物理化学试题库

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(2)估算该物质的沸点升高、蒸气压下降和渗透压。

(3)欲精确测定该物质的相对分子质量,选用哪种依数性能得到较好的结果。

? (水:Kf,m=1.86K·kg·mol-1,Kb,m=0.15K·kg·mol-1在298K时,pH?3.173Pa) 2O

第五章

5.1 Au和Sb分别在1333K和903K时熔化,并形成一种化合物AuSb2,在1073K熔化时固液相组成不一至,在773K,AuSb2与Sb形成低共熔物w(Sb)=90%。试画出符合上述数据的简单相图,并标出所有相区名称,画出w(Au)=80%熔融物的步泠曲线。

**5.2 已知液态甲苯(A)和液态苯(B)在90℃时的饱和蒸气压分别为pA=54.22 kPa和pB=

136.12 kPa。两者可形成理想液态混合物。今有系统组成xB,0=0.3的甲苯-苯混合物5mol,在90℃下成气-液两相平衡,若气相组成为yB=0.4556,求:

(1) 平衡时液相组成xB及系统的压力p;(xB=0.2500,p=76.695 kPa )

(2) 平衡时气、液两相的物质的量n(g)、n(l)。[n(l) =3.784 mol, n(g) =1.216 mol ] 5.3 液态砷的饱和蒸气压与温度的关系为: lnp5665???20.300 PaT/K固态砷的饱和蒸气压与温度的关系为:

lnp15999???29.765 PaT/K试求砷的三相点的温度和压力。(T=1092K, p=3.66?106 Pa ) 5.4. 下图为二组分液相完全不互溶的气-液平衡相图

指出下图中各区域的相数?和自由度数f。

50At / ℃p = 101.325kPa115110981234xBB题5.4附图. 二组分系统液相完全不互溶气-液平衡相图

5.5 25℃丙醇(A)-水(B)系统气液两相平衡时两组分蒸气分压与组分B液相组成的关系如下:

xB 0 0.1 0.2 0.4 0.6 0.8 0.95 0.98 1 pA /kPa 2.90 2.59 2.37 2.07 1.89 1.81 1.44 0.67 0

PB /kPa 0 1.08 1.79 2.65 2.89 2.91 3.09 3.13 3.17

(1) 画出完整的压力-组成图 (包括蒸气分压及总压,液相线及气相线)

(2) 组成为xB,0=0.3的系统在平衡压力p=4.16 kPa下,气-液两相平衡,求平衡时气相组成yB及液相组成xB;( yB = 0.429, xB = 0.2 )

(3) 上述系统5mol,在p=4.16 kPa下达到平衡时,气相、液相的物质的量各为多少?气相中含丙醇和水的物质的量各为多少?(n(g) = 2.18 mol, n (l) = 2.82 mol; n A(g) = 1.25 mol, n B(g) = 0.94 mol )

5.6 101.325kPa 下H2O (A) 和HAc(B)溶液的正常沸点与液相组成、气相组成的关系如下:

t/℃ 100.0 102.1 104.4 107.5 113.8 118.1 xB 0 0.300 0.500 0.700 0.900 1.000 yB 0 0.185 0.374 0.575 0.833 1.000

(1) 试作气液平衡的温度-组成相图

(2) 由相图确定xB=0.800 时溶液的沸点。(110.2℃)

(3) 由相图确定105℃时平衡的气、液组成。(yB = 0.417, xB = 0.544)

5.7. AB(s)放入抽空的瓶内,发生如下分解反应:AB(s)→A(g) + B(g),298K下实验测得系统达到平衡时压力为66.66 kPa.

(1) 分解达到平衡时,该系统的独立组分数、相数、自由度各为多少?

(2) 在同温下有A(g)和B(g)的混合气,已知A(g)的分压为13.33 kPa,为使系统中不形成AB的固体,问B(g)的压力应控制多少?(83.33 kPa以下)

5.8 已知水-苯酚系统在30℃液-液平衡时共轭溶液的组成w (苯酚)为:L1 (苯酚溶于水),8.75%; L2 (水溶于苯酚), 69.9%。

(1) 在30℃,100g 苯酚 和200g 水形成的系统达到液-液平衡时,两液相的质量各为多少? (m (L1) =179.6g , m (L2) =120.4g )

(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? (m (L1) =130.2g , m (L2) =269.8g )

5.9 在60℃时水(A) -酚(B) 二组分系统分成两个共轭液相,其中水相含酚的质量分数wB (水相)=0.168,酚相含酚的质量分数wB (酚相)=0.551。假若这个系统含有水90g和酚60g,试问各相的质量是多少。(m (水相) =59.1g , m (酚相) =90.9g )

