相平衡练习题及答案

1、相平衡练习题一、是非题，下列各题的叙述是否正确，对的画J错的画X1、纯物质两相达平衡时，两相的吉布斯函数值一定相等。()2、理想液态混合物与其蒸气达成气、液两相平衡时，气相总压力p与液相 组成益呈线性关系。()3、已知Cu-Ni可以形成完全互溶固熔体，其相图如右图，理论上，通过精炼可以得到两个纯组分。()4、二组分的理想液态混合物的蒸气总压力 介于二纯组分的蒸气压之间。()5、在一定温度下，稀溶液中挥发性溶质与其蒸 气达到平衡时气相中的分压与该组分在液相中的组 成成正比。()6、恒沸混合物的恒沸温度与恒沸组成不随压力而改变。()7、在一个给定的体系中，物种数可以分析问题的角度不同而不同，但独立

2、组分数是一个确定的数。()8、自由度就是可以独立变化的变量。()9、单组分体系的相图中两相平衡线都可以用克拉贝龙方程定量描述。()10、在相图中总可以利用杠杆规则计算两相平衡时两相的相对量。()二、选择题1、在/下，用水蒸气蒸馅法提纯某不溶于水的有机物时，系统的沸点： ()。(1) 必低于K；(2) 必高于K；(3) 取决于水与有机物的相对数量；(4) 取决于有机物相对分子质量的大小。2、已知A(l)、B(l)可以组成其t-x(y)图具有最大恒沸点的液态完全互溶 的系统，则将某一组成的系统精馅可以得到：()。(1) 两个纯组分；(2)两个恒沸混合物；(3) 个纯组分和一个恒沸 混合物。3、已知

3、A和B可构成固溶体，在组分A中，若加入组分B可使固溶体的熔点提高，则组B在此固溶体中的含量必组分B在组分液相中的含量。(1) 大于；(2)小于；(3)等于；(4)不能确定。4、硫酸与水可形成恋。4 ILO(s), H2S04 2也0(s),恋。4 4比0三种 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5、对恒沸混合物的描写，下列各种叙述中哪一种是不正确的(1) 与化合物一样，具有确定的组成；(2) 恒沸混合物的组成随压力的改变而改变；(3) 平衡时，气相和液相

4、的组成相同；(4) 其沸点随外压的改变而改变。6、将固体MHCOsCs)放入真空容器中，等温在400 K, MHCOs按下式分解并达到平衡：NKHCOs(s) = NHs(g) + 區0) + CO2(g)系统的组分数C和自由度数尸为：()(1) C= 2 , F = l； (2)C=2,Q2；(3), F=Q； (4) C=3f F=2.7、在101 325 Pa的压力下，D在液态水和CC1冲达到分配平衡(无固 态碘存在)则该系统的自由度数为：()。(1)F=1；(2)F=2；(3)F=0；(4)F=3o8、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

5、加入少量的A,系统蒸气压力增大，则此系统为：()。(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。9、克-克龙方程可适用于：()o(1) I2(s)I2(g); C(石墨)=C(金刚石);臥酥胡庐臥肌旳；(4)芯二妇。10、压力升高时，单组分体系的沸点将()oo(1)升高；(2)降低；(3)不变；(4)不能确定。三、填空题1、已知NaHC0s(s)热分解反应为2NaHC0s = Na2C03 (s) + CO2 (g) + HaO (g)今将NaHC0$(s), Na2C03(s), g和H20(g)按任意比例混合，放入一个密闭容 器中，当反应建立平衡时，系统的

6、斤；r=；P=;尸=。2、热力学温度7与摄氏温度$的关系为,水的三相点的热力学温度为o3、450 C时，将 昭9)与2(g)混合，由于NH$(g)的分解，最终得到NHa(g)、2)和比)平衡共存的系统，求该系统的组分数*;相数;和自由数尸二4、A与B可构成液态部分互溶二组分系统其相A也B图如图所示。今将40 kg B与60 kg A混合加热至 53 C,系统为相；若此时，将所得液体冷却至20 C,系统为相，各相的组成分别为和:5、在一钢瓶中装有C02,温度为10-C,压力为,则C02处于态。(选填气、液、气+液)。( 已知C02的临界温度为31*C,在10C时C02的饱和蒸气压为6、已知K-R

7、b二组分系统相图如图所示，今将系统S经精炼分离，则在固相可得到纯组分，在液相可得到溶体7、一般有机物可以用水蒸气蒸锚法提 纯，当有机物的和大时，提纯一定质量有机物需用的水蒸气量越少，能量越节省。8、CaCOs (s), BaCO, (s), CaO(s), BaO(s)和 C()2(g)构成一个多相平衡系统,这个系统的组分数(独立)为;自由度数为9、己知Au-Pt相图如下：(1) 疙 的合金冷却到1 3009时，固体合金之组成约为;(2) 虻 的合金冷却到1 500*C时，固相组成为。10、Na2CO3(s)与 比0 可生成水合物 Na2CO5 H20 (s) , Na2COs70 (s),N

8、a2CO3 10比0则309时，与Nmg水溶液、冰平衡共存的水合物最多可有 种。四、问答题。请回答下列各题。1、请论证，恒沸混合物是混合物而不是化合物。五、填作图题。1、 已知A, B两种液体完全互溶，且叭p%,在常压下具有最低恒沸混合物组成为Do 试画出该系统图，kx图的草图;(2) 若有一组成介于B与D之间的A, B二组分溶液，经精馅后，在塔顶和塔底各得什么产物2、填作图题。某二组分凝聚系统相图如下；(1)说明各区的相态及成分；(2) 分别绘出a, b, c, d各 点开始冷却的步冷曲线，并注明冷却曲 线转折处的相态变化及曲线各段的相 态。3、填作图题。A-B系统的固-液平衡相图如下：（1

