物理化學(xué)習(xí)題答案(二)-相平衡

1、物理化學(xué)習(xí)題答案二一 . 選擇題1. 當(dāng)克勞修斯 _克拉貝龍方程應(yīng)用于凝聚相轉(zhuǎn)變?yōu)檎魵鈺r(shí)，那么：( C )(A) p 必隨 T 之升高而降低(B) p 必不隨 T 而變(C) p 必隨 T 之升高而變大(D) p 隨 T 之升高可變大或減少-12. 水的三相點(diǎn)，其蒸發(fā)熱和熔化熱分別為44.82和5.994kJ mol。那么在三相點(diǎn)冰的升華熱約為：(B )(A) 38.83 kJ?mol-1(B) 50.81 kJ?mol-1(C) -38.83 kJ?mol-1(D) -50.81 kJ?mol-13. ，兩者的共沸組成為：含乙醇47.5%(摩爾分?jǐn)?shù) )，沸點(diǎn)為 341.2K。 今有含乙醇 7

2、7.5%的苯溶液，在到達(dá)氣、液平衡后，氣相中含乙醇為丫2,液相中含乙醇為X2。問(wèn)：以下結(jié)論何者正確？(C )(A) y2> X2(B) y2= X2(C) y2< X2(D) 不能確定4. 如上題， 假設(shè)將上述溶液精餾， 那么能得到：(D )(A) 純苯(B) 純乙醇(C) 純苯和恒沸混合物 (D) 純乙醇和恒沸混合物5. 絕熱條件下， 273.15K 的 NaCl 參加 273.15K 的碎冰中， 體系的溫度將如何變化 ?B (A) 不變(B) 降低(C) 升高(D) 不能確定6. 體系中含有 H2O、H2SO4?4H2O、H2SO4?2H2O、H2SO4?H2O、H2SO4，其

3、組分?jǐn)?shù) C 為：(B )(A) 1(B) 2(C) 3(D) 47. 在410 K，Ag2O(s)局部分解成 Ag(s)和O2(g)，此平衡體系的自由度為：(A )(A) 0(B) 1(C) 2(D) 38. 在通常情況下，對(duì)于二組分物系能平衡共存的最多相為：(D )(A) 1(B) 2(C) 3(D) 49. CaCO3(s)、CaO(s)、BaCO3(s)、BaO(s)及 CO2(g)構(gòu)成的平衡物系，其組分?jǐn)?shù)為：(B )(A) 2(B) 3(C) 4(D) 510. 由 CaCO3(s)、CaO(s)、BaCO3(s)、BaO(s)及 CO2(s)構(gòu)成的平衡體系其自由度為：(C)(A) f

4、 =2(B) f = 1(C) f = 0(D) f = 311. N2的臨界溫度是124K，室溫下想要液化N2,就必須：(D)(A) 在恒溫下增加壓力(B) 在恒溫下降低壓力(C) 在恒壓下升高溫度(D) 在恒壓下降低溫度12. 對(duì)于與本身的蒸氣處于平衡狀態(tài)的液體，通過(guò)以下哪種作圖法可獲得一直線：(C)(A) p 對(duì) T(B) lg(p/Pa)對(duì) T(C) lg(p/Pa)對(duì) 1/T(D) 1/p 對(duì) lg(T/K)13. 在相圖上， 當(dāng)體系處于以下哪一點(diǎn)時(shí)存在二個(gè)相：(A)(A) 恒沸點(diǎn)(B) 三相點(diǎn)(C) 臨界點(diǎn)(D) 最低共熔點(diǎn)14. 在相圖上， 當(dāng)體系處于以下哪一點(diǎn)時(shí)存在一個(gè)相：(C

