物理化学相图试卷 下载本文

128 真 题

度数?’(F/)=_____。6

2 1 2 (3分) 10、(本题1分)Na2CO3(s)与H2O(l)可生成水合物Na2CO3?H2O(s), Na2CO3?7H2O(s), Na2CO3?10H2O则30℃时,与Na2CO3水溶液、冰平衡共存的水合物最多可有_______种。6

1 (1分) 11、(本题2分)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)为_____;自由度数为_____。5 3 0 (2分) 12、(本题1分)下列化学反应,同时共存并到达平衡(温度在900~1200 K 范围内): CaCO3(s) == CaO(s) + CO2(g),CO2(g) + H2(g) == CO(g) + H2O(g),H2O(g) + CO(g) + CaO(s) == CaCO3(s) + H2(g)。问该系统的自由度数为________。4 3 (1分) 13、(本题2分)系统内存在如下化学平衡:

FeO(s) + CO(g) == Fe(s) + CO2(g) C(s) + CO2(g) ==2CO(g)

FeO(s) + C(s) == Fe(s) + CO(g) 则此系统的组分数(独立)=___;自由度数=_____。6 3 1 (2分) 14、(本题2分)冰的熔点随压力增大而____,苯的熔点随压力增大而____。(选填升高、降低) 6

降低 升高 (2分) 15、(本题2分)一般有机物可以用水蒸气蒸镏法提纯,当有机物的_______和_______越大时,提纯一定质量有机物需用的水蒸气量越少,能量越节省。 4 饱和蒸气压 摩尔质量 (2分)

5693K16、(本题2分)Cd(s)的蒸气压与温度的关系为:lg(p/Pa) =?6.439

T5218K Cd(l)的蒸气压与温度的关系为:lg(p/Pa) = ?5.772

T则Cd的三相点温度为______ K,蒸气压为_______ Pa。6

712.1 35.9 (2分) 17、(本题2分)完全互溶的A,B二组分溶液,在xB=0.6处,平衡蒸气压有最高值,那么组成xB=0.4的溶液在气-液平衡时,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_________。 6

yB(g)>xB(总) > xB(1) xB=0.6恒沸混合物 (2分) 18(、本题2分)恒压下A和B形成具有最低恒沸点的系统,最低恒沸点的组成为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,则塔顶得到______,塔底得到________。 6

组成为xB= 0.475的恒沸混合物 纯B (2分) 19、(本题1分)35?C时,纯CH3COCH3的饱和蒸气压力为43.06 kPa。CH3COCH3与CHCl3组成溶液,当CHCl3的摩尔分数为0.30时,溶液上CH3COCH3的蒸气分压力为26.77 kPa,则该溶液对CH3COCH3为______偏差。(选填正、负) 4 负 (1分) 20、(本题1分)CH4(g)与H2O(g)反应,部分转化为CO(g)和CO2(g)及H2(g),并达平衡,

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则系统的S =______。 4 5 (1分) 21、(本题2分)将Ag2O(s)放在一个抽空的容器内,使之分解得到Ag(s)和O2(g)并达到平衡,则此系统的组分数(独立) = ;自由度数 = 。 6 2 1 (2分)

22、(本题2分)指出在真空中(1)CaCO3(s)部分分解的自由度数? =________(2)NH4Cl(s)部分分解的自由度? =________。6

1 1 (2分) 23、(本题2分)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 =______;? =______;? =______。 6 0 3 3 2 (2分) 25、(本题2分)450 ?C时,将NH3(g)与N2(g)混合,由于NH3(g)的分解,最终得到NH3(g)、N2(g)和H2(g)平衡共存的系统,求该系统的组分数C =______;和条件自由数??=______。6

2 2 (2分) 26、(本题1分)理想液态混合物等温p-xB(yB)相图最显著的特征是液相线为_____。4 直线 (1分) 27、(本题3分) 在A,B 形成的凝聚系统的相图中(如右图所示),条件自由度数为零的部位有_________,___________,_________。6

F点 G 点 CED线段上任意点 (3分) 三、判断题 1、(本题2分)双组分相图中恒沸混合物平衡的气相与液相组成相同。( ) 4 √ 2、(本题2分)双组分相图中恒沸混合物的沸点与外压力有关。( ) 4 √ 3、(本题2分)双组分相图中恒沸混合物的组成随外压力的不同而不同。( ) 6 √ 4、(本题2分)恒沸液体是混合物而不是化合物。 ( ) 4 √

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5、(本题2分)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。( ) 4 √ 6、(本题2分)恒沸混合物的恒沸温度与恒沸组成不随压力而改变。( ) 6 × 7、(本题2分)二组分的理想液态混合物的蒸气总压力介于二纯组分的蒸气 压之间。( ) 4 √ 8、(本题2分)已知Cu-Ni 可以形成完全互溶固熔体, 其相图如右图,理论上,通过精炼可以 得到两个纯组分。( ) 4 √

