相平衡与化学动力学

第六章 相平衡

1. 在室温和标准压力且无催化剂存在时，氮气和氢气可视为不起反应的。今在一容器中

充入任意量的N2(g)、H2(g)和NH3(g)三种气体，则该体系中物种数S和组分数C将是：答案：C

（A）S=3 ，C＝1 （B） S=3 ，C＝2 （C） S=3 ，C＝3 （D） S=2 ，C＝3

2. 在抽空的容器中，加热固体NH4Cl(s)，有一部分分解成NH3(g)和HCl(g)。当体系

建立平衡时，其组分数C和自由度数f是：答案：A

（A） C = 1，f = 1 （B） C = 2，f = 2 （C） C = 3，f = 3 （D）C = 2，f =1 3. 水煤气发生炉中有C(s)、H2O(g)、CO(g)、CO2(g)及H2(g)五种物质，其间能

发生化学反应：CO2(g)?C(s)?2CO(g)；

H2O(g)?C(s)?H2(g)?CO(g)； CO2(g)?H2(g)?H2O(g)?CO(g)

在这样的平衡体系中，组分数为：答案：C

（A） 5 （B） 4 （C） 3 （D） 2

4. 碳酸钠和水可以形成Na2CO3?H2O、Na2CO3?7H2O、Na2CO3?10H2O三种水合

物。当在标准压力下，该体系中共存的相数最多为：答案：C

（A） 3 （B） 4 （C） 2 （D） 5 5. 如右图所示，体系处于容器内，容器中间的半透膜AB

只允许O2（g）通过，当体系建立平衡时，则体系中存在的相为：答案： D

（A）气相1，固相1 （B） 气相1，固相2 （C）气相1，固相3 （D） 气相2，固相2 6. 二元恒沸混合物的组成：答案： C

（A）固定 （B）随温度变化 （C）随压力变化 （D）无法判断

7. 如果只考虑温度和压力的影响，纯物质最多可以共存的相有：答案： C

（A）1 （B）2 （C）3 （D）4

8. 以下各体系中属于单相体系的是：答案： C

（A）极细的斜方硫和单斜硫 （B）漂白粉 （C）大小不一的一堆单斜硫碎粒 （D）墨汁 9. 关于杠杆规则的适用对象，下面的说法中不正确的是：答案： B

（A）不适用于单组分体系 （B）适用于二组分体系的任何相区

（C）适用于二组分体系的两个平衡相 （D）适用于三组分体系的两个平衡相 10. 区别单相体系和多相体系的主要根据是：答案： D

（A）化学性质是否相同 （B）物理性质是否相同 （C）物理组成是否相同 （D）物理性质和化学性质是否都相同

11. 三组分水盐体系的相图常用来分离和或提纯盐类。处理时必须使体系的物系点进入所

需要的相区。为此配合使用的操作很多，但一般不包括：答案： D

（A）加水稀释 （B）加入另一种盐或盐溶液

（C）升高或降低温度 （D）水蒸气蒸馏 12. 关于下述结论，正确的是：答案：C

（A）在等压下有确定沸点的液态体系一定是纯物质 （B）任何纯固体物质都有熔点

（C）在一定温度下，纯液体的平衡蒸气压与液体所受外压力无关 （D）纯固体物质的熔点可以有多个

13. 在0℃到100℃的范围内，液态水的蒸气压p与温度T的关系为：lgp??2265?11.08，T其中p的单位是Pa，T的单位是K。某高原地区的大气压只有60 kPa，则该地区水的

