多相平衡习题及答案

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10、当水处在三相点处,系统发生绝热压缩,温度改变0.1K,水的相态将如何变化

( )

A.变为一相 B.变为两相共存 C.液相消失 D.压力会升高或降低 E.固相消失

11、关于步冷曲线的下述说法中,何者不妥( ) A.步冷曲线出现转折,意味着有相变

B.只有步冷曲线上出现平台时,才意味着系统中有相变 C.步冷曲线上出现转折时,系统的条件自由度f*=0 D.步冷曲线上出现平台时,条件自由度f*将减小 E.步冷曲线上出现拐点时,条件自由度f*将减小

12、在二组分双液T-x(或 p-x)相图中,状态点由单相区进入两相区时,体系的自由度数 ( )

A. 增加 B. 减少 C. f* =0 D. f* =1 E. f* =2 13、如右图所示, C点叫临界溶解温度。在C点以上( ) A.存在一相 B.存在两相 C.f*=0 D.f*=1 E.f*=2

14、在右图中存在( ) A.6个两相区 B.6个固液两相区 C.9个两相区 D.水平线上f*=1 E.垂直线上f*=0

15、由右图可看出,A、B间可形成三种化合物,所以将一定量的A和B混合后,体系中会

存在( ) A.3种化合物 B.3-5种化合物

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C.2种化合物 D.1-2种化合物 E.三相平衡的状态

16、右图为H2OA.-(NH4)2SO4B.的沸点-组成图,wB=0.2的溶液降温过程中( ) A.只会出现H2O(s),不会出现(NH4)2SO4(s) B.不但会出现H2O(s),还会出现(NH4)2SO4(s) C.首先出现H2O(s),然后出现(NH4)2SO4(s) D.若出现固体,则必为一相 E.若出现固体,则必为二相

17、右图为H2OA.-(NH4)2SO4 B.的沸点-组成图,wB =0.5

的溶液,降温过程中( )

A.只会出现(NH4)2SO4(s),不会出现H2O(l) B.不但会出现(NH4)2SO4 (s),还会出现H2O(s) C.若出现固体,则体系必为一相 D.若出现固体,则体系必为二相

E.若出现固体,体系中可能会出现二相或三相 18、假设一平衡体系中有K个组分,Φ个相,如K个组分

在每相中均存在,则要描述此体系的状态,需自由度数应为( ) A.f=Φ(K-1)+2 B.f=K (Φ-1)+2 C.f=K-Φ+1 D.f=K-Φ+2 E.f=K-Φ+n (n为自然数) 19、用分馏的方法将50%的乙醇水溶液进行提纯,可( ) A.在残液中得到纯乙醇 B.在馏出液中得到纯乙醇 C.同时得到纯水和纯乙醇 D.同时得到水和恒沸混合物 E.在馏出液中得到恒沸混合物

四、简答题

1、对于纯水,当水气、水 、冰三相共存时,自由度由度为多少 ?你怎样理解? 2、有水气变成液态水是否一定要经过两相平衡态,是否还有其它途径。 3、为什么具有40%Cd的Bi-Cd体系,其步冷曲线的形状与纯Bi及纯Cd的相同? 4、怎样可从Cd 80 %的Bi- Cd混合物中分离出Cd来,能否全部分离出来?

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5、下列两种体系各有几种组分及几个自由度? A.NaH2PO4溶于水中成为与水气平衡的不饱和溶液 B.AlCl3溶于水中并发生水解沉淀出Al(OH)3固体

6、270K的过冷水较冰稳定还是不稳定?何者的化学势高?高多少? 7、说明水的三相点与它的冰点的区别。 8、指出下列体系的自由度,并说明变量是什么? (1) 在101325Pa的压力下,水与水蒸气达平衡; (2) 液态水和水蒸气达平衡;

(3) 在101325Pa的压力下,I2在液态水和CCl4中的分配已达平衡(无固体碘存在); (4) NH3(g)、H2(g)、N2(g)已达平衡。

9、具有最高沸点的A和B二组分体系,最高恒沸物为C,最后的残留物是什么?为什么? 10、水的相图如右。

叙述点K代表的物系在等温降压过程中的状态、 相数及自由度数的变化。

11、右图为二组分系统气、液平衡的压力-组成图。将其定性

转化为温度-组成图。该系统经精馏后,塔顶将得何组 分?

12、有下列化学反应存在:

N2?g??3H2?g??2NH3?g? NH4HS(s)?NH3?g??H2S(g) NH4Cl(s)?NH3(g)?HCl(g)

在一定温度下,一开始向反应器中放入NH4HS,NH4Cl两种固体以及物质的量之比为3:1的氢气和氮气。问达到平衡时,组分数为多少?自由度数为多少?

13、已知CO2的临界温度为31.1C,临界压力为7.4×10Pa,三相点为-56.6C、5.18×10Pa。

试画出CO2相图的示意图,并说明:(1)在室温及常温下,若迅速地将贮有气液共存的CO2钢瓶阀门打开,放出来的CO2可能处于什么状态?(2)若缓慢地把阀门打开,放出

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o

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o

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来的CO2处于什么状态?(3)试估计在什么温度、压力范围内,CO2能以液态存在? 14、对于下列各体系,求其组分数及自由度数:

(1) NH4Cl(s)、NH3(aq)、Cl2(aq)、H2O(l)、H2O(g)、H2O(aq)、NH3(g)、OH(aq)、NH4OH(aq)。 (2)NaCl(s)、KBr(s)、K(aq)、Na(aq)、Cl(aq)、Br(aq)、H2O(l)、O2(g)。 15、FeCl3和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),问该体系的组分数是多少?该体系恒压条件下最多能有几相共存?有几个低共熔点?

五、判断题

1、一个含有K、Na、NO及SO4离子的不饱和水溶液,其组分数K为4。( )

2、在101325KPa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f=1。( )

3、恒沸混合物与化合物一样,具有确定的组成。( )

4、由CaCO3(s)、CaO(s)、BaCO3(s)、及CO2(g)构成的平衡物系的自由度为0。( ) 5、FeCl3和H2O能形成FeCl3·6H2O、2FeCl3·7H2O、2FeCl3·5H2O、FeCl3·2H2O四种水合物,在恒压下,最多可能平衡共存的相数为4。( )

6、共沸物是混合物,而不是化合物,其组成随压力改变而改变。( ) 7、克拉贝龙议程

+

+

3-2-+

+

---

dP?Hm?适用条件是多组分的多相平衡系统。( ) dTT?VmdP?Hm?,其压力随温度的变化率一定大于0。( ) dTT?Vm8、克拉贝龙议程

9、相律是热力学中基本定律之一,它适用于任何宏观系统。( )

10、具有最低沸点的A和B二组分系统,恒沸物为C,精馏后的残液是C。( )

六、证明题

1、 试证明液体的饱和蒸气压psat随外压力p的变化符合下列关系:

dln?psat/Pa?Vm?l??

dpRT并估计一般液体的饮和蒸气压随外压力的变化率大不大。 2、 试根据:

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