相平衡习题 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-第五章相平衡一 . 选择题1. 二元合金处于低共熔温度时物系的自由度 f 为 ( )(A) 0 (B) 1 (C) 2 (D) 32. NH4HS(s) 和任意量的 NH3(g) 及 H2S(g) 达平衡时有(A) C = 2，Ф = 2，f = 2； (B) C = 1，Ф = 2，f = 1；(C) C = 2，Ф = 3，f = 2； (D) C = 3，Ф = 2，f = 3；3. 固体 Fe、FeO、Fe3O4与气体 CO、CO2达到平衡时其独立化学平衡数 R、组分数 C 和自由度数 f 分别为 ( ) (A) R = 3；C = 2；f = 0 (B) R = 4；C = 1；f = -1(C) R = 1；C = 4；f = 2 (D) R = 2；C = 3；f = 14. 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Ф分别为: （）(A)C = 3，Ф = 4 (B) C = 2，Ф = 4(C) C = 2，Ф = 3 (D) C = 3，Ф = 55. 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。
6.某体系存在 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(g) + CO(g) CO2(g) + C(s) = 2CO(g)则该体系的独立组分数 C 为: ( )(A) C=3 (B) C=2 (C) C=1 (D) C=47. 298K 时，蔗糖水溶液与纯水达渗透平衡时,整个体系的组分数、相数、自由度数为( )(A) C = 2，Ф= 2，f= 1 (B) C = 2，Ф = 2，f= 2(C) C = 2，Ф = 1，f= 2 (D) C = 2，Ф = 1，f= 38. 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.当乙酸与乙醇混合反应达平衡后，体系的独立组分数 C 和自由度 f 应分别为: ( )(A) C = 2，f = 3 (B) C = 3，f = 3(C) C = 2，f = 2 (D) C = 3，f = 410. 在时，某有机液体 A 和 B 的蒸气压分别为 P 和 3P，A 和 B 的某混合物为理想液体混合物，并在，压力为 2P 时沸腾，那么 A 在平衡蒸气相中的摩尔分数是多少( )(A) 1/3 (B) 1/4 (C) 1/2 (D) 3/411. 在 PΘ下，用水蒸汽蒸镏法提纯某不溶于水的有机物时，体系的沸点:( )(A) 必低于 (B) 必高于(C) 取决于水与有机物的相对数量 (D) 取决于有机物的分子量大小.12. 已知 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 ( )B 在液相中的含量。
(A) 大于； (B) 小于； (C) 等于； (D)不能确定.二 . 填空题. 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_____ 。
b. 纯物质在临界点的自由度数等于______ 。
c. 二元溶液的恒沸点的自由度数等于 _______ 。
2.下列化学反应，同时共存并到达平衡（温度在 900～1200 K 范围内）：CaCO3s) = CaO(s) + CO2(g)CO2 g) + H2(g) = CO(g) + H2O(g)H2 O(g) + CO(g) + CaO(s) = CaCO3(s) + H2(g)问该体系的自由度为 _______ 。
3.化工生产中经常用食盐水溶液作为冷冻循环液，从食盐在水中溶解度曲线可知，盐水体系有一定的低共熔点，因此在实际应用中，为了得到低温和不堵塞管道的效果，盐水浓度应采用 _________________________ 为宜。
4.一般有机物可以用水蒸气蒸镏法提纯，当有机物的 ______________________和_______________ 越大时，提纯一定质量有机物需用的水蒸气量越少，燃料越省。
5.完全互溶的二组分溶液，在 X= 处,平衡蒸气压有最高值，那么组成 X= 的溶液在气—液平衡时，X(g)、 X(l)、 X(总)的大小顺序为 ________________ 。
将 X= 的溶液进行精镏，塔顶将得到 ___________ 。
6. Ag ─ Sn 体系的相图如下图所示。
(1) 在相图上标明七个区域内存在的相；(2) C 点表示的 Ag 3Sn 是一种 ___ 化合物；C 点的组成为 W Ag ％ = ___ ％(相对原子质量：Ag 为 , Sn 为 ;(3) 由相图估计，纯 Ag 的熔点约为 ____℃; 在 800℃ 时 Ag 在液态 Sn 中的溶解度约为 W(Ag)％ = ___％；(4) E 点称为 ____，在此温度时对总组成位于 EK 间的某体系加热，则发生的变为 ____ 。
(5) MFG 线对应的温度称为 ____ ，在此温度时对总组成位于 MF 间的体系冷却，则发生的变化为 ______ 。
