多相平衡习题答案

2392

    将固体 NH4HCO3(s) 放入真空容器中，恒温到 400 K，NH4HCO3 按下式分解并达到平衡:       NH4HCO3(s) = NH3(g) + H2O(g) + CO2(g)     

体系的组分数 C 和自由度数 f 为：                                       (  C  )  

     (A) C= 2， f= 1                       

     (B) C= 2， f= 2          

     (C) C= 1， f= 0        

     (D) C= 3， f= 2   

 S  = 4                                                          

      C= S - R - R' = 4 - 1 - 2 = 1                                         

      f*= C+ 1 -Φ= 1 + 1 - 2 = 0   

7.  2 分 (2613)

2613

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?                                                (  C  ) 

        (A) y2>x2    (B) y2=x2    (C) y2    (2) 若将上述溶液精馏,则能得到                                      (  D  ) 

        (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   

8.  2 分 (2401)

2401

    当乙酸与乙醇混合反应达平衡后，体系的组分数 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= 4    

CH3COOH + C2H5OH = CH3COOC2H5+ H2O                                

        C= S - R - R' = 4 - 1 - 1 = 2                                       

        f = C+ 2 - Φ= 2 + 2 - 2 = 2                                         

9.  2 分 (2407)

2407

     298 K 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， = 2，f*= 1     

     (B) C= 2， = 2，f*= 2     

     (C) C= 2， = 1，f*= 2     

     (D) C= 2， = 1，f*= 3    

 C= 2 ( 蔗糖，水 ) , Φ = 2 ( 蔗糖溶液，纯水 )                      

            f = C + 3 - Φ = 2 + 3 - 2 = 3 ,  f*= 2                         

            在渗透平衡的体系中，有二个平衡压力，即p(纯水)和 p(糖水)            

            所以,相律应写成： f + Φ = C+ 3     

*.  2 分 (2396)

2396

硫酸与水可形成H2SO4·H2O(s)、H2SO4·2H2O(s)、H2SO4·4H2O(s)三种水合物,问在 101 325 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?       (C   )     

     (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。    

S = 5 , R = 3 , R' = 0,C= 5 - 3 = 2                           

       f*= 2 -Φ+ 1 = 0, 最大的Φ= 3 , 除去硫酸水溶液与冰还可有一        

         种硫酸水含物与之共存。    

13.  2 分 (2563)

2563

在 400 K 时，液体 A 的蒸气压为 4×104 Pa，液体 B 的蒸气压为 6×104 Pa，两者组成理想液体混合物，平衡时在液相中 A 的摩尔分数为 0.6，在气相中B的摩尔分数为：

                                                                  (  C  )     

     (A)  0.31           

     (B)  0.40           

     (C)  0.50           

     (D)  0.60           

16.  1 分 (2518)

2518

    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  

6.  2 分 (2408)

2408

    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  )     

     (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        

15.  1 分 (1905)

1905

    假设A，B两组分混合可以形成理想液体混合物，则下列叙述中不正确的是：        

                                                                  (  A  )     

      (A)  A，B 分子之间的作用力很微弱                                          

      (B)  A，B 都遵守拉乌尔定律                                                

      (C)  液体混合物的蒸气压介于 A，B 的蒸气压之间                             

      (D)  可以用重复蒸馏的方法使 A，B 完全分离                                 

5．苯(A)与甲苯(B)形成理想混合物，当把5mol苯与5mol甲苯混合形成溶液，这时，与溶液相平衡的蒸汽中，苯(A)的摩尔分数是：(   )

(A)  yA = 0.5 ；    (B) yA < 0.5 ；  

(C)  yA > 0.5 ；    (D) 无法确定 。

7. 单组分体系的固液平衡线的斜率dp/dT的值（ D  ）

    （A）大于0      （B）等于0     （C）小于0      （D）不确定

13．二组分理想溶液的沸点的论述正确的是：(B  )