5、)(A)恒沸點(diǎn)(B)熔點(diǎn)(C)臨界點(diǎn)(D)最低共熔點(diǎn)15. 將非揮發(fā)性溶質(zhì)溶于溶劑中形成稀溶液時(shí)，將引起(A)(A) 沸點(diǎn)升高(B) 熔點(diǎn)升高(C) 蒸氣壓升高(D) 都不對(duì)16. 稀溶液的依數(shù)性包括蒸汽壓下降、沸點(diǎn)升高、凝固點(diǎn)降低和滲透壓,下面的陳述其中正確的選項(xiàng)是(C)(A)只有溶質(zhì)不揮發(fā)的稀溶液才有這些依數(shù)性(B)所有依數(shù)性都與溶劑的性質(zhì)無(wú)關(guān)(C)所有依數(shù)性都與溶液中溶質(zhì)的濃度成正比(D)所有依數(shù)性都與溶質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)17. 兩只各裝有1kg水的燒杯，一只溶，按同樣速度降溫，那么：(A(A)溶有蔗糖的杯子先結(jié)冰(B)兩杯同時(shí)結(jié)冰(C)溶有NaCI的杯子先結(jié)冰(D)視外壓而定18. 以下氣體

6、溶于水溶劑中，哪個(gè)氣體不能用亨利定律 C 。(A)N2(B)0 2(C)NO 2(D)CO19. 硫可以有單斜硫，斜方硫，液態(tài)硫和氣態(tài)硫四種存在狀態(tài)。硫的這四種狀態(tài)(B)穩(wěn)定共存。(A)能夠(B)不能夠(C)不一定20. 在NaCI飽和水溶液中，固體 NaCI的化學(xué)勢(shì)與溶液中 NaCI的化學(xué)勢(shì)相比，大小關(guān)系如何？( C )(A)固體NaCI的大(B)固體NaCI的小(C) 相等(D)不能比擬21. 固體六氟化鈾的蒸氣壓 p與T的關(guān)系式為lg(p/Pa) = 10.65 - 2560/(T/K)，那么其平均升華熱為：(B )(A) 2.128 kJ?mol-1(B) 49.02 kJ?mol-1

7、(C) 9.242 kJ?mol-1(D) 10.33 kJ?mol-122. 在0C到100C,某高原地區(qū)的氣壓只有59995Pa,那么該地區(qū)水的沸點(diǎn)為：(A )(C) C(D) 373K23. 一個(gè)水溶液包含n個(gè)溶質(zhì)，該溶液通過(guò)一半透膜與純水相平衡，半透膜僅允許溶劑水分子通過(guò)，此體系的自由度為：D(A) n(B) n 1(C) n+ 1(D) n + 224. 某一固體在25 C和p壓力下升華，這意味著：(B)gg(A)固體比液體密度大些(B)三相點(diǎn)的壓力大于 p (C)固體比液體密度小些(D)三相點(diǎn)的壓力小于 p25. 碘的三相點(diǎn)處在 115C和12kPa上，這意味著液態(tài)碘： (D )(

8、A)比固態(tài)碘密度大(B)在115C以上不能存在(C)在p A壓力下不能存在(D)不能有低于12kPa的蒸氣壓26.二元恒沸混合物的組成C(A固定(B)隨溫度而變(C)隨壓力而變(D)無(wú)法判斷27.正常沸點(diǎn)時(shí)，液體蒸發(fā)為氣體的過(guò)程中(A) S=0(B) G=0(C) H=0(D) U=0適用于二組分系統(tǒng)的任何相區(qū)適用于三組分系統(tǒng)的兩個(gè)平衡相28. 用相律和Clapeyron方程分析常壓下水的相圖所得出的下述結(jié)論中不正確的選項(xiàng)是D(A) 在每條曲線上，自由度 f=1(C)在水的凝固點(diǎn)曲線上，Hm(相變)和厶Vm的正負(fù)號(hào)相反(B) 在每個(gè)單相區(qū)，自由度 f=2(D)在水的沸點(diǎn)曲線上任一點(diǎn)，壓力隨溫度

