淮海工学院物理化学习题课-相平衡.ppt
一、选择题1、已知硫可以有单斜硫，正交硫，液态硫和气态硫四种存在聚集状态。硫的这四种聚集状态_稳定共存。能够；(2)不能够；(3)不一定。2、根据吉布斯相律，双组分平衡系统的最大自由度数为：()。(1)2；(2)3；(3)1。3、NH4HS(s)和任意量的NH3(g)及H2S(g)达平衡时有：()。(1)C=2，P=2，f=2；(2)C=1，P=2，f=1；(3)C=1，P=3，f=2；(4)C=1，P=2，f=3。,4、在101 325 Pa的压力下，I2在液态水和CCl4中达到分配平衡(无固态碘存在)则该系统的条件自由度数为：()。(1)f=1；(2)f=2；(3)f=0；(4)f=3。5、硫酸与水可形成H2SO4H2O(s)，H2SO42H2O(s)，H2SO44H2O(s)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。6、将固体NH4HCO3(s)放入真空容器中，等温在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：()。()，f；()，f；()，f；()，f。,7、当水、冰、水蒸气三相平衡共存时，系统的自由度数为：()。（1）1；（2）0；（3）2。8、已知A，B两液体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精馏可以获得：()。(1)一个纯组分和一个恒沸混合物；(2)两个恒沸混合物；(3)两个纯组分。10、在101.325kPa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：（）。(1)必低于373.2 K；(2)必高于373.2 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。,11、指出下列平衡体系中的物种数，组分数，相数和自由度数(1)CaSO4的饱和水溶液(2)5氨气通入1 dm3水中，在常温常压下与蒸气平衡共存(3)Na+，Cl-，K+，NO3-，H2O(l)达平衡(4)NaCl(s)，KCl(s)，NaNO3(s)与 KNO3(s)的混合物与水平衡,答(1)S=2(CaSO4,H2O),R=0,R=0,C=S-R-R=2 P=2(固,液)，f=C+2-P=2(2)NH3(g)+H2O(l)=NH4OH(aq)S=3,R=1,R=0,C=2,P=2(液,气),f=2(3)S=5(Na+,K+,Cl-,NO3-,H2O)，R=0 R=1(正离子的浓度等于负离子浓度),C=S-R-R=4 P=1(液)f=C+2-=4+2-1=5(4)S=11(NaCl(s),KCl(s),NaNO3(s),KNO3(s),Na+,K+,Cl-,NO3-,H2O,H+,OH-)R=4(NaCl(s)=Na+Cl-,KCl(s)=K+Cl-NaNO3(s)=Na+NO3-,H2O(l)=H+OH-)R=2(H+=OH-，Na+K+=Cl-+NO3-)C=S-R-R=11-4-2=5 P=5(4 个固相 1 个液相)f=C+2-=5+2-5=2,12、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)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)4,12 答：A,二、是非题1、双组分相图中恒沸混合物平衡的气相与液相组成相同。是不是?()2、双组分相图中恒沸混合物的沸点与外压力有关。是不是?()3、双组分相图中恒沸混合物的组成随外压力的不同而不同。是不是?()4、恒沸液体是混合物而不是化合物。是不是?()5、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。是不是?(),三、填空题1、只受温度，压力影响的二组分平衡系统，可能出现的最多相数为_。2、三组分系统的最大自由度数 f=_；平衡共存的最多相数P=_。