物化B(相平衡例题)PPT演示课件.ppt

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1、物理化学- 第六章,1.相是指系统处于平衡时，系统中物理性质及化学性质都均匀的部分。( ) 1 答： 2. 依据相律，纯液体在一定温度下，蒸气压应该是定值。( ) 2 答： 3. 依据相律，恒沸温合物的沸点不随外压的改变而改变。( ) 3 答： ,是非题 下列各题的叙述是否正确？正确的在题后括号内画“”，错误的画“”,13 如同理想气体一样，理想液态混合物中分子间没有相互作用力。（ ） 13 答: ,17 双组分相图中恒沸混合物的组成随外压力的不同而不同。( ) 17 答： ,18 不可能用简单精馏的方法将二组分恒沸混合物分离为两个纯组分。( ) 18 答： 19 二组分的理想液态混合物的蒸气

2、总压力介于二纯组分的整齐蒸气压之间。（ ） 19答： ,选择题 选择正确答案的编号，填在各题题后的括号内。 1 一个水溶液共有S种溶质，相互之间无化学反应。若使用只允许水出入的半透膜将此溶液与纯水分开，当达到渗透平衡时，水面上的外压是pW，溶液面上的外压是ps，则该系统的自由度数为： (A)f = S(B) f = S + 1(C) f = S + 2(D) f = S + 3 1 答： D 2 NH4HS(s)和任意量的NH3(g)及H2 S(g)达平衡时有：( )。 (A)C=2，=2，f =2(B) C=1，=2，f =1 (C) C=1，=3，f =2(D) C=1，=2，f =3 2

3、答: A,3 已知硫可以有单斜硫，斜方硫，液态硫和气态硫四种存在状态。硫的这四种状态_稳定共存。 (A) 能够(B) 不能够(C) 不一定 3 答： B 4 二组分合金处于低共熔温度时系统的条件自由度数 为：( )。 (A)0 (B) 1 (C) 2 (D) 3 4 答： A 5 在101 325Pa的压力下，I2在液态水和CCl4中达到分配平衡（无固态碘存在）则该系统的条件自由度数为（ ） (A) 1 (B) 2 (C) 0 (D) 3 5答： B,6 硫酸与水可形成H2SO4H2O(s)，H2SO42H2O(s)，H2SO44H2O(s)三种水合物，问在101 325Pa的压力下，能与硫酸

4、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 答： C 7 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) 系统的组分数C和自由度数f为：( ) (A)2，f 2；(B)2，f 2； (C)2，f 0；(D)3，f 2。 7 答： C,8 答： A,9. 将克拉佩龙方程用于H2的液固两相平衡，因为Vm（H2，1）Vm(H2，s），所以随着压力的增大, 则H2（1）的凝固点

5、将：( ) (A)上升 (B)下降(C)不变,9 答:B,10. 克-克方程式可用于（ ) (A) 固-气及液-气两相平衡 (B) 固-液两相平衡(C) 固-固两相平衡,10答:A,11. 液体在其T, p满足克-克方程的条件下进行汽化的过程,以下各量中不变的是：( ) (A)摩尔热力学能(B)摩尔体积 (C)摩尔吉布斯函数(D)摩尔熵,11 答:C,12 答:B,12. 特鲁顿(Trouton)规则 (适用于不缔合液体)。(A)21 JmolK (B)88 JK(C)109 JmolK,13 理想液态混合物的混合性质是（ ） (A)mixV=0， mixH=0， mixS0， mixG0，

6、mixH0， mixS=0， mixG=0 (D) mixV0， mixH0， mixS0,14 稀溶液的凝固点Tf与纯溶剂Tf*的凝固点比较，Tf Tf *的条件是（ ） (A)溶质必须是挥发性的 (B)析出的固相一定是固溶体 (C)析出的固相是纯溶剂 (D)析出的固相是纯溶质,13 答:A,14 答:C,15 若使CO2在水中的溶解度为最大，应选择的条件是（ ） (A)高温高压 (B)低温高压 (C)低温低压 (D)高温低压,16 25时，CH4(g)在H2O(l)和C6H6(l)中的亨利系数分别为4.18109Pa和57106Pa ，则在相同的平衡气相分压p(CH4)下，CH4在水中与在