9、的變化率都小于零29. 關(guān)于杠桿規(guī)那么的適用對(duì)象，下面的說(shuō)法中不正確的選項(xiàng)是B(A)不適用于單組分系統(tǒng)(B)(C) 適用于二組分系統(tǒng)的兩個(gè)平衡相(D)30. 右圖中，從P點(diǎn)開始的步冷曲線為：D 上圖中，區(qū)域 H 的相態(tài)是： C (A)溶液(B)固體CCb (C)固體CCI4 +溶液(D)固體化合物+溶液31. 兩液體的飽和蒸汽壓分別為p*A, p*B，它們混合形成理想溶液，液相組成為x,氣相組成為y，假設(shè)p*A>p* B ，那么： A (A) yA > xA(B) y A > yB(C) xA > yA(D) yB > yA32. 關(guān)于亨利系數(shù),以下說(shuō)法中正確的選

10、項(xiàng)是：(D )(A) 其值與溫度、濃度和壓力有關(guān)(B) 其值與溫度、溶質(zhì)性質(zhì)和濃度有關(guān)(C) 其值與溫度、溶劑性質(zhì)和濃度有關(guān)(D) 其值與溫度、溶質(zhì)和溶劑性質(zhì)及濃度的標(biāo)度有關(guān)33. 373K時(shí)液體A的飽和蒸氣壓為 133.24kPa，液體B的飽和蒸氣壓為 66.62kPa。設(shè)A和B形成理想 溶液，當(dāng)溶液中 A的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.5時(shí)，在氣相中A的物質(zhì)的分?jǐn)?shù)為：(B )(A) 1(B) 2/3(C) 1/2(D) 1/334. 下述說(shuō)法哪一個(gè)正確？ 某物質(zhì)在臨界點(diǎn)的性質(zhì) (D )(A) 與外界溫度有關(guān) (B) 與外界壓力有關(guān) (C) 與外界物質(zhì)有關(guān) (D) 是該物質(zhì)本身的特性35. 10-5mT

11、 mol-1 10-5mT mol-1,那么混合物的總體積為：(C )(A) 10-5m3(B) 10-5m3(C) 10-4m3(D) 10-5m336. 現(xiàn)有 4種處于相同溫度和壓力下的理想溶液：(1) 0.1mol 蔗糖溶于80mL水中，水蒸氣壓力為 p0.1mol 萘溶于80mL苯中，苯蒸氣壓為 p20.1mol 葡萄糖溶于40mL水中，水蒸氣壓為 p30.1mol 尿素溶于80mL水中，水蒸氣壓為 p4 這四個(gè)蒸氣壓之間的關(guān)系為： ( B)(A) p1 p2p3 p4(B)p2 p1 p4 p3(C)p1 p2p4 (1/2) p3(D) p1 p4 2p3 p237. 沸點(diǎn)升高,說(shuō)

12、明在溶劑中參加非揮發(fā)性溶質(zhì)后,該溶劑的化學(xué)勢(shì)比純劑的化學(xué)勢(shì)：(B )(A) 升高(B)降低(C)相等(D) 不確定38. 液體B比液體A易于揮發(fā)，在一定溫度下向純A液體中參加少量純 B液體形成稀溶液，以下幾種說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是： (C )(A) 該溶液的飽和蒸氣壓必高于同溫度下純液體A的飽和蒸氣壓。(B) 該液體的沸點(diǎn)必低于相同壓力下純液體A的沸點(diǎn)。(C) 該液體的凝固點(diǎn)必低于相同壓力下純液體A的凝固點(diǎn)(溶液凝固時(shí)析出純固態(tài)A)。(D) 該溶液的滲透壓為負(fù)值39. 在373.15K和101325Pa?下水的化學(xué)勢(shì)與水蒸氣化學(xué)位的關(guān)系為(A )(A) (水)=卩(汽)(B) (水)<卩(汽

