相平衡习题 答案
相平衡课后解答
第四章 相平衡复习题1．判断下列说法是否正确，为什么？（1） 在一个密封的容器内，装满了373.2K的水，一点空隙也不留，这时水的蒸气压等于零；（2） 在室温和大气压力下，纯水的蒸气压为P*,若在水面上充入N2（g）以增加外压，则纯水的蒸气压下降；（3） 小水滴与水汽混在一起成雾状，因为它们都有相同的化学组成和性质，所以是一个相；（4） 面粉和米粉混合得十分均匀，肉眼已无法分清彼此，所以它们已成为一相；（5） 将金粉和银粉混合加热至熔融，再冷却至固态它们已成为一相；（6） 1molNaCl（s）溶于一定量的水中，在298K时，只有一个蒸气压；（7） 1molNaCl（s）溶于一定量的水中，再加少量的KNO3（S），在一定的外压下，当达到气—液平衡时，温度必有定值；（8） 纯水在三相点和冰点时，都是三相共存，根据相律，这两点的自由度都应该等于零。
答（1）不对（2）不对（3）不对，两相——气相与液相（4）不对，两相（5）正确。
（6）正确（7）冰点时，两相共存，f=1。
2．指出下列平衡系统中的物种数、组分数、相数和自由度数。
（1）NH4Cl（s）在真空容器中，分解成NH3（g）和HCl（g）达平衡；（2）NH4Cl（s）在含有一定量NH3（g）的容器中，分解成NH3（g）和HCl（g）达平衡；（3）CaCO3（s）在真空容器中，分解成CO2（g）和CaO（s）达平衡；（4）NH4 HCO3（s）在真空容器中，分解成NH3（g），CO2（g）和H2O(g) 达平衡；（5）NaCl水溶液与纯水分置于某半透膜两边，达渗透平衡；（6）NaCl（s）与其饱和溶液达平衡；（7）过量的NH4Cl（s），NH4I（s）在真空容器中达成如下的分解平衡；NH4Cl（s）NH3（g）+HCl（g）NH4I（s） NH3（g）+ HI（g）i. 含有Na+ ,K+ ,SO42- ,NO3- 四种离子的均匀水溶液。
答(1) S=3, C=1, f=1.(2) S=3, C=2, f=1.(3) S=3, C=2, f=1.(4) S=4, C=1, f=1.(5) S=2,C=1, f=1.(6) S=2, C=1, f=1.(7) S=5, C=2, f=1.(8) S=5, C=4, f=5.3．回答下列问题。
第5章 相平衡习题解答
⑵ 图中，组成为 xB=0.800 的液相的泡点： t 110.2 C ； ⑶ 图中，组成为 yB =0.800 的气相的露点： t 112.8 C ； ⑷ 求 105℃时气-液平衡两相的组成： xB 0.417 ， yB 0.544 ；
xB
1
xA
0.541
p pA pB 54.22 0.459 136.12 0.541 98.53kPa
yA
pA pA pB
54.22 0.541
0.2526
54.22 0.459 136.12 0.541
yB
pB pA pB
136.12 0.459
0.7474
54.22 0.459 136.12 0.541
答: ⑴ p=98.54kPa，yB=0.7476；⑵ p=80.40kPa，xB=0.3197； ⑶ yB=0.6825，xB=0.4613，nB(l)=1.709mol，nB(g)=3.022mol 5-7 在 101.325kPa 下，水(A) -醋酸(B)系统的气-液平衡数据如下：
t/℃
100
100 92 0.45
2.415
mB (2.415 100 / 92) 18 23.91kg
第五章 相平衡习题解答
