相平衡和化学平衡(含答案)

物理化学习题三《相平衡、化学势与化学平衡》部分一判断题1、二组分完全互溶双液系理想溶液，若PA*>PB*则YA<XA()2、等温等压条件下，的化学反应一定不能进行。()3、一个含有K+、Na+、NO3-及SO42-离子的不饱和水溶液，其组分数K为4。()4、拉乌尔定律和亨利定律既适合于理想溶液，也适合于稀溶液。()5、在水的三相点，物种数S和组分数C相等，都等于1，自由度数等于F=0。()6、定温、定压及W/=0时,化学反应达平衡,反应物的化学势之和等于产物的化学势之和。()7、由CaCO3(s)、CaO(s)、BaCO3(s)、及CO2（g）构成的平衡物系的自由度为0。()8、I2（s）=I2（g）平衡共存，因S=2，R=1，R/=0所以C=1。()9、对于放热反应，提高转化率的方法只能降低温度或减小压力。（）10、下列反应的平衡常数为为；为；为，则三个平衡常数间的关系为：。（）11、某化学反应，，则反应的标准平衡常数，且随温度升高而减小。（）12、反应的平衡常数与分解压力P的关系为P/2。（）=-8805.23J·mol-1,减小H2的压力，可获得更大13、反应，在873K时的的平衡产率。（）14、二元溶液中A组分若在某浓度区间内服从拉乌尔定律，B组分也必在该浓度区间内服从拉乌尔定律。()15、理想溶液中，溶剂服从亨利定律，溶质服从拉乌尔定律。()二、单选题1．下列化学势是偏摩尔量的是。A．B.C．D．2、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；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3．已知718K时，的分解压力20974.3KPa，则此时分解反应的为kJ/mol.A.–217.24．冬季建筑施工中，为了保证施工质量，常在浇注混凝土时加入盐类，其主要作用是A．增加混凝土的强度；B．防止建筑物被腐蚀；C．降低混凝土的固化温度；D．吸收混凝土中的水分。5、已知纯A和纯B的饱和蒸气压PA*<PB*，且A和B所组成的体系具有最高恒沸点。向A中B.–15.92C.–19.73D.–31.83。不断加入B，则溶液的蒸气压6、下图为气液平衡相图，图中M点A.代表压力为p1时气相的组成A.不断增大B.不断减小C.先增大后减小D.先减小后增大B.代表压力为p1时液相的组成C.是压力为p1时气相中物质B的物质的量D.是压力为p1时液相中物质B的量7．温度为T时，纯液体A的饱和蒸汽压为PA*，化学势为μA*，在1p⊕时，凝固点为，向A中加入少量溶质形成稀溶液，该溶质是不挥发的，则pA、μA、Tf的关系是。A．pA*＜pA，μA*＜μA，＜Tf；C．pA*＞pA，μA*＜μA，＞Tf；B．pA*＞pA，μA*＜μA，＜Tf；D．pA*＞pA，μA*＞μA，＞Tf。8．已知某温度下反应H2O(g)=H2(g)+O2(g)的CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)的和反应CO2(g)=CO(g)+O2(g)的，则反应的为.A.=+B.=C.=/D.=/9．在α、β两相中含A、B两种物质，当达平衡时，正确的是。A．B．C．10．水煤气发生炉中共有C（s），H2O（g）,CO(g),CO2(g)及H2(g)五种物质，它们之能发生下述反应：CO2（g）+C(s)=2CO(g)CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g),H2O(g)+C(s)=H2(g)+CO(g)则此体系的组分数、自由度数为。A．5；3B．4；3C．3；3D．2；211．物质A与B可形成低共沸混合物E，已知纯A的沸点小于纯B的沸点，若将任意比例的A+B混合物在一个精馏塔中精馏，在塔顶的馏出物是。A．纯AB．纯BC．低共沸混合物D．都有可能12．在某一温度下，以真空容器中，引入(NH4)2CO3固体，将发生反应：(NH4)2CO3(s)=2NH3(g)+CO2(g)+H2O(g)，其标准平衡常数为K。设各种气体都是理想气体，总压力为p，欲使固体停止分解，K必须.A.>1/8B.>1/64C.<1/8D.<1/6413．已知水的三相点温度为273.16K,压力为611Pa,若将已经冻结的蔬菜放入不断抽气的真空容器中，使蔬菜中的冰升华来生产干燥蔬菜，则容器的T,P范围是。A．T>273.16K,P>611PaC．T<273.16K,P<611Pa14、克拉佩龙方程表明B．T>273.16K,P<611PaD．T<273.16K,P>611PaA.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15．在298K条件下，，，则的分解压力为A.B.C.D.三多选题1、在下图中，Q点(A.为相点)B.为物系点C.