13、)(C)譏水)>卩(汽)(D)無(wú)法確定40. 以下哪種現(xiàn)象不屬于稀溶液的依數(shù)性D (A)凝固點(diǎn)降低 B丨沸點(diǎn)升高(C)滲透壓D蒸氣壓升高41. 真實(shí)氣體的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)是：D (A) f = p 9的真實(shí)氣體(B) p = p 9的真實(shí)氣體(C) f = p e的理想氣體(D) p = p e的理想氣體42. 以下各系統(tǒng)中屬單相的是C (A) 極細(xì)的斜方硫和單斜硫混合物(B) 漂白粉 (C) 大小不一的一堆單斜硫碎粒(D) 墨汁43. NaCl(s), NaCl 水溶液及水蒸汽平衡共存時(shí) , 系統(tǒng)的自由度 B (A) 0(B) 1(C) 2(D) 344. 對(duì)于相律 , 下面的陳述中正確的選項(xiàng)是

14、 B (A) 相律不適用于有化學(xué)反響的多相系統(tǒng)(B) 影響相平衡的只有強(qiáng)度因素(C) 自由度為零意味著系統(tǒng)的狀態(tài)不變 (D) 平衡的各相中 , 系統(tǒng)包含的每種物質(zhì)都不缺少時(shí)相律才正確45. 關(guān)于三相點(diǎn)，下面的說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是D(A)純物質(zhì)和多組分系統(tǒng)均有三相點(diǎn)(B) 三相點(diǎn)就是三條兩相平衡線的交點(diǎn)(C)三相點(diǎn)的溫度可隨壓力改變 46二組分系統(tǒng)的最大自由度是(A) 1(B) 2(D)三相點(diǎn)是純物質(zhì)的三個(gè)相平衡共存時(shí)的溫度和壓力所決定的相點(diǎn)C(C) 3(D) 447區(qū)別單相系統(tǒng)和多相系統(tǒng)的主要根據(jù)是 D(A)化學(xué)性質(zhì)是否相同(B)物理性質(zhì)是否相同(C)物質(zhì)組成是否相同(D)物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)是否

15、都相同48. Clapeyron方程不適用于D(A)純物質(zhì)固(a )=純物質(zhì)固(3 )可逆相變(C)純物質(zhì)固-氣可逆相變49. 對(duì)于下述結(jié)論，正確的選項(xiàng)是D(B) 理想溶液中任一組分的液-氣可逆相變(D) 純物質(zhì)在等溫等壓下的不可逆相變(A)在等壓下有確定沸點(diǎn)的液態(tài)系統(tǒng)一定是純物質(zhì)(B)任何純固體物質(zhì)都有熔點(diǎn)(C) 在一定溫度下，純液體的平衡蒸氣壓與液體所受外壓力無(wú)關(guān)(D) 純固體物質(zhì)的熔點(diǎn)可以有很多個(gè)50. 下面的表述中不正確的選項(xiàng)是 C(A)在定壓下，純固體物質(zhì)不一定都有確定的熔點(diǎn)(C)在定壓下，固體混合物都不會(huì)有確定的熔點(diǎn)因熔點(diǎn)是與壓力有關(guān)。(B)在定壓下，純液態(tài)物質(zhì)有確定的唯一沸點(diǎn)(D

16、) 在定溫下，液體的平衡蒸氣壓與外壓有關(guān)答案：C。共熔混合物在定壓下有確定的熔點(diǎn)。51. 組分A(高沸點(diǎn))與組分B(低沸點(diǎn))形成完全互溶的二組分系統(tǒng)，在一定溫度下，向純B中參加少量的A ,系統(tǒng)蒸氣壓力增大，那么此系統(tǒng)為：(C )。(A)有最高恒沸點(diǎn)的系統(tǒng)；(B)不具有恒沸點(diǎn)的系統(tǒng)；(C)具有最低恒沸點(diǎn)的系統(tǒng)。52 將固體NH4HCO3(s)放入真空容器中，等溫在 400 K , NH4HCO3按下式分解并到達(dá)平衡：NH4HCO3(s) = NH 3(g) + H 20(g) + CO2(g)系統(tǒng)的組分?jǐn)?shù) C 和自由度數(shù) 為：(C )。(A) C = 2,=1;(B) C = 2,=2;(C)

