物理化学练习（相平衡）化学/化生2012级一、选择题( 共22题)1.设373 K时，液体A的饱和蒸气压为133.3 kPa，液体B为66.66 kPa，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(2) 若A 和B 完全不互溶，当由 2 mol A和3 mol B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) 466.62.液体B比液体A易于挥发,在一定温度下向纯A液体中加入少量纯B液体形成稀溶液,下列几种说法中正确的是：(A) 该溶液的饱和蒸气压必高于同温度下纯液体A的饱和蒸气压(B) 该液体的沸点必低于同样压力下纯液体A的沸点(C) 该液体的凝固点必低于同样压力下纯液体A的凝固点(溶液凝固时析出纯固态A)(D) 该溶液的渗透压为负值3.CaCO3(s),CaO(s),BaCO3(s),BaO(s)及CO2(g)构成的一个平衡物系,其组分数为：(A) 2 (B) 3 (C) 4 (D) 54.水与苯胺的最高临界溶点温度为T。

在某工艺中需用水萃取苯胺中的某物质时，操作的最佳温度应该是：(A)T > T0 (B)T < T0(C)T = T0(D)视具体情况而定5.已知苯―乙醇双液体系中,苯的沸点是353.3 K,乙醇的沸点是351.6 K,两者的共沸组成为:含乙醇47.5%(摩尔分数),沸点为341.2 K.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) y2>x2 (B) y2=x2 (C) y2<x2 (D) 不确定(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6.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7.在相图上,当体系处于下列哪一点时只存在一个相?(A) 恒沸点 (B) 熔点 (C) 临界点 (D) 低共熔点8.N 2的临界温度是124 K ,如果想要液化N 2就必须：(A) 在恒温下增加压力(B) 在恒温下降低压力(C) 在恒压下升高温度(D) 在恒压下降低温度9.对二级相变而言，则（A ）∆相变H =0，∆相变V <0（B ）∆相变H <0，∆相变V =0（C ）∆相变H <0，∆相变V <0（D ）∆相变H =0，∆相变V =010.将 AlCl 3溶于水中全部水解，此体系的组分数 C 是：(A) 1(B) 2(C) 3(D) 411.恒沸混合物在气、液两相平衡共存时的自由度为：(A)0 (B)1 (C)2 (D)312.二级相变符合的爱伦菲斯方程式是：（A ）)/(d /d α∆∆=TV C T p V（B ）)/(d /d α∆∆=TV C T p p（C ）p p /ln(d ∃)/(d /)α∆∆=TV C T V（D ）p p /ln(d ∃)/(d /)α∆∆=TV C T p13.FeCl 3和 H 2O 能形成 FeCl 3·6H 2O ，2FeCl 3·7H 2O ，2FeCl 3·5H 2O ， FeCl 3·2H 2O 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:( )(A) C = 3，Φ = 4(B) C = 2，Φ = 4(C) C = 2，Φ = 3(D) C = 3，Φ = 514.组分A 和B 可以形成四种稳定化合物：A 2B ，AB ，AB 2，AB 3，设所有这些化合物都有相合熔点。

则此体系的低共熔点最多有几个？(A)3 (B)4 (C)5 (D)615.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16.设N 2和O 2皆为理想气体。

它们的温度、压力相同,均为298 K ，p ∃,则这两种气体的化学势应该：(A) 相等 (B) 不一定相等 (C) 与物质的量有关 (D) 不可比较17.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 = 418.某一水溶液中有 n 种溶质，其摩尔分数分别是 x 1,x 2,...,x n ,若使用只允许水出入的半透膜将此溶液与纯水分开,当达到渗透平衡时水面上的外压为 p w ,溶液面上外压为 p s ，则该体系的自由度数为:(A) f =n(B) f=n+1(C) f=n+2(D) f=n+319.凝固点的描述可图示如下，其中哪一个是错误的20.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21.p 时，A 液体与B液体在纯态时的饱和蒸气压分别为40 kPa和46.65 kPa，在此压力下，A和 B 形成完全互溶的二元溶液。

在x A= 0.5时，A和B 的平衡分压分别是13.33 kPa和20 kPa，则此二元物系常压下的T-x图为下列哪个图：22.将 N 2,H 2,NH 3三种气体充进 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) 在塔反应达平衡时(3) 若只充入 NH 3气，待其平衡后(A) 3，2，1(B) 3，2，2(C) 2，2，1(D) 3，3，2二、计算题 ( 共 4题 )23.水和溴苯可形成完全不互溶的体系，该体系在外压为101.325 kPa 时，其沸点为95.4 °C ，此温度下溴苯的饱和蒸气压为15.700 kPa 。