所代表的体系是由a点的液相和b点的气相所组成D.所表示的体系的组成为两相的组成a和b的总和E.确定后，一定温度下，两相的质量之比为常数2、当水处在三相点处，系统发生绝热压缩，温度改变0.1K，水的相态将如何变化()A.变为一相B.变为两相共存E.固相消失C.液相消失D.压力会升高或降低3、气相反应CO(g)+2H2(g)→CH3OH(g)的ΔrGmø与温度T的关系为：ΔrGmø=-21660+52.92T，下列说法正确的是()A.∵ΔrHmø<0，升高温度反应正向进行B.∵ΔrHmø<0，降低温度反应正向进行C.升高温度，Kø减小D.升高温度，Kø增大E.降低温度，Kø减小4、对于已达到平衡的化学反应正确的关系式是：(A.ΔrGm<0B.ΔrGm>0C.ΔrGm=0D.ΔrGm=-RTlnKøE.ΔrGm=-RTlnKa)5、反应Ag2CO3(s)=Ag2O(s)+CO2(g)为吸热反应，在383K时反应平衡常数为Kp=96Pa，在CO2分压为1013Pa的烘箱中烘干时(温度为383K)，()A.Ag2CO3发生分解B.Ag2CO3不发生分解D.升高温度有利Ag2CO3分解C.Ag2CO3分解反应处于平衡状态E.增大CO2分压有利于Ag2CO3分解6、由A、C两种组分组成的液态理想混合物，有(A.任意一组分的化学势为：μi=μI*(T，p)+RTlnxi)B.A与C两种组分的分子间作用力为零C.其中只有一种组分服从拉乌尔定律D.混合过程中，体系的热力学性质均没有改变E.ΔH(混合)=0，ΔV(混合)=0，ΔG(混合)＜0，ΔS(混合)＞07、理想混合物的形成过程中()A.ΔH(混合)=0D.ΔV(混合)=0B.ΔS(混合)=0E.ΔA(混合)=0C.ΔG(混合)=08、判断化学反应在等温等容条件下能自发进行的判据是()A.ΔS>0B.ΔG<0C.ΔA<0D.∑μidni<0E.ΔA>－W＇四、填空题1.理想溶液混合时，mixV,mixS,mixG,mixH(填>0、<0或=0)。2.NH4Cl(s)分解反应NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g),在700K时分解压力为600kPa，那么该反应的标准平衡常数Kθ为____________。（体系中气体视为理想气体）3.在一定的温度及压力下，某物质液汽两相达平衡，则两相的化学势μB(l)与μB(g)___；若维持压力不变，升高温度，则μB(l)和μB(g)都____；但μB(l)比μB(g)___(填>、<或=)。4.理想溶液中任意组分B的化学势：μB=_______________。5.298K、101.325kPa，有两瓶萘的苯溶液，第一瓶为2升，溶有0.5mol萘，第二瓶为1升，溶有0.25mol萘，若以μ1和μ2表示两瓶中萘的化学势，则它们的关系为___。6.在25℃时，A，B，C三种物质(不发生化学反应)所形成的溶液与固相A和B、C组成的气相呈平衡，则体系的自由度f=。A，B，C三物质组成的体系能平衡共存的最大相数是。7.在石灰窑中，分解反应CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)已平衡，则该体系的组分数C=，自由度数f=。，相数P=8.CaCO3(s),CaO(s),BaCO3(s),BaO(s)和CO2(g)达到平衡时，此体系的相数是，组分数是，自由度数是。9.纯液体在其正常沸点下沸腾变为气体，下述各量中增加的量是，减少的量是，不变的量是。A．蒸气压B．摩尔气化热C．摩尔熵D．摩尔焓E．吉布斯自由能F．温度G．外压H．摩尔体积I．亥姆霍兹自由能10．已知在1120℃下，反应：FeO(s)+H2(g)=H2O(g)+Fe(s)，=0.8522H2O(g)=2H2(g)+O2(g)，则在相同温度下，反应FeO(s)4=Fe(s)+1/2O2(g)的标准平衡常数11.由反应，知化学反应的平衡条件是______________。12．一个含有K+，Na+,NO3－,SO42－,四种离子的不饱和水溶液，其组分数为=3.4×10-13=__________。13．已知温度T时，液体A的蒸气压为13330Pa，液体B的蒸气压为6665Pa，设A与B构成理想液体混合物，则当A在溶液中的摩尔分数0.5时，其在气相中的摩尔分数为。14.某反应，则该反应的标准平衡常数KΘ为____________。15.Cu(s)+1/2O2(g)=CuO(s)，已知__________。，则在298K，该反应的KΘ=五、简答题1、标准状态下的化学反应：aA(g)+bB（g）=dD(g)+eE(g)的uB☉应指什么？若本题中反应物和产物都是气体，则反应体系的总压力为多少？2、在一个真空容器中，分别使NH4HS(s)和CaCO3(s)加热分解，两种情况的独立组分数是否都等于1？3、指出下列体系的自由度，并说明变量是什么？