物化第六章-答案
物理化学答案——第六章-统计热力学
第六章 统计热力学基础内容提要：1、 系集最终构型：其中“n*”代表最可几分布的粒子数目2.玻耳兹曼关系式：玻耳兹曼分布定律：其中，令为粒子的配分函数。
玻耳兹曼分布定律描述了微观粒子能量分布中最可几的分布方式。
3、 系集的热力学性质：（1）热力学能U ：（2）焓H ：**ln ln ln !i n i m iig t t n ≈=∏总2,ln ()N VQU NkT T∂=∂iiiQ g e βε-=∑*i ii i i i i in g e g e N g e Q βεβεβε---==∑m ln ln S k t k t ==总（3）熵S ：（4）功函A ：（5）Gibbs 函数G ：（6）其他热力学函数：4、粒子配分函数的计算（1）粒子配分函数的析因子性质粒子的配分函数可写为：,ln ln ln()mN V S k t Q Q Nk NkT Nk N T=∂=++∂ (i)tvenrkTi ikTkTkTkTkTt r v e n trvent r v e nQ g eg eg eg eg eg eQ Q Q Q Q εεεεεε------===∑∑∑∑∑∑2,ln N VQ H U pV NkT NkTT ∂⎛⎫=+=+ ⎪∂⎝⎭lnQA NkT NkT N=--lnQ G NkT N=-()22ln ln ln ln V V U Q Q C Nk Nk T T T ∂∂∂⎛⎫==+ ⎪∂∂⎝⎭∂（2）热力学函数的加和性质1）能量2）熵3）其他5、 粒子配分函数的计算及对热力学函数的贡献（1）粒子总的平动配分函数平动对热力学函数的贡献：2222ln ()ln ln ln ()()()iVt v r V V V t r v Q U NkT TQ Q Q NkT NkT NkT T T T U U U ∂=∂∂∂∂⎡⎤⎡⎤⎡⎤=+++⎢⎥⎢⎥⎢⎥∂∂∂⎣⎦⎣⎦⎣⎦=+++t r v H H H H =+++t r v A A A A =+++t r v G G G G =+++3/222()t mkT Q V hπ=2ln 3()2i t V Q U NkT NkT T ∂==∂2ln 5()2i t V Q H NkT NkT NkT T ∂=+=∂t r v S S S S =+++（2）转动配分函数1）异核双原子分子或非对称的线形分子转动特征温度：高温区低温区中温区2) 同核双原子分子或对称的线形多原子分子配分函数的表达式为在相应的异核双原子分子的Q r 表达式中除以对称数σ。
物理化学第六章习题答案
习 题1． 在293K 时，把半径为1mm 的水滴分散成半径为1μm 的小水滴，问比表面增加了多少倍？表面吉布斯自由能增加了多少？完成该变化时，环境至少需做功若干？已知293K 时水的表面张力为0.0727N·m －1。
解：半径为1.0×10-3m 水滴的表面积为A ，体积为V 1，半径为R 1；半径为1×10-6m 的水滴的表面积为A 2，体积为V 2，半径为R 2，因为1V =NV 2，所以32313434R N R ππ⋅=，式中N 为小水滴的个数。
936332110100.1100.1=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯=⎪⎭⎫⎝⎛=--R R N 1000100.1100.110442369212212=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯=⋅=--R R N A A ππ ΔG A =γΔA=()21224R NR -πγ={0.0727×4×3.14×[109×（1.0×10-6）2-（1.0×10-3）2]}J =9.13×10-4J W f = -ΔG A =-9.13×10-4J2．293K 时，根据下列表面张力的数据：试计算下列情况的铺展系数及判断能否铺展：（1）苯在水面上（未互溶前）；（2）水在汞面上；（3）苯在汞面上。