7、苯中的平衡组成（ ） (A)x(CH4，水) x(CH4，苯) (B)x(CH4，水) x(CH4，苯) (C)x(CH4，水) = x(CH4，苯),15 答:B,16 答:B,17 在一定压力下，纯物质A的沸点、蒸气压和化学势分别为Tb*、 pA*和A* ，加入少量不挥发性的溶质形成溶液之后分别变成Tb、 pA和A ，因此有（ ） (A) Tb* Tb， pA* pA， ,A* A (C) Tb* Tb， pA*A (D) Tb* pA， ,A* A,14 已知环己烷、醋酸、萘、樟脑的凝固点降低系数kf分别是20.2、9.3、6.9及39.7Kkg mol-1。今有一未知物能在上述四种溶剂

8、着溶解，欲测定该未知物的相对分子质量，最适宜的溶剂是（ ） (A)萘 (B)樟脑 (C) 环己烷 (D)醋酸,17 答:D,17 答:B,18 在20和大气压力下，用凝固点降低法测物质的相对分子质量。若所选的纯溶剂是苯，其正常凝固点为5.5，为使冷却过程在比较接近于平衡状态的情况下进行，冷浴内的恒温介质比较合适的是（ ） (A)冰-水 (B)冰-盐水 (C)干冰-丙酮 (D)液氨,19 二组分理想液态混合物的蒸气总压（ ） (A)与溶液的组成无关 (B)介于两纯组分的蒸气压之间 (C) 大于任一纯组分的蒸气压 (D)小于任一纯组分的蒸气压,18 答:A,19 答:B,20 A和B两组分在定温定

9、压下混和形成理想液态混合物时，则有：（ ）。 （A）mixH=0 （B）mixS=0 （C）mixA=0 （D）mixG=0,21 指出关于亨利定律的下列几点说明中，错误的是（） (A)溶质在气相和在溶剂中的分子状态必须相同 (B)溶质必须是非挥发性的 (C)温度愈高或压力愈低，溶液愈稀，亨利定律愈准确 (D)对于混合气体，在总压力不太大时，亨利定律能分别适用于每一种气体，与其他气体的分压无关,20 答:A,21 答:B,22 40时，纯液体A的饱和蒸气压是纯液体B的两倍，组分A和B能构成理想液态混合物。若平衡气相中组分A和B的摩尔分数相等，则平衡液相中组分A和B的摩尔分数之比xA:xB=(

10、) (A)1:2 (B) 2:1 (C)3:2 (D)4:3,23 组分A和B形成理想液态混合物。 已知在100时纯组分A的蒸气压为133.32kPa，纯组分B的蒸气压为66.66kPa，当A和B的两组分液态混合物中组分A的摩尔分数为0.5时，与液态混合物成平衡的蒸气中，组分A的摩尔分数是（ ） (A) 1 (B) (C)2/3 (D) 1/2,22 答:A,23 答:C,24在25时，0.01moldm-3糖水的渗透压力为1, 0.01moldm3食盐水的渗透压为2,则 ( )。 (A)12(B)12 (C)12(D) 无法比较,25 氯仿（1）和丙酮（2）形成非理想液态混合物，在T时，测得

11、总蒸气压为29 398Pa，蒸气中丙酮的摩尔分数y2=0.818，而该温度下纯氯仿的饱和蒸气压为29 571Pa，则在液相中氯仿的活度a1为 （ ） (A) 0.500 (B) 0.823 (C)0.181 (D) 0.813,24 答:C,25 答:C,26 在一定温度、压力下，A和B形成理想液态混合物，平衡时液相中的摩尔分数xA/ xB=5，与溶液成平衡的气相中A的摩尔分数yA=0.5，则A、B的饱和蒸气压之比为（ ） (A) 5 (B) 1 (C)0.2 (D) 0.5,26 答:C,27 若A(l)与B(l)可形成理想液态混合物,温度T时,纯A及纯B的饱和蒸气压p*p*A,则当混合物的

