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 )已知反应在800 K 时进行： A (s) + 4B (g) == 3Y (s) + 4Z (g) 有关数据如下：物质()1O m f mol kJ K298-⋅H ∆()11Om K molJ K298--⋅⋅S()11m ,K mol J K 800~298--⋅⋅p CA(s) B(s) Y(s) Z(s)-1116.71 0 0 -241.84151.46 130.58 27.15 188.74193.00 28.33 30.88 36.02（1）计算下表中的数据温度1O mf mol kJ -⋅H ∆11O mK mol J --⋅⋅S1O mr mol kJ -⋅G ∆K298 K 800 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t / ︒C 92 100 p*(H 2O) / kPa75.487 101.325vap 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t1=200 ︒C，t2=400 ︒C，t3=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CaF2 - CaCl2相图，欲从CaF2 - CaCl2系统中得到化合物CaF2⋅ CaCl2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) + CO2(g) K 1 Fe3O 4(s) + CO(g) == FeO(s) + CO2(g) K2 T K K1K2873 973 0.871 1.15 0.678 1.77而且两反应的∑νB C p,m=0 试求：(1) 在什么温度下Fe(s) , FeO(s), Fe3O4(s), CO(g)及CO2(g)全部存在于平衡系统中；(2) 此温度下pp(CO)(CO)2=？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(H2O)= p(CO2)= 12p(总）则K①=p pp(H O)(CO)23O⨯()2=pp()总22⎡⎣⎢⎤⎦⎥⎧⎨⎪⎩⎪⎫⎬⎪⎭⎪O=400021000002PaPa⨯⎛⎝⎫⎭⎪⎪=4×10-4对于反应②，p(H2O)=p(总)则 K ②=p p 22(H O)2O ()=60521000002Pa Pa ⎛⎝ ⎫⎭⎪⎪=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：K ①=[]p p (H O)(CO )22⨯/(p )2=()()6052Pa CO 100Pa 2⨯p 0002=4×10-4则 p (CO 2)=41060526⨯Pa Pa 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）度 1-mr mol kJ ⋅∆θH 11-m r mol K J -⋅⋅∆θS 1-mr mol kJ ⋅∆θG K298K 800K149.35 114.4162.6 93.90100.9 39.292.07⨯10-18 2.72⨯10-3（4分） （2）J =(/)(/)(/)(/)p p p p p p p p Z Y O O A O B O 434=04054..p p ⎛⎝ ⎫⎭⎪=0.410 J > 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 ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛kPa 487.75kPa 325.101=R H m p a v ∆-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-K 2.3651K 2.3731ln ()⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛水*kPa 325.101p =R H m p a v ∆-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-K 9.3681K 2.3731 解出：95.7︒C 时p *(水)=86.5 kPa ； p *(溴苯) =(103.325-86.65) kPa=14.68 kPa ， （5分） )()(溴苯水m m = )()(溴苯水p p ⨯)()(溴苯水M M = 1--1mol g 0.15768.14mol g 02.185.86⋅⨯⋅⨯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 =B A p p +=*A p + (*B p －*A p )x Bx B =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 B 900.0kPa 3.1010.780kPa 9.116*B B B =⨯===p p x p py 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。