第五章多相平衡
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第五章一、选择题1、下列体系中哪一个是均相体系:()⑷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、压力升髙时,单组分体系的熔点将如何变化:( )(A)升髙(B)降低(C)不变(D)不_定4、对于下列平衡系统:①髙温下水被分解:②同①,同时通入一些H:(g)和0:(g);③比和a同时溶于水中,其组元数A•和自由度数 f 的值完全正确的是:( )(A)①K 二 1, f 二1 ②攵二 2, f 二 2 ®K- 3, / = 3 :(B)①K 二 2, f 二2 ②K 二3、f=3 ③A•二1, f 二 1(C)①攵二 3, f 二3 ②K 二 1, f= 1 ®K = 2, f 二 2(D)①攵二 1, f 二2 ②K 二2、f 二 3 ®K = 3, f 二 35、水可形成HcSOi • H:0(s)、H:SOi • 2H:0(s)、HcSOr 4H: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?( )⑷3种 (B) 2种 (0 1种(D)不可能有硫酸水合物与之平衡共存6、 298 K时,裁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) 0 2, ◎二 2, f*= 1 (B) C二 2,4> = 2, f*= 2 相平衡(0 0 2, 4)= b f*=24> = L f*= 37、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:(D) C二2,(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)_ 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*<p0*> 且A和B所组成的体系具有最髙恒沸点。
向A中不断加入B,则溶液的蒸气压()(A)不断增大(B)不断减小(C)先增大后减小(D)先减小后增大10、甲.乙、丙三个小孩共吃一支冰棍,三人约疋:⑴各吃质量的三分之一:⑵只准吸, 不准咬:⑶按年龄由小到大顺序先后吃。
结果,乙认为这只冰棍没有放糖.甲则认为这冰棍非常甜.丙认为他俩看法太绝对化。
则三人年龄:(A) 甲最大,乙最小:(B) 丙最小,乙最大(0 丙最大,甲最小:(D)甲最小,乙最大。
11. 部分互溶双液系,一立温度下若出现两相平衡,贝9()(A)体系的组成一定(B)两相的组成与体系的总组成无关。
且两相的量之比为常数(C)两相的组成与体系的总组成关有。
且两相质量分数之比为常数(D)两相的组成不左12、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13、恒沸混合物()(A)气液两相的量相同(B)气液两相中某种组分B的物质的量相同(C)气液两相的组成相同(D)气液两相的组成相同,在P-X图和在T-X 图上均为同一值14、右图中PQ 丫线上()(A)f*二0(B)f*=l(C)A和B不互溶6山和8完全互溶15、在有低共A•叫 B 熔点存在的体系,若步冷曲线上出现平台,此时,体系存在的相数()(A)l (B)2(C) 3(D)2 或 316、在双组分体系T-X图上,若有一极小点, 则该点()(A)叫最低恒沸混合物(B)叫最髙恒沸混合物(C)所对应的组成在任何情况下都不发生变化(D)在该点气液两相的量相同17、总压下,在最低共熔点,系统存在()⑷一相⑻二相(C)三相(D)四相18、如下图所示,在相合熔点,形成的化合(D)—个拐点两个平台19、右图中,气液两相组成相同的点为()(A)A、B 点 ----(B)C 点(0 A、B、C 点(D)气相线和液相线上各点20、若步冷曲线出现平台,此时体系的条件自由度数为()(A)0 (B)l (0 2(D)321、在101325Pa压力下,冰与被空气饱和了的水成平衡的温度叫()(A)凝固点(B)冰点(C)三相点(D)露点22、两相平衡的标志是()(A)p(a )=p(p)(B)T(a)=T(P)(C)Ui(a )=Hi(P)(D)x< ( a ) + Xi (P )=1 23、在不考虑重力场、电磁场等外界因素时, 泄温左压下,相律的表达式为()(A)f=K-O (B)f=K-<P+l (C) f 二 K-6+2 (D)f 二K-①-2 24、如图是FeO与SiO:的恒压相图,那么存25、如图所示,当物系点在通过A点的一条直线上变动时,则此物系的特点是:(0 B的百分含量不变(D) C的百分含量不变在几个稳左化合物:⑷1个(B) 2 个(0 3个(D) 4 个( )⑷B和C的百分含量之比不变(B) A的百分含量不变角二.判断题1、对于形成最低恒沸混合物的二组分体系,在最低恒沸点时f*二1。
()2、相律是热力学中基本泄律之一,它适用于任何宏观系统。
()3、恒沸混合物与化合物一样,具有确定的组成。
()4、由CaC03(s). CaO(s)、BaCOo(s).及C@ (g)构成的平衡物系的自由度为0。
