一个体积增加的吸热反应;(3)是一个体积增加的放热反应;(4)标准平衡常数与温度成正比,与压力成反比。
3.理想气体反应N 2O 5(g )== N 2O 4(g )+1/2O 2(g )的∆r H 为41.84kJ ⋅mol -1,∑=0)(,B C mp B ν。
相平衡练习题1. 在定压下,NaCl 晶体和蔗糖晶体与它们的饱和混合水溶液平衡共存时,独立组分数C 和条件自由度F ':答a ;(a) C =3, F '=1 (b) C =3, F '=2 (c) C =4, F '=2 (d) C =4, F '=3注意:如果上述题目改为:在定压下,NaCl 晶体和蔗糖晶体与它们的过饱和混合水溶液平衡共存时,相律还是否适用?2. 23Na CO 可形成三种水合盐,232232232Na CO H O, Na CO 7H O Na CO 10H O ⋅⋅⋅及,常压下将23Na CO (s)投入其水溶液中,待达三相平衡时,一相是23Na CO 水溶液,一相是23Na CO (s) ,则另一相是:答d ;(a )冰 (b )232Na CO 10H O(s)⋅ (c )232 Na CO 7H O (s)⋅ (d )232 Na CO H O (s)⋅3. 假设A 、B 二组分混合物可以形成理想液态混合物,则下列叙述中不正确的是: (a )A 、B 分子间的作用力很微弱 (b )A 、B 都遵守拉乌尔定律(c )液态混合物的蒸气压介于A 、B 的蒸气压之间(d )可以用重复蒸馏的方法使A 、B 完全分离。
答a4.自由度为零,意味着:答(c )(a )体系独立组分数C 等于相数 P (b )体系的状态不变(c )确定体系相平衡所需的最少强度变量数为零 (d )三相共存5.在一定压力下,在液态混合物中增加某组分后,液体的沸点下降,则该组分在气相中的相对含量( )它在平衡液相中的相对含量。
答aa.大于b. 小于c.等于d. 不确定6. BaCO 3(s)、BaO(s)、CO 2(g)三种物质处于化学平衡时,体系自由度F 是 答aa.0b.1c.2d.47.在一定压力下,某二组分系统能形成最低恒沸物,该恒沸物的组成(c )a.与系统组成有关b.与温度有关c.与压力有关,压力一定时为定值d.恒定不变,是化合物8. 在一定压力下,A 和B 能形成最低恒沸物C ,设恒沸物的组成为x ,则对组成为x B (x B >x)的混合物进行普通精馏,最后得到(c )a. A 和Bb. A 和Cc. B 和Cd.无法确定例1在101.325 kPa 下,A~B 系统的相图如图所示。
《物理化学》多组分练习题1. 273K ,2101.3kPa ⨯时,水的化学势比冰的化学势(a) 高 (b) 低 (c) 相等 (d) 不可比较答:b 。
∵B ,m m (/)(/)0T n T p G p V μ*∂∂=∂∂=>,又∵m m (s)()V V l **> 且 22(H O,,273K,)=(H O,s,273K, )l p p μμ,∴22(H O,s,273K,2)>(H O,,273K, 2)p l p μμ此外,常识告诉我们:增压可使冰变为水。
2.在恒温抽空的玻璃罩中封入液面相同的一杯糖水 (A) 和另一杯纯水 (B)。
经历若干时间后,两杯液面的高度将是(a) A 杯高于 B 杯 (b) A 杯等于 B 杯(c) A 杯低于 B 杯 (d) 视温度而定答:a 。
μ(纯水)μ>(糖水中水),也即纯水的饱和蒸气压p *大于糖水中水的蒸气压p ,以至于通过气相,水从 (B ) 杯向 (A ) 杯转移。
3.气体热力学标准态为(a )25℃、100kPa 状态 (b )273.15K 、101325Pa 、理想气体状态(c )100kPa 、纯理想气体状态 (d )25℃、100kPa 纯理想气体状态答:c 。
对于气体,无论是理想气体还是实际气体,其标准态均为T 、p 条件下具有理想气体行为的纯气体4.今有298K ,p 的N 2气[状态Ⅰ]和323K ,p 的N 2气[状态Ⅱ]各一瓶,问哪瓶N 2气的化学势大?(a)(I)(II)μμ> (b)(I)(II)μμ< (c)(I)(II)μμ= (d) 不可比较答:a 。
对于纯物质,B ,m m (/)(/)0p n p T G T S μ*∂∂=∂∂=-<5. 对于理想液体混合物,下列偏微商小于零的是(a )mix m [()/] p A T ∂∆∂ (b )mix m [()/]p S T ∂∆∂(c )mix m [()/]p G T ∂∆∂ (d )mix m [()/]T G p ∂∆∂答:a 、c 。
物理化学习题(相平衡)一.选择1.在α、β两相中均有A和B两种物质,达到相平衡时,下列各式正确的是(1)。
(1)μαB=μβB(2)μαA=μβA(3)μαB=μαA(4)μαB=μβA2.组分B从α相扩散到β相中,则下列说法中正确的是(4)。
