第五章 相平衡

第五单元单元检测题一、选择题1.NH4HS(s)和任意量的NH3(g)及H2S(g)达平衡时有:()(A)C=2，φ=2，f=2(B)C=1，φ=2，f=1(C)C=2，φ=3，f=2(D)C=3，φ=2，f=3【A】2.某系统存在C(s)，H2O(g)，CO(g)，CO2(g)和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(g)+CO(g)CO2(g)+C(s)2CO(g)则该系统的独立组分数C为：()A.C=3B.C=2C.C=1D.C=4【A】3.硫酸与水可形成H2SO4·H2O(s)、H2SO4·2H2O(s)、H2SO4·4H2O(s)三种水合物,问在101325Pa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【C】4.对恒沸混合物的描述，下列各种叙述中哪一种是不正确的？()(A)与化合物一样，具有确定的组成(B)不具有确定的组成(C)平衡时，气相和液相的组成相同(D)其沸点随外压的改变而改变【A】5.三相点是:()(A)某一温度,超过此温度,液相就不能存在(B)通常发现在很靠近正常沸点的某一温度(C)液体的蒸气压等于25℃时的蒸气压三倍数值时的温度(D)固体、液体和气体可以平衡共存时的温度和压力【D】6.某一物质X在三相点时的温度是20℃,压力是2p.下列那一种说法是不正确的。()(A)在20℃以上X能以液体存在(B)在20℃以下X能以固体存在(C)在25℃,p下液体X是稳定的(D)在25℃时,液体X和固体X具有相同的蒸气压【C】7.当克劳修斯─克拉贝龙方程应用于凝聚相转变为:蒸气时则:()(A)p必随T之升高而降低(B)p必不随T而变(C)p必随T之升高而变大(D)p随T之升高可变大或减少【C】8.在400K时，液体A在蒸气压为:4×104Pa，液体B的蒸气压为:6×104Pa，两者组成理想液体混合物，平衡时在液相中A的摩尔分数为:0.6，在气相中，B的摩尔分数为:()(A)0.31(B)0.40(C)0.50(D)0.60【C】9.设373K时，液体A的饱和蒸气压为:133.3kPa，液体B为:66.66kPa，则：(1)若A和B形成理想液体混合物，当A在溶液中的摩尔分数为:0.5时，在气相中的摩尔分数为:()(A)2/3(B)1/2(C)1/3(D)1【A】(2)若A和B完全不互溶，当由2molA和3molB在恒温下构成双液体系时，体系的总蒸气压为:()kPa(A)66.66(B)133.3(C)200.0(D)466.6【C】10.已知苯─乙醇双液体系中,苯的沸点是353.3K,乙醇的沸点是351.6K,两者的共沸组成为:含乙醇47.5%(摩尔分数),沸点为:341.2K.今有含乙醇77.5%的苯溶液,在达到气、液平衡后,气相中含乙醇为:y2,液相中含乙醇为:x2。问:①下列结论何者正确?:()(A)y2x2(B)y2=x2(C)y2x2(D)不确定【C】②若将上述溶液精馏,则能得到:()(A)纯苯(B)纯乙醇(C)纯苯和恒沸混合物(D)纯乙醇和恒沸混合物【A】11.H2O-NaCl-Na2SO4的三元系中,Na2SO4和H2O能形成水合物Na2SO4·10H2O(D),在DBC区中存在的是:()(A)水合物D和溶液(B)水合物D和纯Na2SO4及纯NaCl三相共存(C)水合物D,NaCl和组成为:F的溶液(D)纯NaCl,纯Na2SO4和水溶液【B】12.Na2CO3可形成三种水合盐：Na2CO3·H2O、Na2CO3·7H2O及Na2CO3·10H2O，常压下当将Na2CO3(s)投入其水溶液中，待达三相平衡时，一相是Na2CO3水溶液，一相是Na2CO3(s)，则另一相是：()(A)冰(B)Na2CO3·10H2O(s)(C)Na2CO3·7H2O(s)(D)Na2CO3·H2O(s)【D】13.区域熔炼技术主要是应用于:()(A)制备低共熔混合物(B)提纯(C)制备不稳定化合物(D)获得固熔体【B】14.碘的三相点处在115℃和12ｋPa上,这意味着液态碘:()(A)比固态碘密度大(B)在115℃以上不能存在(C)在p压力下不能存在(D)不能有低于12kPa的蒸气压【D】15.一体系如下图所示，其中半透膜aa'只允许O2(g)通过，请选择正确的答案.(1)体系的组分数为:(A)2(B)3(C)4(D)1【B】(2)体系的相数为:(A)3(B)4(C)5【B】(3)体系的自由度数为:(A)1(B)2(C)3(D)4【B】O2(g)、Ag(s)、Ag2O(s)|O2(g)、CCl4(g)二、填空题1.