17、C = 1,=0;(D) C = 3,=2。二.填空題I. 40公斤乙醇和60公斤水的混合物在某溫度成氣液兩相平衡，乙醇在氣、液相中的重量百分?jǐn)?shù)分別為60%和20%，那么氣相混合物的重量W氣_=_W液液相混合物重量。(填、=)2. 在101325Pa下，用水蒸氣蒸餾法提純某不溶于水的有機(jī)物時(shí)，系統(tǒng)的沸點(diǎn) 100oC。(填、=)3. 理想液態(tài)混合物定溫 p-XB(yB )相圖最顯著的特征是液相線為直線。4. C02的三相點(diǎn)為，5.1 p，可見固體 C02干冰升華的壓力是p5.1 p。(填、=)5. 在H2和石墨的體系中，加一催化劑，H2和石墨反響生成 n種碳?xì)浠衔?，此體系的獨(dú)立組分?jǐn)?shù)為2 。6

18、. 在p壓力下，NaOH與H3P04的水溶液達(dá)平衡，那么此體系的自由度數(shù)為3。7. 在化工生產(chǎn)中，可用精餾的方法進(jìn)行物質(zhì)的別離，這是因?yàn)闅庖簝上嗟氖遣幌嗤摹?. 實(shí)驗(yàn)室中用水蒸氣蒸餾的方法提純與水不互溶的有機(jī)物，這是由于系統(tǒng)的沸點(diǎn)比有機(jī)物的沸點(diǎn)低、比水的沸點(diǎn) 低 。9. 向純?nèi)軇┲袇⒓臃菗]發(fā)性溶質(zhì)后，稀溶液的凝固點(diǎn)低于純?nèi)軇┑哪厅c(diǎn)，因?yàn)閰⒓臃菗]發(fā)性溶質(zhì)后溶劑的蒸汽壓降低。10. 完全互溶的A , B二組分溶液，在 xb=0.6處，平衡蒸氣壓有最高值，那么組成 xb=0.4的溶液在氣-平 衡時(shí)，yB(g), xb(1) , xb(總)的大小順序?yàn)?(g) x b(總) x b(1)。將xb=

19、0.4的溶液進(jìn)行精餾，塔頂將 得至卩 xb 。II. A、B兩組分可構(gòu)成理想液體混合物，且該混合物的正常沸點(diǎn)為。假設(shè)A、B兩組分在時(shí)的飽和蒸氣壓為106658Pa和79993Pa,那么該理想液體混合物的液相組成為：xa =,平衡氣相的組成為：yA =。12. 在313K時(shí)，液體A的飽和蒸氣壓是液體B的飽和蒸氣壓的21倍，A和B形成理想液體混合物，當(dāng)氣相中A和B的物質(zhì)的量相等時(shí)，液相A和B的組成分別為xa =，xb =。13. 含有KN03和NaCI的水溶液與純水達(dá)滲透平衡時(shí)，其組分?jǐn)?shù)為_3_,相數(shù)為_2_，自由度數(shù)為_4_14. 101 C時(shí)，水在多大外壓沸騰？_> _101.3kPa。

20、(填>、<、=)15. 稀溶液中溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)為0.03,純?nèi)軇┑娘柡驼羝麎簽?1.3kPa,那么該溶液中溶劑的蒸汽壓為88.56 kPa。16. NH4HS(s)放入真空容器中，并與其分解產(chǎn)物 NH3(g)和H2S(g)到達(dá)平衡，那么該系統(tǒng)中組分?jǐn)?shù) C= 相數(shù)=_2_；自由度f(wàn)= J。17. 將克拉貝龍方程用于H2O的液=固兩相平衡，因?yàn)閂m( H2O,S ) > Vm( H2O,I )，所以隨著壓力的增大，貝y H2O( I )的凝固點(diǎn)將 下降 。(填上升、下降或不變)三.計(jì)算題1、求解kJ -mol-1。1ln p(303.15 C)vapHm T2 T 34.17 1

