物化B相平衡例题学习教案

1、会计学1物化物化(whu)B相平衡例题相平衡例题第一页，共44页。 解： 1 2 3 1 解： 3 3 第1页/共44页第二页，共44页。 2-1-3 NH4HS(s) 与任意量的 NH3(g)及 H2S(g) 达平衡时，系统的自由度数是_。 解： 2 2-1-4 在抽空的容器中放入 NH4HCO3(s)，发生反应 NH4HCO3(s) = NH3 (g) + CO2 (g) + H2O (g) 且达到平衡，则这个系统的组分数(独立)=_；自由度数=_。 解： 1 1第2页/共44页第三页，共44页。1.相是指系统处于平衡时，系统中物理性质及化学性质都相是指系统处于平衡时，系统中物理性质及化学

2、性质都均匀的部分。均匀的部分。()1答：答：2.依据依据(yj)相律，纯液体在一定温度下，蒸气压应该是相律，纯液体在一定温度下，蒸气压应该是定值。定值。()2答：答：3.依据依据(yj)相律，恒沸温合物的沸点不随外压的改变而相律，恒沸温合物的沸点不随外压的改变而改变。改变。()3答：答：是非题是非题下列各题的叙述是否下列各题的叙述是否(shfu)正确？正确的在题正确？正确的在题后括号内画后括号内画“”，错误的画，错误的画“”第3页/共44页第四页，共44页。13 如同理想气体一样，理想液态混合物中分子(fnz)间没有相互作用力。（ ）13 答: 17 双组分相图(xin t)中恒沸混合物的组成

3、随外压力的不同而不同。( )17 答： 第4页/共44页第五页，共44页。18 不可能用简单精馏的方法将二组分恒沸混合物分离为两个纯组分。( )18 答： 19 二组分的理想液态混合物的蒸气总压力介于(ji y)二纯组分的整齐蒸气压之间。（ ）19答： 第5页/共44页第六页，共44页。选择选择(xunz)题题选择选择(xunz)正确答案的编号，填在各题题后的括号内。正确答案的编号，填在各题题后的括号内。1一个水溶液共有一个水溶液共有S种溶质，相互之间无化学反应。若使用只允许种溶质，相互之间无化学反应。若使用只允许水出入的半透膜将此溶液与纯水分开，当达到渗透平衡时，水水出入的半透膜将此溶液与纯

4、水分开，当达到渗透平衡时，水面上的外压是面上的外压是pW，溶液面上的外压是，溶液面上的外压是ps，则该系统的自由度，则该系统的自由度数为：数为：(A)f=S(B)f=S+1(C)f=S+2(D)f=S+31答：答：D2NH4HS(s)和任意量的和任意量的NH3(g)及及H2S(g)达平衡时有：达平衡时有：()。(A)C=2，=2，f=2(B)C=1，=2，f=1(C)C=1，=3，f=2(D)C=1，=2，f=32答答:A第6页/共44页第七页，共44页。3 已知硫可以有单斜硫，斜方硫，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 答： B

5、4 二组分合金处于低共熔温度时系统的条件(tiojin)自由度数 为：( )。(A)0 (B) 1 (C) 2 (D) 3 4 答： A5 在101 325Pa的压力下，I2在液态水和CCl4中达到分配平衡（无固态碘存在）则该系统的条件(tiojin)自由度数为（ ） (A) 1 (B) 2 (C) 0 (D) 35答： B第7页/共44页第八页，共44页。6 硫酸与水可形成H2SO4H2O(s)，H2SO42H2O(s)，H2SO44H2O(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；(

6、D) 不可能有硫酸水合物与之平衡共存。 6 答： C 7 将固体NH4HCO3(s) 放入真空容器中，恒温(hngwn)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)2，f 2；(B)2，f 2； (C)2，f 0；(D)3，f 2。 7 答： C 第8页/共44页第九页，共44页。8 某系统存在任意量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：H2O(g)+C(s) H2(g) + CO(g)CO2(g)+H2(g)