将固体NH4HCO3(s)放入真空容器箱中恒温至400K,NH4HCO3(s)按下式达分解平衡:NH4HCO3(s)=NH3(g)+H2O(g)+CO2(g),此体系的物种数s=__________,独立组分数C=________,相数条件自由度f*=___________.【s=4,独立组分数C=1,相数=2,条件自由度f*=0】2.某一固体，在25℃和大气压力下升华，说明三相点的压力（大于）大气压力3.FeCl3和水形成四种化合物FeCl3·6H2O(s)，FeCl3·7H2O(s)，2FeCl3·5H2O(s)和FeCl3·8H2O(s),该体系的组分数是__________【2】4.一个水溶液包含n个溶质，该溶液通过一半透膜与纯水相平衡，半透膜仅允许溶剂水分子通过，此体系的自由度为【n+2】5.FeCl3和H2O能形成FeCl3·6H2O，2FeCl3·7H2O，2FeCl3·5H2O，FeCl3·2H2O四种水合物,则该体系的独立组分数C和在恒压下最多可能的平衡共存的相数φ分别为【C=2，φ=3】6.NaCl水溶液和纯水经半透膜达成渗透平衡时，该体系的自由度是【3】7.在101325Pa的压力下，I2在液态水和CCl4中达到分配平衡(无固态碘存在)，则该体系的自由度数为【f*=2】8.CuSO4与水可生成CuSO4·H2O,CuSO4·3H2O,CuSO4·5H2O三种水合物,则在一定压力下和CuSO4水溶液及冰共存的含水盐有【1种】9.水的三相点附近,其蒸发热和熔化热分别为:44.82和5.994kJ·mol-1。则在三相点附近冰的升华热约为【50.81kJ·mol-1】10.在0℃到100℃的范围内液态水的蒸气压p与T的关系为:lg(p/Pa)=-2265/T+11.101,某高原地区的气压只有59995Pa,则该地区水的沸点为【358.2K】三、是非题1.恒沸混合物的沸点随外压的改变而改变（）【对】2.在通常情况下，对于二组分物系，能平衡共存的最多相数为3（）【错】3.N2的临界温度是124K，如果想要液化N2，就必须在恒压下升高温度（）【错】4.某一物质X，在三相点时的温度是20℃，压力是200kPa，那么在25℃,100kPa下，液体X是稳定的（）【对】5.在100kPa的压力下，I2在液态水和CCl4（l）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3（）【错】6.在p下，用水蒸气蒸镏法提纯某不溶于水的有机物时，体系的沸点取决于水与有机物的相对数量.【错】7.二元合金处于低共熔温度时,物系的自由度为0.【对】8.A和B可构成固溶体，在A中，若加入B可使A的熔点提高，则B在此固溶体体中的含量必大于B在液相中的含量.【对】9.某一固体在25℃和p压力下升华,这说明三相点的压力小于p.【错】10.三相点是指液体的蒸气压等于25℃时的蒸气压三倍数值时的温度.【错】四、计算题1.指出下列平衡系统中的组分数C，相数P及自由度F。（1）I2(s)与其蒸气成平衡；（2）CaCO3(s)与其分解产物CaO(s)和CO2(g)成平衡；（3）NH4HS(s)放入一抽空的容器中，并与其分解产物NH3(g)和H2S(g)成平衡；（4）取任意量的NH3(g)和H2S(g)与NH4HS(s)成平衡。（5）I2作为溶质在两不互溶液体H2O和CCl4中达到分配平衡（凝聚系统）。解：（1）C=1,P=2,F=C–P+2=1–2+2=1.（2）C=3–1=2,P=3,F=C–P+2=2–3+2=1.（3）C=3–1–1=1,P=2,F=C–P+2=1–2+2=1.（4）C=3–1=2,P=2,F=C–P+2=2–2+2=2.（5）C=3,P=2,F=C–P+1=3–2+1=2.2已知液体甲苯（A）和液体苯（B）在90℃时的饱和蒸气压分别为=和。两者可形成理想液态混合物。今有系统组成为的甲苯-苯混合物5mol，在90℃下成气-液两相平衡，若气相组成为求：（1）平衡时液相组成及系统的压力p。（2）平衡时气、液两相的物质的量解：（1）对于理想液态混合物，每个组分服从拉乌尔定律，因此（2）系统代表点，根据杠杆原理mol.nmol.nn)..(n)..(.nnn)xx(n)xy(lglgglll,Bo,Bgo,Bg,B78432161250303045560503.单组分系统的相图示意如右图。试用相律分析图中各点、线、面的相平衡关系及自由度。