相平衡习题课
电化学相平衡-习题课讲解
（1）只有 (NH4 )2 CO3(s) 存在，指的是
NH3(g), H2O(g),CO2 (g)
均由 (NH4 )2 CO3(s)
分解出来的，所以有两个浓度限制条件。
f C 2 (S R R') 2 (4 1 2) 2 2 1
（2）反应前四种物质都有时：
7. 2 分 (3893) 离子迁移率的单位是___________。
8. 2 分 (3601) 如在标准状况下，阳极析出 22.4 dm3氧 气,则通过电池的电量为 ________ 。
12
9. 2 分 (3843) 已知 18℃时，Ba(OH)2，BaCl2，NH4Cl 溶液的无限稀释摩尔电导率分别为 2.88×10-2，1.203×10-2，1.298×10-2 S·m2·mol-1，那么 18℃时 NH3·H2O 的
(C) E1= E2
(D) E1≥ E2
7
8. (4333) 电池
Pt,H2(10 kPa)│HCl(1.0 molkg-1)│H2(100kPa),Pt 是否为自发电池?_____ E=________V。
9. 2 分 (4335)
将反应
Ag2SO4(s)＝2 2
Ag+＋SO42-
设计成电池,其书面表示式为： 4 (aq)│Ag2SO4(s),Ag(s)
值 ,1/,2
(b) H+ 离子在 HCl 乙醇溶液中的迁移数 t+
(b)
H+
和
Cl-
离子的无限稀释离子摩尔电导率
H
+
Cl
已知 m(HCl) = 8.38×10-3 S·m2·mol-1
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。
相平衡习题
第五章多相平衡一、简答题1、指出下列平衡体系中的物种数、组分数、相数和自由度数：①Ca(OH)2(s)与CaO(s)和H2O(g)呈平衡。
②在A和B形成的二元凝聚体系中，在转熔点发生转溶反应：B(晶) + L( 熔液) = A m B n( 晶)③CaSO4与其饱和水溶液达平衡。
④5克氨气通入1升水中，在常温常压下与蒸气平衡共存。
⑤I2在液态水和CCl4中分配达平衡（无固体存在）⑥将固体NH4HCO3(s)放入真空容器中恒温至400K, NH4HCO3(s)按下式分解达平衡NH4HCO3(s) = NH3(g) + H2O(g) + CO2(g)⑦NaH2PO4溶于水中与蒸气呈平衡，求最大物种数、组分数和自由度数。
⑧Na+、Cl-、K+、NO3-、H2O(l)达平衡。
⑨NaCl (s)、KCl(s)、NaNO3(s)与KNO3(s)的混合物与水平衡。
⑩含有KCl和NaCl的水溶液与纯水达渗透平衡。
⑾含有CaCO3(s) CaO(s) CO2(g)的体系与CO2(g)和N2(g)的混合物达渗透平衡。
2、FeCl3和H2O能形成四种水合物∶FeCl3.6H2O(s)、2FeCl3.7H2O(s)、2FeCl3.5H2O(s)和FeCl3.2H2O(s)，在恒定温度和压力下平衡共存的最多相为多少？3、H2SO4与H2O可形成H2SO4. H2O(s)、, H2SO4.2H2O(s)、与H2SO4.4H2O(s)三种水合物，在p0下，常压下，将一定量的H2SO4溶于H2O 中，当达三相平衡时，能与冰、H2SO4水溶液平衡共存的硫酸水合盐的分子中含几个水分子？4、A、B二元相图如图所示，写出相区1~10的相组成；并说明温度线T1~T5各有几相组成。
（L 液相；α、β、γ 固溶体）5、某纯物质的相图如下，在图中标出物质各态所占的区间，并判断随压力的上升，此物质的凝固点是上升还是下降，并解释其原因6、有三元体系相图如上，请指出图中各区域存在的相，相数和自由度。
相平衡习题
第五章相平衡一 . 选择题1. 二元合金处于低共熔温度时物系的自由度 f 为 ( )(A) 0 (B) 1 (C) 2 (D) 32. NH4HS(s) 和任意量的 NH3(g) 及 H2S(g) 达平衡时有(A) C = 2，Ф = 2，f = 2； (B) C = 1，Ф = 2，f = 1；(C) C = 2，Ф = 3，f = 2； (D) C = 3，Ф = 2，f = 3；3. 