7、H2O + CO(g)CO2(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 8 答： A 第9页/共44页第十页，共44页。9. 将克拉佩龙方程用于H2的液固两相平衡，因为Vm（H2，1）Vm(H2，s），所以随着压力(yl)的增大, 则H2（1）的凝固点将：( )(A)上升 (B)下降(C)不变 9 答:B 10. 克-克方程式可用于（ )(A) 固-气及液-气两相平衡 (B) 固-液两相平衡(C) 固-固两相平衡10答:A 第10页/共44页第十一页，共44页。11. 液体在其T, p满足克-克方程的条件下进行汽化的过程(g

8、uchng),以下各量中不变的是：( )(A)摩尔热力学能(B)摩尔体积(C)摩尔吉布斯函数(D)摩尔熵 11 答:C 12 答:B 12. 特鲁顿(Trouton)规则 (适用于不缔合液体)。(A)21 JmolK (B)88 JK(C)109 JmolK bmvapTH第11页/共44页第十二页，共44页。13 理想(lxing)液态混合物的混合性质是（ ）(A)mixV=0， mixH=0， mixS0， mixG0(B)mixV0， mixH0， mixS0， mixH0， mixS=0， mixG=0 (D) mixV0， mixH0， mixS014 稀溶液的凝固点Tf与纯溶剂Tf

9、*的凝固点比较(bjio)，Tf x(CH4，苯) (B)x(CH4，水) x(CH4，苯)(C)x(CH4，水) = x(CH4，苯)15 答:B 16 答:B第13页/共44页第十四页，共44页。17 在一定压力下，纯物质A的沸点、蒸气压和化学势分别(fnbi)为Tb*、 pA*和A* ，加入少量不挥发性的溶质形成溶液之后分别(fnbi)变成Tb、 pA和A ，因此有（ ）(A) Tb* Tb， pA* pA， ,A* Tb， pA* pA， ,A* A(C) Tb* Tb， pA*A (D) Tb* pA， ,A* A14 已知环己烷、醋酸、萘、樟脑的凝固点降低系数kf分别是、及kg m

10、ol-1。今有一未知物能在上述四种溶剂着溶解，欲测定该未知物的相对分子质量(zhling)，最适宜的溶剂是（ ）(A)萘 (B)樟脑 (C) 环己烷 (D)醋酸17 答:D17 答:B 第14页/共44页第十五页，共44页。18 在20和大气压力下，用凝固点降低法测物质的相对分子质量。若所选的纯溶剂是苯，其正常凝固点为5.5，为使冷却过程(guchng)在比较接近于平衡状态的情况下进行，冷浴内的恒温介质比较合适的是（ ）(A)冰-水 (B)冰-盐水 (C)干冰-丙酮 (D)液氨19 二组分理想液态混合物的蒸气总压（ ）(A)与溶液的组成(z chn)无关 (B)介于两纯组分的蒸气压之间(C)

11、大于任一纯组分的蒸气压 (D)小于任一纯组分的蒸气压 18 答:A 19 答:B 第15页/共44页第十六页，共44页。 20 A和B两组分在定温定压下混和形成理想(lxing)液态混合物时，则有：（ ）。（A）mixH=0 （B）mixS=0 （C）mixA=0 （D）mixG=0 21 指出关于亨利定律(dngl)的下列几点说明中，错误的是（）(A)溶质在气相和在溶剂中的分子状态必须相同(B)溶质必须是非挥发性的 (C)温度愈高或压力愈低，溶液愈稀，亨利定律(dngl)愈准确(D)对于混合气体，在总压力不太大时，亨利定律(dngl)能分别适用于每一种气体，与其他气体的分压无关20 答:A

12、21 答:B 第16页/共44页第十七页，共44页。22 40时，纯液体(yt)A的饱和蒸气压是纯液体(yt)B的两倍，组分A和B能构成理想液态混合物。若平衡气相中组分A和B的摩尔分数相等，则平衡液相中组分A和B的摩尔分数之比xA:xB=( )(A)1:2 (B) 2:1 (C)3:2 (D)4:323 组分A和B形成(xngchng)理想液态混合物。 已知在100时纯组分A的蒸气压为，纯组分B的蒸气压为，当A和B的两组分液态混合物中组分A的摩尔分数为时，与液态混合物成平衡的蒸气中，组分A的摩尔分数是（ ）(A) 1 (B) (C)2/3 (D) 1/222 答:A 23 答:C第17页/共4

13、4页第十八页，共44页。 24在25时，0.01moldm-3糖水的渗透(shntu)压力为1, 0.01moldm3食盐水的渗透(shntu)压为2,则 ( )。(A)12(B)12(C)12(D) 无法比较25 氯仿（1）和丙酮（2）形成非理想液态(yti)混合物，在T时，测得总蒸气压为29 398Pa，蒸气中丙酮的摩尔分数y2，而该温度下纯氯仿的饱和蒸气压为29 571Pa，则在液相中氯仿的活度a1为 （ ）24 答:C 25 答:C 第18页/共44页第十九页，共44页。26 在一定温度、压力下，A和B形成理想(lxing)液态混合物，平衡时液相中的摩尔分数xA/ xB=5，与溶液成平

14、衡的气相中A的摩尔分数yA，则A、B的饱和蒸气压之比为（ ）26 答:C 第19页/共44页第二十页，共44页。27 若A(l)与B(l)可形成理想(lxing)液态混合物,温度T时,纯A及纯B的饱和蒸气压p*p*A,则当混合物的组成为0 x1时,则在其蒸气压-组成图上可看出蒸气总压p与p*A，p*的相对大小为:( )(A) pp*(B)pp*A(C)p*App*27答： C28 对于恒沸混合物，下列说法中错误的是：( )。(A) 不具有确定组成(B)平衡时气相组成和液相组成相同；(C)其沸点随外压的变化而变化(D)与化合物一样具有确定组成28答： D第20页/共44页第二十一页，共44页。2

15、9 A(l)与B(l)可形成理想液态混合物，若在一定温度下，纯A、纯B的饱和蒸气压p*Ap*B，则在该二组分的蒸气压组成图上的气、液两相平衡区，呈平衡的气、液两相的组成必有:( )(A)yx(B)yx(C)yx 29 答： B 30 已知A，B两液体(yt)可组成无最高或最低恒沸点的液态完全互溶的系统，则将某一组成的溶液蒸馏可以获得：( )。(A)一个纯组分和一个恒沸混合物 (B) 两个恒沸混合物 (C) 两个纯组分。30 答： C第21页/共44页第二十二页，共44页。31 已知A和B二组分可组成具有最低恒沸点的液态完全互溶(h rn)的系统，其t-x(y)如图所示。若把xB的溶液进行精馏，

16、在塔顶可以获得：( )。(A) 纯组分A(l) (B)纯组分B(l) (C)最低恒沸混合物。p一定t*At*B0 0.4 1.0A xB B31 答： C 第22页/共44页第二十三页，共44页。33 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(ydng)温度下，向纯B中加入少量的A，系统蒸气压力增大，则此系统为：( )。(A) 有最高恒沸点的系统 (B) 不具有恒沸点的系统 (C) 具有最低恒沸点的系统。 33 答： C 32 已知纯液体A与B，其沸点分别为t*A=116， t*B=80，A和B可以形成二组分理想液态混合物，将某一定组成的该液态混合物进行精馏（完全(w

17、nqun)分离）时，则（ ）(A) 在塔顶得到纯B (B) 在塔底得到纯B(C) 在塔中间得到纯B32 答： A第23页/共44页第二十四页，共44页。34 在p下，用水蒸气蒸馏法提纯某不溶于水的有机物时，系统的沸点（ ）(A) 必低于373.2K (B) 必高于( C)取决于水与有机物的相对(xingdu)数量(D)取决于有机物的相对(xingdu)分子质量的大小34答： A 35 已知A与B可构成固熔体，在组分A中，若加入组分B可使固熔体的熔点提高，则组分B在此固熔体中的含量必（ ）组分B在液相中的含量。(A)大于 (B)小于 (C )等于 (D)不能确定 35 答： A 第24页/共44

