第六章复习题-附答案

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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