9、(本题2分)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。( ) 4 √ 10、(本题2分)依据相律,纯液体在一定温度时,蒸汽压应该是定值。( )。4 √ 11、(本题2分)不可能用简单蒸馏的方法将二组分衡沸混合物分离为两个纯组分( )。4 √ 12、(本题2分)浓度限制因素可以在不同相之间存在。 6 × 13、(本题2分)对于一定体系,物种数随研究对象不同是可变的。4 √ 14、(本题2分)对于确定体系,组分数随研究对象不同是可变的。4 × 15、(本题2分)相图由实验结果绘制得出,相图不能违背相律。6 √ 16、(本题2分)二组分体系自由度最多等于4。 6 × 17、(本题2分)相数最少不能小于1,自由度最少等于0。 4 √ 18、(本题2分)二组分体系在低共熔点处条件自由度等于0。 4 √ 19、(本题2分)一种固溶体是一相。 4 √ 20、(本题2分)纯组分的步冷曲线上有折点。 6 ×

四、相图题

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1、(本题8分)62022 固态苯和液态苯的蒸气压p与温度T的关系分别如下所示: lg(pS/Pa)===11.971?2310 K/T 250 K

苯的三相点温度及三相点时的蒸气压;

苯在三相点时的熔化焓及熔化熵。 7

解:(1) 因为三相点时,ps==pl则11.971?2310 K/T=10.087?1784 K/T 所以 T=279.2 K ; lg(p/Pa) = 11.971?2310/279.2 = 3.697

所以p=4977Pa (4分) (2)lg(p/Pa)=-?Hm/RT+C

?subHm=2.303?8.314 J·K-1·mol-1?2310 K=44.23 kJ·mol-1

?vapHm=2.303?8.314 J·K-1·mol-1?178 4 K=34.16 kJ·mol-1 ?fusHm= ?subHm - ?vapHm =10.07 kJ·mol-1

则?fusSm = ?fusHm / T=36.07 J·K-1·mol-1 (8分) 2、(本题8分)固体CO2的蒸气压与温度间的经验式为: 8 ln(p / Pa)=-3116 K/T+27.537 已知熔化焓?fusHm=8826 J·mol-1,三点的温度为217 K。试求出液体CO2的蒸气压与温度的经验关系式。

解:已知ln(p/Pa)=-3116 K/T+27.537

对固气平衡: ?dln(p/ Pa)/dT?=?subHm/(RT)2 则 ?dln(p/Pa)/dT? =3116 K/T2=?subHm/(RT)2 ?subHm=25 906 J·mol-1 ?vapHm=?subHm??fusHm=17 580 J·mol-1 (4分)

??vapHm/RT+B= ?3 116 K/T+27.537 B=22.922 则液体CO2的蒸气压与温度的经验关系为:

ln(p/Pa)= ??vapHm/(RT)+22.922= ?2115 K/T+22.922 。 (8分) 3、(本题8分)已知固体苯的熔化焓为9870 J·mol-1(可视为常数),苯的三相点温度为278 K,求在268 K,101 325 Pa下,过冷液体苯的蒸气压(pl)与固体苯的蒸气压(ps)之比pl/ps以及1 mol过冷液体苯凝固过程的?fusGm及?fusSm。 7 解:由克拉贝龙方程

pln?vapHm?11? ln????? ;T=278 K ;T'= 268 K

plR?TT??psn?subHm?11? ln????? (4分)

psR?TT??三相点时 pl(278 K) = ps(278 K)

128 真 题

则268K时 pl / ps = 1.173

?fusGm=RTln(ps / pl) = ?354.9 J?mol-1

?fusSm= (?fusHm??fusGm)/T= ?35.5 J?K-1?mol-1 。 (8分)

4、(本题8分)

A,B液态完全互溶液态混合物对拉乌尔定律产生最大正偏差

(1) 指出A,B两个图中哪个图是在一定温度下的压力-组成图(p-x )及一定压力 下的t-x图?

(2)写出两个图中各区域稳定存在的相态。 7 解:(1) 图(a)为t一定下的p-x图,

图(b)为p一定下的t-x图。 (2分)

(2) (6分) 图名称 相区 相态及成分 图(a) ① ② ③ ④ l(A+B) l+g l+g g(A+B) 图(b) ① ② ③ ④ g(A+B) l+g l+g l(A+B) 5、(本题8分)

A和B两种物质的混合物在101 325Pa下沸点-组成图如图,若将1 molA和4 molB混合,在101325 Pa下先后加热到t1=200 ?C,t2=400 ?C,t3=600 ?C,根据沸点-组成图回答下列问题: