物理化学测验（四）一、选择题。

在题后括号内，填上正确答案代号。

1、硫酸与水可形成H2SO4⋅H2O(s)，H2SO4⋅2H2O(s)，H2SO4⋅4H2O(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。

2、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：( )。

（1）有最高恒沸点的系统；（2）不具有恒沸点的系统；（3）具有最低恒沸点的系统。

3、设反应a A(g ) == y Y(g) + z Z(g),在101.325 kPa、300 K下，A的转化率是600 K的2倍，而且在300 K下系统压力为101 325 Pa的转化率是2×101 325 Pa的2 倍，故可推断该反应（）。

（1）平衡常数与温度，压力成反比；（2）是一个体积增加的吸热反应；（3）是一个体积增加的放热反应；（4）平衡常数与温度成在正比，与压力成反比。

4、某反应A(s) == Y(g) + Z(g)的∆r G与温度的关系为∆r G= (－45 000＋110 T/K) J ·mol -1，在标准压力下, 要防止该反应发生，温度必须：( ) 。

(1) 高于136 ℃；(2) 低于184 ℃；(3) 高于184 ℃；(4) 低于136 ℃；(5) 高于136 ℃而低于184 ℃。

5、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ƒ为：( )。

(１)Ｃ＝２，ƒ＝１；(２)Ｃ＝２，ƒ＝２；(３)Ｃ＝１，ƒ＝０；(４)Ｃ＝３，ƒ＝２。

6、已知等温反应①CH4(g) == C(s) + 2H2(g)②CO(g) + 2H2(g) == CH3OH(g)若提高系统总压力，则平衡移动方向为（）。

（1）①向左，②向右；（2）①向右，②向左；（3）①和②都向右。

二、计算题。

请计算下列各题。

( 本大题7分)在323 K时，下列反应中NaHCO3(s)和CuSO4-5H2O(s)的分解压力分别为4 000 Pa和6052 Pa：反应①2NaHCO3(s) ==Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g)反应② CuSO 4-5H 2O(s) ==CuSO 4-3H 2O(s) + 2H 2O(g) 求：(1) 反应①和②的K ①和K ②；(2) 将反应①，②中的四种固体物质放入一真空容器中，平衡后CO 2的分压力为多少（T =323 K ）？三、计算题。

请计算下列各题。

( 本 大 题11分 )（K（2）800 K 时，将A(s)和Y(s)置于体积分数分别为w (B)=0.50, w (Z)=0.40, w (惰性气体)=0.10的混合气体中，上述反应将向哪个方向进行？（p =100 kPa ）四、计算题。

请计算下列各题。

( 本 大 题13分 ) 溴苯与水的混合物在101.325 kPa 下沸点为95.7︒C,试从下列数据计算馏出物中两种物质vap m 157.0 g ⋅mol -1，18.02 g ⋅mol --1。

五、计算题。

请计算下列各题。

( 本 大 题8分 )在p =101.3 kPa ，85℃时，由甲苯(A)及苯(B)组成的二组分液态混合物即达到沸腾。

该液态混合物可视为理想液态混合物。

试计算该理想液态混合物在101.3 kPa 及85℃沸腾时的液相组成及气相组成。

已知85℃时纯甲苯和纯苯的饱和蒸气压分别为46.00 kPa 和116.9 k Pa 。

六、(本小题12分)根据图(a)，图(b)回答下列问题（1） 指出图(a)中，K 点所代表的系统的总组成，平衡相数及平衡相的组成； （2） 将组成x (甲醇)=0.33的甲醇水溶液进行一次简单蒸馏加热到85 ︒C 停止蒸馏，问馏出液的组成及残液的组成，馏出液的组成与液相比发生了什么变化？通过这样一次简单蒸馏是否能将甲醇与水分开？（3） 将(2)所得的馏出液再重新加热到78 ︒C ，问所得的馏出液的组成如何？与(2)中所得的馏出液相比发生了什么变化？（4） 将(2)所得的残液再次加热 到91 ︒C ，问所得的残液的组成又如何？与(2)中所得的残液相比发生了什么变化？欲将甲醇水溶液完全分离，要采取什么步骤？七、(本小题9分)A 和B 两种物质的混合物在101 325Pa 下沸点-组成图如图，若将1 molA 和4 molB 混合，在101325 Pa 下先后加热到t 1=200 ︒C ，t 2=400 ︒C ，t 3=600 ︒C ，根据沸点-组成图回答下列问题：（1）上述3个温度中，什么温度下平衡系统是两相平衡？哪两相平衡？各平衡相的组成是多少？各相的量是多少(mol)？（2）上述3个温度中，什么温度下平衡系统是单相？是什么相？八、问答题。