解：（1）γ（水-气）-[γ（苯-气）+γ（苯-水）] =[（72.7-28.9-35）×10-3] N·m -1=8.8×10-3 N·m -1＞0所以在苯与水未互溶前，苯可在水面上铺展。
当苯部分溶于水中后，水的表面张力下降，则当苯与水互溶到一定程度后，苯在水面上的铺展将会停止。
（2）γ（汞-气）-[γ（水-气）+γ（汞-水）] =[（486-72.7-375）×10-3]N·m -1 =38.3×10-3N·m -1＞0水在汞面上能铺展。
物理化学课后答案 第六章 相平衡
第六章相平衡6.1指出下列平衡系统中的组分数C，相数P及自由度F。
（1）I2(s)与其蒸气成平衡；（2）CaCO3(s)与其分解产物CaO(s)和CO2(g)成平衡；（3）NH4HS(s)放入一抽空的容器中，并与其分解产物NH3(g)和H2S(g)成平衡；（4）取任意量的NH3(g)和H2S(g)与NH4HS(s)成平衡。
（5）I2作为溶质在两不互溶液体H2O和CCl4中达到分配平衡（凝聚系统）。
解：（1）C = 1, P = 2, F = C–P + 2 = 1 – 2 + 2 = 1.（2）C = 3 – 1 = 2, P = 3, F = C–P + 2 = 2 – 3 + 2 = 1.（3）C = 3 – 1 – 1 = 1, P = 2, F = C–P + 2 = 1 – 2 + 2 = 1.（4）C = 3 – 1 = 2, P = 2, F = C–P + 2 = 2 – 2 + 2 = 2.（5）C = 3, P = 2, F = C–P + 1 = 3 – 2 + 1 = 2.6.2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、液两相的物质的量解：（1）对于理想液态混合物，每个组分服从Raoult定律，因此（2）系统代表点，根据杠杆原理6.3单组分系统的相图示意如右图。
试用相律分析途中各点、线、面的相平衡关系及自由度。
解：单相区已标于图上。
二相线（F = 1）：三相点（F = 0）：图中虚线表示介稳态。
6.4已知甲苯、苯在90 ︒C下纯液体的饱和蒸气压分别为54.22 kPa和136.12 kPa。
两者可形成理想液态混合物。
取200.0 g甲苯和200.0 g苯置于带活塞的导热容器中，始态为一定压力下90 ︒C的液态混合物。
物理化学第六章课后答案完整版
第六章相平衡6.1(1)(2)(3)(4)(5)解：指出下列平衡系统中的组分数G相数P及自由度尸。
島(S)与其蒸气成平衡；CaC03 (s)与其分解产物CaO (s)和C02 (g)成平衡；NHJIS (s)放入一抽空的容器中，并与其分解产物NH$ (g)和H2S (g)成平衡；取任意量的NH, (g)和泾(g)与NH<HS (s)成平衡。
L作为溶质在两不互溶液体氏0和CCh中达到分配平衡(凝聚系统)。
(1) C=1,P = 2,F = C - P+2=l-2 + 2= 1・(2) C = 3- l = 2,P = 3,F = C- P + 2 = 2 ・3 + 2= 1・(3) C = 3- l- l = l,P=2,F = C- P + 2= l- 2 + 2=l.(4) C = 3- l = 2,P = 2,F = C- P + 2 = 2- 2 + 2 = 2.(5) C = 3,P = 2,F = C- P+ l= 3- 2+ l = 2・6.2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卩；二54-22kPa和讥二l36.12kPa。
两者可形成理想液态混合物。
今有系统组成为So二的甲苯 -苯混合物5 mol,在90 °C下成气-液两相平衡，若气相组成为沟二°4%6求：(1)平衡时液相组成忑及系统的压力a(2)平衡时气、液两相的物质的量从8丄皿）解：（1）对于理想液态混合物，每个组分服从拉乌尔定律，因此"兀2；+恶卩;卫;十&; ■ pix0.4556X54.22珑■◎訂加為136J2- (136.12- 54.22>0.4556P = “; + 裨;=0.75X54.22+ 0.25X136.12= 74.70 kPa(2)系统代表点花。