5-1 指出下列平衡系统中的物种数 S、组分数 C、相数 P 和自由度数 f。 ⑴ C2H5OH 与水的溶液； ⑵ I2(s)与 I2(g)成平衡； ⑶ NH4HS(s)与任意量的 H2S(g)及 NH3(g)达到平衡； ⑷ NH4HS(s)放入抽空的容器中分解达平衡； ⑸ CaCO3(s)与其分解产物 CaO(s)和 CO2(g)成平衡； ⑹ CHCl3 溶于水中、水溶于 CHCl3 中的部分互溶系统及其蒸气达到相平衡。 解：（1）物种数 S=2，组分数 C=2、相数 P=1，自由度数 f=C-P+2=3；
第六章(天大)相平衡习题及解答
第五章 习题及解答1. Ag 2O 分解的计量方程为Ag 2O(s)=2Ag(s)+21O 2(g)，当用Ag 2O 进行分解时，体系的组分数、自由度和可能平衡共存的最大相数各为多少？解 本题S=3，R=1，C=S -R -R ′=3-1-0=2，Φ=3， f =C-Φ+2=2-3+2=1。
可能平衡共存的最大相数：当f =0时Φ最大=4。
2. 指出下列各体系的独立组分数、相数和自由度数各为若干？(1) NH 4Cl(s)在抽空容器中部分分解为NH 3(g)和HCl(g)达平衡。
(2) NH 4Cl(s)在含有一定量NH 3(g)的容器中，部分分解为NH 3(g)和HCl(g) 达平衡。
(3) NH 4HS(s)和任意量的NH 3(g)和H 2S(g)混合达到平衡。
(4) C(s)与CO(g)，CO 2(g)，O 2(g)在973K 时达到平衡。
解 （1）NH 4Cl(s)=NH 3(g)+HCl(g)C=S -R -R ′=3-1-1=1，Φ=2，f =C-Φ+2=1-2+2=1。
（2）在上述体系中加入一定量NH 3(g)，设为p 0(NH 3)，设平衡后分解出的氨气压力为p ，则平衡时(p 0+p )p =K Ө，温度为定值时，p 0 和K Ө都为定值，p 可以求出，说明自由度数仍为1，即浓度限制条件仍然成立。
R ′=1，C=S -R -R ′=3-1-1=1，Φ=2，f =C-Φ+2=1-2+2=1。
（3）NH 4HS(s)=NH 3(g)+H 2S(g)C=S -R -R ′=3-1-0=2，Φ=2，f =C-Φ+2=2-2+2=2。
（4）C(s)+21O 2(g)=CO(g), CO(g) +21O 2(g)=CO 2(g)C=S -R -R ′=4-2-0=2，Φ=2，f *=C-Φ+1=2-2+1=1。
3. 在制水煤气的过程中，五种物质：H 2O(g)、C(s)、CO(g)、H 2(g)和CO 2(g)相互建立如下三个平衡：H 2O(g)+C(s)= CO(g)+H 2(g)CO 2(g)+H 2(g)= H 2O(g)+CO(g)CO 2(g)+C(s)= 2CO(g)该体系的独立组分数为多少？解 给上述三个反应式编号H 2O(g)+C(s)= CO(g)+H 2(g) （1） CO 2(g)+H 2(g)= H 2O(g)+CO(g) （2） CO 2(g)+C(s)= 2CO(g) （3） 发现（3）式减去（2）式等于（1）式，所以独立的化学平衡数R=2。
大学《物理化学》相平衡练习题(有答案)
相平衡练习题1. 在定压下，NaCl 晶体和蔗糖晶体与它们的饱和混合水溶液平衡共存时，独立组分数C 和条件自由度F '：答a ；(a) C =3， F '=1 (b) C =3， F '=2 (c) C =4， F '=2 (d) C =4， F '=3注意：如果上述题目改为：在定压下，NaCl 晶体和蔗糖晶体与它们的过饱和混合水溶液平衡共存时，相律还是否适用？2. 23Na CO 可形成三种水合盐，232232232Na CO H O, Na CO 7H O Na CO 10H O ⋅⋅⋅及，常压下将23Na CO (s)投入其水溶液中，待达三相平衡时，一相是23Na CO 水溶液，一相是23Na CO (s) ，则另一相是：答d ；（a ）冰 （b ）232Na CO 10H O(s)⋅ （c ）232 Na CO 7H O (s)⋅ （d ）232 Na CO H O (s)⋅3. 假设A 、B 二组分混合物可以形成理想液态混合物，则下列叙述中不正确的是： （a ）A 、B 分子间的作用力很微弱 （b ）A 、B 都遵守拉乌尔定律（c ）液态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。
