相平衡化学平衡补充练习题

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第4章相平衡一、填空题1.碳酸钠和水可形成三种化合物:Na2CO3.H2O(s), Na2CO3.7H2O(s), Na2CO3.10H2O(s)。

在100kPa下,能与碳酸钠水溶液、冰平衡共存的含水盐有种,这种(或这些)含水盐是。

(1, Na2CO3.10H2O(s))2.碳在高温下还原氧化锌达到平衡后,体系中有ZnO(s),C(s),Zn(g),CO(g)和CO2(g)五种物质存在,已知存在如下两个独立的化学反应:ZnO(s)+C(s)=Zn(g)+CO(g)2CO(g)=CO2(g)+C(s)则Zn(g),CO(g)和CO2(g)的平衡压力P Zn(g),P CO(g)和P CO2(g)之间的关系为,组分数,相数,自由度数,举出独立变量如下。

(P Zn(g)=P CO(g)+2P CO2(g),C=2, P=3, f=1)3.将固体NH4Cl(s)放入真空容器中,在某温度下达到分解平衡时NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)体系的组分数为,相数为,自由度数为。

(1,2,0)4.盐AB(s)与H2O可以形成以下几种稳定水合物: AB.H2O(s),2AB.5H2O(s),2AB.7H2O(s)和AB.6H2O(s),这个盐水体系的组分数为( ),有( )个低共熔点,最多可有( )相同时共存。

(2, 5,3)5.有完全互溶的双液系统A-B的沸点-组成图如下:(1) 当深度为X1的溶液在封闭系统中恒压加热是,溶液的泡点(开始沸腾)的温度为,露点(液相完全消失)的温度为。

(2)指出:当系统分别处于Q点和Q’点所示的状态时,系统的状态的相同之处是,不同之处是。

(3) M点的自由度数f= 。

((1) T M, T N; (2) 所处的T,P相同;气液两相的组成y B,x B不相同;达两相平衡时,汽液相的相对量不同;(3) f=1)6.有理想气体反应:A(g) +2B(g) → C(g)在等温和总压不变的条件下进行,若原料气体中A与B的物质的量之比为1:2,达平衡时系统的组分数C=,自由度数f=。

当温度一定时,增大压力则k0(填增大、减小或不变),平衡将移动(填向左、向右或不)。

7.含有K2SO4和NaNO3的水溶液,其组分数C= ; 若在温度和压力一定的条件下,此系统最多能有相共存。

8.在密闭容器中,NaCl的饱和溶液与其水蒸汽呈平衡,并且存在着从溶液中析出的细小NaCl晶体,则该系统中的组分数C= , 相数P= , 自由度数F= 。

9.在右图所示的水的平衡相图中,线是水的蒸发曲线;P线是冰的升华曲线; 线是冰的熔化曲线; 点是水的三相点。

10.饱和蒸气压不同的两种液体形成理想液态混合物成气-液平衡时,易挥发组分在气相中的相对含量 (大于、等于、小于)它在液相中的相对含量。

11.在101.325 kPa 外压下,水的沸点为100℃, 氯苯的沸点为130℃。

水和氯苯组成的完全不互溶系统的共沸点一定 100℃、 130℃。

(填大于、等于、小于) 12.液相完全互溶的二组分系统气-液平衡相图其蒸气压-组成曲线上若出现最高点,该点的气相组成为y B ,液相组成为x B ,则y B x B 。

(填大于、等于、小于)填空题参考答案1, Na 2CO 3.10H 2O(s) 2. P Zn(g)=P CO(g)+2P CO2(g),C=2, P=3, f=1,T 或P 3. 1,2,0 4. 2, 5,3 5 (1) T M, T N ; (2) 所处的T ,P 相同;及气液两相的组成y B ,x B 相同;达两相平衡时,汽液相的相对量不同;(3) f=1 6.( C=1; f=0; 不变; 向右) 7. (3,3) 8. (2,3,1) 9.OC ,OB ,OA ,O 10. (大于) 11 (小于) 12 . (等于)二、选择题1.一定温度下,二元理想溶液中若纯B 的饱和蒸汽压大于纯A 的饱和蒸汽(P B 0>P A 0),则当X B 增大气液两相达平衡时,系统压力A . 不变B 。

减小C .增大D 。

不一定2.组分A 与组分B 形成完全互溶系统,在一定温度下,若纯B 的饱和蒸汽压大于纯A 的饱和蒸汽压(P B 0>P A 0),当此组分构成的混合液,处于气液平衡时 A . y B >x B B 。

y B <x BC . y B =x BD 。

都有可能3. 在一定温度下,在水和CCl 4组成的互不相溶的系统中,向水层中加入1:1的KI 和I 2,此系统的自由度数是A. 1B. 2C. 3D. 4 4. 室温下氨基甲酸铵分解反应为若在300 KNH 2CO 2NH 4固体,则此系统的物种数S 和组分数C 应为A. S=1, C=1B. S=3, C=2C. S=3, C=1D. S=3, C=35. 将1 mol N 2和 1 mol O 2 放在一密闭的容器中,发生了如下的气相反应N 2+O 2=2NO ,则此系统的组分数和自由度数为A. C=1, F=2B. C=2, F=3C. C=3, F=4D. C=1, F=16. 将克拉贝龙方程用于H 2O(l)和H 2O(S)两相平衡,随着压力的增长,H 2O 的凝固点将:A. 上升B. 下降C. 不变D. 无法判断 7.当克拉贝龙方程用于纯物质两相平衡时,下列说法哪个正确:A.p 不随温度而变化B.p 随温度的升高而降低2NH 3(g)+CO 2(g)224C. p 随温度的升高而升高D. p 随温度的升高可降低可升高8.由A 、B 二组分组成一理想液态混合物。