二°6根据杠杆原理(y B.g一U H = (m一m )叫n l +— = 0.5（0.4556 —0.3”. = （0.3-0.25 Xii K = 1.216/?/<?/ n t =3.784加o/6.3 单组分系统的相图示意如右图。
物化第六章 - 答案
第六章相平衡练习题一、是非题，下列各题的叙述是否正确，对的画√错的画×1、纯物质两相达平衡时，两相的吉布斯函数值一定相等。
（）2、理想液态混合物与其蒸气达成气、液两相平衡时，气相总压力p与液相组成x呈线性关系。
（）B3、已知Cu-Ni 可以形成完全互溶固熔体，其相图如右图，理论上，通过精炼可以得到两个纯组分。
（）4、二组分的理想液态混合物的蒸气总压力介于二纯组分的蒸气压之间。
( )5、在一定温度下，稀溶液中挥发性溶质与其蒸气达到平衡时气相中的分压与该组分在液相中的组成成正比。
（）6、恒沸混合物的恒沸温度与恒沸组成不随压力而改变。
( )7、在一个给定的体系中，特种数可以分析问题的角度不同而不同，但独立组分数是一个确定的数。
（）8、自由度就是可以独立变化的变量。
（）9、单组分体系的相图中两相平衡线都可以用克拉贝龙方程定量描述。
（）10、在相图中总可以利用杠杆规则计算两相平衡时两相的相对量。
( )二、选择题1、在p下，用水蒸气蒸馏法提纯某不溶于水的有机物时，系统的沸点：（）。
（1）必低于 K；（2）必高于 K；（3）取决于水与有机物的相对数量；（4）取决于有机物相对分子质量的大小。
2、已知A(l)、B(l)可以组成其t-x(y)图具有最大恒沸点的液态完全互溶的系统，则将某一组成的系统精馏可以得到：( )。
（1）两个纯组分；（2）两个恒沸混合物；（3）一个纯组分和一个恒沸混合物。
3、已知A和B 可构成固溶体，在组分A 中，若加入组分B 可使固溶体的熔点提高，则组B 在此固溶体中的含量必________组分B 在组分液相中的含量。
（1）大于；（2）小于；（3）等于；（4）不能确定。
4、硫酸与水可形成H2SO4H2O(s)，H2SO42H2O(s)，H2SO44H2O(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( )(1) 3种； (2) 2种； (3) 1种； (4) 不可能有硫酸水合物与之平衡共存5、对恒沸混合物的描写，下列各种叙述中哪一种是不正确的(1) 与化合物一样，具有确定的组成；(2) 恒沸混合物的组成随压力的改变而改变；(3) 平衡时，气相和液相的组成相同；(4) 其沸点随外压的改变而改变。
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第六章相平衡6.1指出下列平衡系统中的组分数C,相数P与自由度F. 〔1〕I2<s>与其蒸气成平衡；〔2〕CaCO3<s>与其分解产物CaO<s>和CO2<g>成平衡；〔3〕NH4HS<s>放入一抽空的容器中,并与其分解产物NH3<g>和H2S<g>成平衡；〔4〕取任意量的NH3<g>和H2S<g>与NH4HS<s>成平衡.〔5〕I2作为溶质在两不互溶液体H2O和CCl4中达到分配平衡〔凝聚系统〕.解：〔1〕C = 1, P = 2, F = C–P + 2 = 1–2 + 2 = 1.〔2〕C = 3–1 = 2, P = 3, F = C–P + 2 = 2–3 + 2 = 1.〔3〕C = 3–1–1 = 1, P = 2, F = C–P + 2 = 1–2 + 2 = 1.〔4〕C = 3–1 = 2, P = 2, F = C–P + 2 = 2–2 + 2 = 2.