21、03(303.2 293.2) 0 4623np(293.15 C)RTT28.314 293.2 303.2p(303.15 C)In 円)0.4623,10.02kPap(303.15 C) 15.90kPa23,8.314 273.2 293.2, 12.30 10, 1subHm ln3 J- mol293.2 273.23.27 10144.12kJ mol固體苯的蒸汽壓在時(shí)為kPa,時(shí)為kPa,液體的蒸汽壓在時(shí)為 kPa,液體苯的摩爾蒸汽熱為1時(shí)，液體苯的蒸汽壓；2苯的摩爾升華熱。2、固態(tài)氨的飽和蒸氣壓為ln( p/ kPa)21.013754T/K液態(tài)氨的飽和蒸氣壓為ln( p

22、/ kPa)17.473065試求1三相點(diǎn)的溫度、壓力;T /K2三相點(diǎn)的蒸發(fā)焓、升華焓和熔化焓。解：1三相點(diǎn)的T, p： 21.013754T / K17.473063tTk ,T = 195 2 K3754In(p/kPa) 21.011.778 ,195.2p = 5 92 kPa2把 In pHRTC ,與蒸氣壓式比擬得sub3754KsubH m = 37548 314 J m-ol=31.21 kJ mol-vapHm = 30638314 J mol 1 = 25.47 kJ mok1fus HsubHvap H m = 5.74 kJ mol3、甲苯和苯在 90C下純液體的飽和

23、蒸氣壓分別為54.22 kPa和，兩者可形成理想液態(tài)混合物。取甲苯和苯于帶活塞的導(dǎo)熱容器中，始態(tài)為一定壓力下90C的液態(tài)混合物。在恒溫90C下逐漸降低壓力，問(wèn):(1)壓力降到多少時(shí)，開始產(chǎn)生氣相，此氣相的組成如何？壓力降到多少時(shí)，液相開始消失，最后一滴液相的組成如何？ 解：以A代表甲苯，B代表苯，系統(tǒng)總組成為：n(總)mA/Ma mB / Mb 200/92 200 / 784.7380molmA / MaXa，0n(總)xb,00.5412200/924.73800.4588(1)剛開始產(chǎn)生氣相時(shí)，可認(rèn)為平衡液相的組成與系統(tǒng)總組成相等P(總)PaXaPbXb(54.22 0.4588 136

24、.12 0.5412)kPa98.54kPayApAxA / p(總)54.22 0.4588/98.54 0.2524, yB0.7476(2) 只剩最后一滴液相時(shí)，可認(rèn)為平衡氣相組成與系統(tǒng)總組成相等Ya Xa,0 0.4588 PaXa / (PaXa PbXb)解得xA 0.6803,xB 0.3197對(duì)應(yīng)總壓p(總)pAxA pBxB 80.40kPa4、-100kPa下，純苯A丨的標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)和蒸發(fā)焓分別為和 30762J mol 1，純甲苯B丨的標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)和蒸 發(fā)焓分別為和31999J mol 5苯和甲苯形成理想液態(tài)混合物，假設(shè)有該種液態(tài)混合物在100kPa，沸騰，計(jì)算混合物的液相組成。

25、解：在苯的飽和¥ = 蒸氣壓為p；2,那么lnpA,2*307621 10.5557pA,18.314373.1353.3*PA,21.7433105Pa在甲苯的飽和蒸氣壓為*PB,2，那么ln*pB,2*319991110 2850*Pb 20.7520105PapB,18.314373.1383.7在液態(tài)混合物沸騰時(shí)100kPa下：p pA,2 xA pB,2 xBpA,2 xApB,2 1xAxA 0.25xB 0.755、A和B兩液體混合物為理想液態(tài)混合物， 在80 C下，將A液體與B液體放入到15dm3的真空容器中， 此混合物蒸發(fā)到達(dá)平衡時(shí)，測(cè)得系統(tǒng)的壓力為kPa，氣相組成

