物理化学第五章模拟试卷C

班级 姓名 分数

一、选择题 ( 共10题 20分 ) 1. 2 分 二级相变符合的爱伦菲斯方程式是： ( )

（A）)/(d/dTVCTpV （B）)/(d/dTVCTpp （C）pp/ln(d)/(d/)TVCTV （D）pp/ln(d)/(d/)TVCTp

2. 2 分 Na2CO3可形成三种水合盐：Na2CO3·H2O，Na2CO3·7H2O 及Na2CO3·10H2O，常压下将 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)

3. 2 分 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)，则该体系的自由度数为: ( ) (A) f*= 1 (B) f*= 2 (C) f*= 0 (D) f*= 3

4. 2 分 将 N2,H2,NH3三种气体充进 773 K,32 424 kPa 的合成塔中，在有催化剂存在的情况下，指出下列三种情况时该体系的独立组分数 C(1),C(2),C(3)各为多少? ( ) (1) 进入塔之前 (2) 在塔内反应达平衡时 (3) 若只充入 NH3气，待其平衡后 (A) 3，2，1 (B) 3，2，2 (C) 2，2，1 (D) 3，3，2

5. 2 分 凝固点的描述可图示如下，其中哪一个是错误的 ( )

6. 2 分 由CaCO3(s),CaO(s),BaCO3(s),BaO(s)及CO2(s)构成的平衡体系,其自由度为： ( ) (A) f=2 (B) f=1 (C) f=0 (D) f=3

7. 2 分 在一个密封的容器中装满了温度为373.15 K的水，一点空隙也不留，这时水的蒸气压： （ ） (A)等于零 (B)等于101.325 kPa (C)小于101.325 kPa (D)大于101.325 kPa

8. 2 分 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

9. 2 分 相律在下列体系中何者不适用？ ( ) (A)NaCl水溶液 (B)NaCl饱和水溶液 (C)NaCl过饱和水溶液 (D)NaCl水溶液与纯水达渗透平衡

*. 2 分 将固体 NH4HCO3(s) 放入真空容器中，恒温到 400 K，NH4HCO3 按下式分解并达到平衡: NH4HCO3(s) = NH3(g) + H2O(g) + CO2(g) 体系的组分数 C 和自由度数 f 为： ( ) (A) C= 2， f= 1 (B) C= 2， f= 2 (C) C= 1， f= 0 (D) C= 3， f= 2

二、填空题 ( 共 8题 16分 ) 11. 2 分 下列化学反应，同时共存并到达到平衡（温度在 900～1200 K范围内）： CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g) CO2(g) + H2(g) = CO(g) + H2O(g) H2O(g) + CO(g) + CaO(s) = CaCO3(s) + H2(g) 问该体系的自由度为 _______ 。

12. 2 分 KCl–H2O平衡体系，其最大相数为 。其平衡相态分别是： 。

13. 2 分

在二级相变过程中，V 0，Cp 0（填=或）

14. 2 分 把N2，H2，NH3三种气体充入773 K，3242 kPa的带有催化剂的合成塔中。指出下列各情况下体系的独立组分数。 (1)进入塔之前：C为 (2)进塔后，反应达平衡：C为 (3)若只充入NH3气，达平衡后：C为

15. 2 分 (1) 一定温度下，蔗糖水溶液与纯水达到渗透平衡时的自由度数等于 。 (2) 纯物质在临界点的自由度数等于 。 (3) 二元溶液的恒沸点的自由度数等于 。

16. 2 分 三相点是 。

17 2 分 水的临界点的温度是647 K，在高于临界点温度时，不可能用 方法使气体液化。

18 2 分 将AlCl3溶于水，待全部水解时，体系的组分数C= 。

三、计算题 ( 共 5题 40分 ) 19. 10 分 在101.325 kPa时，使水蒸气通入固态碘（I2）和水的混合物，蒸馏进行的温度为371.6 K，使馏出的蒸气凝结，并分析馏出物的组成。已知每0.10 kg水中有0.0819 kg碘。试计算该温度时固态碘的蒸气压。

20. 10 分 乙醚在0℃时的蒸气压为133.3 Pa,若设一以干冰(-78℃)为冷却剂的冷阱来捕捉流动气体中的乙醚。当温度为0℃,压力为100 kPa,流速为10 dm3min-1的含饱和乙醚的氮气流过此冷阱时,试求10h内此冷阱可冷凝下来多少乙醚?已知此时乙醚的vapH=420 Jg-1。M(乙醚)=46 gmol-1