〔5〕C = 3, P = 2, F = C–P + 1 = 3–2 + 1 = 2.6.2已知液体甲苯〔A〕和液体苯〔B〕在90℃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 ℃下成气-液两相平衡,若气相组成为求：〔1〕平衡时液相组成与系统的压力p.〔2〕平衡时气、液两相的物质的量解：〔1〕对于理想液态混合物,每个组分服从拉乌尔定律,因此〔2〕系统代表点,根据杠杆原理6.3单组分系统的相图示意如右图.试用相律分析图中各点、线、面的相平衡关系与自由度.6.4已知甲苯、苯在90℃下纯液体的饱和蒸气压分别为54.22 kPa和136.12 kPa.两者可形成理想液态混合物.取200.0 g甲苯和200.0 g苯置于带活塞的导热容器中,始态为一定压力下90℃的液态混合物.在恒温90℃下逐渐降低压力,问〔1〕压力降到多少时,开始产生气相,此气相的组成如何？〔2〕压力降到多少时,液相开始消失,最后一滴液相的组成如何？〔3〕压力为92.00 kPa时,系统内气-液两相平衡,两相的组成如何？两相的物质的量各位多少？6.6101.325 kPa下水<A>-醋酸<B>系统的气-液平衡数据如下.100 102.1 104.4 107.5 113.8 118.10 0.300 0.500 0.700 0.900 1.0000 0.185 0.374 0.575 0.833 1.000〔1〕画出气-液平衡的温度-组成图.〔2〕从图上找出组成为的气相的泡点.〔3〕从图上找出组成为的液相的露点.〔4〕105.0 ℃时气-液平衡两相的组成是多少？〔5〕9 kg水与30 kg醋酸组成的系统在105.0 ℃达到平衡时,气-液两相的质量各为多少？解：〔1〕气-液平衡的温度-组成图为〔2〕的气相的泡点为110.3℃.〔3〕的液相的露点为112.7℃.〔4〕105.0℃时气-液平衡两相的组成,.6.7已知水-苯酚系统在30℃液-液平衡时共轭溶液的组成为：L1〔苯酚溶于水〕,8.75 %；L2〔水溶于苯酚〕,69.9 %.〔1〕在30℃,100 g苯酚和200 g水形成的系统达液-液平衡时,两液相的质量各为多少？〔2〕在上述系统中若再加入100g苯酚,又达到相平衡时,两液相的质量各变到多少？解：〔1〕系统代表点,根据杠杆原理6.8水-异丁醇系统液相部分互溶.在101.325 kPa下,系统的共沸点为89.7 ℃.气<G>、液<L1>、液<L2>三相平衡时的组成依次为：70.0 %；8.7 %；85.0 %.今由350 g水和150 g异丁醇形成的系统在101.325 kPa压力下由室温加热,问：〔1〕温度刚要达到共沸点时,系统处于相平衡时存在哪些相？其质量各为多少？〔2〕当温度由共沸点刚有上升趋势时,系统处于相平衡时存在哪些相？其质量各为多少？6.9恒压下二组分液态部分互溶系统气-液平衡的温度-组成图如附图,指出四个区域内平衡的相.解：各相区已标于图上.l1, B in A.l2, A in B.6.10为了将含非挥发性杂质的甲苯提纯,在86.0 kPa压力下用水蒸气蒸馏.已知：在此压力下该系统的共沸点为80℃,80℃时水的饱和蒸气压为47.3 kPa.试求：〔1〕气相的组成〔含甲苯的摩尔分数〕；〔2〕欲蒸出100 kg纯甲苯,需要消耗水蒸气多少千克？6.11液体H2O<A>,CCl4<B>的饱和蒸气压与温度的关系如下：40 50 60 70 80 90 7.38 12.33 19.92 31.16 47.34 70.10 28.8 42.3 60.1 82.9 112.4 149.6〔1〕绘出H2O-CCl4系统气、液、液三相平衡时气相中H2O,CCl4的蒸气分压对温度的关系曲线；〔2〕从图中找出系统在外压101.325 kPa下的共沸点；〔3〕某组成为〔含CCl4的摩尔分数〕的H2O-CCl4气体混合物在101.325 kPa下恒压冷却到80℃时,开始凝结出液体水,求此混合气体的组成；〔4〕上述气体混合物继续冷却至70℃时,气相组成如何；〔5〕上述气体混合物冷却到多少度时,CCl4也凝结成液体,此时气相组成如何？