相平衡練習題及答案

./相平衡練習題一、是非題,下列各題的敘述是否正確,對的畫√錯的畫×1、純物質兩相達平衡時,兩相的吉布斯函數(shù)值一定相等?！?、理想液態(tài)混合物與其蒸氣達成氣、液兩相平衡時,氣相總壓力p與液相組成xB呈線性關系。〔3、已知Cu-Ni可以形成完全互溶固熔體,其相圖如右圖,理論上,通過精煉可以得到兩個純組分?！?、 二組分的理想液態(tài)混合物的蒸氣總壓力介于二純組分的蒸氣壓之間。<>5、在一定溫度下,稀溶液中揮發(fā)性溶質與其蒸氣達到平衡時氣相中的分壓與該組分在液相中的組成成正比?！?、恒沸混合物的恒沸溫度與恒沸組成不隨壓力而改變。<>7、在一個給定的體系中,物種數(shù)可以分析問題的角度不同而不同,但獨立組分數(shù)是一個確定的數(shù)?！?、自由度就是可以獨立變化的變量?！?、單組分體系的相圖中兩相平衡線都可以用克拉貝龍方程定量描述?！?0、在相圖中總可以利用杠桿規(guī)則計算兩相平衡時兩相的相對量。<>二、選擇題1、在p下,用水蒸氣蒸餾法提純某不溶于水的有機物時,系統(tǒng)的沸點：〔?！?必低于373.2K；〔2必高于373.2K；〔3取決于水與有機物的相對數(shù)量；〔4取決于有機物相對分子質量的大小。2、已知A<l>、B<l>可以組成其t-x<y>圖具有最大恒沸點的液態(tài)完全互溶的系統(tǒng),則將某一組成的系統(tǒng)精餾可以得到：<>?！?兩個純組分；〔2兩個恒沸混合物；〔3一個純組分和一個恒沸混合物。3、已知A和B可構成固溶體,在組分A中,若加入組分B可使固溶體的熔點提高,則組B在此固溶體中的含量必________組分B在組分液相中的含量。〔1大于；〔2小于；〔3等于；〔4不能確定。4、 硫酸與水可形成H2SO4H2O<s>,H2SO42H2O<s>,H2SO44H2O<s>三種水合物,問在101325Pa的壓力下,能與硫酸水溶液及冰平衡共存的硫酸水合物最多可有多少種？<><1>3種；<2>2種；<3>1種；<4>不可能有硫酸水合物與之平衡共存5、對恒沸混合物的描寫,下列各種敘述中哪一種是不正確的？<1>與化合物一樣,具有確定的組成；<2>恒沸混合物的組成隨壓力的改變而改變；<3>平衡時,氣相和液相的組成相同；<4>其沸點隨外壓的改變而改變。6、將固體NH4HCO3<s>放入真空容器中,等溫在400K,NH4HCO3按下式分解并達到平衡：NH4HCO3<s>=NH3<g>+H2O<g>+CO2<g>系統(tǒng)的組分數(shù)C和自由度數(shù)F為：<>。<１>Ｃ＝２,F＝１；<２>Ｃ＝２,F＝２；<３>Ｃ＝１,F＝０；<４>Ｃ＝３,F＝２。7、在101325Pa的壓力下,I2在液態(tài)水和CCl4中達到分配平衡<無固態(tài)碘存在>則該系統(tǒng)的自由度數(shù)為：<>。<1>F=1；<2>F=2；<3>F=0；<4>F=3。8、組分A<高沸點>與組分B<低沸點>形成完全互溶的二組分系統(tǒng),在一定溫度下,向純B中加入少量的A,系統(tǒng)蒸氣壓力增大,則此系統(tǒng)為：<>。有最高恒沸點的系統(tǒng)；不具有恒沸點的系統(tǒng)；具有最低恒沸點的系統(tǒng)。9、克-克龍方程可適用于：〔?！?；〔2；〔3；〔4。10、壓力升高時,單組分體系的沸點將<>。。〔1升高；〔2降低；〔3不變；〔4不能確定。三、填空題1、已知NaHCO3<s>熱分解反應為2NaHCO3==Na2CO3<s>+CO2<g>+H2O<g>今將NaHCO3<s>,Na2CO3<s>,CO2和H2O<g>按任意比例混合,放入一個密閉容器中,當反應建立平衡時,系統(tǒng)的R’=______；C=______；p=______；F=______。2、熱力學溫度T與攝氏溫度t的關系為,水的三相點的熱力學溫度為。3、450C時,將NH3<g>與N2<g>混合,由于NH3<g>的分解,最終得到NH3<g>、N2<g>和H2<g>平衡共存的系統(tǒng),求該系統(tǒng)的組分數(shù)C=______；相數(shù)P=______；和自由數(shù)F=______。