21. 10 分 请用热力学公式证明： (1)液体的蒸气压随温度的增加而增加； (2)液体的沸点随压力的增加而递增； (3)一般液体的熔点随压力增大而升高，并指出一种例外的液体。

22 5 分 硝基苯和水组成了完全不互溶的二组分体系，在101.32 kPa时，其沸点为99.0°C，该温度下水的饱和蒸气压为97.7 kPa。若将此混合物进行水蒸气蒸馏，试计算馏出物中硝基苯的质量分数。

23. 5 分

根据下列数据作出完全互溶物质A和B的液-固相图。如果有1.00 kg组成为Bx=0.50的溶液，刚熔化时，与它呈平衡的液相的组成为多少？

四、问答题 ( 共 3题 20分 ) 24. 10 分 将某一工程塑料生产的母液进行初蒸处理后，得到一个质量分数分别为10% C6H5Cl，60%C2H5OH，30% H2O的三元溶液，经研究得知，它能形成三元恒沸物，而不能使C6H5Cl

与C2H5OH有效分离，但若采用如下两个相图（pp），图（a）T=308 K，可使问题圆满解决。

问：根据这两个相图，采用什么方法可以在上述三元溶液中回收组成95%的乙醇产品和较纯的氯苯产品？

25. 5 分 指出下面二组分凝聚体系相图中各部分中的平衡相态。

26 5 分 在 1.01325×105 Pa 下， CaCO3(s) 于 1169 K 分解为 CaO(s) 和 CO2(g)并呈平衡。 (1) 请绘出 CaO-CO2二组分体系在 1.01325×105 Pa 下的等压相图； (2) 标出各个相区的相态。

参考答案

一、选择题 ( 共10题 20分 ) 1. 2 分 答：（B） （2分）

2. 2 分 [答] (D) 据相图可判断

3. 2 分 [答] (B) C= S - R - R' = 3 - 0 - 0 = 3 f= C- Φ+ 1 = 3 - 2 + 1 = 2

4. 2 分 [答] (A) (1) 入塔前，物种数 S = 3 ，独立组与数 C= 3 (2) 已达平衡 C= S - R - R' = 3 - 1 - 0 = 2 (3) 只充 NH3气入塔并达平衡 C= S - R - R' = 3 - 1 - 1 = 1 因 2NH3  N2+ 3H2 R = 1 又 [H2] = 3[N2] R' = 1

5. 2 分 [答] (A) 是错误的。

6. 2 分 [答] (C)

7. 2 分 答：（D） （2分）

根据水的相图，欲使水在K15.373时稳定存在，水的蒸气压必须大于它在该温度下的平衡蒸气压kPa325.101。

8. 2 分 [答] (A) 恒沸混合物与化合物不同，没有确定的组成。只在压力恒定时， 其组成才一定，即恒沸混合物的沸点随外压而改变。

9. 2 分 答：(C) （2分）

*. 2 分 [答] (C) S = 4 C= S - R - R' = 4 - 1 - 2 = 1 f*= C+ 1 -Φ= 1 + 1 - 2 = 0

二、填空题 ( 共 8题 16分 ) 11. 2 分 [答] S = 6 , R = 2 , C= 6 - 2 = 4 f = 4 - 3 + 2 = 3

12. 2 分 答：（1）4 42fCΦ

（2）KCls()、冰、KClHO2饱和液、蒸气 （2分）

13. 2 分 答：=、 （2分）

14. 2 分 答：（1）3； （2）2； （3）1 （2分）

15. 2 分 [答] (1) f = C+ 3 -Φ= 2 + 3 - 2 = 3 (2) f**= C+ 0 -Φ= 1 + 0 - 1 = 0 (3) f*= C+ 1 -Φ= 1 + 1 - 2 = 0 f = C+ 2 -Φ= 1 + 2 - 2 = 1

16. 2 分 答：固、液、气三态可以平衡共存时的温度和压力 （2分）

17. 2 分 答：加压的 （2分）

18. 2 分 答：3 （2分） AlClsHOlAlOHsHClaq32333()()()()() AlCls3()溶于水全部水解时，上述反应式不存在，此时

S323[,(),]HOAlOHHCl RR00,'

故 CS3

三、计算题 ( 共 5题 40分 ) 19. 10 分