6.12A–B二组分液态部分互溶系统的液-固平衡相图如附图,试指出各个相区的相平衡关系,各条线所代表的意义,以与三相线所代表的相平衡关系.6.13固态完全互溶、具有最高熔点的A-B二组分凝聚系统相图如附图.指出各相区的相平衡关系、各条线的意义并绘出状态点为a,b的样品的冷却曲线.解：单项区：1 <A + B, 液态溶液, l>4 <A + B, 固态溶液, s>二相区：2 <l+ s>, 3 <l + s>上方曲线,液相线,表示开始有固溶体产生；下方曲线,固相线,表示液态溶液开始消失.冷却曲线如图所示6．15 二元凝聚系统Hg－Cd相图示意如图指出各个相区的稳定相,三相线上的相平衡关系.质〕,再根据两个单相区〔线〕夹着的区域便为该两单相区的共存区.如本题的附图是由两个具有转熔型的、二组分固态部分互溶凝聚系统相图组合而成的,因此有固溶体单相区存在. 6．23 指出图中二组分凝聚系统相图内各相区的平衡相,指出三相线的相平衡关系.。
物理化学课后习题第六章答案教学总结
第六章相平衡6.1指出下列平衡系统中的组分数C，相数P及自由度F。
（1）I2(s)与其蒸气成平衡；（2）CaCO3(s)与其分解产物CaO(s)和CO2(g)成平衡；（3）NH4HS(s)放入一抽空的容器中，并与其分解产物NH3(g)和H2S(g)成平衡；（4）取任意量的NH3(g)和H2S(g)与NH4HS(s)成平衡。
（5）I2作为溶质在两不互溶液体H2O和CCl4中达到分配平衡（凝聚系统）。
解：（1）C = 1, P = 2, F = C–P + 2 = 1 – 2 + 2 = 1.（2）C = 3 – 1 = 2, P = 3, F = C–P + 2 = 2 – 3 + 2 = 1.（3）C = 3 – 1 – 1 = 1, P = 2, F = C–P + 2 = 1 – 2 + 2 = 1.（4）C = 3 – 1 = 2, P = 2, F = C–P + 2 = 2 – 2 + 2 = 2.（5）C = 3, P = 2, F = C–P + 1 = 3 – 2 + 1 = 2.6.2 常见的Na2CO3(s)水合物有Na2CO3∙H2O(s)，Na2CO3∙7H2O(s)和Na2CO3∙10H2O(s).（1）101.325kPa下，与Na2CO3水溶液及冰平衡共存的水合物最多能有几种？（2）20℃时，与水蒸气平衡的水合物最多可能有几种？解:（1）C = S – R - R' = 2 – 0 – 0 =2F = C–P + 1 =2 –P + 1= 3 – P ≥0，即P-2≤1，那么能与Na2CO3水溶液及冰平衡共存的水合物最多只有一种。
（2）C = S – R - R' = 2 – 0 – 0 =2F = C–P + 1 =2 –P + 1= 3 – P ≥0，即P-1≤2，那么与水蒸气平衡的水合物最多可能有两种。
6.4 单组分系统碳的想吐（示意图）如附图所示。
物理化学课后答案
1
K p (3)
1 0.0344 Pa 1 K p (1)
K c (3)
1 285.7mol 1 dm 3 K c (1)
Q √5. 已知 Br 2 (g) 的标准摩尔生成焓 D f H m =30.91kJ·mol-1 ，标准摩尔生成 Gibbs 自由能
y 1.49 1 y
y=0.60 mol 因为 0.30-0.60<0， 所以铁已经完全反应。 故氢气为 0.30mol， 水蒸气为 0.70mol， FeO(s) 为 0.30mol 。 当与 0.8mol Fe 反应，生成的氢气为 0.60mol，水蒸气为 0.40mol，FeO 为 0.60mol，Fe 为 0.20mol。 √7. 1157K时，CO 2 和 5.62m mol的K 2 CO 3 ,11.10m mol的CaCO 3 共热，平衡时CO 2 的分压为 P ，凝聚相里有纯固体CaO和熔化的CaCO 3 ，K 2 CO 3 混合物，冷却后称重发现固相失去了相 当于 3.98mmolCO 2 的质量，求， （1）熔融物中CaCO 3 的摩尔分数。 （2）已知反应CaCO 3 (s)=CaO(s)+CO 2 (g)的平衡常数为 3.5，以纯CaCO 3 作为标准态，求 熔融物CaCO 3 中的活度。 解：① 已知凝聚相里有纯固体CaO(s)而没提到有K 2 O(s)，说明在此温度下只有CaCO 3 (s)。 已知CaCO 3 (s)在纯态时的分解平衡常数 K 2 =3.5 ② 当CaCO 3 反应在熔液中进行时，但温度相同且K 2 CO 3 没有参与反应，所以