12、组成为0 x1时,则在其蒸气压-组成图上可看出蒸气总压p与p*A，p*的相对大小为:( ) (A) pp*(B)pp*A(C)p*App* 27答： C 28 对于恒沸混合物，下列说法中错误的是：( )。 (A) 不具有确定组成(B)平衡时气相组成和液相组成相同； (C)其沸点随外压的变化而变化(D)与化合物一样具有确定组成 28答： D,29 A(l)与B(l)可形成理想液态混合物，若在一定温度下，纯A、纯B的饱和蒸气压p*Ap*B，则在该二组分的蒸气压组成图上的气、液两相平衡区，呈平衡的气、液两相的组成必有:( ) (A)yx(B)yx(C)yx 29 答： B 30 已知A，B两液体可组

13、成无最高或最低恒沸点的液态完全互溶的系统，则将某一组成的溶液蒸馏可以获得：( )。 (A)一个纯组分和一个恒沸混合物 (B) 两个恒沸混合物 (C) 两个纯组分。 30 答： C,31 已知A和B二组分可组成具有最低恒沸点的液态完全互溶的系统，其t-x(y)如图所示。若把xB=0.4的溶液进行精馏，在塔顶可以获得：( )。 (A) 纯组分A(l) (B)纯组分B(l) (C)最低恒沸混合物。,31 答： C,33 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：( )。 (A) 有最高恒沸点的系统 (B) 不具有恒沸

14、点的系统 (C) 具有最低恒沸点的系统。 33 答： C,32 已知纯液体A与B，其沸点分别为t*A=116， t*B=80，A和B可以形成二组分理想液态混合物，将某一定组成的该液态混合物进行精馏（完全分离）时，则（ ） (A) 在塔顶得到纯B (B) 在塔底得到纯B (C) 在塔中间得到纯B 32 答： A,34 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（ ） (A) 必低于373.2K (B) 必高于373.2K ( C)取决于水与有机物的相对数量 (D)取决于有机物的相对分子质量的大小 34答： A 35 已知A与B可构成固熔体，在组分A中，若加入组分B可使固熔体的熔点

15、提高，则组分B在此固熔体中的含量必（ ）组分B在液相中的含量。 (A)大于 (B)小于 (C )等于 (D)不能确定 35 答： A,36 今有A(s) B(s) C(s) 三组分相图，图中三相平衡区为：( )。 ( A) AFE； ( B) CFED； ( C ) AEB。,36 答： C,37 NaNO3(A)-KNO3(B)-H2O(C,l)三组分系统相图如图，今有系统点a0，向系统中加入水，使系统点a1变为（如图所示），则在a1状态下，可以从系统中分离出纯物质是（ ） (A) C(l) (B) B(s) (C) A(s),37 答： C,填空题 将正确的答案填在题中画有“”处或表格中。

16、 1 对三组分相图, 最多相数为 ;最大的自由度数为 ,它们分别是 等强度变量。 1 答：5 4 温度、压力及其中任何两种物质的浓度 2在抽空的容器中放入NH4HCO3(s)，发生反应 NH4HCO3(s) = NH3 (g) + CO2 (g) + H2O (g) 且达到平衡，则这个系统的组分数(独立)=_；自由度数=_。 2 答：1 1,3 AlCl3 溶于水后水解并有Al(OH)3沉淀生成.此系统的组分数为 自由度数为 。 3 答： 3 3 4 将CaCO3(s)、CaO(s)和CO2(g)以任意比例混合，放入一密闭容器中，一定温度下建立化学平衡，则系统的组分数C=_；相数 =_；条件自