(1)总是从浓度高的相扩散到浓度低的相(2)平衡时两相的浓度相等(3)总是从浓度低的相扩散到浓度高的相(4)总是从高化学势移向低化学势3. 室温下氨基甲酸铵分解反应为 NH2CO2NH4(s)====2NH3(g)+CO2 (g)若在300K时向系统中加入一定量的氨基甲酸铵固体,则此系统的物种数S和组分数C应为(3)。
(1)1,1(2)3,2(3)3,1(4)3,34.将克拉贝龙方程应用于水的液固两相,随压力的增长,水的凝固点将(2)。
(1)上升(2)下降(3)不变(4)无法判断5.在一定温度下,在水和CCl4组成的互不相溶的系统中,向水层中加入1:1的KI和I2,此系统的自由度是(2)。
(1)1(2)2(3)3(4)46.对于二组分系统,能平衡共存的最多相数为(4)。
(1)1(2)2(3)3(4)47.对于恒沸混合物,下列说法中错误的是(4)。
(1)不具有确定的组成(2)平衡时气相和液相组成相同(3)其沸点随外压的改变而改变(4)与化合物一样具有确定的组成二.填空1.在水的平衡相图中。
线是水的蒸发曲线,线是冰的升华曲线,线是冰的融化曲线,点是水的三相点。
.2.将过量NH4HCO3(s)放入密闭真空容器内,50℃时,按NH4HCO3(s)按下式进行分解:NH4HCO3(s)=NH3(g)+CO2(g)+H2O(g)。
达平衡后则该体系的相数P= ,独立组分数C= ,自由度数F= 。
(2,1,0)3.(2)最合适的组成应配成w(联苯醚)=0.78,这一组成具有最低共熔点12℃,其凝固点最低,所以不至于因为凝固而堵塞管道。
4. 求下列系统③从X B=0.5开始蒸馏,馏出物或残留物分别是什么?(1)T M,T N,(2)所处的T,p及气液相组成y B、x B,达两相平衡气液相的相对量不同,(3)0。
物理化学第五章相平衡练习题及答案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,但独⽴组分数就是⼀个确定的数。
2.单组分系统的物种数⼀定等于1。
3.⾃由度就就是可以独⽴变化的变量。
4.相图中的点都就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就是否就是理想液体混合物。
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- 体系的组分数就是:(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。
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=32. 2 分 (2398) 将 N 2, H2, NH 3三种气体充进 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NH 3气,待其平衡后(A) 3, 2,1(B) 3, 2,2(C) 2,2,1(D)3,3, 23. 2 分 (2562) 在 373. 15K 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. 15K , 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) 3/44. 2 分 (2403)将 AlCl 3溶于水中全部水解,此体系的组分数 C 是:(A) 1(B)2(C) 3(D) 45. 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 =06. 2分 (2436)CuSO 4与水可生成CuSO4 H2 O, CuSO4 3H 2O, 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) 48. 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) 59. 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40kPa 和46. 65 kPa,在此压力下, A 和 B 形成完全互溶的二元溶液。
物理化学考试题库及答案第五章相平衡练习题一、判断题:1.1.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:O、K+、Na+、Cl- 、I- 体系的组分数是:1.H2(A) K = 3 ;(B) K = 5 ;(C) K = 4 ; (D) K = 2 。
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)(A)可使体系对环境做有用功;(B)(B)可使环境对体系做有用功;(C)(C)不能做有用功;(D) 不能判定。