√2.合成氨循环气压机第二缸内混合气组成如下（体积分数%） ：
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第六章相平衡练习题一、是非题，下列各题的叙述是否正确，对的画√错的画×1、纯物质两相达平衡时，两相的吉布斯函数值一定相等。
（）2、理想液态混合物与其蒸气达成气、液两相平衡时，气相总压力p与液相组成x呈线性关系。
（）B3、已知Cu-Ni 可以形成完全互溶固熔体，其相图如右图，理论上，通过精炼可以得到两个纯组分。
（）4、二组分的理想液态混合物的蒸气总压力介于二纯组分的蒸气压之间。
( )5、在一定温度下，稀溶液中挥发性溶质与其蒸气达到平衡时气相中的分压与该组分在液相中的组成成正比。
（）6、恒沸混合物的恒沸温度与恒沸组成不随压力而改变。
( )7、在一个给定的体系中，特种数可以分析问题的角度不同而不同，但独立组分数是一个确定的数。
（）8、自由度就是可以独立变化的变量。
（）9、单组分体系的相图中两相平衡线都可以用克拉贝龙方程定量描述。
（）10、在相图中总可以利用杠杆规则计算两相平衡时两相的相对量。
( )二、选择题1、在p下，用水蒸气蒸馏法提纯某不溶于水的有机物时，系统的沸点：（）。
（1）必低于 K；（2）必高于 K；（3）取决于水与有机物的相对数量；（4）取决于有机物相对分子质量的大小。
2、已知A(l)、B(l)可以组成其t-x(y)图具有最大恒沸点的液态完全互溶的系统，则将某一组成的系统精馏可以得到：( )。
（1）两个纯组分；（2）两个恒沸混合物；（3）一个纯组分和一个恒沸混合物。
3、已知A和B 可构成固溶体，在组分A 中，若加入组分B 可使固溶体的熔点提高，则组B 在此固溶体中的含量必________组分B 在组分液相中的含量。
（1）大于；（2）小于；（3）等于；（4）不能确定。
4、硫酸与水可形成H2SO4H2O(s)，H2SO42H2O(s)，H2SO44H2O(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( )(1) 3种； (2) 2种； (3) 1种； (4) 不可能有硫酸水合物与之平衡共存5、对恒沸混合物的描写，下列各种叙述中哪一种是不正确的(1) 与化合物一样，具有确定的组成；(2) 恒沸混合物的组成随压力的改变而改变；(3) 平衡时，气相和液相的组成相同；(4) 其沸点随外压的改变而改变。
6、将固体NH4HCO3(s) 放入真空容器中，等温在400 K，NH4HCO3按下式分解并达到平衡： NH4HCO3(s) = NH3(g) + H2O(g) + CO2(g)系统的组分数C和自由度数F为：( )。
(１)Ｃ＝２，F ＝１；(２)Ｃ＝２，F＝２；(３)Ｃ＝１，F＝０； (４)Ｃ＝３，F＝２。
7、在101 325 Pa的压力下，I2在液态水和CCl4中达到分配平衡(无固态碘存在)则该系统的自由度数为：( )。
(1)F=1； (2)F=2； (3)F=0； (4)F=3。
8、组分A(高沸点)与组分B(低沸点)形成完全互溶的二组分系统，在一定温度下，向纯B中加入少量的A，系统蒸气压力增大，则此系统为：( )。
（1）有最高恒沸点的系统；（2）不具有恒沸点的系统；（3）具有最低恒沸点的系统。
9、克-克龙方程可适用于：（）。
（1）()()22I s I g；（2）()()C C石墨金刚石；（3）()()211222I g,T,P I g,T,P；（4）()()22I s I l。
10、压力升高时，单组分体系的沸点将( )。
