第6章_相平衡习题及解答

2.用相律判断下列相图是否正确?

(1)错误。三相线不水平,这等于说在三相平衡时温度可变。据相律F=2-3+1=0 (2)错误。纯组分有固定熔点。

3.试说明在固-液平衡系统中,稳定化合物、不稳定化合物与固溶体三者之间的区别。

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(1)稳定化合物有固定的组成和熔点,在固相和液相都存在。当稳定低于其熔点时不会发生分解,在相图上有最高熔点,称为相合熔点,在该温度熔化时形成的液相组成和固相组成相同

(2)不稳定化合物只在固相存在,在液相不存在,加热时在熔点以前就分解为液相和另一个固体,此液相组成和原来固态化合物的组成不相同,在相图上没有最高熔点,而呈T字形,其水平线所代表的温度即为转熔温度,称为不相合熔点

(3)固溶体即固态溶液,是混合物,不是化合物,组成不固定,可在一定范围内变化。

4. 试说明低共熔过程与转熔过程有何异同?低共熔物与固溶体之间有何区别? (1)低共熔过程与转熔过程相同之处:都是两个固相与一个液相平衡共存。

(2)不同之处:低共熔过程液相组成介于两固体组成之间,转熔过程液相组成介于液相和另一相之间;低共熔点是液相能够存在的最低温度,转熔温度则为不稳定化合物能够存在的最高温度。

(3)固溶体是一种组分溶于另一种组分而形成的固态溶液,为单相,而低共熔物是两种固体的混合物,为两相。

5.通常质量分数0.98的浓硫酸广泛应用于工业、医药。由下图可以看出98%的硫酸结晶温度约为273K,作为产品容易在冬结,堵塞管道,怎样做才能避免。

季冻

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(92.5%,238K)

解:运用凝固点下降的原理,冬季常采用0.925的硫酸作为产品,这种硫酸的凝固点大概在238k,在一般的地方存放和运输都不至于冻结,可以减少损失,创造更多的效益。

第五章 相平衡练习题

一、判断题:

1.在一个给定的系统中,物种数可以因分析问题的角度的不同而不同,但独立组分数是 一个确定的数。

2.单组分系统的物种数一定等于1。 3.自由度就是可以独立变化的变量。 4.相图中的点都是代表系统状态的点。

5.恒定压力下,根据相律得出某一系统的f = l,则该系统的温度就有一个唯一确定的值。 6.单组分系统的相图中两相平衡线都可以用克拉贝龙方程定量描述。

7.根据二元液系的p~x图可以准确地判断该系统的液相是否是理想液体混合物。 8.在相图中总可以利用杠杆规则计算两相平畅时两相的相对的量。 9.杠杆规则只适用于T~x图的两相平衡区。。

10.对于二元互溶液系,通过精馏方法总可以得到两个纯组分。

11.二元液系中,若A组分对拉乌尔定律产生正偏差,那么B组分必定对拉乌尔定律产 生负偏差。

12.恒沸物的组成不变。

13.若A、B两液体完全不互溶,那么当有B存在时,A的蒸气压与系统中A的摩尔分 数成正比。

14.在简单低共熔物的相图中,三相线上的任何一个系统点的液相组成都相同。 15.三组分系统最多同时存在5个相。

二、单选题:

- -

1.H2O、K+、Na+、Cl、I体系的组分数是: (A) K = 3 ; (B) K = 5 ; (C) K = 4 ; (D) K = 2 。

2.克劳修斯-克拉伯龙方程导出中,忽略了液态体积。此方程使用时,对体系所处的温 度要求:

(A) 大于临界温度 ; (B) 在三相点与沸点之间 ; (C) 在三相点与临界温度之间 ; (D) 小于沸点温度 。

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3.单组分固-液两相平衡的p~T曲线如图所示,则: (A) Vm(l) = Vm(s) ; (B) Vm(l)>Vm(s) ; (C) Vm(l)<Vm(s) ; (D) 无法确定 。

4.蒸汽冷凝为液体时所放出的潜热,可用来: (A) 可使体系对环境做有用功 ; (B) 可使环境对体系做有用功 ; (C) 不能做有用功 ; (D) 不能判定 。

5.压力升高时,单组分体系的熔点将如何变化: (A) 升高 ; (B) 降低 ; (C) 不变 ; (D) 不一定 。

6.硫酸与水可组成三种化合物:H2SO4·H2O(s)、H2SO4·2H2O(s)、H2SO4·4H2O(s),在p 下,能与硫酸水溶液共存的化合物最多有几种: (A) 1 种 ; (B) 2 种 ; (C) 3 种 ; (D) 0 种 。

7.在101325Pa的压力下,I2在液态水与CCl4中的溶解已达到平衡(无固体I2存在),此体 系的自由度为: (A) 1 ; (B) 2 ; (C) 3 ; (D) 0 。

8.NaCl水溶液和纯水,经半透膜达到渗透平衡,该体系的自由度数是: (A) f = 1 ; (B) f = 2 ; (C) f = 3 ; (D) f = 4 。

9.对于下列平衡系统:①高温下水被分解;②同①,同时通入一些H2(g) 和O2(g);③H2

和O2同时溶于水中,其组元数K和自由度数f的值完全正确的是: (A) ①K = 1,f = 1 ②K = 2,f = 2 ③K = 3,f = 3 ; (B) ①K = 2,f = 2 ②K = 3,f = 3 ③K = 1,f = 1 ; (C) ①K = 3,f = 3 ②K = 1,f = 1 ③K = 2,f = 2 ; (D) ①K = 1,f = 2 ②K = 2,f = 3 ③K = 3,f = 3 。

10.在下列体系中自由度f = 2的体系是: (A) 298K时,H2O(l)H2O(g) ; (B) S(s)S(l)S(g) ; (C) C2H5OH(l) 与H2O(l) 的混合物 ;

(D) 一定量的PCl5(g) 分解平衡时:PCl5(g) = PCl3(g) + Cl2(g) 。

11.某体系中有Na2CO3水溶液及Na2CO3·H2O(s)、Na2CO3·7H2O(s)、Na2CO3·10H2O(s)三 种结晶水合物。在p下,f = K - Φ + 1 = 2 - 4 + 1 = -1,这种结果表明: (A) 体系不是处于平衡态 ; (B) Na2CO3·10 H2O(s) 不可能存在 ; (C) 这种情况是不存在的 ; (D) Na2CO3·7H2O(s) 不可能存在 。

12.相图与相律之间是:

(A) 相图由实验结果绘制得出,相图不能违背相律 ; (B) 相图由相律推导得出;

(C) 相图由实验结果绘制得出,与相律无关 ; (D) 相图决定相律 。

13.下列叙述中错误的是:

(A) 水的三相点的温度是273.15K,压力是610.62 Pa ; (B) 三相点的温度和压力仅由系统决定,不能任意改变 ; (C) 水的冰点温度是0℃(273.15K),压力是101325 Pa ; (D) 水的三相点f = 0,而冰点f = 1 。

14.Na 2CO3可形成三种水合盐:Na2CO3·H2O、Na2CO3·7H2O、NaCO3·10H2O,在常压下,

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将Na2CO3投入冰-水混合物中达三相平衡时,若一相是冰,一相是Na2CO3水溶液, 则另一相是:

(A) Na2CO3 ; (B) Na2CO3·H2O ; (C) Na2CO3·7H2O; (D) Na2CO3·10H2O。

15.如图,对于右边的步冷曲线对应是哪个物系点的 冷却过程:

(A) a点物系 ; (B) b点物系 ; (C) c点物系 ; (D) d点物系 。

16.如图,对于形成简单低共熔混合物的二元相图, 当物系的组成为x,冷却到t℃时,固液二相的重 量之比是:

(A) w(s)∶w(l) = ac∶ab ; (B) w(s)∶w(l) = bc∶ab ; (C) w(s)∶w(l) = ac∶bc ; (D) w(s)∶w(l) = bc∶ac 。

17.如图,对于形成简单低共熔混合物的二元相图,当物 系点分别处于C、E、G点时,对应的平衡共存的相数为: (A) C点1,E点1,G点1 ; (B) C点2,E点3,G点1 ; (C) C点1,E点3,G点3 ; (D) C点2,E点3,G点3 。

18.在相图上,当物系处于哪一个点时只有一个相: (A) 恒沸点 ; (B) 熔点 ; (C) 临界点 ; (D) 低共熔点 。

19.甲、乙、丙三个小孩共吃一支冰棍,三人约定:⑴各吃质量的三分之一;⑵只准吸, 不准咬;⑶按年龄由小到大顺序先后吃。结果,乙认为这只冰棍没有放糖,甲则认为 这冰棍非常甜,丙认为他俩看法太绝对化。则三人年龄: (A) 甲最大,乙最小 ; (B) 甲最小,乙最大 ; (C) 丙最大,甲最小 ; (D) 丙最小,乙最大 。

20.如图A与B是两组分恒压下固相部分互 溶凝聚体系相图,图中有几个单相区: (A) (A) 1个 ; (B) (B) (B) 2个 ; (C) (C) (C) 3个 ; (D) (D) (D) 4个 。

21.有一形成不稳定化合物的双组分A与B凝聚体系,系统的组成刚巧与不稳定化合物 的组成相同,当其从液态冷却到不相称熔点,系统内建立如下平衡: 液相 + A(s) = AxBy(不稳定化合物),如果在此时系统由外界吸取热时,则上述的平衡将: (A) 向左移动 ; (B) 向右移动 ; (C) 不移动 ; (D) 无法判定 。

22.A与B可以构成2种稳定化合物与1种不稳定化合物,那么A与B的体系可以形成

几种低共熔混合物:

(A) 2种 ; (B) 3种 ; (C) 4种 ; (D) 5种 。

23.如图A与B是两组分恒压下固相部分互溶凝聚体系 相图,有几个两固相平衡区: (A) (A) 1个 ; (B) 2个 ;

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