答a4．自由度为零，意味着：答（c ）（a ）体系独立组分数C 等于相数 P （b ）体系的状态不变（c ）确定体系相平衡所需的最少强度变量数为零 （d ）三相共存5.在一定压力下，在液态混合物中增加某组分后，液体的沸点下降，则该组分在气相中的相对含量（ ）它在平衡液相中的相对含量。
答aa.大于b. 小于c.等于d. 不确定6. BaCO 3(s)、BaO(s)、CO 2(g)三种物质处于化学平衡时，体系自由度F 是 答aa.0b.1c.2d.47．在一定压力下，某二组分系统能形成最低恒沸物，该恒沸物的组成（c ）a.与系统组成有关b.与温度有关c.与压力有关，压力一定时为定值d.恒定不变，是化合物8. 在一定压力下，A 和B 能形成最低恒沸物C ，设恒沸物的组成为x ，则对组成为x B (x B >x)的混合物进行普通精馏，最后得到（c ）a. A 和Bb. A 和Cc. B 和Cd.无法确定例1在101.325 kPa 下，A~B 系统的相图如图所示。
物理化学习题课(相平衡)参考答案
物理化学习题（相平衡）一．选择1.在α、β两相中均有A和B两种物质，达到相平衡时，下列各式正确的是（1）。
（1）μαB=μβB（2）μαA=μβA（3）μαB=μαA（4）μαB=μβA2．组分B从α相扩散到β相中，则下列说法中正确的是（4）。
（1）总是从浓度高的相扩散到浓度低的相（2）平衡时两相的浓度相等（3）总是从浓度低的相扩散到浓度高的相（4）总是从高化学势移向低化学势3. 室温下氨基甲酸铵分解反应为 NH2CO2NH4(s)====2NH3(g)+CO2 (g)若在300K时向系统中加入一定量的氨基甲酸铵固体，则此系统的物种数S和组分数C应为（3）。
（1）1，1（2）3，2（3）3，1（4）3，34．将克拉贝龙方程应用于水的液固两相，随压力的增长，水的凝固点将（2）。
（1）上升（2）下降（3）不变（4）无法判断5.在一定温度下，在水和CCl4组成的互不相溶的系统中，向水层中加入1:1的KI和I2，此系统的自由度是（2）。
（1）1（2）2（3）3（4）46.对于二组分系统，能平衡共存的最多相数为（4）。
（1）1（2）2（3）3（4）47.对于恒沸混合物，下列说法中错误的是（4）。
（1）不具有确定的组成（2）平衡时气相和液相组成相同（3）其沸点随外压的改变而改变（4）与化合物一样具有确定的组成二．填空1.在水的平衡相图中。
线是水的蒸发曲线，线是冰的升华曲线，线是冰的融化曲线，点是水的三相点。
.2.将过量NH4HCO3(s)放入密闭真空容器内，50℃时，按NH4HCO3(s)按下式进行分解：NH4HCO3(s)=NH3(g)+CO2(g)+H2O(g)。
达平衡后则该体系的相数P= ，独立组分数C= ，自由度数F= 。
（2，1，0）3.(2)最合适的组成应配成w（联苯醚）=0.78，这一组成具有最低共熔点12℃，其凝固点最低，所以不至于因为凝固而堵塞管道。
4. 求下列系统③从X B=0.5开始蒸馏，馏出物或残留物分别是什么？（1）T M，T N，（2）所处的T，p及气液相组成y B、x B，达两相平衡气液相的相对量不同，（3）0。
第六章-相平衡习题课
6
2
S(A2B)+ S(AB2)
7
2
8
2
9
2
S(A2B)+ S(B)
L L+S(A) S(A)+S(A2B)
L+S(AB2) L+S(B)
F’
2
1
1
1
1
1
1
1