计算：（1）在95.4 °C 时，对溴苯进行水蒸气蒸馏的馏出物中，溴苯的质量分数w ()C H Br 65；（2）蒸出10 kg 溴苯时，需消耗水蒸气多少公斤？24.液体A 和B 可形成理想溶液,已知某溶液含有25%(摩尔分数)的A,在298 K 时与溶液平衡的蒸气含有50%的A,又知A 的Δvap H m $=20.9kg ⋅mol -1,B 的Δvap H m $=29.26 kg ⋅mol -1。

求：(1) 298 K 时纯A 蒸气压与纯B 蒸气压之比；(2) 373 K 时两者蒸气压比值(可只列方程)。

25.25°C 时，1 dm 3 CHCl 3中含1.00 mol 的SO 2，此液面上SO 2的平衡压力为5.37⨯104 Pa ，当1 dm 3水中含1.00 mol SO 2时，水溶液液面上SO 2的平衡分压为7.09⨯104 Pa ，此时SO 2在水中有13%解离成H +和HSO 3-。

现将SO 2通入一含有1.0 dm 3 CHCl 3和1.0 dm 3水的容积为5.0 dm 3的容器中（不含空气），在25°C 时达平衡，1 dm 3水中含SO 2为0.200 mol ，同时水层中的SO 2有25%解离，求通入SO 2的总量为多少摩尔？26.在1013102.⨯kPa 下，HgI 2的红、黄两种晶体的晶型转变温度为400.2 K ，已知由红色HgI 2转变为黄色HgI 2的转变热1m trs mol kJ 250.1-⋅=∆H ，摩尔体积变化133m trs mol dm 104.5--⋅⨯-=∆V ，试求压力为kPa 10013.14⨯时晶型的转变温度。

三、问答题 ( 共8题 )27.下图是SiO 2-Al 2O 3体系在高温区间的相图，本相图在耐火材料工业上具有重要意义，在高温下，SiO 2有白硅石和鳞石英两种变体，AB 是这两种变体的转晶线，AB 线之上为白硅石，之下为鳞石英。

（1）指出各相区有哪些相组成；（2）图中三条水平线分别代表哪些相平衡共存；（3）画出从x ，y ，z 点冷却的步冷曲线。

（莫莱石的组成为2Al 2O 3·3SiO 2）28.已知H 2O -NaNO 3-KNO 3在323 K 时的相图如下。

(1) 若a 点代表某一原始的物系点,试问X 点代表什么?这个体系的固相是什么?体系中两相的质量比如何?(2) 设一原始组成为b 的溶液,应如何蒸发才能得到最大产量的KNO 3晶体。

29.一个平衡体系如图所示，其中半透膜aa' 只能允许O2(g)通过，bb' 既不允许O2(g)，N2(g) 通过，也不允许H2O(g) 通过。

(1) 体系的组分数为几 ?(2) 体系有几相? 并指出相态；(3) 写出所有平衡条件；(4) 求体系的自由度数。

30.Max Planck 导得两相沿平衡p–T曲线作相变化时,其焓变与温度的关系如下:d(∆t H)/d T=∆C p+ ∆t H/T - ∆t H(∂ln∆V/∂T)p试由d H=(∂H/∂T)p d T+(∂H/∂p)T d p推导出上式。

31.在p∃下，Na与Bi的熔点分别为371 K和546 K，Na与Bi可生成两种化合物。

NaBi的熔点为1048 K，NaBi于719 K分解成熔液与Na3Bi(s)，有两个低共熔点，其温度分别为370 K和491 K。

各固态之间都不互溶，而液态则完全互溶。

(1) 请大致画出该体系的等压相图；(2) 请标出各个相区的相态及自由度；(3) Bi(s) 与Na3Bi 能否一同结晶析出?32.已知309 K时,Na2CO3-K2CO3 -H2O三组分体系的相图如下,如何使组成为60% Na2CO3,40%K2CO3的混合物Q点,在加入40% K2CO3水溶液后可以制备纯K2CO3·H2O,方法步骤如何?33.将某固态金属亚硝酸盐MNO2加热至某温度，平衡体系中有MNO2,MNO3,M2O,N2,NO,NO2,O2。

设前面的三个化合物：(1) 不互溶, (2)设它们完全互溶,分别求它们的自由度。