18、页第二十五页，共44页。36 今有A(s) B(s) C(s) 三组分相图，图中三相(sn xin)平衡区为：( )。( A) AFE； ( B) CFED； ( C ) AEB。 36 答： C 第25页/共44页第二十六页，共44页。A(s)B(s)C(l) a1 a037 NaNO3(A)-KNO3(B)-H2O(C,l)三组分系统(xtng)相图如图，今有系统(xtng)点a0，向系统(xtng)中加入水，使系统(xtng)点a1变为（如图所示），则在a1状态下，可以从系统(xtng)中分离出纯物质是（ ）(A) C(l) (B) B(s) (C) A(s)37 答： C 第26页/共

19、44页第二十七页，共44页。填空题填空题将正确的答案填在题中画有将正确的答案填在题中画有“”处或表格中处或表格中。1对三组分相图对三组分相图,最多相数为最多相数为;最大的自由度最大的自由度数为数为,它们分别是它们分别是等强度等强度变量。变量。1答：答：54温度、压力及其中任何两种物质的浓度温度、压力及其中任何两种物质的浓度(nngd)2在抽空的容器中放入在抽空的容器中放入NH4HCO3(s)，发生反应，发生反应NH4HCO3(s)=NH3(g)+CO2(g)+H2O(g)且达到平衡，则这个系统的组分数且达到平衡，则这个系统的组分数(独立独立)=_；自由度数；自由度数=_。2答：答：11第27页

20、/共44页第二十八页，共44页。3 AlCl3 溶于水后水解并有Al(OH)3沉淀生成.此系统的组分数为 自由度数为 。3 答： 3 34 将CaCO3(s)、CaO(s)和CO2(g)以任意比例混合，放入一密闭容器中，一定温度下建立化学平衡，则系统的组分数C=_；相数 =_；条件自由度数=_。 4 答：2 3 0 5 将Ag2O(s)放在一个抽空的容器中，使之分解得到(d do)Ag(s)和O2(g)并达到平衡，则此时系统的组分数（独立）=_；自由度数=_。 5 答： 2 1第28页/共44页第二十九页，共44页。6 CH4(g)与H2O(g)反应，部分转化为CO(g)和CO2(g)及H2(

21、g)，并达平衡，则系统的S =_；R =_；R=_；C =_； =_；f =_。 6 答：5 2 0 3 1 4 7 将一定量NaCl(s)溶于水中形成不饱和溶液，假设NaCl完全电离，H2O(l) 可建立电离平衡，离子无水合(shuh)反应，则系统的S =_；R =_；R=_；C =_； =_；f =_。 7 答： 5 1 2 2 1 38 已知NaHCO3(s)热分解反应为2NaHCO3 = Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g)今将NaHCO3(s)，Na2CO3(s)，CO2和H2O(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R=_；C =_； =_

22、；f =_。第29页/共44页第三十页，共44页。8 答： 0 3 3 29 450时，将与混合，由于的分解，最终得到和平衡(pnghng)共存的系统，则系统的组分数C =_；相数 =_；条件自由度数f =_。 9答：2 1 210 Na2CO3(s)与 H2O(l) 可生成Na2CO3 H2O (s)、 Na2CO3 7H2O (s) 、 Na2CO3 10H2O (s)，则30时，与Na2CO3 水溶液、冰平衡(pnghng)共存的水合物最多有 种。 10 答：111下列化学反应，同时共存并达到平衡(pnghng)（温度在9001200K）:CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)；C

23、O2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)H2O(g)+CO(g)+CaO(s)=CaCO3(s)+H2(g)。该系统的自由度=_。11 答： 3第30页/共44页第三十一页，共44页。12 CaCO3(s)、BaCO3(s)、CaO(s)、BaO(s)和CO2(g)构成一个多相平衡系统，这个系统的组分数（独立）=_；自由度数=_。 12 答：3 013 FeCl3与 H2O 可生成四种(s zhn)水合物FeCl3 H2O (s)、 FeCl3 H2O (s) 、 FeCl3 H2O (s)、 FeCl3 H2O (s) ，这个系统的组分数（独立）=_；在定压下最多有 相平衡共存种。1