（1）升高；（2）降低；（3）不变；（4）不能确定。
11、进行水蒸汽蒸馏的必要条件是( )(1) 两种液体互不相溶；(2) 两种液体蒸汽压都较大；(3) 外压小于101kPa；(4) 两种液体的沸点相近；12、氢气和石墨粉在无催化剂时，在一定的温度和压力下不发生化学反应，体系的组分数是 ( )。
(１)2；(２)3；(３)4； (４)5。
13、在上述体系中，有催化剂时可生成n种碳氢化合物，平衡时组分数为( )。
(１)2；(２)3；(３)4； (４)5。
14、相律适用于：( )。
(1) 封闭体系；(2) 敞开体系；(3) 非平衡敞开体系；(4) 已达平衡的敞开体系。
15、具有最低恒沸温度的某两组分体系，在其T-x相图的最低点有( )。
（1）()()F=0; x l x g；（2）()()F=1; x l x g；3）()()F=0; x l<x g；（4）()() F=1; x l<x g。
三、填空题1、已知NaHCO3(s)热分解反应为2NaHCO3 == Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g)今将NaHCO3(s)，Na2CO3(s)，CO2和H2O(g)按任意比例混合，放入一个密闭容器中，当反应建立平衡时, 系统的R’=______；C =______；p =______；F =______。
2、热力学温度T与摄氏温度t的关系为，水的三相点的热力学温度为。
3、450 C时，将NH3(g)与N2(g)混合，由于NH3(g)的分解，最终得到NH3(g)、N 2(g)和H2(g)平衡共存的系统，求该系统的组分数C =______；相数P =______；和自由数F =______。
4、A与B可构成液态部分互溶二组分系统其相图如图所示。
今将40 kg B与60 kg A混合加热至53 C，系统为______相；若此时，将所得液体冷却至20 C，系统为_____相，各相的组成分别为______和_______；5、在一钢瓶中装有CO2，温度为10℃，压力为，则CO2处于_____态。
(选填气、液、气＋液)。
(已知CO2的临界温度为31℃，在10℃时CO2的饱和蒸气压为6、已知K-Rb 二组分系统相图如图所示，今将系统S经精炼分离，则在固相可得到______纯组分，在液相可得到溶体_______。
7、一般有机物可以用水蒸气蒸镏法提纯，当有机物的____________和____________越大时，提纯一定质量有机物需用的水蒸气量越少，能量越节省。
8、CaCO3(s)，BaCO3(s)，CaO(s)，BaO(s)和CO2(g)构成一个多相平衡系统，这个系统的组分数(独立)为_ ；自由度数为 _。
9、已知Au-Pt 相图如下：（1）w B= 的合金冷却到 1 300℃时，固体合金之组成约为______；（2）w B= 的合金冷却到 1 500℃时，固相组成为______。
10、Na2CO3(s)与H2O(l)可生成水合物Na2CO3H2O(s), Na2CO37H2O(s), Na2CO310H2O则30℃时，与Na2CO3水溶液、冰平衡共存的水合物最多可有_______种。
11、冰的熔点随压力增大而_______，苯的熔点随压力增大而_________。
(选填升高、降低)12、问答题。
FeCl3与H2O能形成四种具有相合熔点的水合物FeCl3·6H2O(s)，2FeCl3·7H2O(s)，2FeCl3·5H2O(s)和FeCl3·2H2O(s)。
问该系统组分数是多少在等压下最多有几相平衡共存13、完全互溶的A，B二组分溶液，在x B=处，平衡蒸气压有最高值，那么组成xB=的溶液在气-液平衡时，y B(g)，x B(1)，x B(总)的大小顺序为__________。
将xB=的溶液进行精馏,塔顶将得到______________。
14、纯液体在其正常沸点下沸腾变为气体，下述各量中增加的量是；减少的量是；不变的量是。