1
（ 2） e——化合物A2B的熔点； f——化合物A2B和化合物AB2的低共
熔点（低共熔混合物组成点）；
(3)
g——化合物AB2分解时的液相组成点。
五、苯酚（A）的熔点40OC，-萘胺（B）的熔点50OC。该凝聚系统 的相平衡数据如下：
A和B形成一个等分子的相合熔点化合物，其熔点为28oC；
xB=0.25为一个低共熔混合物，其低共熔点为17oC； xB=0.65为一个低共熔混合物，其低共熔点为23oC； （1）画出该系统的相图； （2）表明各相区，并指出其自由度数；
）
答案： （B）
（2）FeCO3和H2O形成四种水合物FeCO36H2O(s)， 2FeCO37H2O(s)， 2FeCO35H2O(s)，和FeCO32H2O(s)，则系统的组分数为：（ ）
A 、2
B、 3
C、 4
D、 5
答案： （A ) （3）如同上题的系统，在恒定温度和压力下平衡共存的最多的相 数为（ )。
23
MN, PQ:
F=0
N 0.5 xB
S (C ) S ( B)
0.25
0.65
1
（4）xB=0.6溶液：
（5） xB=0.6的混合物1kg,冷却到23oC时，析出纯C(s)最多。
C(s) l
物理化学《相平衡》习题及答案
物理化学《相平衡》习题及答案选择题1．二元恒沸混合物的组成(A）固定(B) 随温度而变(C) 随压力而变(D) 无法判断答案：C2．一单相体系, 如果有3种物质混合组成, 它们不发生化学反应, 则描述该系统状态的独立变量数应为(A) 3个 (B) 4个 (C) 5个 (D) 6个答案：B。
F＝C－P＋2＝3－1＋2＝43．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 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。
4．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。
5．以下各系统中属单相的是(A) 极细的斜方硫和单斜硫混合物 (B) 漂白粉 (C) 大小不一的一堆单斜硫碎粒(D) 墨汁答案：C。
6．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。
7．如果只考虑温度和压力的影响, 纯物质最多可共存的相有(A) P=1 (B) P=2 (C) P=3 (D) P=4答案：C。
F=C－P＋2＝1－P＋2＝3－P，当F最小为零时P=3。
8．对于相律, 下面的陈述中正确的是(A) 相律不适用于有化学反应的多相系统 (B) 影响相平衡的只有强度因素(C) 自由度为零意味着系统的状态不变 (D) 平衡的各相中, 系统包含的每种物质都不缺少时相律才正确答案：B9．关于三相点, 下面的说法中正确的是(A) 纯物质和多组分系统均有三相点 (B) 三相点就是三条两相平衡线的交点(C) 三相点的温度可随压力改变 (D) 三相点是纯物质的三个相平衡共存时的温度和压力所决定的相点答案：D10．用相律和Clapeyron•方程分析常压下水的相图所得出的下述结论中不正确的是(A) 在每条曲线上, 自由度F=1 (B) 在每个单相区, 自由度F=2(C)在水的凝固点曲线上, ΔHm(相变)和ΔVm的正负号相反(D)在水的沸点曲线上任一点,压力随温度的变化率都小于零。
第五章 相平衡 复习题及答案
第五章相平衡复习题及答案1．某两相在同一温度下但压力不等，这两相能否达到平衡？答：不能：两相达平衡时，必须满足三个条件：（1）热平衡（2）力学平衡（压力平衡）（3）化学势相等。
这三个条件缺一不可。
两相虽在同一温度下，但压力不等，两相之间会有功的传递所以达不到平衡，但如果存在渗透问题，却可以达到渗透平衡，但力不平衡。