17、由度数=_。 4 答：2 3 0 5 将Ag2O(s)放在一个抽空的容器中，使之分解得到Ag(s)和O2(g)并达到平衡，则此时系统的组分数（独立）=_；自由度数=_。 5 答： 2 1,6 CH4(g)与H2O(g)反应，部分转化为CO(g)和CO2(g)及H2(g)，并达平衡，则系统的S =_；R =_；R=_；C =_； =_；f =_。 6 答：5 2 0 3 1 4 7 将一定量NaCl(s)溶于水中形成不饱和溶液，假设NaCl完全电离，H2O(l) 可建立电离平衡，离子无水合反应，则系统的S =_；R =_；R=_；C =_； =_；f =_。 7 答： 5 1 2 2 1 3 8

18、 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 =_； =_；f =_。,8 答： 0 3 3 2 9 450时，将与混合，由于的分解，最终得到和平衡共存的系统，则系统的组分数C =_；相数 =_；条件自由度数f =_。 9答：2 1 2 10 Na2CO3(s)与 H2O(l) 可生成Na2CO3 H2O (s)、 Na2CO3 7H2O (s) 、 Na2CO3 10H2O (s)，则30时，

19、与Na2CO3 水溶液、冰平衡共存的水合物最多有 种。 10 答：1 11下列化学反应，同时共存并达到平衡（温度在9001200K）: 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=_。 11 答： 3,12 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）=_；自由度数=_。 12 答：3 0 13 FeCl3与 H2O 可生成四种水合物FeCl3 H2O (s)、 FeCl3 H2

20、O (s) 、 FeCl3 H2O (s)、 FeCl3 H2O (s) ，这个系统的组分数（独立）=_；在定压下最多有 相平衡共存种。 13 答： 2 3 14 一个达到平衡的系统中有任意量ZnO(s)、Zn(s)、CO(g)、CO2(g)、C(s)五种物质，则这个系统的组分数（独立）=_；自由度数=_。 14 答： 3 2,15.由克拉佩龙方程导出克-克方程的积分式时所作的三个近似处理分别是(i) ；(ii) ； (iii) 。,15 答: (i)因为Vm(g) Vm(l或s) 所以pVm(g)- Vm(l)=p Vm(g)或pVm(g)- Vm(s)=p Vm(g) ；(ii)将蒸气视为

21、理想气体，即Vm(g)=RT/p ；(iii)积分时，视vapHm为与温度T无关的常数。,17氧气和乙炔气溶于水中的亨利系数分别是7.20107Pakgmol和133108Pakgmol,由亨利定律系数可知,在相同条件下, 在水中的溶解度大于在水中的溶解度。,16. 贮罐中贮有20,40kPa的正丁烷,并且罐内温度、压力长期不变。已知正丁烷的标准沸点是272.7K,根据，可以推测出,贮罐内的正丁烷的聚集态是态。,16 答：由克-克方程算得正丁烷在20时的饱和蒸气压p*（正丁烷，298.15K）=212.0kPa40kPa 气,17 答：氧气 乙炔气,18 28.15时，摩尔分数x(丙酮)=0.

22、287的 氯仿丙酮混合物的蒸气压为2 9400Pa，饱和蒸气中氯仿的摩尔分数y（氯仿）=0.181。已知纯氯仿在该温度下的蒸气压为29. 57kPa。以同温度下纯氯仿为标准态，氯仿在该真实液态混合物中的活度因子为 ；活度为 。 19 答：0.252 0.182 20 在温度T时某纯液体A的蒸气压为11.73kPa，当非挥发性组分B溶于A中，形成xA=0.800的液态混合物时，液态混合物中A的蒸气压为5.33kPa，以纯液体A为 标准态，则组分A的活度为 ，活度因子为 。 20答：0.454 0.568 21某理想稀溶液的温度为T，压力为p，溶剂A的摩尔分数为xA，则组分A的化学势表达式为：A=

