多相平衡习题答案

6. 2 分 (2392) 2392

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)

体系的组分数 C 和自由度数 f 为： ( C ) (A) C= 2， f= 1 (B) C= 2， f= 2 (C) C= 1， f= 0 (D) C= 3， f= 2

S = 4

C= S - R - R' = 4 - 1 - 2 = 1 f*= C+ 1 -Φ= 1 + 1 - 2 = 0 7. 2 分 (2613) 2613

已知苯―乙醇双液体系中,苯的沸点是353.3 K,乙醇的沸点是351.6 K,两者的共沸组成为:含乙醇47.5%(摩尔分数),沸点为341.2 K.今有含乙醇77.5%的苯溶液,在达到气液平衡后,气相中含乙醇为y2,液相中含乙醇为x2。问:

(1) 下列结论何者正确? ( C ) (A) y2>x2 (B) y2=x2 (C) y2

(2) 若将上述溶液精馏,则能得到 ( D ) (A) 纯苯 (B) 纯乙醇

(C) 纯苯和恒沸混合物 (D) 纯乙醇和恒沸混合物 8. 2 分 (2401) 2401

当乙酸与乙醇混合反应达平衡后，体系的独立组分数 C 和自由度 f 应分别为:

( ) (A) C= 2，f= 3

(B) C= 3，f= 3 (C) C= 2，f= 2 (D) C= 3，f= 4

CH3COOH + C2H5OH = CH3COOC2H5+ H2O C= S - R - R' = 4 - 1 - 1 = 2 f = C+ 2 - Φ= 2 + 2 - 2 = 2

9. 2 分 (2407) 2407

298 K 时，蔗糖水溶液与纯水达渗透平衡时，整个体系的组分数、相数、自由度数为: ( ) (A) C= 2，? = 2，f*= 1 (B) C= 2，? = 2，f*= 2 (C) C= 2，? = 1，f*= 2 (D) C= 2，? = 1，f*= 3

C= 2 ( 蔗糖，水 ) , Φ = 2 ( 蔗糖溶液，纯水 )

f = C + 3 - Φ = 2 + 3 - 2 = 3 , f*= 2

在渗透平衡的体系中，有二个平衡压力，即p(纯水)和 p(糖水) 所以,相律应写成： f + Φ = C+ 3 *. 2 分 (2396) 2396

硫酸与水可形成H2SO4·H2O(s)、H2SO4·2H2O(s)、H2SO4·4H2O(s)三种水合物,问在 101

325 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? (C )

(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。

S = 5 , R = 3 , R' = 0,C= 5 - 3 = 2

f*= 2 -Φ+ 1 = 0, 最大的Φ= 3 , 除去硫酸水溶液与冰还可有一 种硫酸水含物与之共存。 13. 2 分 (2563) 2563

在 400 K 时，液体 A 的蒸气压为 4×104 Pa，液体 B 的蒸气压为 6×104 Pa，两者组成理想液体混合物，平衡时在液相中 A 的摩尔分数为 0.6，在气相中B的摩尔分数为：

( C ) (A) 0.31 (B) 0.40 (C) 0.50 (D) 0.60 16. 1 分 (2518) 2518

在相图上,当体系处于下列哪一点时只存在一个相? ( ) (A) 恒沸点 (B) 熔点 (C) 临界点 (D) 低共熔点 6. 2 分 (2408) 2408

对恒沸混合物的描述，下列各种叙述中哪一种是不正确的？ ( A ) (A) 与化合物一样，具有确定的组成 (B) 不具有确定的组成

(C) 平衡时，气相和液相的组成相同 (D) 其沸点随外压的改变而改变

15. 1 分 (1905) 1905

假设A，B两组分混合可以形成理想液体混合物，则下列叙述中不正确的是： ( A ) (A) A，B 分子之间的作用力很微弱 (B) A，B 都遵守拉乌尔定律 (C) 液体混合物的蒸气压介于 A，B 的蒸气压之间 (D) 可以用重复蒸馏的方法使 A，B 完全分离

5．苯(A)与甲苯(B)形成理想混合物，当把5mol苯与5mol甲苯混合形成溶液，这时，与溶液相平衡的蒸汽中，苯(A)的摩尔分数是：( ) (A) yA = 0.5 ； (B) yA < 0.5 ； (C) yA > 0.5 ； (D) 无法确定 。

7. 单组分体系的固液平衡线的斜率dp/dT的值（ D ）

（A）大于0 （B）等于0 （C）小于0 （D）不确定 13．二组分理想溶液的沸点的论述正确的是：(B )