(6) 若由一定量的熔液冷却来制取纯 AgSn 固体，则应使熔液的起始组成处于___ 之间; 初始组成越接近 ___，冷却温度越接近 ____ 可获得 ____ 的纯Ag 3Sn 固体就越多。
三 . 问答题１.. 指出下列平衡体系中的物种数，组分数，相数和自由度数 (A) CaSO 4的饱和水溶液(B) 5克氨气通入1升水中在常温常压下与蒸气平衡共存 (C) Na +，Cl -，K +，NO 3- ，H 2O(l) 达平衡(D) NaCl(s)，KCl(s)，NaNO 3(s) 与 KNO 3(s) 的混合物与水平衡 ２. 根据相图和相律，试说明范氏气体 (Vanderwall gas) 在 (1) 气相区； (2) 气、液共存区；(3) 临界点时平衡体系的自由度各为若干 3. 右图是水的状态图, 指出图中的错误, 并说明理由.4. 何谓水的冰点与三相点 二者有何区别 物系点与相点有什么区别5. 在三相点附近，固相与气相间的平衡曲线 (P ～T 曲线) 对温度轴的陡度一般地说比液相与气相的要更陡些。
给出这一事实的热力学解释。
6.假设组分 A 和 B 能够形成一个化合物 A 2B ， AACB610.6273.15647.15水蒸气冰水P/PaT/KTfACDB的熔点比 B 的低，且 A 2B没有相合熔点，试画出该体系在定压下的温度—组成示意图，并标出各相区的相态。
和 Sb 分别在 1333K 和 903K 时熔化，并形成一种化合物 AuSb 2，在 1073K 熔化时固液组成不一致。
试画出符合上述数据的简单相图，并标出所有的相 区名称。
画出含 50％ Au 之熔融物的步冷曲线。
8. 高温时 Cu —Sn 二组份相图如图所示，填出 6 个所标相区中由哪几相组成。
(C 稳定化合物)9.下图为二元合金的等压相图，请按相律找出图中的错误之处。
10.苯 (A) 和二苯基甲醇 (B) 的正常熔点分别为 6℃ 和 65℃，两种纯态物不互溶，低共熔点为 1℃，低共熔液中含 B 为 (摩尔分数)，A 和 B 可形成不稳定化合物 AB 2，它在 30℃ 时分解。
(1) 根据以上数据画出苯—二苯基甲醇的 T-X 示意图。
(2) 标出各区域的相态。
(3) 说明含 B 的摩尔分数为 的不饱和溶液在冷却过程中的变化情况。
11.请说明在固液平衡体系中，稳定化合物、不稳定化合物、固溶体三者的区别。
它们的相图各有何特征12.试说明:(1) 低共熔过程与转熔过程的异同； (2) 低共熔物与固溶体的区别。
13.请在下述二组分等压固液 T - X 图上 (a) 注明各区相态。
(b) 指出相图中那些状态自 由度为零。
(c) 绘制从 M 点开始冷却 的步冷曲线。
─ Na 2SO 4 ─ H 2 O 体系在 ℃ 和 101325Pa时，A 点代表 NaCl ，B 点代表2SO 4，C 点代表Na 2SO 4·10H 2O 。
试问在相图中各区域存在哪些相四.计算题1.已知固体苯的蒸气压在 时为 ×103Pa ， 时为×103Pa ， 液体苯的蒸气压在 时为 ×103Pa ，液体苯的摩尔蒸发热为×。
求 (1) 在 时液体苯的蒸气压；(2) 苯的摩尔升华热； (3) 苯的摩尔熔化热；2. 已知某液体的摩尔质量为 6×10-2 kg/mol ，临界温度为 673K ，正常熔点为 288K ，在三相点时的温度为 ，压力为 ，固态和液态的密度分别为 850 和 ，且知该液体的正常沸点约为临界温度的 2/3. 试用经验、半经 验公式估算 △vap H m ，△fus H m 及 △sub H m 。
3.某有机物与水不互溶，在标准压力下用水蒸汽蒸馏时，于 90℃沸腾，馏出物中水的质量百分数为 ％，已知 90℃ 时水的蒸气压为 kPa ，请估算该有机物的摩尔质量。
4.定压下 Tl 、Hg 及其仅有的一个化合物 (Tl 2Hg 5) 的熔点分别为 303℃、 -39℃、15℃。
另外还已知组成为含 8％ Tl 的溶液和含 41％ Tl 的溶液的步冷 曲线分别为下图：Hg 、Tl 的固相互不相溶。
(1) 画出上面体系的相图。
(Tl 、Hg 的相对原子质量分别为 、(2) 若体系总量为 500g ，总组成为 10％Tl ，温度为 20℃，使之降温至 -70℃ 时，求达到平衡后各相的量。
第 五 章 相 平 衡一 . 选择题：1. [答] (B) f = C + 2 - Ф = 2 + 2 - 3 = 12. [答] (A)Tt3. [答] (D) R = S - N = 5 - 3 = 2 ( S 为物质种数，N 为元素数 )C = S - R - Rˋ = 5 - 2 - 0 = 3 Ф = 4 ( 三固，一气 )f = C + 2 -Ф = 3 + 2 - 4 = 14. [答] (C) ∵ S = 6 , R = 4 , Rˋ = 0 ∴ C = 6 - 4 - 0 = 2∴ f* = 2 -Ф+ 1 = 3 -Ф = 0 ∴Ф = 35. [答] (C) ∵ S = 5 , R = 3 , Rˋ = 0 ∴ C = 5 - 3 = 2∴ f* = 2 -Ф + 1 = 0 ∴最大的Ф = 3 ,除去硫酸水溶液与冰还可有一种硫酸水含物与之共存。