4、A與B可構成液態(tài)部分互溶二組分系統(tǒng)其相圖如圖所示。今將40kgB與60kgA混合加熱至53C,系統(tǒng)為______相；若此時,將所得液體冷卻至20C,系統(tǒng)為_____相,各相的組成分別為______和_______；5、在一鋼瓶中裝有CO2,溫度為10℃,壓力為4.65MPa,則CO2處于_____態(tài)。<選填氣、液、氣＋液>。<已知CO2的臨界溫度為31℃,在10℃時CO2的飽和蒸氣壓為4.46MPa>6、已知K-Rb二組分系統(tǒng)相圖如圖所示,今將系統(tǒng)S經精煉分離,則在固相可得到______純組分,在液相可得到溶體_______。7、一般有機物可以用水蒸氣蒸鎦法提純,當有機物的____________和____________越大時,提純一定質量有機物需用的水蒸氣量越少,能量越節(jié)省。8、CaCO3<s>,BaCO3<s>,CaO<s>,BaO<s>和CO2<g>構成一個多相平衡系統(tǒng),這個系統(tǒng)的組分數(shù)<獨立>為_；自由度數(shù)為_。9、已知Au-Pt相圖如下：〔1wB=0.40的合金冷卻到1300℃時,固體合金之組成約為______；〔2wB=0.60的合金冷卻到1500℃時,固相組成為______。10、Na2CO3<s>與H2O<l>可生成水合物Na2CO3H2O<s>,Na2CO37H2O<s>,Na2CO310H2O則30℃時,與Na2CO3水溶液、冰平衡共存的水合物最多可有_______種。四、問答題。請回答下列各題。1、請論證,恒沸混合物是混合物而不是化合物。五、填作圖題。1、已知A,B兩種液體完全互溶,且p*Bp*A,在常壓下具有最低恒沸混合物組成為D。<1>試畫出該系統(tǒng)T-x圖,p-x圖的草圖；<2>若有一組成介于B與D之間的A,B二組分溶液,經精餾后,在塔頂和塔底各得什么產物？2、填作圖題。某二組分凝聚系統(tǒng)相圖如下；〔1說明各區(qū)的相態(tài)及成分；〔2分別繪出a,b,c,d各點開始冷卻的步冷曲線,并注明冷卻曲線轉折處的相態(tài)變化及曲線各段的相態(tài)。3、填作圖題。A-B系統(tǒng)的固-液平衡相圖如下：〔1列表指出各區(qū)的相態(tài)及成分；〔2畫出aa’,bb’,cc’的冷卻曲線的示意圖；〔3欲從a系統(tǒng)中得最大量的純結晶A,應該采取什么操作條件？4、填作圖題。<共10分>下列數(shù)據(jù)為乙醇和乙酸乙酯在101.325kPa下蒸餾時所得：溫度t/℃77.1575.071.871.672.876.478.3<C2H5OH>氣相0.0000.1640.3980.4620.6000.8801.000液相0.0000.1000.3600.4620.7100.9421.000<1>依據(jù)表中數(shù)據(jù)繪制t-x圖<粗略圖>,標示出圖中各相區(qū)的相態(tài)及成分；<2>這是一個什么系統(tǒng)？<3>將組成x<C2H5OH>=0.75之溶液用精餾塔分離,塔頂、塔底各可得到什么成分？5、已知Ag-Cu相圖〔液固平衡如下圖所示：〔1填表〔2今有組成為P的液態(tài)合金,畫出其步冷曲線。步冷曲線相區(qū)相數(shù)相態(tài)及成分=1\*ROMANI=2\*ROMANII=3\*ROMANIIIDE線A點P點6、用熱分析法測得Sb<A>+Cd<B>系統(tǒng)步冷曲線的轉折溫度及停歇溫度數(shù)據(jù)如下：w<Cd>100020.537.547.550587093100轉折溫度t/C—550460—419—400——停歇溫度t/C630410410410410439295295321〔1由以上數(shù)據(jù)繪制步冷曲線〔示意,并根據(jù)該組步冷曲線繪制Sb<A>-Cd<B>系統(tǒng)的熔點-組成圖；〔2由相圖求Sb和Gd形成的化合物的最簡分子式；〔3將各區(qū)的相數(shù)及條件自由度數(shù)〔’列成表?！