相平衡习题(答案)

第五章 相平衡

姓名： 学号： 班级： 1、同温下过冷水的蒸汽压高于冰的蒸汽压 （ √ ） 2、水的三相点处体系自由度为0 （ √ ） 3、二组分体系在最低恒沸点时f =1 （ ⨯ ） 4、恒沸物是一个化合物 （ ⨯ ） 5、二组分体系在恒沸点时其气液两相组成相同 （ √ ）

6、在室温和大气压力下，纯水的蒸汽压为P *，若在水面上充入N 2（g ）以增加外压，则纯水的蒸汽压下降。 （ ⨯ ）

7、小水滴与水汽混在一起成雾状，因为它们都有相同的化学组成和性质，所以是一个相。 （ ⨯ ） 8、Clausius-Clapeyron 方程可适用于下列哪些体系？ ( A. D )

A. I2(s) ⇔ I2(g) B. C(石墨) ⇔ C(金刚石) C. I2(s) ⇔ I2(l) D. I2(l) ⇔ I2(g) E. I2(g)(n, T 1, p 1) ⇔ I2(g) (n, T 2, p 2) F. I2(l) + H2(g) ⇔ 2HI(g)

9、物质A 和B 的体系可构成低共沸混合物E ，已知T b *（B ）> T b *（A ）。若将任意比例的A+B体系在一个精馏塔中蒸馏，则塔顶馏出物应是 （ C ） A ． 纯B B. 纯A C. 低共沸混合物E D. 不一定

10、若A 与B 可构成高共沸混合物E ，则将任意比例的A+B体系在一个精馏塔中蒸馏，塔顶馏出物应是（ D ）

A ． 纯B B. 纯A C. 高共沸混合物E D. 不一定 11、压力升高时，单组分体系的沸点将如何变化 （ A ） A ． 升高 B. 降低 C. 不变 D. 不一定 12、进行蒸汽蒸馏的必要条件是什么？（ A ）

A ． 两种液体基本不互溶 B. 两种液体的蒸汽压都较大 C. 外压小于101Kpa D. 两种液体的沸点相近 13、二组分的低共熔混合物是几相？（ B ） A ． 一相 B. 两相 C. 三相 D. 四相

14．今将一定量的NaHCO 3(s)放入一个真空容器中，加热分解并建立平衡： 2 NaHCO3(s) = Na2CO 3(s) + H2O(g) + CO2(g)

则系统的浓度限制条件数R ’ ；组分数C = ；相数Φ = ；自由度数ƒ = 1 。

15、一个含有K +, Na+, NO3-, 和SO 42-四种离子的不饱和水溶液，其组分数组分数C = Φ ；自由度数ƒ

16、碳酸钠与水可组成下列几种水合物：NaCO 3.H 2O ，NaCO 3.7H 2O ，NaCO 3.10H 2O ，问在标准压力下，与NaCO 3的水溶液和冰共存的含水盐最多可以有 1 种。

17、甲乙丙三个小孩共吃一支将要融化的冰棍，三人约定：（1）各吃质量的三分之一；（2）只准抿，不准咬；（3）按年龄从小到大的顺序拍先后。结果乙认为这支冰棍中没有糖；甲则认为这支冰棍非常甜；丙觉得他们两人的说法都太绝对化。问此三人中 乙 的年龄最大， 丙 次之， 甲 最小。

18、 下图是形成稳定化合物的二组分固态完全不互溶体系的相图。请回答： (1)指出各相区分别由哪些相组成？

(2)图中DE 和GH 分别代表哪些相平衡共存？

(1)

(2) DE: L+SA +SC GH: L+SB +SC

19. 恒压下A-B 体系凝聚相图如下：

(1)．列表注明各相区稳定存在的相态和条件自由度f *

(2) 图中DF 和GN 分别代表哪些相平衡共存？其条件自由度f *为多少？

DF: S α+ L+SC f *=0 GN: S C + SB + L f *=0

(3) 画出从a 降温到b 以及从c 降温到d 的步冷曲线

20、由A-B 二组分体系相图回答下列问题： (1) 标明各区域的相态；(2)指出各三相线上的相平衡关系；(3) 指出C 、D 、E 、F 点的意义，计算自由度数；(4) 画出组成在E 、K 之间的体系由高温降温过程的步冷曲线；(5) 欲制备最大量的纯净化合物C 1，体系的组成应控制在什么范围？ 解：(1)如图所示 (2)通过D 点的水平线：l+α+C1 通过K 点的水平线：l +C1+C2 通过G 点的水平线：l +C2+B

t

l

l+C2l+Bl+C2

l+αl+C1α

α+C1

A

C 1

w B C 1+C2

C 2

B C 2

+B

(3) C点：A 的熔点，f *=1-2+1=0 D 点：α与C 1的低共熔点，f *=2-3+1=0 E 点：C 1分解出的液相点，f *=2-3+1=0 F 点：C 2的熔点，f *=1-2+1=0 (4) 如图：

(5) 控制在D 、E 之间

21、Zn （A ）与Mg （B ）形成的二组分低共熔相图具有两个低共熔点，一个含Mg 的质量分数为0.032，温度为641K ，另一个含Mg 的质量分数为0.49，温度为620K ，在系统的熔液组成曲线上有一个最高点，含Mg 的质量分数为0.157，温度为863K 。已知Zn （s ）与Mg （s ）的熔点分别为692K 和924K 。

（1）试画出Zn （A ）与Mg （B ）形成的二组分低共熔相图，并分析各区的相态和自由度；

（2）分别用相律说明，含Mg 的质量分数为0.80和0.30的熔化物，在从973K 冷却到573K 过程中的相变和自由度变化；

（3）分别画出含Mg 的质量分数为0.80，0.49和0.30的熔化物，在从973K 冷却到573K 过程中的步冷曲线。

解：（1）生成稳定化合物的组成为0.157/MMg = (1-0.157)/MZn 得：Zn 2Mg