固体 Fe、FeO、Fe3O4与气体 CO、CO2达到平衡时其独立化学平衡数 R、组分数 C 和自由度数 f 分别为 ( )(A) R = 3；C = 2；f = 0 (B) R = 4；C = 1；f = -1(C) R = 1；C = 4；f = 2 (D) R = 2；C = 3；f = 14. FeCl3和 H2O 能形成 FeCl3·6H2 O，2FeCl3·7H2O，2FeCl3·5H2O， FeCl3·2H2O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Ф分别为: （）(A) C = 3，Ф = 4 (B) C = 2，Ф = 4(C) C = 2，Ф = 3 (D) C = 3，Ф = 55. 硫酸与水可形成 H2SO4·H2O(s)、H2SO4·2H2O(s)、H2SO4·4H2O(s)三种水合物，问在 101325 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 ?( )(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。
6.某体系存在 C(s)、H2O(g)、CO(g)、CO2(g)、H2(g) 五种物质，相互建立了下述三个平衡：H2O(g) + C(s) = H2(g) + CO(g)CO2(g) + H2(g) = H2O(g) + CO(g) CO2(g) + C(s) = 2CO(g)则该体系的独立组分数 C 为: ( )(A) C=3 (B) C=2 (C) C=1 (D) C=47. 298K 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，Ф= 2，f= 1 (B) C = 2，Ф = 2，f= 2(C) C = 2，Ф = 1，f= 2 (D) C = 2，Ф = 1，f= 38. 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。
第6章_相平衡习题及解答讲诉
第五章 相平衡一、填空题1、一定温度下，蔗糖水溶液与纯水达到渗透平衡时的自由度数等于＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
2、纯物质在一定温度下两相共存时的自由度数等于＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
3、NaCl(S)和含有稀盐酸的NaCl 饱和水溶液的平衡系统，其独立组分数是＿＿＿＿＿＿＿。
4、设下列化学反应同时共存时并达到平衡（900-1200K ）：()()()g CO s CaO s CaCO 23+=()()()()g O H g CO g H g CO 222+=+()()()g H s CaCO s CaO g CO g O H 232)()(+=++则该系统的自由度数为＿＿＿＿＿＿。
5、含KNO 3和NaCl 的水溶液与纯水达到渗透平衡时，其组分数为＿＿＿＿，相数为＿＿＿， 自由度数为＿＿＿＿。
6、在氢和石墨的系统中，加一催化剂，H 2和石墨反应生成n 种碳氢化合物，此系统的独立 组分数为＿＿＿＿＿＿。
7、完全互溶的双液系中，在x B =0.6处，平衡蒸气压有最高值，那么组成为x B =0.4的溶液在 气液平衡时，x B （g ）、x B （l ）、x B (总)的大小顺序为＿＿＿＿＿＿。
将x B =0.4的溶液进行 精馏时，塔顶将得到＿＿＿＿＿＿。
8、对于渗透平衡系统，相律的形式应写成＿＿＿＿＿＿。
9、NH 4Cl 固体分解达到平衡时，())()(s Cl NH 34g NH g HCl +=，系统的独立组分数为＿＿＿，自由度为＿＿＿。
10、将AlCl 3溶于水中，全部水解，生成Al(OH)3沉淀，此系统自由度数f=＿＿＿＿。
11、已知100o C 时水的饱和蒸气压为101.325KPa,用公式＿＿＿＿＿＿＿＿＿可求出25o C 时 水的饱和蒸气压。
答案1、22、03、24、35、3;2:46、27、x B （g ）>x B (总)>x B （l ） x B =0.6恒沸混合物 8、3+Φ-=k f 9、1;1 10、2 11、⎪⎪⎭⎫⎝⎛-∆=211211lnT T RH p p mr二、单选题1、右图为H 2OA.-(NH 4)2SO 4B.的沸点-组成图。
习题三——相平衡
克拉珀龙方程改写为：
d ln p dT
H m RT2
此式称为克劳修斯-克拉珀龙方程，适用于有 气相参加的相平衡