沸点为 359.4 K ；在0℃到100℃水的平均摩尔汽化热为 43.37kJ 。 14. 如右图所示的二元凝聚物系的相图，在相区Ⅰ中稳定存在的相为：答案：C

（A） 固态A （B） 固态A和固态B （C） B溶在A中的不饱和固溶体 （D） B溶在A中的饱和固溶体

15. 在如右图所示的CaF2-CaCl2的凝聚物系相图中，当物系的组

成处于B点之右时，其步冷曲线都具有相似的形式。步冷曲线的水平部分所代表的共存相是： l 、 不稳定化合物M 、 固体CaCl2 。

16. 如右图，二元凝聚物系的相图中，在相区Ⅰ中平衡共存的相是：

答案： D

（A）液相和纯物质A （B）液相和纯物质B

（C）液相与低共熔混合物 （D）一对互为共轭的液态溶液

17. 如右图所示，对于形成简单低共熔混合物的二元相图，当组成为

x的物系平衡冷却到t℃时，则固液二相重量之比为： 答案： C

（A） Ws：Wl＝ac：ab （B） Ws：Wl＝bc：ab （C） Ws：Wl＝ac：bc （D） Ws：Wl＝bc：ac

18. 由H2O和CuSO4组成的凝聚物系，当组成为x的CuSO4水溶液250克冷却到25℃时，

物系为A，此时呈平衡的两个相点分别为B和C点，其中B是CuSO4· H2O晶体，C是与之共存的饱和溶液xc。已知CA：AB＝1：4，则析出的CuSO4· H2O晶体的重量为：答案： C

（A）200 g （B）62.5 g （C）50 g （D）150 g

19. 在绝热的条件下，273.15K的NaCl加入273.15K的碎冰中，体系的温度将如何变化？

（A）不变 （B）降低 （C）升高 （D）不能确定 答案： A

20. 如图H2O—NaCl—Na2SO4的三元体系中，Na2SO4和H2O能形成水合物Na2SO4. 10H2O

（D），在DBC相区中稳定存在的是：答案： B （A）水合物D和溶液

（B）水合物D和Na2SO4及NaCl三相共存 （C）水合物D、NaCl和组成为G的溶液 （D）纯NaCl、纯Na2SO4和水溶液

21. 如下图所示的含有化合物（一个稳定化合物和一个不稳定化合物）的二元凝聚体系的相图：请指出： （A）1—9个相区中稳定存在的相及自由度。 相区 相态 条件自1 l 2 2 3 4 5 6 7 8 9 l+A(s) l+C(s) A(s)+C(s) l+C(s) C(s)+C’(s) l+C’(s) B(s)+C’(s) B(s)+l 1 1 1 1 1 1 1 1 由度

（B）图中有哪几条三相线？在线上发生的变 化用化学式表示出来。

???（三条三相线）（1）l???A(s)?C(s)

??? （2）C'(s)???l?C(s) ??? （3）l???B(s)?C'(s)

（C）画出稳定化合物、不稳定化合物及组成为M％物系的步冷曲线。

22. 下图为水－乙醇双液体系的温度－组成示意图。请指出：

（A）四个相区中稳定存在的相及自由度数。

（1）l f?2（2）l+g f?1 （3）l+g f?1 （4）l f?2 （B）证明C点的自由度数为0，并阐明该点的特性。f?C???1?1?2?1?0 （C）若有一组成为70％的乙醇体系，经加热，首先出现的气相组成是什么？最后一

滴的液相组成是什么？（用图示法表示）

（D）上述70％的乙醇体系，能用精馏法得到100％的纯乙醇？为什么？

不能。只能得到水和96％的乙醇。

*****

23. 已知金属A、B二组份体系的步冷曲线的实验数据如下：（温度单位为℃）

XA (mol%) 转折温度 第一平台温度 第二平台温度 100 — 1000 — 90 950 800 — 80 900 800 — 70 900 800 — 60 1000 800 — 50 — 1100 — 40 1000 700 — 30 750 700 500 20 550 500 — 10 575 500 — 0 — 600 —

（A）画出相图。

（B）填出各相区中的相、自由度数。 （C）指出相图中各化合物的分子式。

（D）相图中，中间一条三相线上发生的变化？（用文字指明三相线，并用化学式表明三

相线上的变化）

24. 指出下列相图中各部分的相及自由度数。

（A）提高反应温度 （B）延长反应时间 （C）加入适当的催化剂（D）降低反应温度

14. 若某反应的活化能为 80 kJ mol-1，则反应温度由20℃增加到30℃时，其反应 速度常

数约为原来的：答案：B

（A） 2倍 （B） 3倍 （C） 4倍 （D） 5 倍

12???B???D(产物)15. 已知反应：A?|3 ，且E1?E3，为有利于产物D的生成，原

???G则上选择：答案：A

（A）升高温度 （B） 降低温度 （C） 维持温度 （D） 及时移走副产物G

2（产物）???D?B?|316. 已知反应 ：A??，且E2?E3，为有利于产物D的生成，原

???G1则上选择：答案：B

（A） 升高温度 （B） 降低温度 （C） 维持温度不变 （D） 及时移走副产物G

k1???B17. 描述平行反应A?|k的特点时，哪一点是不正确的？答案：A

2???D（A） k1和 k2的比值不随温度变化

（B）反应的总速度等于两个平行的反应速度之和

（C） 反应产物B和D 的量之比等于两个平行反应的速度比 （D） 反应物消耗的速度主要决定于反应速度较大的哪一个反应

1????18. 对峙反应A????B，当温度一定时由纯A开始，下列说法中哪一点是不正确的？ k2k（A）起始时A的消耗速度最快

（B）反应进行的净速度是正反应和逆反应的速度之差 （C） k1 / k2的比值是恒定的

（D）达到平衡时正反应和逆反应的速度常数相等 答案：D

-1

19. 若某反应的反应热?rH0m为 100 kJmol，则该反应的活化能：答案：B

（A） 必定等于或小于100 kJmol-1 （B） 必定等于或大于100 kJmol-1 （C）可能大于或小于100 kJmol-1 （D） 只能小于100 kJmol-1 20. 质量作用定律适用于：答案：D

（A）对峙反应 （B）平行反应 （C）连串反应 （D）基元反应

1???B21. 平行反应A?|2，其反应1和反应2的频率因子相同而活化能不同，E1 为 120

???DkJ.mol-1，E2为80 kJ.mol-1，则当在1000 K 进行时，两个反应速度常数之比是：答案：A

（A） 8.138×10

－3

（B） 1.228×102 （C） 1.55×105 （D） 6.47×104

－

22. 反应速度常数随温度变化的Arrhenius经验式是适用于：答案：B

（A）基元反应 （B） 基元反应和大部分非基元反应 （C） 对峙反应 （D） 所有化学反应 23. 一个复杂化学反应可以利用平衡浓度法近似处理的条件是：答案：B

（A）反应速度快，迅速达到化学平衡

（B）包含可逆反应且很快达到平衡，其后的基元步骤速率慢 （C）中间产物的浓度小，第二步反应慢 （D）第一步反应快，第二步反应慢

24. 温度对化学反应速度影响很大，温度变化主要改变：答案：D

（A）活化能 （B）指数前因子 （C）物质浓度或分压 （D）速度常数

k21????B、 B?D??25. 已知某复杂反应的反应历程为A??J 。 则B的浓度随时间???k?1k的变化率

d[B]是：答案：B dt（A） k1[A]?k2[D][B] （B）k1[A]?k?1[B]?k2[D][B] （C） k1[A]?k?1[B]?k2[D][B] （D）?k1[A]?k?1[B]?k2[D][B] 26. 反应CH3CHO → CH4 ＋CO 其活化能为 190 KJmol-1，当加入催化剂碘蒸气后，活化

