相平衡习题答案
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第五章相平衡
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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()
g)以增加外压,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N(2
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. I2(s) I2(g)
B. C( 石墨) C(金刚石)
C. I2(s) I2(l)
D. I 2(l) I2(g)
E. I2(g)(n, T1 , p1) I2(g) (n, T2, p2)
F. I2(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
14.今将一定量的NaHCO3(s)放入一个真空容器中,加热分解并建立平衡:
2 NaHCO3(s) = Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g)
则系统的浓度限制条件数R’= 1 ;组分数 C = 2 ;相数= 3 ;自由度数=
1 。
15、一个含有K+, Na+, NO 3-,和SO42-四种离子的不饱和水溶液,其组分数组分数 C = 4 ;相数= 1 ;自由度数= 5 。
16 、碳酸钠与水可组成下列几种水合物:NaCO3.H 2O ,NaCO3.7H2O ,NaCO3 .10H2O,问在标准压力下,与NaCO3 的水溶液和冰共存的含水盐最多可以有
1 种。
17、甲乙丙三个小孩共吃一支将要融化的冰棍,三人约定:(1)各吃质量的三分之一;(2)只准抿,不准咬;(3)按年龄从小到大的顺序拍先后。结果乙认为这支
冰棍中没有糖;甲则认为这支冰棍非常甜;丙觉得他们两人的说法都太绝对化。问
此三人中乙的年龄最大,丙次之,甲最小。
18、下图是形成稳定化合物的二组分固态完全不互溶体系的相图。请回答:
(1) 指出各相区分别由哪些相组成?
(2) 图中DE 和GH 分别代表哪些相平衡共存?
(1)
区域 1 2 3 4 5 6 7
相液相L L+S A L+S C S A +S C L+S C L+S B S B+S C
(2) DE: L+S A+S C GH: L+S B+S C
19. 恒压下A-B 体系凝聚相图如下:
(1).列表注明各相区稳定存在的相态和条件自由度f*
相区 1 2 3 4 5 6 7 8 液相固溶体
相态L+SαL+S C L+S C L+S B Sα+ S C S C+ S B
(2) 图中DF 和GN 分别代表哪些相平衡共存?其条件自由度f* 为多少?
DF: Sα+ L+S C f*=0
GN: S C+ S B+ L f*=0
(3) 画出从a 降温到b 以及从c 降温到d 的步
冷曲线
20、由A-B 二组分体系相图回答下列问题:
(1) 标明各区域的相态;(2)指出各三相线上的相平衡关系;(3) 指出C、D、E、F 点的意义,计算t
l+ α
α
l
l+C 1
l+C 2
C1+C2
l+C 2 l+B
C2+B
α+C1
A C1C2B
w B
L α
f* 2 2 1 1 1 1 1 1
自由度数;(4) 画出组成在E、K 之间的体系由高温降温过程的步冷曲线;(5) 欲制
备最大量的纯净化合物C1,体系的组成应控制在什么范围?
解:(1)如图所示
(2) 通过D 点的水平线:l+α+C1
通过K 点的水平线:l +C1+C2
通过G 点的水平线:l +C2+B
(3) C 点:A 的熔点, f 1 2 1 0 D 点:α与C1 的低共熔点,f 2 3 1 0
E 点:C1分解出的液相点,f 2 3 1 0
F 点:C2 的熔点,f 1 2 1 0
(4) 如图:
(5) 控制在D、E 之间
21、Zn(A )与Mg (B)形成的二组分低共熔相图具有
两个低共熔点,一个含Mg 的质量分数为0.032,温度
为641K ,另一个含Mg 的质量分数为0.49,温度为
620K,在系统的熔液组成曲线上有一个最高点,含Mg 的质量分数为0.157,温度为863K。已知Zn(s)与Mg(s)的熔点分别为692K 和924K 。
(1))试画出Zn(A)与Mg (B)形成的二组分低共熔相图,并分析各区的相态
和自由度;
(2))分别用相律说明,含Mg 的质量分数为0.80 和0.30 的熔化物,在从973K 冷却
到573K 过程中的相变和自由度变化;
(3))分别画出含Mg 的质量分数为0.80,0.49 和
0.30 的熔化物,在从973K 冷却到
573K 过程中的步冷曲线。
解:(1)生成稳定化合物的组成为0.157/M Mg= (1-0.157)/M Zn得:Zn2Mg