若P A * < P B *,则系统总蒸气压P 总有A. P 总> P A *B. P 总< P A *C. P 总= P A * + P B *D. P A * < P 总< P B * 9.对于二组分系统能平衡共存的最多相数为A. 1B. 2C. 3D. 410. 由2 mol A 和2 mol B 形成理想液态混合物,P A * = 90 kPa, P B * = 30 kPa 。

则气相摩尔分数之比y A :y B 为A. 3:1B. 4:1C. 6:1D. 8:1 11. 在二组分固-液相图(右图)中,当系统从 物系点P 冷却到点L 时,系统将出现A. A(s)、E(l)、C(s)三相共存B. B(s)、D(l)、C(s)三相共存C. C(l)D. C(s)12.如图所示的二组分凝聚系统的相图中,相区1中平衡共存的相是:A . 液相和纯A(s)B .液相和纯B(s)C .一对共轭液态溶液D .液相和低共熔混合物(B)选择题参考答案1. C2. D3. B4. C5. A6. B7. D8. D9. D 10. A 11. D 12. B (三)讨论习题1.右图为二元物系A ,B 在100kPa 下的沸点-组成图。

(1) 指出各区的相态;(2) 有4mol 的A(l)与1mol 的B(l)的混合物在100kPa 下80℃达平衡时① 平衡体系中, 有几个相?各相的组成(以B 的摩尔分数来表示)分别为多少? ② 各相物质的量各为多少摩尔?③ 求80℃A(l)的饱和P 0A 和B 的亨利常数k B 与A(l)的汽化热ΔH (汽化热不随温度变化)设:蒸汽可视为理想气体混合物,在稀溶液范围内,溶液遵从稀溶液规律。

解:(1) 如图 (2) ① 组成为D 的蒸汽⇔ 组成为C 的液相, 两相平衡 蒸汽D , y B =0.4 液体C , x B =0.04 ② 杠杆规则11T/K A x → B36.02.0==CD OD n nl 1∵ n=5 mol∴ n l =(0.2/0.36)5=2.78 mol n g =n-n l =2.22 mol③ A 的气相中的分压P A ,遵从道尔顿分压定律, P A =P 总y A (1) 平衡液相x B =0.96,B 作为溶质,A 作为溶剂,从拉乌尔定律,P A =P A 0x A (2) 由 (1), (2) 得 80℃,从图中看出纯A 的沸点为 100℃由克-克方程:解出 ΔH 汽化(A)=25.725 kJ.mol -1(3)同理,P B =P 总y B =k B x B (亨利定律) 解得2.有二元凝聚系统相图如右图所示。

已知A 、B 可生成化合物。

(1)写出A 与B 生成稳定化合物 和不稳定化合物的组成;(2) 相图上条件自由度为0的线 ; (3) 据此二元凝聚系统相图填 写下面的表格:解:(1)生成稳定化合物AB 和不稳定化合物A 2B(2) 图上条件自由度为0的线 HEI 、LMN 、DJK (3) 此二元凝聚系统相图填写的表格:kPa P x y P P A A A 62596.06.010=总总⨯==)37313531625.01ln-(汽R H ∆=kPaP x y P k B B B 100004.04.01=总总⨯==第5章 化学平衡一.填空题:1.已知718K 时Ag 2O(s)的分解压力为209.743⨯102kPa ,则此时分解反应Ag 2O(s) = 2Ag(s) +1/2 O 2(g) 的△r G m 0为 。

2.反应)()(21)(23322g NH g N g H =+,当H 2因反应消耗了0.3mol 时,反应进度ξ应为 。

3.在温度T 时,某理想气体反应A(g) + B(g) = C(g) + M(g),其标准平衡常数为0.25,以A:B=1:1的混合气体发生反应,则A 的理论转化率为 。

4.1000K 时CO(g) + 1/2 O 2 (g) = CO 2 (g) K 0p,1 = 1.659⨯1010C(s) + CO 2 (g) = 2CO (g) K 0p,2 = 1.719则反应 C(s) + 1/2 O 2 (g) = CO (g) 的K 0p,3为 。

5.将NH 4Cl(s) 置于抽空容器中,加热到597K ,使NH 4Cl(s)分解,NH 4Cl(s) = NH 3(g) + HCl(g)达平衡时物系总压力为101.325kPa ,则热力学平衡常数K p 0为 。

6.在1000K ,反应C(s) + 2H 2(g) = CH 4(g) 的△r G m 0 =19.288kJ/mol ,当气相压力为101325Pa ,组成为CH 410%,H 280%,N 210% 时,上述反应的△r G m 为 。

7.在1173K 时氧化铜在密闭的抽空容器中分解,其反应为2CuO(s) = Cu 2O(s) + 1/2O 2(g),测得平衡时氧的压力为1.672kPa ,则其平衡常数K p 0为 。