第六章复习题-附答案

时间:2025-07-10

有关习题简介

第六章 相平衡

一、填空题

1.蒸馏时,组分和温度均不发生变化的溶液叫什么?________________________

答案:恒沸溶液

2.将一定量的NH4Cl(s)置于真空容器中, 加热分解达平衡, 系统的组分数为 _____ , 相数为______ , 自由度数为________ 。

答案:1;2;1

3.如果完全互溶的二组分液体混合物对拉乌尔定律有较大的正偏差, 在T - x 相图中就有

一个 , 此点组成的混合物称为 , 具有 相等和 恒定的特征。

答案:最低恒沸点;恒沸混合物;气液两相组成;沸腾温度。

4.FeCl3 和 H2O形成四种水合物: FeCl3 6H2O; 2FeCl3 3H2O; 2FeCl3 5H2O; FeCl3 2H2O, 该系统的独立组分数为 _______, 在恒压下最多能有______相共存.

答案:2;3 F= C-P+1

5.在80℃下,将过量的NH4HCO3(s)放入真空密闭容器内,NH4HCO3(s)发生下列分解反应

NH4HCO3(s) =NH3(g)+ H2O(g)+ C2O(g)达平衡后,系统的C= 、 P= 、

F= 。

答案:(1;2;0)。该系统中物质数S =4,化学反应数R =1,独立的浓度关系式数R’=2,因为p(NH3)=p(H2O)=p(CO2)。故组分数C =4-1-2=1,相数P =2,温度一定,所以自由度数

F =1-2+1=0。

6.下列化学反应,同时共存并到达平衡(温度在900K~1200K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)

该系统的自由度F为 。

答案:S=6、R=2、R`=0, C=S-R-R`= 4,F= C-P+2 = 4-3+2=3

7. CaCO3(s)、BaCO3(s)、BaO(s)和CO2(g)构成的多相平衡系统的组分数为 、相数为 、自由度数为 。

答案:S=4、R=1、R`=0, 组分数C=S-R-R`= 3,相数P= 4,自由度数F = C-P+2 = 3-4+2=1

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8.水在三相点附近的蒸发热和熔化热分别为45和6kJ·mol-1,则此时冰的升华热为 ________ kJ mol-1。

答案: SHm=H(g)-H(s)=H(g)-H(l)+H(l)-H(s)= lHm+ SHm=(45+6)kJ mol-1 = 51 kJ mol-1

9. 右图为二组分A和B的T—x图,当

ggl

组成为M的溶液缓缓冷却至温度T1时, T 溶液中A的活度随标准态的选择而异。

当以纯固体A为标准态时aA1,当 以过冷液体为标准态时,aA (填 、 、 )。

答案:由相图看出,当组成为M的溶液缓缓冷却至温度T1时,系统处于液-固两相平衡。根

据相平衡原理,A物质在两相中的化学势相等,即: A(s) = A(l)= A(l) +RTlnaA, 当

以纯固体A为标准态时因 A(s)= A(l) RTlnaA=0,aA=1;以过冷液体为标准态时,****

A*(s) = A(l)= A (l) +RTlnaA,因过冷液体为热力学不稳定状态,其化学势高,即 A (l)

A*(l) RTlnaA 0,aA 1

10. 温度T下,A、B两组分液态完全互溶,其饱和蒸气压分别为 pA 、pB,且pA >pB .

在A、B组成的气-液平衡系统中,当系统组成xB<0.3时,向系统中加入B(l)会使系统

压力增大;反之,当系统组成xB>0.3时,向系统中加入B(l)会使系统压力降低,则该

系统具有 ________ 恒沸点。

答案:最低。由p-x图分析,当xB<0.3时,加入B使系统压力增大,而xB>0.3时,加入B

使系统压力降低,说明在xB=0.3时系统压力最大,即该系统具有最大正偏差,也就具有

最低恒沸点。 ﹡﹡﹡﹡

二、单项选择题

1. 某种物质在某溶剂中的溶解度 _____。

A. 仅是温度的函数

B. 仅是压力的函数

C. 同时是温度和压力的函数

D. 是温度, 压力及其它因素的函数

答案:C。F = C-P + 2当 C = 2; P = 2时, F = 2 (温度,压力)

2.通常情况下,对于二组分物系能平衡共存的最多相为

(A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4

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答案:D。F=2-P+2=4-P,F不能为负值,最小为零。当F=0时P=4。

3.正常沸点时,液体蒸发为气体的过程中

(A) ΔS=0 (B) ΔG=0 (C) ΔH=0 (D) ΔU=0

答案:B。此为可逆过程故ΔG=0。

4. NaCl(s), NaCl水溶液及水蒸汽平衡共存时, 系统的自由度

(A) F=0 (B) F=1 (C) F=2 (D) F=3

答案:B。F=C-P+2,C=2,P=3,故F=2-3+2=1。

5.碳酸钠与水可形成下列化合物NaCO3 H2O,NaCO3 7H2O, NaCO3 10H2O,试指出在常压下与碳酸钠水溶液和冰共存的含水盐最多有几种?

(A) 1种 (B) 2种 (C) 3种 (D) 0种

答案:(A),根据相律:S=5、R=3、R`=0, 组分数C=S-R-R`= 2, F(最小)= C-P+1 = 3-P=0,

则P (最大)=3,已经存在碳酸钠水溶液和冰共两相,所以与其共存的含水盐只有一种。

6.纯物质的三相点,其自由度为多少?

(A) 4 (B) 3 (C) 2 (D) 1 (E) 0

答案:(E),F=C-P+2 = 1-3+2 = 0。

7.单组分系统的固液平衡线的斜率dp/dT的值

(A)大于零 (B)等于零 (C)小于零 (D)不确定

答案:( D) dp/dT= H/(T V),任何单组分物质,熔化时都吸热 H 0,凝固时放热 H 0,但 V的符号不确定,有的物质凝固时体积增加,有的物质相反体积减小。固液平衡线的斜率也不确定。

8.A、B两液体混合物在T—x图上出现最高点,则该混合物对拉乌尔定律产生

(A)正偏差 (B)负偏差 (C)没偏差 (D)无规则

答案: (B)。

9. 关于三相点, 下面的说法中正确的是

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