26、Yb，求液相組成xb與純B在80 C下的飽和蒸氣壓。(設(shè)液體體積忽略不記，氣體視為理想氣體 )解：忽略液體的體積ngpVRT102660 15 108.314 353.150.5245ninAnBng 0.80.52450.2755PbPYbpBXbpB 124.01kPanB nl Xb ng YbxB 0.556、甲苯的正常沸點(diǎn)是K,平均摩爾氣化焓為33.874kJ mol 1，苯的正常沸點(diǎn)是K,平均摩爾氣化解: 1ln空丄丄p1RT2 T1,pi 苯33874 373.15 383.15ln 101.3258.314373.15 383.15p 甲苯 76.20kPa175.3 0.25

27、35101.3250.4386y 甲苯 0.5614焓為30.03kJ mol 1。有一含有苯100g和甲苯200g的理想液態(tài)混合物， 在，kPa下到達(dá)氣液平衡，求1 在時(shí)苯和甲苯的飽和蒸氣壓2平衡時(shí)液相禾InP苯30030 373.15 353.15 p苯 175.30kPa101.3258.314373.15 353.15 p總p苯x苯p甲苯x甲苯x苯 0.2535 x甲苯0.74657、根據(jù)圖(a),圖(b)答復(fù)以下問(wèn)題12將組成x(甲醇的甲醇水溶液進(jìn)行一次簡(jiǎn)單蒸餾加熱到85 C停止蒸餾，問(wèn)餾出液的組成及殘液的組成,餾出液的組成與液相比發(fā)生了什么變化？通過(guò)這樣一次簡(jiǎn)單蒸餾是否能將甲醇與水

28、分開？3將(2)所得的餾出液再重新加熱到78 C,問(wèn)所得的餾出液的組成如何？與(2)中所得的餾出液相比發(fā)生了什么變化？4將所得的殘液再次加熱到91 C,問(wèn)所得的殘液的組成又如何？與(2)中所得的殘液相比發(fā)生了什么變化？欲將甲醇水溶液完全別離，要采取什么步驟？解：1如圖(a)所示，K點(diǎn)代表的總組成x(CH3時(shí)，系統(tǒng)為氣、液兩相平衡 丄點(diǎn)為平衡液相，x(CH3, G點(diǎn) 為平衡氣相，y(CH3；2由圖(b)可知，餾出液組成 yB,i，殘液組成xb,i。經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單蒸餾，餾出液中甲醇含量比原液高，而 殘液比原液低，通過(guò)一次簡(jiǎn)單蒸餾，不能使甲醇與水完全分開；3假設(shè)將 所得的餾出液再重新加熱到78C，那么所得

29、餾出液組成yB,2，與 所得餾出液相比，甲醇含量又高了；4假設(shè)將(2)中所得殘液再加熱到91 C，那么所得的殘液組成Xb,2，與(2)中所得的殘相比，甲醇含量又減少了；5欲將甲醇水溶液完全別離，可將原液進(jìn)行屢次反復(fù)蒸餾或精餾。8、A和B兩種物質(zhì)的混合物在 101 325Pa下沸點(diǎn)-組成圖如圖，假設(shè)將1 molA和4 molB混合，在101325Pa下先后加熱到t1=200 C, t2=400 C, t3=600 C,根據(jù)沸點(diǎn)-組成圖答復(fù)以下問(wèn)題：1上述3個(gè)溫度中，什么溫度下平衡系統(tǒng)是兩相平衡？哪兩相平衡？各平衡相的組成是多少？各 相的量是多少(mol) ?2上述3個(gè)溫度中，什么溫度下平衡系統(tǒng)是

30、單相？ 是什么相？解：(1)t2=400 C時(shí)，平衡系統(tǒng)是兩相平衡。此時(shí)是液-氣兩相平衡。各平衡相的組成，如以下列圖所示，為xB(l) =0.88 , yB皿 GK 0.80.50n(g)= KL= 0.88 0.8n (g)+ n(l)=5 mol 解得：n ； n(g)=1.0 mol(2) t1=200 C時(shí)，處于液相；t 3 =600 C時(shí)，處于氣相。9、根據(jù)CO?的相圖，答復(fù)如下問(wèn)題。1說(shuō)出OA,OB和OC三條曲線以及特殊點(diǎn) O點(diǎn)與A點(diǎn)的含義。2在常溫常壓下，將 CO2(l)高壓鋼瓶的閥門慢慢翻開一點(diǎn)，噴出的CO2呈什么相態(tài)？為什么？3在常溫常壓下，將 CO?高壓鋼瓶的閥門迅速開大，