物理化学测验〔四〕一、选择题。
在题后括号内,填上正确答案代号。
1、硫酸与水可形成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?( )(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。
2、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中参加少量的A,系统蒸气压力增大,那么此系统为:( )。
(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。
3、设反响a A(g ) == y Y(g) + z Z(g),在101.325 kPa、300 K下,A的转化率是600 K的2倍,而且在300 K下系统压力为101 325 Pa的转化率是2×101 325 Pa的2 倍,故可推断该反响〔〕。
〔1〕平衡常数与温度,压力成反比;〔2〕是一个体积增加的吸热反响;〔3〕是一个体积增加的放热反响;〔4〕平衡常数与温度成在正比,与压力成反比。
4、某反响A(s) == Y(g) + Z(g)的D r G与温度的关系为D r G= (-45 000+110 T/K) J ·mol -1,在标准压力下, 要防止该反响发生,温度必须:( ) 。
(1) 高于136 ℃;(2) 低于184 ℃;(3) 高于184 ℃;(4) 低于136 ℃;(5) 高于136 ℃而低于184 ℃。
5、将固体NH4HCO3(s) 放入真空容器中,等温在400 K,NH4HCO3按下式分解并到达平衡:NH4HCO3(s) === NH3(g) + H2O(g) + CO2(g)系统的组分数C和自由度数ƒ为:( )。
(1)C=2,ƒ=1;(2)C=2,ƒ=2;(3)C=1,ƒ=0;(4)C=3,ƒ=2。
6、等温反响①CH4(g) == C(s) + 2H2(g)②CO(g) + 2H2(g) == CH3OH(g)假设提高系统总压力,那么平衡移动方向为〔〕。
物理化学《相平衡》习题及答案选择题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。
8.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:B9.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:D10.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。
作业55-1指出下列平衡体系中的物种数,组分数,相数和自由度数。
(1)CaSO4的饱和水溶液【解答】S=2, C=2, Φ=2, f=C-Φ+2=2(2)5 g氨气通入1 dm3水中,在常温常压下与蒸汽平衡共存【解答】S=3(NH3,H2O,NH4OH),C=2,Φ=2, f=2(虽为常温常压,但并没有确定值。
)(3)Na+,Cl-,K+,NO3-,H2O(l)达平衡【解答】S=5,C=4(有一个电中性条件),Φ=1,f=5(4)NaCl(s),KCl(s), NaNO3(s)与KNO3(s)的混合物与水平衡【解答】S=5,C=5,Φ=5,f=C-Φ+2=2。
(本题若同时考虑离子种类数,则S=9,但由于同时存在四个电离子方程式,因此C=5)5-2在水、苯、苯甲酸体系中,若任意指定下列事项,则体系中最多可能有几个相?并各举一例说明之。
(1)指定温度;【解答】S=3,C=3,f=C-Φ+1=4-Φ,Φ=4(温度指定)max如H2O(l),C6H6(l),C6H5COOH(s),气相。
(2)指定温度与水中苯甲酸的浓度;【解答】Φ=3,H2O(l),C6H6(l),气相。
依题意,当指定水中苯甲max酸的浓度后,苯相中苯甲酸浓度也随之而定,同时,固相消失。
(3)指定温度、压力与苯中苯甲酸的浓度。
【解答】Φ=2,即液相,气相。
max5-4 试求下述体系的自由度并指出变量是什么? (1)在p θ压力下,液体水与水蒸汽达平衡; 【解答】C=1,Φ=2,f=0(无变量) (2)液体水与水蒸汽达平衡;【解答】C=1,Φ=2,f=1(温度或压力)(3)25℃和p θ压力下,固体NaCl 与其水溶液成平衡; 【解答】C=2,Φ=2,f=0(4)固态NH 4HS 与任意比例的H 2S 及NH 3的气体混合物达化学平衡;【解答】C=2,Φ=2,f=2 (5)I 2(s)与I 2(g)成平衡。
【解答】C=1,Φ=2,f=15-6 已知苯胺的正常沸点为185℃,请依据Truton 规则求算苯胺在2666 Pa 时的沸点。
【解答】1111(40.3172.)(44( 2.92)273.15185)88..40.32.1013254032011ln ()26668.314458341kJ H K J K mol kJ m mo l K o T K l K T −−−∆=+⨯=⎛⎫=− ⎪⎝⎭=若为则为5-10 实验测得固体和液体苯在熔点附近的蒸气压如下两式表示:ln 16.0405319.2/ln 11.7024110.4/s l p K T p p K T p θθ⎛⎫=− ⎪⎝⎭⎛⎫=− ⎪⎝⎭已知1 mol 液体苯的体积比固体苯大0.0094 dm 3。
(1)试计算苯的三相点的温度和压力; 【解答】三相点:s l p p =,则有5319.24110.416.04011.702 278.65, 4.803tr K KT TT K p kPa−=−==解得 (2)求苯(固体)的摩尔融化熵; 【解答】()1111111116.0408.314..11.7028.314..8.31416.04011.702..36.08..sub vap fus sub vap S J K mol S J K mol S S S J K mol J K mol −−−−−−−−∆=⨯∆=⨯∆=∆−∆=⨯−=(3)计算压力增加到101.325kPa 时,熔点变化为多少? 【解答】113163521118.314(5319.24110.4).10050..0.009410278.65.100500.26110(1013254800)0.02520.009410ln ln(1)(1013254800)9.028********(1.0H J mol J mol T V T K Pa p H T K T T T T T T −−−−−−−∆=⨯−=∆∆⨯⨯==∆∆∆=⨯⨯−=∆⨯=+=⨯−=⨯∆=⨯若精确计算,则应为:00091)0.0252K −=可见,二者是一致的。
5-11 根据碳的相图,回答下列问题:(1)点O 及曲线OA,OB 和OC 具有什么含义?【解答】O 点:三相点。
此时,C (石墨)——C (金刚石)——C(l)三相共存。
OA 线:C (石墨)——C (金刚石)两相平衡线 OB 线:C (石墨)——C (l )两相平衡线 OC 线:C (金刚石)——C (l )两相平衡线(2)试讨论在常温常压下石墨与金刚石的稳定性; 【解答】常温常压下,石墨是稳定相。
(3)2000K 时,将石墨变为金刚石需要多大压力?【解答】在OA 线上,与2000 K 对应的压力大约为4810p θ⨯。
(4)在任意给定的温度和压力下,金刚石与石墨哪个具有较高的密度?【解答】OA 线的斜率 ()C C →金刚石(石墨)0, 0,0, dp HH dT T VV ρρ∆=>∆>∆∆>>金刚石石墨因此, 说明:在常温常压下,()C C →金刚石(石墨)的 0H ∆<,但此时我们无法从图上获知dpdT的符号,因此OA 先并没有延伸到常温、常压处;而在高温高压区,在恒压下升高温度,则石墨稳定。
可见,()C C →金刚石(石墨)是吸热的,即 0H ∆>。
5-12 已知甲苯、苯在90℃下纯液体的饱和蒸气压分别为54.22kPa 和136.12kPa 。
两者可形成理想液态混合物。
取200.0 g 甲苯和200.0 g 苯置于带活塞的导热容器中,始态为一定压力下90℃的液态混合物。
在恒温90℃下逐渐降低压力,问:(x 、y 指定问题是液气相;苯甲苯) (1)压力将到多少时,开始产生气相,此气相的组成如何? 【解答】()92.192.1===0.54178.10+92.1170.2136.120.54154.220.45998.66136.120.542==0.748=0.25298.66x p kPa kPa y y =⨯+⨯=⨯苯苯甲苯当第一个气泡刚产生时,可视为液相组成与初始相同。
因此:,(2)压力将到多少时,液相开始消失,最后一滴液相的组成如何? 【解答】()..,...=.54.220.541=.0.469136.120.4590.319,0.68154.220.681136.120.31980.32y p p x y p p x y p x y p x x p y x p y x x p kPa kPa******==⎛⎫=⨯= ⎪ ⎪⎝⎭∴===⨯+⨯=苯苯苯甲苯甲苯苯苯苯苯甲苯甲苯苯苯甲苯苯苯苯甲苯苯甲苯当液相消失时,气相组成等于液相初始组成。
(1-)(1-)1-(3)压力为92.00 kPa 时,体系内气、液两相平衡,两相的组成如何?两相的物质的量各为多少? 【解答】92.0054.22(136.1254.22)0.461136.120.461,0.683920.539,0.317200200 4.73778.192.1(0.5410.461)()(0.6830.541)3.03, 1.71l l l g x x y x y n mol moln n n n mol n mol=+−⨯⨯===∴==⎛⎫=+= ⎪⎝⎭⨯−=−⨯−==苯苯苯甲苯甲苯总总作业65-14 某有机物与水不互溶,在标准压力下用水蒸汽蒸馏时,于90℃沸腾,馏出物中水的质量分数为24.0%,已知90℃时水的蒸气压为70.13kPa ,请估算该有机物的摩尔质量。