5.10 为了将含非挥发性杂质的甲苯提纯,在86.0kPa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47.3kPa。试求: (1) 气相的组成 (含甲苯的摩尔分数) (0.450 )

(2) 欲蒸出100 kPa纯甲苯,需要消耗水蒸气多少千克?(23.9 kg )

5.11下图为二组分系统固-液平衡相图,请列表说明每一个区域所存在的相数、相态、自由度数。

5.12 NaCl和H2O (A) 能形成不相合熔合物NaCl ?2H2O。在0.15℃时化合物分解,NaCl的质量分数wB=0.2628的NaCl水溶

题5.11附图 二组分系统固-液平衡相图

点化生成液和

无水NaCl。在-21.1℃有一个最低共熔点,此时冰、NaCl ?2H2O (s) 和wB=0.2322的NaCl水溶液平衡共存。又知无水NaCl在水中的溶解度随温度升高而略有增加。 (1) 试画出此二组分系统相图的大致形状。

(2) 若将1000g 组成为28.00%NaCl水溶液冷却,最多可得到多少纯的无水NaCl。 (m (NaCl) =23.3 g )

(3) 若将(2)中残留的溶液加以冷却,最多可得到多少纯的NaCl ?2H2O。( m (NaCl?2H2O) =77.3 g )

5.13 Cu (A)-Ni (B) 二组分系统的实验数据如下:

Ni的质量分数wB 0 0.100 0.400 0.700 1.000 开始结晶的温度T/K 1356 1413 1543 1648 1725 结晶终了的温度T/K 1356 1373 1458 1583 1725

(1) 画出相图;

(2) 含wB = 0.500的熔体从1673 K 冷却到1473 K, 试问在什么温度开始有固体析出,析出的固体组成如何?最后一滴熔体凝固时的温度是多少?此时熔体的组成如何?

( T = 1583 K, wB(固) =0.700; T = 1498 K, wB(液) =0.270 )

(3) 含wB = 0.300的熔体0.250 kg冷却到1473 K时,固体和熔体中Ni的质量各为多少? ( m (Ni, 液)=0.0339 kg, m (Ni, 固)=0.0441 kg ) 5.14某A-B二组分凝聚系统相图如右图所示 (1) 指出各相区稳定存在时的相;

(2) 指出图中的三相线。在三相线上哪几个相成平衡?三者之间的相平衡关系如何? (3) 绘出图中状态点为a, b, c三个样品的冷却曲线,并注明各阶段时的相变化。 5.15 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下图所示。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。

5.16 某二元凝聚系统相图如下图所示。已知A、B可生成化合物。解答下列问题:

(1) 写出A与B生成稳定化合物和不稳定化合物的组成。

题5.14附图 二组分凝聚系统平衡相图

(2) 指出相图上自由度为0的线。

(3) 根据此二元凝聚系统相图列表分析所标区域的相数、相态及自由度数。 (4) 画出从系统点O→O′的步冷曲线,并说明冷却过程的相变化。

FOD

CⅥJI

KGTⅢHEⅣ

ⅠⅡAO ′ⅤLMN

题5.15附图 二组分凝聚系统相图

题5.16 附图 二元凝聚系统相图

0.330.5xBB 在

5.17 某有机物与水完全不互溶,

标准压力下用水蒸气蒸馏时,于90℃沸腾,馏出物中水的质量分数为0.24,已知90℃时水的蒸气压为70.13kPa,请计算该有机物的摩尔质量。

第六章

6.1 在某恒定的温度和压力下,取n0 = 1 mol 的A (g) 进行如下化学反应 A (g) = B (g)

?? 若?B,试证明,当反应进度??0.5mol时,系统的吉布斯函数G值为最小,这??A时A, B间达到化学平衡。

6.2 已知反应CO(g) +H2O(g) ?CO2(g) +H2(g), 973K时的K$p=0.71, 若: (1) 反应系统中各组分的分压都是1.52?105Pa,试判断反应的方向。

(Jp>K$p,反应向左进行)

$

5 (2) 反应系统中pCO = 1.013?106Pa, pHO?5.065?105Pa,pCO2?pH2?1.52?10Pa

2 试判断反应的方向。(Jp

6.3 已知气相反应N2O4?2NO2,在25℃的标准平衡常数K$p=0.14.判断总压为标准大气压时下列系统中反应的方向:(1) N2O4与NO2含量为1︰3(物质的量之比)的气体混合物;(反应逆方向进行)

$

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