A．蒸气压B．摩尔汽化热C．摩尔熵D．摩尔焓E．吉布斯自由能F温度G。
外压H。
摩尔体积.I。
亥姆霍兹函数15、在一透明的真空容器中装入足够量的纯液体，若对其不断加热，可见到；现象，若将容器不断冷却，又可见到。
四、问答题。
请回答下列各题。
1、请论证，恒沸混合物是混合物而不是化合物。
五、填作图题。
1、已知A, B两种液体完全互溶，且p*B p*A，在常压下具有最低恒沸混合物组成为D。
(1) 试画出该系统T-x图，p-x图的草图；(2) 若有一组成介于B与D之间的A，B二组分溶液，经精馏后，在塔顶和塔底各得什么产物2、填作图题。
某二组分凝聚系统相图如下；（1）说明各区的相态及成分；（2）分别绘出a，b，c，d各点开始冷却的步冷曲线，并注明冷却曲线转折处的相态变化及曲线各段的相态。
3、填作图题。
A-B系统的固-液平衡相图如下：（1）列表指出各区的相态及成分；（2）画出aa’,bb’,cc’ 的冷却曲线的示意图；（3）欲从a系统中得最大量的纯结晶A，应该采取什么操作条件4、填作图题。
(共10分 )下列数据为乙醇和乙酸乙酯在 kPa下蒸馏时所得：温度t / ℃(C2H5OH) 气相液相(1) 依据表中数据绘制t-x图(粗略图)，标示出图中各相区的相态及成分；(2)这是一个什么系统(3)将组成x(C2H5OH)=之溶液用精馏塔分离，塔顶、塔底各可得到什么成分5、已知Ag-Cu相图（液固平衡）如下图所示：（1）填表（2）今有组成为P的液态合金，画出其步冷曲线。
步冷曲线相区相数相态及成分IIIIIIDE线A点P点6、用热分析法测得Sb(A) + Cd(B)系统步冷曲线的转折温度及停歇温度数据如下：w(Cd) 100 0 50 58 70 93 100— 550 460— 419— 400——转折温度t/C停歇温度t/630 410 410 410 410 439 295 295 321 C（1）由以上数据绘制步冷曲线（示意），并根据该组步冷曲线绘制Sb(A)-Cd(B)系统的熔点-组成图；（2）由相图求Sb和Gd形成的化合物的最简分子式；（3）将各区的相数及条件自由度数（’）列成表。
（已知Cd及Sb的相对原子质量分别为，）7、试画出水的相图(p-T示意图)，标出图中各相区、相线、三相点的稳定相，并计算这些区、线、点的自由度。
8、下列数据为乙醇和乙酸乙酯在kPa下蒸馏时所得：温度t / ℃y(C2H5OH)气相x(C2H5OH) 液相(1) 依据表中数据绘制t-x图草图，标示出图中各相区的相态及成分；(2) 在溶液组成x(C2H5OH)=时最初馏出物（气相）的组成是什么(3) 用精馏塔将(2)之溶液分离得到的物质是什么9、由A-B的冷却曲线得到下列数据：w(B) 100 0 20 40 60 80 100转折温度t/C无 400 无 250 390 无停顿温度t /C650 150 150 150 150 500作A-B相图，并标明各区域中可能存在的相态成分及自由度数；①画出组成为w(B)=, w(B)=, w(B)=1的步冷曲线.10、填作图题。
A和B两种物质的混合物在101 325Pa下沸点-组成图如图，若将1 molA和4 molB混合，在101325 Pa下先后加热到t1=200 C，t2=400C，t3=600 C，根据沸点-组成图回答下列问题：（1）上述3个温度中，什么温度下平衡系统是两相平衡哪两相平衡各平衡相的组成是多少各相的量是多少(mol)（2）上述3个温度中，什么温度下平衡系统是单相是什么相第六章平衡练习题答案一、是非题答案1、×2、√3、√4、√5、√6、×7、√8、×9、√10、√二、选择题答案1、（1）2、 (3)，3、（1）4、（3）5、 (1)6、 (３)7、（2）8、(3)9、（1） 10、（1）11、（1）12、 (1) 13、（2） 14、(4)15、（1）三、填空题答案1、解： 0 3 3 22、解：T / K = t / ℃＋ K3、解：2，1，24、解： 1 ； 2 ； l1,w(B)= ， l2,w(B)=5、液态6、解： K ； C 。