()5、FeCl,和比0 能形成FeCL • 6HO 2FeCU • 7HO 2FeCL • 5HO FeCL • 2H:0 四种水合物, 在恒压下,最多可能平衡共存的相数为4。
()6、若A和B可形成最髙恒沸混合物E (含A40%),欲在精係塔中将含A60%的混合物分离。
则塔顶将饰出纯A()7、克拉贝龙方程纟=二字适用条件是多组分的多相平衡系统。
() dT卩△匕 //p XH8、克拉贝龙方程矿咸,其压力随温度的变化率-定大于X )9、共沸物是混合物,而不是化合物,其组成随压力改变而改变。
()10、具有最低沸点的A和B二组分系统,恒沸物为C,精餾后的残液是C。
()三.计算题1、苯酚-水体系在60°C时,分为两个液相,第一相含酚16.8%(质量),第二相含水44. 9%(质Wo如果该体系中含有90g水和60g苯酚,则各相质量是多少?2、在含80%(质蚩:)苯酚的100吕水溶液中需要再加多少水,才能使溶液变混浊?(水-苯酚两相平衡时水相含酚16. 8%,酚相含水44. 9%) o3、70°C时,CH(的蒸气压为82. 8kPa, 80°C时为112. 4kPa>计算:(1) CH冷勺摩尔气化热:(2)正常沸点。
4、乙證在正常沸点34.66C时的气化热为360.2 J・g二求:(1)压力为98. 7 kPa时的沸点:(2)温度为36.6C时的蒸气压。
5、100C时水的气化热为2255 J・g二求水的蒸气压随温度的变化率。
6、固态氨的饱和蒸气压与温度的关系有:ln(p/Pa)=27. 92-3754/(T/K) >液态氨的饱和蒸气压与温度的关系为:Inc (p/Pa) =24. 38-3063/(T/K),试求氨的三相点的温度与压力。
7、(NH;):SO; 20C时在水中的溶解度为43. 0%(质量分数)°现将纯度为94%的粗盐100g溶于100g水中,然后降温至20C,得到多少结晶?8、固态苯和液态苯的蒸气压与温度的关系分别如下:lg[p($)/P“]= 11.971 - 2310%lg[p(/)/Pd] = 10.097 -1784%求:(1)苯的三相点温度及三相点的蒸气压;(2)苯在三相点时的熔化熔及熔化爛。
9、图为Sb-Cd的温度一组成图,(1)标明各区域相态;(2)确定物系形成化合物的组成;(3)确定该化合物的化学式(Mcd=U2. 41 血二121.75)w co®10、图是A, B两化合物的等压固液相图。
请指出:(1) N, P, Q各点的相态及相数并说明这些点所代表的意义;(2)由d点降温到y点过程中系统相态的变化情况。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 X X X J X J X X J X三.计算题1、解:该体系的总组成为含酚:60/(90+60) X100V40%根据题意及杠杆规则,两者质量之比为In (po/pJ = A UV (匸-TJ / (2. 303RT6) •••T F307・1Kln(po/101. 3)=360. 2X74(309. 8-307. 9)/(2 .303X8.314X307.9X309. 8) p:=108X105Pa=108 kPa5、解:dp/dT 二 A Mp/RT'dp/dT=2255X 18X101325/(8. 314 X 373. 23) Pa ・ K1dp/dT=3552Pa • ITRS6. 解:三相点的压力:三相点温度时NH,(1)和 NHH S )的蒸气压。
所以三相点的温度和压力 即为上两方程联立之后的解。
解之,得:T 二 195.2K p 二5. 93X10沖a 7、 解:溶液的组成为:100X94%/(100+100)=0. 47 根据杠杆规则:mi(0. 47-0. 43)二业(1-0・47) 即(200-m 5) X0. 04=m 5X0. 53••• m~14.0g,固析出晶体 14. 0g. 8>解:(1)三相点时,p(s)=p(l)即 11.971-2310K/T 二10. 097-1784K/T 解得 T=279. 2K将T 代入上述任一蒸气压与温度的关 系式中,得P=4977Pa(2 ) 由克 Ig(p/L- AHm10、解:(1)A 和B 会形成不稳泄化合物T° N, P, Q 各点的相态,相数及这些点所代 表的意义列于 下表: 点相点相数 点所代表 的意义N Lx+A (S) +T (S) 3 A 与T 的最 低共熔点Q L P +T(S)+B(S)3T 的不相合 熔点 PL.=1转熔反应 的液相点其中L\和Lp 分别表示组成为N, P 的熔液。
(2)由d 点代表的熔液降温到Z 点后,开 始析岀固体B,继续降温,B 不断析出 而熔液组成沿ZP 线变化,降温到X 点 后不稳立化合物T开始析出,此时下 列放热的转熔反应进行:" 恥)+—T %)这时.三相共存,温度维持不变,U \ap H m = 2.303x8.314x mAkJmor 1=34.16溜液押的组成为 p 。
直到 B (s)消失 后,温度再继续下降,T 不断析岀,而 与之平衡的液相组成沿PN 线变化,温 度降到y 点后,开始析岀固体A ,此时 U+A (S) +T (S)三相共存,温度维持 不变,待组成为N 的「熔液相消失后 温度才继续下降。