(1)在101325Pa的压力下，水与水蒸气达平衡；(2)液态水和水蒸气达平衡；(3)在101325Pa的压力下，I2在液态水和CCl4中的分配已达平衡（无固体碘存在）；(4)NH3（g）、H2（g）、N2（g）已达平衡。六、计算题1、有一水蒸气锅炉，耐压1524kPa，问此锅炉加热到什么温度有爆炸的危险？已知水的气化热为2255J·g-1，并看作常数。2、(NH4)2SO420℃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20℃，得到多少结晶?3、在100℃时，己烷A.的蒸气压是2.45×105Pa，辛烷B.的蒸气压是4.72×104Pa。这两种液体的某一混合物在100℃、1.013×105Pa时沸腾，假定该混合物是理想溶液，求（1）己烷在液体混合物里的摩尔分数；(2)己烷在蒸气里的摩尔分数。4、在298.15K，1p0下，1mol苯与1mol甲苯形成理想溶液，试求此过程的ΔmixV,ΔmixH,ΔmixΔmixG和ΔmixF。S,rmø=160.44J·K-1·mol-1；CaCO(s)、CaO(s)、35、已知298K时反应CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)；ΔSCO2(g)的标准摩尔生成热依次为-1206.87kJ·mol-1、-635.09kJ·mol-1、-393.51kJ·mol-1，估算CaCO3(s)的转折温度。6在石灰窑中欲使石灰石以一定的速度分解，CO2的分压不应低于P☉,试计算窑温至少应维持多少？（设此反应的⊿rCpm=0），已知298K时有如下数据：CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)-1206.875⊿fHm☉（KJ.mol-1）⊿fGm☉(KJ.mol-1)七、综合题-635.55-393.514-394.384-1128.76-604.171、水的相图如下，叙述点K代表的物系在等温降压过程中的状态，相数及自由度数的变化。2、FeCl3和H2O能形成四种具有相合熔点的水合物：FeCl3·6H2O(s)、2FeCl3·7H2O(s)、2FeCl3·5H2O(s)和FeCl3·2H2O(s)，问该体系的组分数是多少?该体系恒压条件下最多能有几相共存?有几个低共熔点?rmø=-30.56kJ·mol-1，3、试计算550℃时，反应2Ag(s)+1/2O2(g)→Ag2O(s)的ΔrGmø。已知反应的ΔHΔrSmø=-66.21J·K-1·mol-1，各物质的平均热容Cp(J·K-1·mol-1)为O2：31.35，Ag2O：65.63，Ag：26.75。物理化学习题三答案《相平衡、化学势与化学平衡》部分一、判断题1．×2．×3．×4．×5．×6．×7．√8.×9.×10.×11.×12.×13.√14.×15×二、单选题1．B2．C3.B4．C５D６B7．D8．D14．A15．C9．B10．D11．C12．D13．C三、多选题四、填空题12345678BEBCBCCEBDAEADCD1．=0，＞0，＜0，=0。2．9.003．μB(l)=μB(g)；减小，减小得慢5．μ1=μ24．μB=μB*(T,p)+RTlnxB6．1,57．2,3,18．5,3,09．C,D,H;I;A,B,E,F,G10．4.968×10-712．411．产物的化学势之和等于反应物的化学势之和13．2/314．115．6.11×1022五、简答题1、组分B在T,PΘ下的标准态化学势；4PΘ2、不是，NH4HS(s)加热分解生成NH3(g)和H2S(g),C=3-1-1=0;而CaCO3(s)加热分解生成CaO(s)和CO2(g),C=3-1-0=23、（1）S=1（H2O）,R=0R`=0,C=S-R-R'=1,P=2（气,液）则F=C-P+1=1-2+1=0无变量（2）S=1（H2O）,R=0R`=0,C=S-R-R`=1,P=2（气、液）则F=C-P+2=1-2+2=1变量为温度或压力（3）S=3（I2、H2O、CCl4）,R=0R`=0,C=S-R-R`=3,P=2（液、液）则F=3-2+1=2变量为温度T或I2在其中一个液相中的浓度。（4）C=3（H2、N2、NH3）,R=1R`=0,C=S-R-R`=2,P=1则F=C-P+2=2-1+2=3变量为温度T，压力P和任意一种物质的浓度。六、计算题1、解：ln(p2/p1)=ΔvapHmø(T2-T1)/(2.303RT1T2)ln(1520/101.3)=2255×18(T2-273)/(2.303×8.314×373T2),T2=471K2、解：溶液的组成为：100×94%/(100+100)=0.47根据杠杆规则：ml(0.47-0.43)=ms(1-0.47)即(200-ms)×0.04=ms×0.53∴ms=14.0g，固析出晶体14.0g