3、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：2NaHCO3(s)=Na2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g)则系统的浓度限制条件数R=_；组分数C=_；相数F=_；自由度数f=_。,4、气态的N2，O2溶于水中且达到相平衡，此多相系统的组分数（独立）为_；自由度数为_。5、Na2CO3(s)与H2O(l)可生成水合物Na2CO3H2O(s),Na2CO3 7H2O(s),Na2CO310H2O则30时，与Na2CO3水溶液、冰平衡共存的水合物最多可有_种。6、冰的熔点随压力增大而_，苯的熔点随压力增大而_。(选填升高、降低),四、说明题1、二组分凝聚系统相图如下：,(1)指出图中，各区的相态及成分；(2)分别绘出系统a，b，c 的冷却曲线（绘于右图相应位置，注意温度对应关系）；(3)点F，E，G 的组成（wB 分别为0.50，0.80，0.90），由1 kg的系统c（wB=0.70）冷至温度刚刚接近FEG线时，系统中存在哪些相？其数量各为若干千克？,解(1),(2),(3)系统中有两相，一相为s(AB)，另一相为E(l)。m(AB)(0.70-0.50)=m(l)(0.80-0.70),m(AB)=0.33 kg m(l)=0.67 kg。,2、A，B 二组分凝聚系统相图如下：(1)列表标出图中1，2，3，4，5 各相区内存在的相态及成分；(2)写出图中各三相线上存在的平衡相；(3)画出x，y 两点冷却的步冷曲线，在步冷曲线上表明冷却过程中的相变情况（转折点处及各段曲线）。,(3)步冷曲线如下图,解：(1),(2)a1a2线：s(D)=s1(A+B)+l(A+B),b1b2线：l1(A+B)+s(B)=l2(A+B),d1d2线：l1(A+B)=s(D)+s(B),3、A，B二组分凝聚系统的相图如右图所示。（1）指出14 区的相态和成分及条件自由度数；（2）作溶液P的冷却曲线，标明曲线转折点处的相态及成分的变化；（3）说出E，F，G 三点的意义；（4）指出有哪几条三相平衡线。,(2)Pa 段-l(A+B)一相a点 s(B)析出 ab段 l+s(A+B）二相 b点 s(AB2)析出bc段 l+s(B）+s(AB2）三相 c点 l消失c点以下 s(AB2)+s(B)二相,解(1),（3）E 点 化合物A2B的熔点F 点 化合物A2B与AB2的低共熔点G点 化合物AB2 分解所得液相组成（4）图中三相平衡线有 GMC、HMD、HJK三条。,4、A和B二组分凝聚系统相图如下：(1)在C点，相数是_，自由度数是_；(2)在E点，相数是_，自由度数是_；(3)在I区内共存的物质及相态是_，自由度数是_；(4)将15 kg处于f点所示状态熔融液冷却至f 点,已知线段af/af=2/1，这时析出固体是_kg剩余液体_kg。,解：（1）2 0（2）3 0（3）s(A2B3)+l(A+B)1（4）5 10,5、A和B二组分的t-xB相图如下，tA*，tB*分别为纯A和B的熔点。,（1）试列表格给出各相区及FE2D线上的相数、相的聚集态及成分、条件自由度f；（2）在温度 时间的坐标上画出系统从状态m变化到n的步冷曲线。,解：（1）,(2)步冷曲线如图所示,7、大致画出Mg-Ni二组分系统熔点-组成图，并标明图中各区的相态及成分。已知该系统生成的同成分熔化（稳定）化合物MgNi2 w(Ni)=0.829 的熔点为1 145，异成分熔化（不稳定）化合物Mg2Ni w(Ni)=0.547 熔点为760，分解反应如下：Mg2Ni=MgNi2(s)+l w(Ni)=0.505 其热分析数据如下表：,8、Au(A)和Bi(B)能形成异成分熔化合物（不稳定化合物）Au2Bi。Au和Bi的熔点分别为1336.15和544.52，Au2Bi 分解温度为650，此时液相组成为xB=0.65，将xB=0.86的溶液冷却到510时,同时结晶出两种晶体(Au2Bi和Bi)的混合物。（1）试根据实验数据，绘Au-Bi系统的熔点-组成示意图；（2）试列表说明每个相区的相数、各相的聚集态及成分、相区的条件自由度数；（3）画出组成为xB=0.4 的溶液从1 400 开始冷却的步冷曲线，并标明系统降温冷却过程中，在每一转折点或平台处出现或消失的相。解：（1）Au-Bi系统的熔点-组成示意图如下：,
