相图
一、是非题
下述各题中的说法是否正确?正确的在题后括号内画“√”,错的画“⨯”。
1.相是指系统处于平衡时,系统中物理性质及化学性质都均匀的部分。( )
2.依据相律,纯液体在一定温度下,蒸气压应该是定值。( )
3.依据相律,恒沸温合物的沸点不随外压的改变而改变。( )
二、选择题
选择正确答案的编号，填在各题题后的括号内。
1NH4HS(s)和任意量的NH3(g)及H2 S(g)达平衡时有：( )。
(A)C=2，φ=2，f =2；(B) C=1，φ=2，f =1；
(C) C=1，φ=3，f =2；(D) C=1，φ=2，f =3。
2已知硫可以有单斜硫，正交硫，液态硫和气态硫四种存在状态。硫的这四种状态____稳定共存。
(A) 能够；(B) 不能够；(C) 不一定。
3硫酸与水可形成H2SO4⋅H2O(s)，H2SO4⋅2H2O(s)，H2SO4⋅4H2O(s)三种水合物，问在101 325Pa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？( )
(A) 3种；(B) 2种；(C) 1种；(D) 不可能有硫酸水合物与之平衡共存。
4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) 系统的组分数C和自由度数f为：( )
(A) Ｃ＝2，f ＝2；(B) Ｃ＝2，f ＝2；
(C) Ｃ＝2，f ＝0；(D) Ｃ＝3，f ＝2。
5某系统存在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：
H 2O(g)+C(s) H2(g) + CO(g)
CO 2(g)+H2(g) H2O + CO(g)
CO 2(g) + C(s) 2CO(g)
则该系统的独立组分数C为：( )。
(A) 3；(B) 2；(C) 1；(D) 4。
三、计算题
习题1
A，B二组分在液态完全互溶，已知液体B在80︒C下蒸气压力为101.325 kPa，汽化焓为30.76 kJ·mol-1。组分A的正常沸点比组分B的正常沸点高10 ︒C。在101.325kPa下将8 mol A和2 mol B混合加热到60 ︒C产生第一个气泡，其组成为y B=0.4，继续在101.325 kPa下恒压封闭加热到70︒C，剩下最后一滴溶液其组成为x B=0.1。将7 mol B和3 mol A气体混合，在101.325 kPa下冷却到65︒C产生第一滴液体，其组成为x B=0.9，继续定压封闭冷却到55︒C时剩下最后一个气泡，其组成为y B=0.6。
(1) 画出此二组分系统在101.325kPa下的沸点一组成图，并标出各相区；
(2) 8 mol B和2 mol A的混合物在101.325 kPa，65 ︒C时，
① 求平衡气相的物质的量；
② 求平衡液相中组分B 的活度和活度因子；
③ 此混合物能否用简单精馏的方法分离为纯A 组分与纯B 组分？为什么？ 习题2
图5-2为A 、B 二组分液态完全互溶系统的沸点组成图。
0.00.2
0.40.60.8
1.0t/℃
806040200A
B
x B →
图5-2
(1)在图中标示各相区聚集态及成分(聚集态用g, l, s ；成分用A, B, A ＋B 表示,不要另画图)
(2) 在以下题中的 “ ”处填上答案(不要另处作答) (i) 4 mol A 和6 mol B 混合时，70℃时该系统相数为 ; 其中 相物质的量n = mol; 相物质的量n = mol;前者含n (A) = mol; n (B ) = mol; 后者含n (A) = mol; n (B ) = mol;
(ii)x B ＝ 的A ，B 二组分混合物其在101325Pa 下沸点为70℃. (iii)70℃时，x B ＝0.80的混合物，组分A 的活度因子f A ＝ ，活度a A ＝ .
已知A(l)的标准摩尔生成焓为300kJ ·mol －1，A(g)的标准摩尔生成焓为328.4kJ ·mol －1。
习题3
A 和
B 固态时完全不互溶，101 325 Pa 时A(s)的熔点为30︒
C ，B(s)的熔点为50︒C ，A 和B 在10︒C 具有最低共熔点，其组成为x B ,E =0.4，设A 和B 相互溶解度曲线均为直线。
(1)画出该系统的熔点-组成图(t-x B 图)；
(2)今由2 mol A 和8 mol B 组成系统，根据画出的t-x B 图，列表回答系统在5︒C ，30︒C ，50︒C 时的相数、相的聚集态及成分、各相的物质的量、系统所在相区的条件自由度数。
习题4
A 和
B 形成相合熔点化合物AB ：A ，B ，AB 在固态时完全不互溶；A ，AB ，B 的熔点分别为200︒
C ，300︒C ，400︒C ，A 与AB 及AB 与B 形成的两个低共熔点分别为150︒C ，2.01B,=E x 和250︒C ，8.02B,=E x 。
(1)画出以上述系统的熔点-组成(t-x B)图；
(2)画出以下两条步冷曲线：x B=0.1的系统从200 ︒C冷却到100 ︒C，及x B=0.5的系统从400 ︒C冷却到200︒C；
(3)8 mol B和12 mol A 混合物冷却到无限接近150 ︒C时，系统是哪几相平衡？各相的组成是什么？各相物质的量是多少？
习题5
NaCl-H2O二组分系统的最低共熔点为-21.1︒C，最低共熔点时溶液的组成为w(NaCl)=0.233，在该点有冰和NaCl⋅2H2O的结晶析出。在0.15︒C时，NaCl⋅2H2O 分解生成无水NaCl⋅和w(NaCl⋅H2O)=0.27的溶液。已知无水NaCl在水中的溶解度随温度升高变化很小。NaCl与H2O的摩尔质量为58.0 g⋅mol-1，18.0 g⋅mol-1（1）绘制该系统相图的示意图，并指出图中区、线的意义；
（2）若在冰水平衡系统中，加入固体NaCl来作致冷剂，可获得的最低温度是多少？
（3）某地炼厂所用淡水由海水[w(NaCl) = 0.025]淡化而来，其方法是利用液化气膨胀吸热，使泵取的海水在装置中降温，析出冰，将冰熔
化而得淡水，问冷冻剂在什么温度，所得的淡水最多？
习题6
(1)按下列条件作出A,B 二组分系统相图的示意图：A的熔点为600︒C；B 为1000︒C；化合物AB2的分解温度为650︒C，此时液相组成为x A=0.50；A和AB2的最低共熔点为400︒C，x A=0.80；固相不互溶，液相完全互溶；
(2)标明相图中各区域存在的相态及成分；
(3)指出相图中在哪些情况下条件自由度数为零，此时各相的组成是什么？
(4)作出，x A=0.40的溶液的冷却曲线，在曲线转折点处及各段注明相态及成分的变化。
习题7
A，B 二组分凝聚系统相图如图5-8：
E2
图5-8