24、3 答： 2 314 一个达到平衡的系统中有任意量ZnO(s)、Zn(s)、CO(g)、CO2(g)、C(s)五种物质，则这个系统的组分数（独立）=_；自由度数=_。 14 答： 3 2第31页/共44页第三十二页，共44页。15.由克拉佩龙方程导出克由克拉佩龙方程导出克-克方程的积分式时所作的三个克方程的积分式时所作的三个近似近似(jns)处理分别是处理分别是(i)；(ii)；(iii)。15 答: (i)因为Vm(g) Vm(l或s) 所以pVm(g)- Vm(l)=p Vm(g)或pVm(g)- Vm(s)=p Vm(g) ；(ii)将蒸气视为理想气体，即Vm(g)=RT/p ；(iii

25、)积分时，视vapHm为与温度T无关(wgun)的常数。第32页/共44页第三十三页，共44页。1 7 氧 气 和 乙 炔 气 溶 于 水 中 的 亨 利 系 数 分 别 是7.20107Pakgmol和133108Pakgmol,由亨利定律系数可知(k zh),在相同条件下, 在水中的溶解度大于在水中的溶解度。16. 贮罐中贮有20,40kPa的正丁烷,并且罐内温度、压力长期不变。已知正丁烷的标准沸点是272.7K,根据(gnj)，可以推测出,贮罐内的正丁烷的聚集态是态。16 答：由克-克方程算得正丁烷在20时的饱和(boh)蒸气压p*（正丁烷，）=212.0kPa40kPa 气17 答：氧

26、气 乙炔气第33页/共44页第三十四页，共44页。18 28.15时，摩尔分数x(丙酮的 氯仿丙酮混合物的蒸气压为2 9400Pa，饱和蒸气中氯仿的摩尔分数y（氯仿）。已知纯氯仿在该温度下的蒸气压为29. 57kPa。以同温度下纯氯仿为标准态，氯仿在该真实液态混合物中的活度因子为 ；活度为 。19 答：20 在温度T时某纯液体A的蒸气压为，当非挥发性组分B溶于A中，形成xA的液态混合物时，液态混合物中A的蒸气压为，以纯液体A为 标准态，则组分A的活度为 ，活度因子为 。20答： 21某理想(lxing)稀溶液的温度为T，压力为p，溶剂A的摩尔分数为xA，则组分A的化学势表达式为：A=_。21答

27、： x,A(l,T)+RTlnxA第34页/共44页第三十五页，共44页。22 50时，液体(yt)A的饱和蒸气压是液体(yt)B的饱和蒸气压的3倍，A和B构成理想液态混合物。气液平衡时，液相中A的摩尔分数为，则在气相中B的摩尔分数为 。22 答：23 写出理想液态混合物任意组分B的化学势表达式：=。23 答： B(l,T)+RTlnxB24 0，压力下，O2(g)在水中的溶解度为4.4910-2dm3kg，则0时O2(g)在水中的亨利系数为kx(O2)= Pa。24 答：5.90108第35页/共44页第三十六页，共44页。25 克-克方程的适用条件为 25答：纯物质的液-气或固-气两相平衡

28、26甲醇-乙醇、乙醇-水、水-盐酸(yn sun)三组混合物或溶液中，可看成理想液态混合物的是 。26 答：甲醇-乙醇27 对于理想稀溶液，在一定温度下溶质B的质量摩尔浓度为bB，则B的化学势表达式为 。27 答：B= *b,B(l,T)+RTln(bB/b)第36页/共44页第三十七页，共44页。28 在300K和平衡状态下，某组成为xB=0.72 混合物上方B的蒸气压是纯B的饱和蒸气压的60%，那么：(i)B的活度是 (ii)B的活度因子是 ；(iii)同温度下从此溶液中取出1mol的纯B（组成可视为不变）则系统(xtng)G的变化是 J.mol-1。28 答： 0.6 0.83 29 一般而言，溶剂的凝固点降低系数kf与和 成正比，与 成反比，而溶液的凝固点降低值Tf只与成正比。29 答：MA (T*f)2 fusHm,A bB第37页/共44页第三十八页，共44页。30 某非挥发性溶质的溶液(rngy)通过半透膜与纯溶剂达渗透平衡，则此时溶液(rngy)的蒸气压一定 纯溶剂的蒸气压。30 答：小于第38页/共44页第三十九页，共44页。31 理想液态(yti)混合物定温p-xB(yB)