【解答】21176101325701302470130760.01870130.0.128.2431195H O M M M kg mol kg mol −−−=⨯⨯⨯==⨯有机有机5-15 酚-水体系在60℃时分成A 和B 两液相,A 相含酚的质量分数为0.168,B 相含水的质量分数为0.449.(1)如果体系含90g 水和60g 酚,试求A ,B 两相的质量各位多少? 【解答】水的质量分数2H O y 为[]2900.60150(10.168)0.60(150)(0.600.449)59.1 90.9H O A A A B y W g W W g W g==⨯−−=−−== (2)如果要使含酚的质量分数为0.800的溶液100g 变混浊,最少应该向体系中加入多少水?【解答】0.551(100/)80.0 45.2x g x g ⨯+==(3)欲使(2)中变混浊的体系恰好刚刚变清,必须向体系中加入多少水?【解答】()110.16810045.2/80.0 331x g x g ⨯++==5-16 热分析方法测得Ca ,Mg 二组分体系有如下数据:W Ca 0 0.1 0.19 0.46 0.55 0.65 0.79 0.90 1.00转折点温度T 1/K / 883 787 973 994 923 739 1028 / 水平线的温度T 2/K 924 787 787 787 994 739 739 739 1116(1)根据以上数据画出相图,在图上标出各相区的相态;(2)若相图中有化合物生成时,写出化合物的分子式(相对原子量Ca :40,Mg :24); 【解答】400.554024Ca A W A B ⨯==⨯+⨯(3)将含Ca 为0.40(质量分数)的混合物700g 加热熔化后,再冷却至787K 时,最多能得纯化合物若干克? 【解答】(5540)(700)(4019) 408m g m m g −=−−=341.364, 4,3BB A ACa Mg ===分子式为5-17 NaCl-H2O所组成的二组分体系在-21℃时有一个低共熔点,此时冰、NaCl.2H2O(s)和浓度为W=0.223的NaCl水溶液平衡共存。
在-9℃时,不稳定化合物NaCl.2H2O分解,生成无水NaCl和W=0.27的NaCl 溶液。
已知无水氯化钠在水中的溶解度受温度的影响很小,当温度升高时,略有增加。
(1)根据以上条件绘出NaCl-H2O系统的固液平衡相图,并标出各部分存在的相。
(2)若以冰盐水作制冷剂,能获得的最低温度是多少?【解答】最低共熔点为-21℃,因此,能获得的最低温度为-21℃。
(3)若需要-10℃的冰盐水,应配制的NaCl水溶液的浓度为多少?【解答】将H2O的冰点下降曲线视为直线,则有0.223100.106⨯=21即应配制约10%的NaCl水溶液,当溶液与冰共存时,可获得-10℃的恒温温度。
(4)为了将含2.5%的NaCl 的海水淡化,先将海水降温,使冰析出,将冰融化而获得淡水。
问冷到什么温度时获得的淡水最多? 【解答】从相图可见,当冷至接近-21℃时,析出的固相(冰)最多(从杠杆规则可计算)(5)若有100g W=0.28的NaCl 溶液由160℃冷却,问当温度降到多少度时析出的NaCl 最多,为多少克?【解答】当温度降到接近-9℃时,析出NaCl 最多 W×0.72=(100-W) ×0.01 W=1.37g 5-19 Bi-Zn 相图如图所示,由相图说明: (1)各相区存在的相态;【解答】Ⅰ:l Ⅱ:l 1+l 2 Ⅲ:Zn+l 2 Ⅳ:Bi+l 1 Ⅴ:Zn+l 1 Ⅵ:Zn+Bi (2)527K 时,固相Bi 与13% Zn 的熔液达平衡,若以纯固态Bi 以标准态,计算熔液中Bi 的活度; 【解答】以纯固态为标准态()()()()****()ln 1()ln , ()()1ll s s RT a a l l RT a s l s l a μμμμμμμμ=+==+===故(3)750K 时,35% Zn 与86% Zn 的熔液达平衡,若以纯固态Bi 以标准态,两种熔液中Bi 的活度应有什么关系? 【解答】**1212()ln ()ln l RT a l RT a a a μμ+=+=5-20 在863K 和4.4×106 Pa 时,固态红磷、液态磷和磷蒸汽处于平衡;在923K 和1.0×107 Pa 时液态磷、固态黑磷和固态红磷处于平衡;已知黑磷、红磷和液态磷的密度分别为 2.70×103,2.34×103,1.81×103 kg.m -3;且由黑磷转化为红磷时吸热。