2．在一个密闭容器中，装满了温度为373.2K的水，一点空隙也不留，这时水的蒸气压约为多少？是否等于零？答：根据水的相图，在373.2K时，要使水以液相稳定存在，则水的蒸汽压必须大于该温度下水的平衡蒸汽压101325Pa，不等于零。
3．在298.2K和PΘ的压力下，纯水的蒸气压为P*，若增加外压，这时P*是变大还是变小？答：由外压与蒸汽压的关系（P148）ln（Pg/Pg*）=[Vm（l）/RT]*（Pl-Pg*）。
若外压增加，（Pl-Pg*）>0，Pg>Pg*。
即纯水的蒸汽压随外压增加而增加。
4．小水滴与水蒸气压混在一起，它们都有相同的组成和化学性质，它们是否是同一相？答：不是同一个相，而是两个相。
虽然它们有相同的组成和化学性质，但物理性质不同，而体系中具有完全相同的物理性质和化学性质的均匀部分才称为相。
5．米粉和面粉，混合得十分均匀。
再也无法彼此分开，这时混合体系有几相？答：混合体系有两个相。
这种混合物貌似均匀，实际上并不均匀。
6．金粉和银粉混合后加热，使之熔融然后冷却，得到的固体是一相还是两相？答：是一个相。
因为金粉和银粉加热熔融，然后冷却得到完全互熔的固熔体。
即两个组分在固态和液态时彼此能以任意比例互熔，是原子与原子之间的均匀混合而为合金，物理性质和化学性质完全均匀。
7．在一个真空容器中，分别使NH4HS（S）和CaCO3（S）加热分解，两种情况的独立组分数是否都等于1？答：NH4HS（S）=NH3（g）+H2S（g）S=3，R=1，R´=1，C=3-1-1=1CaCO3（S）=CaO（S）+CO2（g）S=3，R=1，C=3-1=28．纯水在三相点处，自由度为零，在冰点时，自由度是否也等于零？为什么？答：纯水在三相点处是纯水的固、液、气三相平衡共存。
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第五章相平衡
姓名：学号：班级：
1、同温下过冷水的蒸汽压高于冰的蒸汽压（√）
2、水的三相点处体系自由度为0 （√）
3、二组分体系在最低恒沸点时f =1 （⨯）
4、恒沸物是一个化合物（⨯）
5、二组分体系在恒沸点时其气液两相组成相同（√）
6、在室温和大气压力下，纯水的蒸汽压为P*，若在水面上充入N2（g）以增加外压，则纯水的蒸汽压下降。
（⨯）
7、小水滴与水汽混在一起成雾状，因为它们都有相同的化学组成和性质，所以是一个相。
（⨯）
8、Clausius-Clapeyron方程可适用于下列哪些体系？( A. D )
A. I2(s) ⇔ I2(g)
B. C(石墨) ⇔ C(金刚石)
C. I2(s) ⇔ I2(l)
D. I2(l) ⇔ I2(g)
E. I2(g)(n, T1, p1) ⇔ I2(g) (n, T2, p2)
F. I2(l) + H2(g) ⇔ 2HI(g)
9、物质A和B的体系可构成低共沸混合物E，已知T b*（B）> T b*（A）。
若将任意比例的A+B体系在一个精馏塔中蒸馏，则塔顶馏出物应是（ C ）A．纯B B.纯A C. 低共沸混合物E D. 不一定
10、若A与B可构成高共沸混合物E，则将任意比例的A+B体系在一个精馏塔中蒸馏，塔顶馏出物应是（ D ）
A．纯B B.纯A C. 高共沸混合物E D. 不一定
11、压力升高时，单组分体系的沸点将如何变化（A ）
A．升高 B.降低 C. 不变 D. 不一定
12、进行蒸汽蒸馏的必要条件是什么？（A ）
A．两种液体基本不互溶 B.两种液体的蒸汽压都较大
C. 外压小于101Kpa
D. 两种液体的沸点相近
13、二组分的低共熔混合物是几相？（B ）
A．一相 B.两相 C. 三相 D. 四相
14．今将一定量的NaHCO3(s)放入一个真空容器中，加热分解并建立平衡：