9、）列表指出各区的相态及成分；（2）画出 as ,bb 2 的 冷却曲线的示意图；（3）欲从a系统中得最大量的纯结晶A,应该采取什么操作条件4、填作图题。（共10分）温度t / C(C2HsOH)相成分；气相液下列数据为乙醇和乙酸乙酯在kPa下蒸憎时所得:（1）依据表中数据绘制Lx图（粗略图），标示出图中各相区的相态及（2）这是一个什么系统（3）将组成龙（CzHsOHF之溶液用精憾塔分离，塔顶、塔底各可得到什么成分5、已知Ag-Cu相图（液固平衡）如下图所示：（1）填表（2）今有组成为P的液态合金，画出其步冷曲线。步冷曲线I相区相数相态及成分IIIIIDE线A点F点6、用热分析法测得Sb(A)

10、+ Cd(B)系统步冷曲线的转折温度及停歇温度数据如下:r(Cd)100050587093100折温度”550460419400停歇温度tlC630410410410410439295295321(1)由以上数据绘制步冷曲线(示意)，并根据该组步冷曲线绘制 Sb(A)-Cd(B)系统的熔点-组成图；(2) 由相图求Sb和Gd形成的化合物的最简分子式；(3) 将各区的相数及条件自由度数()列成表。(已知Cd及Sb的相对原子质量分别为,)7、试画出水的相图“丁示意图)，标出图中各相区、相线、三相点的稳定 相，并计算这些区、线、点的自由度。8、 下列数 据为乙醇和乙酸乙 酯在kPa下蒸馆时 所得：温

11、度t / -cXGHsOH)气相牙(CHOH)液相(1) 依据表中数据绘制L才图草图，标示出图中各相区的相态及成分;(2) 在溶液组成时最初馆出物(气相)的组成是什么(3) 用精馆塔将(2)之溶液分离得到的物质是什么9、由A-B的冷却曲线得到下列数据：f(B)100020406080100转折温度t /无400无250390无C停顿温度t!650150150150150500C作A-B相图，并标明各区域中可能存在的相态成分及自由度数;画出组成为f(B)=, f(B)=,职=1的步冷曲线.10、填作图题。A和B两种物质的混合物在101 325Pa 下沸点-组成图如图，若将1 molA和4 mo

12、IB混 合，在101325 Pa下先后加热到力=200 C, 勺=400 C,恃=600C,根据沸点-组成图回答下列问题：(1)上述3个温度中，什么温度下平衡系 统是两相平衡哪两相平衡各平衡相的组成是多 少各相的量是多少(mol)(2)上述3个温度中，什么温度下平衡系统是单相是什么相相平衡练习题答案一、是非题答案1、X2、V 3. V 4x V5s 76. X 7、V8 X 9、J l(k V二、选择题答案K (1) 2、 (3), 3. (1)4. (3)5、(1)6. (3)7 (2) 8 (3)9.(1)10、(1)三、填空题答案1. 解：_丄丄22、解：T / K 二 f / 9+ _

13、K3x 解：2, 1, 24、解： 丄；_2_； lx, r(B)= , b, if二5、液态6x 解：JL；c o7、解：饱和蒸气压摩尔质量&解：丄_0_9、解：W= Wtr210、解：丄四、问答题。请回答下列各题。K解：恒沸混合物的组成随压力的改变而改变，故其是混合物而不是化合物。五. 填图题解：(1)如图(4分)(2)塔顶，恒沸混合物D塔底B(2分)2、填作图题。(本大题13分)解：(1)相区123456相态及成分1 (A+B)1+s (A)s (c)+s (B)1+s (C)1+s (B)s (A) +s (C)(1)（6分）相区(1) (2)(4)(5)(6)相态及成分1(A+B)

14、s(AB) + s (B)(A)+l s (A)+s (AB)s (A)+ls (AB)+1 s（2）步冷曲线如图。（8分）3.填作图题。（本大题13分）（B）欲从&系统中得到最大量纯结晶A,应该使温度降低至接近三相线MED.（12 分）4填作图题。 （本大题10分）解：（1）如右图所示：（6分）（2）此系统为具有最大正偏差的系统（3）塔顶、塔底各可得到恒沸物和纯B （2分）5、问答题。（本大题7分）解:5= 6, /?= 4,= 0C = S-R-R = 2,在零压下=c- + 1,因 7= 0时相数最多因此在等压下最多有三相平衡共存。6、填作图题。（本大题14分）解：（1）（6分）相区相数

15、相态及成分I21 (Ag+Cu), s (Ag+Cu)1II21 (Ag+Cu), s (Ag+Cu)1III2Si (Ag+Cu), s2 (Ag+Cu)1旋线3lc，Si S20A点2s (Ag), 1 (Ag)0P点11 (Ag+Cu)2(0 5 18=9 分) (2)7. 填作图题。（本大题13分）解：（1）绘制的步冷曲线及熔点-组成图如下:（6分）由图知，形成化合物的总组成（Cd）,据此组成，以及Sb及Cd的摩尔质量,可确定该化合物的分子式:H(Cd)_058g/1124g mol .3 ,j(Sb) 0.42 g/121.8 g -moP1 2所以该化合物的分子式为SbQh。（9分）8.填作图题（本大题11分）相点：F=l-3+2=0（3分）（3）各相区的相数及条件自由度数（，）列成下表:相区相数条件自由度数（）I12II21III21IV21V21VI21VII21图（4分）OC线:固=气线： 固液（3分）0B线; 液=气三相点0点：固，液，气（1分）自由度：相区 F=l-l+2=2,相线；F=l-2+2=l,三9.计算题（本大