31、噴出的CO?呈什么相態(tài)？為什么？4為什么將CO2(s)稱為“干冰？CO2(l)在怎樣的溫度和壓力范圍內(nèi)能存在？1c t詁74( )0co J引p51802166剜解：10A線是CO2(I)的飽和蒸氣壓曲線。OB線是CO2(S)的飽和蒸氣壓曲線，也就是升華曲線。OC線是CO2(s)與CO2(l)的兩相平衡曲線。O點(diǎn)是CO2的三相平衡共存的點(diǎn)，簡(jiǎn)稱三相點(diǎn)，這時(shí)的自由度等于零，溫度和壓力由系統(tǒng)自定。A點(diǎn)是CO2的臨界點(diǎn)，這時(shí)氣-液界面消失，只有一個(gè)相。在A點(diǎn)溫度以上，不能用加壓的方法將 CO2(g)液化。2CO 2噴出時(shí)有一個(gè)膨脹做功的過(guò)程，是一個(gè)吸熱的過(guò)程，由于閥門是被緩慢翻開的，所以在常溫、常壓

32、下，噴出的還是呈 CO2(g)的相態(tài)。3高壓鋼瓶的閥門迅速被翻開，是一個(gè)快速減壓的過(guò)程，來(lái)不及從環(huán)境吸收熱量，近似為絕熱膨脹過(guò)程，系統(tǒng)溫度迅速下降，少量CO2會(huì)轉(zhuǎn)化成CO2(s)，如雪花一樣。實(shí)驗(yàn)室制備少量干冰就是利用這一原理。4由于CO2三相點(diǎn)的溫度很低，為 216.6K，而壓力很高，為 518KP&我們處在常溫、常壓下，只能見 到CO2(g)，在常壓低溫下，可以見到CO2(s)，這時(shí)CO2(s)會(huì)直接升華，看不到由CO2(s)變成CO2(l) 的過(guò)程，所以稱CO2(s)為干冰。只有在溫度為216.6K至304K，壓力為518KPa至7400KPa的范圍內(nèi)，CO2(l) 才能存在。所

33、以，生活在常壓下的人們是見不到CO2(l)的。10、固體CO的飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系為:lg 卩 Pa1353TK311.957其熔化焓fUsHm 8326J mol 1，三相點(diǎn)溫度為 C。(1) 求三相點(diǎn)的壓力；(2) 在100kPa下CQ能否以液態(tài)存在 ？(3) 找出液體CQ的飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系式。解：(1) lg ( p*，三相點(diǎn)的壓力為x 105PasubH m x 1353x 8.314 J molVaPsub HfusH m =17.58 kJ mol，再利用三相點(diǎn)溫度、壓力便可求出液體 CO的飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系式：lg ( p/ Pa)= -918.2 /( T。11、在

34、40C時(shí)，將1mol CzHsBr和2mol C2H5I的混合物(均為液體)放在真空容器中，假設(shè)其為理想混 合物，且 p (C2H5Br)=107.0KPa , p (C2H5I)=33.6KPa，試求:(1) 起始?xì)庀嗟膲毫徒M成(氣相體積不大，可忽略由蒸發(fā)所引起的溶液組成的變化)；(2) 假設(shè)此容器有一可移動(dòng)的活塞，可讓液相在此溫度下盡量蒸發(fā)。當(dāng)只剩下最后一滴液體時(shí)，此液體混合物的組成和蒸氣壓為假設(shè)干？解：起始?xì)庀嗟膲毫?p = XBr p* (C 2H 5Br) + 1-XBr卩*©2出1)=。起始?xì)庀嗟慕M成 yBr= p/ XBr p* (C 2H 5Br)=(2)蒸氣組成 yBr = 1/3 ； yBr = XBr p* (C 2H5Br)/ X