2 NaHCO3(s) = Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g)
则系统的浓度限制条件数R’= 1 ；组分数C = 2 ；相数Φ= 3 ；自由度数ƒ= 1 。
15、一个含有K+, Na+, NO3-,和SO42-四种离子的不饱和水溶液，其组分数组分数
C = 4 ；相数Φ= 1 ；自由度数ƒ= 5 。
16、碳酸钠与水可组成下列几种水合物：NaCO3.H2O，NaCO3.7H2O，NaCO3.10H2O，问在标准压力下，与NaCO3的水溶液和冰共存的含水盐最多可以有 1 种。
17、甲乙丙三个小孩共吃一支将要融化的冰棍，三人约定：（1）各吃质量的三分之一；（2）只准抿，不准咬；（3）按年龄从小到大的顺序拍先后。
结果乙认为这支冰棍中没有糖；甲则认为这支冰棍非常甜；丙觉得他们两人的说法都太绝对化。
问此三人中乙的年龄最大，丙次之，甲最小。
18、下图是形成稳定化合物的二组分固态完全不互溶体系的相图。
请回答：
(1)指出各相区分别由哪些相组成？
(2)图中DE和GH分别代表哪些相平衡共存？
(1)
区域 1 2 3 4 5 6 7 相液相L L+S A L+S C S A+S C L+S C L+S B S B+S C
(2) DE: L+S A+S C GH: L+S B+S C
19. 恒压下A-B体系凝聚相图如下：
(1)．列表注明各相区稳定存在的相态和条件自由度f*
相区 1 2 3 4 5 6 7 8 相态
液相
L
固溶体
α
L+SαL+S C L+S C L+S B Sα+ S C S C+ S B f* 2 2 1 1 1 1 1 1
(2) 图中DF和GN分别代表哪些相平衡共存？其条件自由度f*为多少？
DF: Sα+ L+S C f*=0
GN: S C+ S B+ L f*=0
(3) 画出从a降温到b以及从c降温到d的步冷曲线
20、由A-B 二组分体系相图回答下列问题： (1) 标明各区域的相态；(2)指出各三相线上的相平衡关系；(3) 指出C 、D 、E 、F 点的意义，计算自由度数；(4) 画出组成在E 、K 之间的体系由高温降温过程的步冷曲线；(5) 欲制备最大量的纯净化合物C 1，体系的组成应控制在什么范围？ 解：(1)如图所示 (2)通过D 点的水平线：l+α+C 1 通过K 点的水平线：l +C 1+C 2 通过G 点的水平线：l +C 2+B
(3) C 点：A 的熔点，1210f *=-+= D 点：α与C 1的低共熔点，2310f *=-+= E 点：C 1分解出的液相点，2310f *=-+= F 点：C 2的熔点，1210f *=-+= (4) 如图：
(5) 控制在D 、E 之间
21、Zn （A ）与Mg （B ）形成的二组分低共熔相图具有两个低共熔点，一个含Mg 的质量分数为0.032，温度为641K ，另一个含Mg 的质量分数为0.49，温度为620K ，在系统的熔液组成曲线上有一个最高点，含Mg 的质量分数为0.157，温度为863K 。
已知Zn （s ）与Mg （s ）的熔点分别为692K 和924K 。
（1）试画出Zn （A ）与Mg （B ）形成的二组分低共熔相图，并分析各区的相态和自由度；
（2）分别用相律说明，含Mg 的质量分数为0.80和0.30的熔化物，在从973K 冷却到573K 过程中的相变和自由度变化；
（3）分别画出含Mg 的质量分数为0.80，0.49和0.30的熔化物，在从973K 冷却到573K 过程中的步冷曲线。
A
B C 1
C 2
w B t
l
αα
α+C 1
l+l+C 1l+C 2
l+C 2l+B C 1+C 2
C 2
+B
解：（1）生成稳定化合物的组成为0.157/M Mg= (1-0.157)/M Zn得：Zn2Mg。