定积分为：
ln p2 Hm ( 1 1 )
p1
R T1 T2
楚顿规则
对于无缔合的非极性液体，沸点与蒸发焓间 关系近似为：
vap Hm,B 88J mol-1 K-1 Tb
课后习题7.在标准压力和不同温度下，丙酮和氯仿系统的 溶液组成和平衡蒸气组成有下列数据：
T/℃ x(丙酮，l) y（丙酮，g）
56.0 59.0 62.5 65.0 63.5 61.0
0.00 0.20 0.40 0.65 0.80 1.00 0.00 0.11 0.31 0.65 0.88 1.00
保持一个变量为常量，从立体图上得到平面截面图。
则 f * 3
（1） 保持温度不变，得 p-x 图 （2） 保持压力不变，得 T-x 图 （3） 保持组成不变，得 T-p 图
较常用 常用 不常用。
在这些图上，最多有2个自由度，最大相数为3
理想的完全互溶双液系
将组成与沸点的关系标 在下一张以温度和组成为坐 标的图上，就得到了T-x图。
1 429.15
1 373
p2 2.06 10 4 Pa
p 2 值比实验值高，这是由于楚顿规则仅适用于正常液体 （非极性和非缔合性液体）。溴苯具有极性，分子间作 用力大不易气化所以计算的蒸气压比正常液体低。
杠杆规则 m液OM m气ON
T 常数
p
液
pA
M
ON
p1
pB
故整个馏出物组成为： y (0.11 0.14) / 2 0.12
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
一、指出下列几个系统的组分数C、相数P和 自由度数F： ①N2(g)和O2(g)溶于水，且达到气液平衡； ②NH4Cl(s)在一个容器中部分分解且达到化 学平衡； ③同②，但在容器中原来已有HCl(g)； ④固态CaCO3在一个预先抽空的容器中部分 分解且达到化学平衡。
解：①C＝3；P＝2；F＝3 ②C＝1； P ＝2； F ＝1 ③C＝2； P ＝2； F ＝2 ④C＝2； P ＝3； F ＝1
解：①
③
②设A和B形成一个等分子的相合熔点化合物C。
相区 相数 相的聚集态及组分 1 1 l(A＋B) 2 2 l(A＋B) s(A) 3 2 l(A＋B) s(C) 4 2 l(A＋B) s(C) 5 2 l(A＋B) s(B) 6 2 s(A) s(C) 7 2 s(B) s(C)
条件自由度数 f’ 2 1 1 1 1 1 1
p
p 70840 J mol 1 1 ln -1 -1 5332 .7 8.314J mol K Ttri 465.15K
p 109000 J mol 1 1 ln -1 -1 133.3 8.314J mol K Ttri 405.55K
tri -1
p
tri ＝2274.5Pa；
T ＝444.4K
tri
③当氢醌在500K沸腾时，pex＝p*(l)，
p (l) 70840 J mol 1 1 ln -1 -1 5332 .7 8.314J mol K 500K 465.15K
六、二元凝聚系统的熔点－组成图如下。请根据相图： ①列表填写1至9各相区的相数、相的聚集态及成分和条件 自由度数； ②以下各点(e点、f点和g点)的物理意义； ③将p点和q点的冷却曲线画在右图中。
p q
相区 1 2 3 4 5 6 7 8 9
相数 相的聚集态及组分 1 l(A＋B) 2 l(A＋B) s(A) 2 l(A＋B) s(A2B) 2 l(A＋B) s(A2B) 2 l(A＋B) s(AB2) 2 l(A＋B) s(B) 2 s(A) s(A2B) 2 s(A2B) s(AB2)判断题。 (1) ×； (2) √ ； (3)× 2．选择题。 (1) B； (2)A； (3)A 3．填空题。 (1) 2；2；1 (2)0
ΔsubHm＝109.0kJmol-1 ΔfusHm＝ΔsubHm－ΔvapHm ＝(109.0kJmol-1)－(70.84kJmol-1)＝38.17kJmol-1
②设三相点的温度为 T 三相点时有， ptri ＝p*(l)＝p*(s)，
tri -1
，三相点的压力为 ，在 tri tri
二、氢醌的饱和蒸气压与温度的数据如下：
l g
s
g
t/℃ p*/Pa
192.0 5332.7
216.5 13334.4
132.4 133.3
163.5 1333.0