23、_。 21答： x,A(l,T)+RTlnxA,22 50时，液体A的饱和蒸气压是液体B的饱和蒸气压的3倍，A和B构成理想液态混合物。气液平衡时，液相中A的摩尔分数为0.5，则在气相中B的摩尔分数为 。 22 答：0.25 23 写出理想液态混合物任意组分B的化学势表达式：=。 23 答： B(l,T)+RTlnxB 24 0，101.325kPa压力下，O2(g)在水中的溶解度为4.4910-2dm3kg，则0时O2(g)在水中的亨利系数为kx(O2)= Pa。 24 答：5.90108,25 克-克方程的适用条件为 25答：纯物质的液-气或固-气两相平衡 26甲醇-乙醇、乙醇-水、水-盐酸

24、三组混合物或溶液中，可看成理想液态混合物的是 。 26 答：甲醇-乙醇 27 对于理想稀溶液，在一定温度下溶质B的质量摩尔浓度为bB，则B的化学势表达式为 。 27 答：B= *b,B(l,T)+RTln(bB/b),28 在300K和平衡状态下，某组成为xB=0.72 混合物上方B的蒸气压是纯B的饱和蒸气压的60%，那么：(i)B的活度是 (ii)B的活度因子是 ；(iii)同温度下从此溶液中取出1mol的纯B（组成可视为不变）则系统G的变化是 J.mol-1。 28 答： 0.6 0.83 819.36 29 一般而言，溶剂的凝固点降低系数kf与和 成正比，与 成反比，而溶液的凝固点降低值

25、Tf只与成正比。 29 答：MA (T*f)2 fusHm,A bB,30 某非挥发性溶质的溶液通过半透膜与纯溶剂达渗透平衡，则此时溶液的蒸气压一定 纯溶剂的蒸气压。 30 答：小于,31 理想液态混合物定温p-xB(yB)相图最显著的特征是液相线为 。 31 答： 直线 32 一般有机物可以用水蒸气蒸馏法提纯，当有机物的 和 越大时，提纯一定质量有机物需要的水蒸气越少，燃料越节省。 32 答：饱和蒸气压 摩尔质量,33 右图为两组分具有最高沸点的相图，若有组成为x0的溶液，经过精馏，则在塔顶得到 ，塔底得到 。,33 答： 纯B 恒沸混合物,34完全互溶的A，B二组分溶液，在xB=0.6处，

26、平衡蒸气压有最高值，那么组成xB=0.4的溶液在气-平衡时，yB(g)，xB(1)，xB(总)的大小顺序为_。将xB=0.4的溶液进行精馏, 塔顶将得到_。 34 答： yB(g) xB(总) xB(1) xB=0.6的恒沸混合物 35 定压下A，B可形成具有最低恒沸点的系统，最低恒沸点组成为xB=0.475。 若进料组成为xB=0.800的系统，在具有足够塔板数的精馏塔中精馏，塔顶将得到_。塔底将得到_。 35 答： xB=0.475的恒沸混合物 纯B 36 35时，纯CH3COCH3的饱和蒸气压力为43.06kPa。 CH3COCH3与CHCl3组成溶液，当CHCl3的摩尔分数为0.30时

27、，溶液上CH3COCH3的蒸气压力为26.77kPa，则该溶液对CH3COCH3为 偏差。（选择正、负） 36答：负,37 右图是水的相图。 (1)oa是平衡曲线； ob是平衡曲线； oc是_平衡曲线； (2)o点称为_点； oa线中止于a点，a点称为_点； (3)处于d点的水称为_水，它与水蒸气达到的平衡称为_平衡。,37 答：（1） 气液 气固 液固 （2） 三相 临界；（3） 过冷 亚稳,38 丙三醇(A)-间甲苯胺(B)可形成部分互溶二组分系统，相图如图所示： 将30g丙三醇和70g间甲苯胺在20时混合，系统为 相； 把上述混合液加热至60，可建立 相平衡，各相组成分别为 和 ；各相质量分别为 和 ； 将系统温度继续升至120，系统又为 相，相组成为 。,38 答： 1 2 l1, w(B)=0.20 l2, w(B)=0.76 m(l1)=10.7g m(l2)=89.3g 1 w(B)=0.70,