能降为 136 KJmol-1；若加入催化剂后反应的频率因子不变，则在500℃时加入催化剂后反应速度增大多少倍？答案：C

（A）2.3×106 （B） 4.38×105 （C） 4.46×103 （D） 2.24×104

－

－

27. 对一般化学反应，温度升高时应该是：答案：C

（A）活化能明显降低 （B）平衡常数一定变大 （C）正、逆反应的速度常数成比例变化 （D）反应达到平衡的时间缩短 28. 气体反应的碰撞理论的要点是：答案：D

（A）气体分子可看成刚球，故一经碰撞就能引起化学反应 （B）反应分子必须互相碰撞且限于一定方向才能引起化学反应 （C）反应物分子只要互相迎面碰撞才引起化学反应

（D）一对反应分子具有足够的能量的迎面碰撞才引起化学反应 29. 化学反应的过渡状态理论的要点是：答案：B

（A）反应物通过简单碰撞就能变成产物

（B）反应物首先要形成活化络合物，反应速度决定于活化络合物分解为产物的分解速

度

（C）在气体分子运动论的基础上提出来的

（D）引人了方位因子的概念，并认为它与熵变化有关 30. 过渡状态理论的速度常数的计算式是：答案：B

（A）k?AeRTk?N0h?S0?Re?ERT （B）

e?ERT

EE???ZRTRT（C） k? （D） k?PZ0eRT e?Z0enAnBE31. 气相反应H2(g)?I2(g)?2HI(g)的速度公式为：

1????2I?M ， 其反应机理为：I2?M????k?1d[HI]?k[H2][I2]。 dtkk2H2?2I???2HI

经处理后得：

d[HI]kk?k[H2][I2]?12[H2][I2]，则此反应的表观活化能E与E1、 dtk?1E－1、E2之间的关系为：答案：A

（A） E?E1?E2?E?1 （B） E?E?1?E2?E1 （C） E?E1?E2/E?1 （D） 无法表达

1232. 在连串反应 A ??? B ??? C 中，为了得到尽可能多的B（中间产物），可利

kk用哪一组式子来计算：答案：A

（A） tB.maxk1k2)k1k2?k1k2 cB.max?a() ?k2k1?k2ln(k1)k2k1k2?k1 （B） tB.max?a(ln(kln(1)k2 cB.max?

k1?k2（C） tB.maxk1k1)k1k2?k1k2 cB.max?a() ?k2k1?k233. NO的氧化反应的计量式为 2NO?O2?2NO2 ，实验确定为三级反应，其速度公

式为

dCNO2dt??1???kC2??N2O2 （快） NOCO2 反应机理如下：2NO??k2kk3N2O2?O2???2NO2（慢）

（1）用“稳态”假设求证

dCNO2dt?kC2NOCO2

d[NO2]?2k3[N2O2][O2] dtd[N2O2] ?k1[NO]2?k2[N2O2]?k3[N2O2][O2]?0

dt 解：

k1[NO]2 [N2O2]?

k2?k3[O2]2k1k3[NO]2[O2]d[NO2]?2k3[N2O2][O2]? dtk2?k3[O2]由于k2?k3[O2]

d[NO2]2k1k3[NO]2[O2]2k1k3??[NO]2[O2]?k[NO]2[O2] dtk2?k3[O2]k2（2）用“平衡”假设求出

dCNO2dt的表达式？

解：对于平衡态假设：由于反应（1）达到快速平衡，K?k1[N2O2] ?k2[NO]2 [N2O2]?k1[NO]2 k22kkd[NO2]?2k3[N2O2][O2]?13[NO]2[O2]?k[NO]2[O2] dtk2（3）若相对于k1、k2、k3 有E1、E2、E3，则总反应2NO?O2?2NO2所对应的表观

活化能E是多少？（即E与E1、E2、E3的关系式）

解：

2k1k3dlnkE E?E1?E2?E3 k??2k2dTRT34. 某物质按一级反应进行分解。已知25℃时反应完成40％需要时间为50分钟。如果反

应在50℃时完成40％需要时间为10分钟试求：（1）25℃时反应的半衰期；（2）25℃时以秒为单位的反应速率常数；（3）该反应的活化能。（4）50℃时完成80％反应所需要的时间。

解：一级反应进行分解：25℃时：

1111k298K?ln?ln?0.01022min?1?1.703?10?4s?1

t1?y501?40% t1(298K)?2ln2ln2??4070s?67.84min ?4k2981.703?10 k323K?ln1t1111?ln?0.05108min?1?8.514?10?4s? 1?y101?40%

k2E11dlnkE ln?(?) ?k1RT1T2dTRT28.514?10?4E11ln?(?) ?41.703?108.314298323 E?51518J?51.52kJ

t?1k323Kln111?ln?1890s?31.5min ?41?y8.514?101?805. 某一均相催化反应机理可以表示为：

k1????K????k（反应物）（催化剂）?1S?（中间络合物）Xk2???R?K

（产物）（催化剂）设反应物和催化剂的起始浓度分别为CS0和CK0，而且CS0??CK0，假设k?1??k2，

dCRk2k1CK0CS0?试证明反应有下列表达式：。并讨论两种极端情形（1）dtk1CS0?k?1k1CS0??k?1；（2）k1CS0??k?1时速率表达式将具有何种形式？

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