( 本 大 题9分 )已知 CaF 2 - CaCl 2 相图，欲从CaF 2 - CaCl 2系统中得到化合物CaF 2⋅ CaCl 2的纯粹结晶。

试述应采取什么措施和步骤？九、计算题。

请计算下列各题。

( 本 大 题10分 )已知下列两反应的K 值如下：FeO(s) + CO(g) == Fe(s) + CO 2(g) K 1(s) + CO(g) == FeO(s) + CO 2(g) K 2K 1 K 2而且 两反应的 ∑νB =0 试求：(1) 在什么温度下Fe(s) , FeO(s), Fe 3O 4(s), CO(g)及CO 2(g)全部存在于平衡系统中；(2) 此温度下=？ 物理化学测验（四）答案一、选择题。

在题后括号内，填上正确答案代号。

1、解：（3） （2分） 2、解：(3) (2分) 3、解：（3） （2分） 4、解：(2) （2分） 5、解：(3) （2分） 6、解：（1） （2分） 二、计算题。

请计算下列各题。

( 本 大 题7分 )解：(1)对于反应①，p (H 2O)= p (CO 2)= p (总）则 K ①====4×10-4对于反应②，p (H 2O)=p (总)Cp ,m p p (CO )(CO)212p p p (H O)(CO )23O ⨯()2p p ()总22⎡⎣⎢⎤⎦⎥⎧⎨⎪⎩⎪⎫⎬⎪⎭⎪O 400021000002Pa Pa ⨯⎛⎝ ⎫⎭⎪⎪则 K ②===3.66×10-3 （3分）(2) 四种固体物质放入一真空容器中在323 K 下达反应平衡后，系统有如下特性： ① 温度不变，反应①和②的K 不变（不考虑气体的非理想性）； ② 对于反应②，K 不变，p (H 2O)亦不变，故p (H 2O)=6 052 Pa ；③ 对于反应①和②，在同一容器内达平衡时，水蒸气只能有一个分压力p (H 2O)，它既满足反应②的K ，也同时满足反应①的K ，故对于反应①，p (H 2O)=6 052 Pa ，因此，我们有：K①=/(p )2==4×10-4则 p (CO 2)==661 Pa （7分） 即甲苯含量为 w (甲苯)=0.80 (质量分数)。

（8分） 三、计算题。

请计算下列各题。

( 本 大 题8分 ) 解：（1） K4分）（2）J ===0.410J > K ，A > 0，故反应向左进行。

（8分）四、计算题。

请计算下列各题。

( 本 大 题13分 )解：ln =ln = 解出：95.7︒C 时p *(水)=86.5 kPa ； p *(溴苯) =(103.325-86.65) kPa=14.68 kPa ， （5分）= ⨯=m (水) ：m (溴苯) =1.68：1 。

（10分）五、计算题。

请计算下列各题。

( 本 大 题8分 )解： 由该液态混合物可视为理想液态混合物，各组分均符合拉乌尔定律，故p ==+ (－)x Bx B =p p 22(H O)2O ()60521000002Pa Pa ⎛⎝ ⎫⎭⎪⎪[]p p (HO)(CO )22⨯()()6052Pa CO 100Pa 2⨯p 000241060526⨯Pa Pa 2(/)(/)(/)(/)p p p p p p p p Z Y O O A O B O 43404054..p p ⎛⎝ ⎫⎭⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛kPa 487.75kPa 325.101R H m p a v ∆-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-K 2.3651K 2.3731()⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛水*kPa 325.101p R H m p a v ∆-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-K 9.3681K 2.3731)()(溴苯水m m )()(溴苯水p p )()(溴苯水M M 1--1m ol g 0.15768.14m ol g 02.185.86⋅⨯⋅⨯B A p p +*A p *B p *A p 780.0kPa )0.469.116(kPa)0.463.101(*A *B *A =--=--p p p px A =1－ x B =0.220 （3分）气相组成，由式 y By A =1－ y B =0.100 （8分）六、(本小题12分) 解：（1）如图(a)所示，K 点代表的总组成x (CH 3OH)=0.33时，系统为气、液两相平衡, L 点为平衡液相, x (CH 3OH)=0.15，G 点为平衡气相，y (CH 3OH)=0.52； (3分)（2）由图(b)可知，馏出液组成y B,1=0.52，残液组成x B,1=0.15。

经过简单蒸馏，馏出液中甲醇含量比原液高，而残液比原液低，通过一次简单蒸馏，不能使甲醇与水完全分开； (6分)（3）若将(2)所得的馏出液再重新加热到78℃，则所得馏出液组成y B,2=0.67，与(2)所得馏出液相比，甲醇含量又高了； (7分)（4）若将(2)中所得残液再加热到91℃，则所得的残液组成x B,2=0.07，与(2)中所得的残相比，甲醇含量又减少了； (9分) （5）欲将甲醇水溶液完全分离，可将原液进行多次反复蒸馏或精馏。

(12分)七、(本小题9分)解：(1)t 2=400︒C 时，平衡系统是两相平衡。

此时是液-气两相平衡。

各平衡相的组成，如下图所示，为 x B(l ) =0.88 , y B =0.50==n (g)+n (l)=5 mol解得：n (l)= 4.0mol ；n (g)=1.0 mol （6分） (2) t 1=200 ︒C 时，处于液相； t 3 =600 ︒C 时，处于气相。