(A)    沸点与溶液组成无关 ；           

(B)    沸点在两纯组分的沸点之间 ；

(C)   小于任一纯 组分的沸点 ；            

(D)  大于任一纯组分的沸点 。

14．两组分理想溶液，在任何浓度下，其蒸气压：(C  )

(A)  恒大于任一纯组分的蒸气压 ；

(B)  恒小于任一纯组分的蒸气压 ；

(C)  介于两个纯组分的蒸气压之间 ；

(D)  与溶液组成无关 。

16.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（ B  ）

 （A）正偏差   （B）负偏差   （C）没偏差   （D）无规则

二、填空题 ( 共10题  20分 )

17.  2 分 (1815)

1815

    已知A,B两组分可构成理想液体混合物,且该混合物在p下沸点为373.15 K。若A,B两组分在373.15 K时的饱和蒸气压为106 658 Pa和79 993 Pa,则该理想液体混合物的组成为___ xA=0.8  , xB=0.2 __,沸点时气相的组成为__0.842_______ 。                         

19.  2 分 (1829)

1829

    313 K时,液体A的饱和蒸气压是液体B的饱和蒸气压的21倍,A,B两液体形成理想溶液。若气相中A和B的摩尔分数相等,则液相中A和B的摩尔分数比xA/xB为_1/21___。    

20.  2 分 (2307)

2307

什么是自由度数?

29.  5 分 (2339)

2339     

指出下列各体系的组分数、相数和自由度数各为若干？

     (1)NH4Cl(s)部分分解为NH3(g)和HCl(g)；

     (2)若在上述体系中再加入少量的NH3(g)；

     (3)NH4HS(s)和任意量的H2S(g)和NH3(g)混合达平衡；

     (4)C(s)与CO(g)，CO2(g)，O2(g) 在973 K时达平衡。

答：（1）， 

         （2），   

         （3），      

         （4）存在三个反应：， 

                              ，三个中只有两个是的。

               ， 

4.  2 分 (25)

25

     组分A和B可以形成四种稳定化合物：A2B，AB，AB2，AB3，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？                            (C   )

     (A)3           (B)4            (C)5             (D)6

6.  2 分 (2637)

2637

     组分A与B可形成共沸混合物E，现欲将A+B的体系进行共沸蒸馏，将二组分分离，则E应该是：                                      (   C  )

     (A)最高恒沸混合物             (B)最低恒沸混合物

     (C)A和B均可                (D)A和B均不可

7.  2 分 (2562)

2562

在 373.15 K 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 373.15 K，2p 时沸腾，那么 A 在平衡蒸气相中的摩尔分数是多少？

                                                                   (  B  )     

     (A)  1/3            

     (B)  1/4            

     (C)  1/2            

     (D)  3/4            

15.  1 分 (2022)

2022 

   质量摩尔浓度凝固点降低常数 Kf，其值决定于：                  (A   )     

      (A) 溶剂的本性       (B) 溶质的本性                                       

      (C) 溶液的浓度       (D) 温度                                             

19.  2 分 (1913)

1913

    选择“＞”、“＜”、“＝”中的一个填入下列空格：                          

    苯和甲苯在恒温恒压条件下,混合形成理想液体混合物,其ΔmixH _＝__ 0 , ΔmixS _＞_ 0。

34.  5 分 (2487)

2487

    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?                 

1.  已知液体甲苯（A）和液体苯（B）在90 C时的饱和蒸气压分别为= 和。两者可形成理想液态混合物。今有系统组成为的甲苯-苯混合物5 mol，在90 C下成气-液两相平衡，若气相组成为求：

（1）    平衡时液相组成及系统的压力p。

（2）    平衡时气、液两相的物质的量

3．根据右边Pb-Sb体系的步冷曲线，绘制Pb-Sb相图，并指明各相区的相数、相态及自由度。已知Pb的熔点为327℃，Sb的熔点为630℃。(10分)

2．图为邻硝基苯（A）和对硝基苯（B）物系的T-X（1）标明各相区存在的相和自由度数（2）物系点为X，若降温，先析出何物？