根据上述数据计算： ①氢醌的摩尔蒸发焓ΔvapHm、摩尔熔融焓ΔfusHm和摩尔升 华焓ΔsubHm(假设摩尔相变焓均与温度无关)； ②气、液、固三相平衡共存时的温度和压力；
③ 三相线：abc 和
efg
，条件自由度数f’均为0。
④
⑤ MA＝94.11gmol-1，MB＝143.18gmol-1
n×(0.4×94.11＋0.6×143.18)gmol-1＝1000g n＝8.094mol 根据杠杆规则，设析出C的物质的量为x mol： (0.6－0.5)×x＝(0.65－0.6)×(8.094－x) x＝2.698 w＝2.698mol×(94.11＋143.18)gmol-1/2 ＝320.1g
解：①
相区 相数 1 1 2 2 3 2 4 1 相的聚集态及组分 g(A＋B) g(A＋B) l(A＋B) g(A＋B) l(A＋B) l(A＋B) 条件自由度数 f’ 2 1 1 2
②
a点 b点 c点 d点 e点 物理意义 纯A的 纯B的 xB＝0.4 xB＝0.4 最低恒 沸点 沸点 的露点 的泡点 沸点 0 0 1 1 0 条件自由度数f’
③氢醌在500K沸腾时的外压p。
解：① vap H m 13334 .4 1 1 ln -1 -1 5332 .7 8.314J mol K 489.65K 465.15K
ΔvapHm＝70.84kJmol-1 sub H m 1333 .0 1 1 ln -1 -1 133.3 8.314J mol K 436.65K 405.55K
条件自由度数 f’ 2 1 1 1 1 1 1 1 1
②e点：相合熔点化合物A2B的熔点；
f 点：相合熔点化合物A2B、不相合熔点化 合物AB2和液态低共熔混合物的相点； g点：不相合熔点化合物AB2的转熔反应的 液态混合物的相点；
③
七、 右图是 A，B 二组 分凝聚系统定压相图。 （1）列表标明各区存在的相 态及成分； （2）用步冷曲线标明图中 a，b 两点所代表的系统在冷却 过程中（转折点及各线段）的相 态及成分的变化。
解：（1） 1 相区 相态及成分 l(A+B) 4 相区 相态及成分 l + s ( C ) 7 相区 相态及成分 l + s ( B )
2 3 l + s (C) l1 (A+B) + l 2 (A+B) 5 6 l + s1 (A+B) s1 (A+B) 8 9 s (C)+ s (B) s1 +s(C)
③
④
nL mo nG on nL ( xB xL,B ) nG ( xG, B xB )
五、苯酚(A)的熔点40℃，-萘胺(B)的熔点50℃。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28℃； xB=0.25为一个低共熔混合物，其低共熔点为17℃； xB=0.65为一个低共熔混合物，其低共熔点为23℃。 ①画出该系统的相图； ②表明各相区，并指出其自由度数； ③指出三相线及自由度数； ④画出xB=0.60溶液的冷却曲线； ⑤今有1kg上述混合物加热，冷却后最多能得到多少纯化 合物。
金刚石 石墨
Hm＜0，根据克拉佩龙方程必定有
金刚石 ＜ 0 ，即 V ( 石墨 ) ＞ V ( 金刚石 ) 。 m m m 石墨
V
⑤从相图上估计2000K时，将石墨转变成金刚 石需要p＝5×108Pa
四、A、B二组分系统在恒压下的气液平衡相图如下右图：
①表明各相区及自由度数；②试说明a、b、c、d、e点温 度的意义及自由度数；③将xB=0.3的溶液升温，问刚开始 出现气相的组成是什么？④当系统点为O时，试在相图上 作辅助线，指出有几相平衡共存，各相的组成及相对数量。
解：①
• OA线：碳的石墨晶型与金刚石晶型的两相平 衡线； • OB线：碳的石墨晶型与液态碳的两相平衡线； • OC线：碳的金刚石晶型与的两相平衡线。 ②O点：碳的石墨晶型、金刚石晶型与液态碳的 三相平衡点。 ③碳在25℃、100kPa下最稳定状态：石墨晶型。
④由于OA线的(dp／dT)＞0，并且石墨转变成金刚 石的
-1
pex＝p*(l)＝19173.2Pa
三、下图是碳的相图，试根据该图回答下列问题：
①说明曲线OA、OB、OC三条线的物理意义；②说明O点 的物理意义； ③碳在25℃、100kPa下以什么状态稳定存在？ ④在2000K时，增加压力，使石墨转变成金刚石是一个放 热反应，试从相图判断两者的摩尔体积Vm哪个大？ ⑤试从相图上估计2000K时，将石墨转变成金刚石需要多 大压力？