(A) 沸点与溶液组成无关 ； (B) 沸点在两纯组分的沸点之间 ； (C) 小于任一纯 组分的沸点 ； (D) 大于任一纯组分的沸点 。

14．两组分理想溶液，在任何浓度下，其蒸气压：(C ) (A) 恒大于任一纯组分的蒸气压 ； (B) 恒小于任一纯组分的蒸气压 ； (C) 介于两个纯组分的蒸气压之间 ； (D) 与溶液组成无关 。

16.A、B两液体混合物在T-x图上出现最高点，则该混合物对拉乌尔定律产生（ B ）

（A）正偏差 （B）负偏差 （C）没偏差 （D）无规则

二、填空题 ( 共10题 20分 ) 17. 2 分 (1815) 1815

已知A,B两组分可构成理想液体混合物,且该混合物在p?下沸点为373.15 K。若A,B两组分在373.15 K时的饱和蒸气压为106 658 Pa和79 993 Pa,则该理想液体混合物的组成为___ xA=0.8 , xB=0.2 __,沸点时气相的组成为__0.842_______ 。 19. 2 分 (1829) 1829

313 K时,液体A的饱和蒸气压是液体B的饱和蒸气压的21倍,A,B两液体形成理想溶液。若气相中A和B的摩尔分数相等,则液相中A和B的摩尔分数比xA/xB为_1/21___。 20. 2 分 (2307) 2307

什么是自由度数? 29. 5 分 (2339) 2339

指出下列各体系的独立组分数、相数和自由度数各为若干？ (1)NH4Cl(s)部分分解为NH3(g)和HCl(g)； (2)若在上述体系中再加入少量的NH3(g)；

(3)NH4HS(s)和任意量的H2S(g)和NH3(g)混合达平衡； (4)C(s)与CO(g)，CO2(g)，O2(g) 在973 K时达平衡。 答：（1）C?S?R?R'?1，??2

f?C???2?1?2?2?1 （2）C?S?R?R'?3?1?0?2，??2

f?C???2?2?2?2?2 （3）C?S?R?R'?3?1?0?2，??2

f?C???2?2?2?2?2 （4）存在三个反应：C(s)?O2(g)?CO2(g)，CO(g)? C(s)?1O2(g)?CO2(g) 21O(g)?CO(g)，三个中只有两个是独立的。 22 C?S?R?R'?4?2?0?2，??2

f?C???1?2?2?1?1

4. 2 分 (2645)

2645

组分A和B可以形成四种稳定化合物：A2B，AB，AB2，AB3，设所有这些化合物都有相合熔点。则此体系的低共熔点最多有几个？ (C ) (A)3 (B)4 (C)5 (D)6

6. 2 分 (2637)

2637

组分A与B可形成共沸混合物E，现欲将A+B的体系进行共沸蒸馏，将二组分分离，则E应该是： ( C ) (A)最高恒沸混合物 (B)最低恒沸混合物 (C)A和B均可 (D)A和B均不可

7. 2 分 (2562) 2562

在 373.15 K 时，某有机液体 A 和 B 的蒸气压分别为 p 和 3p，A和B 的某混合物为理想液体混合物，并在 373.15 K，2p 时沸腾，那么 A 在平衡蒸气相中的摩尔分数是多少？

( B ) (A) 1/3 (B) 1/4 (C) 1/2 (D) 3/4 15. 1 分 (2022) 2022

质量摩尔浓度凝固点降低常数 Kf，其值决定于： (A )

(A) 溶剂的本性 (B) 溶质的本性

(C) 溶液的浓度 (D) 温度

19. 2 分 (1913) 1913

选择“＞”、“＜”、“＝”中的一个填入下列空格：

苯和甲苯在恒温恒压条件下,混合形成理想液体混合物,其ΔmixH _＝__ 0 , ΔmixS _＞_ 0。 34. 5 分 (2487) 2487

何谓水的冰点与三相点? 二者有何区别? 物系点与相点有什么区别?

1. 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：

及系统的压力p。

（1） 平衡时液相组成

（2） 平衡时气、液两相的物质的量

3．根据右边Pb-Sb体系的步冷曲线，绘制Pb-Sb相图，并指明各相区的相数、相态及自由度。已知Pb的熔点为327℃，Sb的熔点为630℃。(10分)

2．图为邻硝基苯（A）和对硝基苯（B）物系的T-X（1）标明各相区存在的相和自由度数（2）物系点为X，若降温，先析出何物？

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