惨阎狢d及Sb的相對原子質量分別為112.4,121.87、試畫出水的相圖<p-T示意圖>,標出圖中各相區(qū)、相線、三相點的穩(wěn)定相,并計算這些區(qū)、線、點的自由度。8、下列數(shù)據(jù)為乙醇和乙酸乙酯在101.325kPa下蒸餾時所得：溫度t/℃77.1575.071.871.672.876.478.3y<C2H5OH>氣相0.0000.1640.3980.4620.6000.8801.000x<C2H5OH>液相0.0000.1000.3600.4620.7100.9421.000<1>依據(jù)表中數(shù)據(jù)繪制t-x圖草圖,標示出圖中各相區(qū)的相態(tài)及成分；<2>在溶液組成x<C2H5OH>=0.75時最初餾出物〔氣相的組成是什么？<3>用精餾塔將<2>之溶液分離得到的物質是什么？9、由A-B的冷卻曲線得到下列數(shù)據(jù)：w<B>100020406080100轉折溫度t/C無400無250390無停頓溫度t/C650150150150150500作A-B相圖,并標明各區(qū)域中可能存在的相態(tài)成分及自由度數(shù)；畫出組成為w<B>=0.3,w<B>=0.4,w<B>=1的步冷曲線.10、填作圖題。A和B兩種物質的混合物在101325Pa下沸點-組成圖如圖,若將1molA和4molB混合,在101325Pa下先后加熱到t1=200C,t2=400C,t3=600C,根據(jù)沸點-組成圖回答下列問題：〔1上述3個溫度中,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個溫度中,什么溫度下平衡系統(tǒng)是單相？是什么相？相平衡練習題答案一、是非題答案1、×2、√3、√4、√5、√6、×7、√8、×9、√10、√二、選擇題答案1、〔12、<3>,3、〔14、〔35、<1>6、<３>7、〔28、<3>9、〔110、〔1三、填空題答案1、解：03322、解：T/K=t/℃＋273.15273.16K3、解：2,1,24、解：1；2；l1,w<B>=0.20,l2,w<B>=0.805、液態(tài)6、解：K；C。7、解：飽和蒸氣壓摩爾質量8、解：309、解：wB=0.60wB=0.8010、解：1四、問答題。請回答下列各題。1、解：恒沸混合物的組成隨壓力的改變而改變,故其是混合物而不是化合物。五、填圖題1、解：<1>如圖〔4分<2>塔頂,恒沸混合物D塔底B〔2分2、填作圖題。<本大題13分>解：<1> 相區(qū)123456相態(tài)及成分l<A+B>l+s<A>l+s<C>l+s<B>s<A>+s<C>s<C>+s<B>3、填作圖題。<本大題13分>解：〔1〔6分相區(qū)<1><2><3><4><5><6>相態(tài)及成分l<A+B>s<A>+ls<A>+s<AB>s<A>+ls<AB>+ls<AB>+s<B>〔2步冷曲線如圖。〔8分〔B欲從a系統(tǒng)中得到最大量純結晶A,應該使溫度降低至接近三相線?！?2分4填作圖題。<本大題10分>解：<1>如右圖所示：〔6分<2>此系統(tǒng)為具有最大正偏差的系統(tǒng)<3>塔頂、塔底各可得到恒沸物和純B〔2分5、問答題。<本大題7分>解：S=6,R=4,R’=0C=S－R－R’=2,在等壓下’=C－+1,因’=0時相數(shù)最多因此在等壓下最多有三相平衡共存?！?分6、填作圖題。<本大題14分>解：〔1相區(qū)相數(shù)相態(tài)及成分‘=1\*ROMANI2l<Ag+Cu>,s<Ag+Cu>1=2\*ROMANII2l<Ag+Cu>,s<Ag+Cu>1=3\*ROMANIII2s1<Ag+Cu>,s2<Ag+Cu>1線3lC,s1,s20A點2s<Ag>,l<Ag>0P點1l<Ag+Cu>2〔0518=9分〔27、填作圖題。<本大題13分>解：〔1繪制的步冷曲線及熔點-組成圖如下：〔6分<2>由圖知,形成化合物的總組成w<Cd>0.85,據(jù)此組成,以及S