物理化学课件及考试习题 试卷 答案第6章 相平衡习题及解答.
第五章 相平衡
一、填空题
1、一定温度下，蔗糖水溶液与纯水达到渗透平衡时的自由度数等于＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
2、纯物质在一定温度下两相共存时的自由度数等于＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
3、NaCl(S)和含有稀盐酸的NaCl 饱和水溶液的平衡系统，其独立组分数是＿＿＿＿＿＿＿。
4、设下列化学反应同时共存时并达到平衡（900-1200K ）：
()()()g CO s CaO s CaCO 23+=
()()()()g O H g CO g H g CO 222+=+
()()()g H s CaCO s CaO g CO g O H 232)()(+=++
则该系统的自由度数为＿＿＿＿＿＿。
5、含KNO 3和NaCl 的水溶液与纯水达到渗透平衡时，其组分数为＿＿＿＿，相数为＿＿＿， 自由度数为＿＿＿＿。
6、在氢和石墨的系统中，加一催化剂，H 2和石墨反应生成n 种碳氢化合物，此系统的独立 组分数为＿＿＿＿＿＿。
7、完全互溶的双液系中，在x B =0.6处，平衡蒸气压有最高值，那么组成为x B =0.4的溶液在 气液平衡时，x B （g ）、x B （l ）、x B (总)的大小顺序为＿＿＿＿＿＿。将x B =0.4的溶液进行 精馏时，塔顶将得到＿＿＿＿＿＿。
8、对于渗透平衡系统，相律的形式应写成＿＿＿＿＿＿。
9、NH 4Cl 固体分解达到平衡时，())()(s Cl NH 34g NH g HCl +=，系统的独立组分数为＿
＿＿，自由度为＿＿＿。
10、将AlCl 3溶于水中，全部水解，生成Al(OH)3沉淀，此系统自由度数f=＿＿＿＿。 11、已知100o C 时水的饱和蒸气压为101.325KPa,用公式＿＿＿＿＿＿＿＿＿可求出25o C 时 水的饱和蒸气压。
答案
1、2
2、0
3、2
4、3
5、3;2:4
6、2
7、x B （g ）>x B (总)>x B （l ） x B =0.6恒沸混合物 8、3+Φ-=k f 9、1;1 10、2 11、????
??-?=21
1211ln
T T R
H p p m
r
二、单选题
1、右图为H 2OA.-(NH 4)2SO 4B.的沸点-组成图。如何从w B =0.4 的溶液中提取较多的精制(NH 4)2SO 4固体?( ) A.降温至-18.3℃以下 B.在密闭容器中平衡蒸发 C.在敞开容器中定温蒸发 再降温至-18.3℃以上 D.先蒸发一部分水份，再 降温至-18.3℃以下
2、如右图所示，当水处在三相点平衡时，若系统发生绝热膨胀，水的相态将如何变化？ ( )
A.气相、固相消失，全部变成液态；
B.气相、液相消失，全部变成固态；
C.液相消失，固相、气相共存；
D.固相消失，液相、气相共存
3、对简单低共熔体系，在最低共熔点，当温度继续下 降时，体系存在( )
A.一相
B.二相
C.一相或二相
D.三相
4、已知纯A 和纯B 的饱和蒸气压p A *
中
不断加入B，则溶液的蒸气压( )
A.不断增大
B.不断减小
C.先增大后减小
D.先减小后增大
5、在描述恒沸混合物时，下列各点何者不对?( )
A. 恒沸点f*=0，定压下是一个无变量点
B. 不具有明确的组成
C. 平衡时气相和液相组成相同
D. 恒沸点随压力改变而改变
6、乙知某混合物的最低共熔点的组成为含B40%。含B为20%的A、B混合物降温至最低
共熔点时，此时析出的固体为( )
A.固体A
B.固体B
C.最低共熔混合物
D.组成小于40%的A、B固体混合物
7、部分互溶双液系，一定温度下若出现两相平衡，则( )
A.体系的组成一定
B.两相的组成与体系的总组成无关。且两相的量之比为常数
C.两相的组成与体系的总组成关有。且两相质量分数之比为常数
D.两相的组成不定
8、恒沸混合物( )
A.气液两相的量相同
B.气液两相中某种组分B的物质的量相同
C.气液两相的组成相同
D.气液两相的组成相同，在P-X图和在T-X图上均为同一值
9、右图中PQ线上( )
A.f*=0
B.f*=1
C.A和B不互溶
D.A和B完全互溶
10、在双组分体系P-X图上，若蒸气压-组成曲线对拉乌尔定
律产生很大的负偏差，有一极小点，则( )
A.叫最低恒沸混合物
B.叫最高恒沸混合物
C.所对应的组成在任何情况下都不发生变化
D.在该点气液两相的量相同
11、在有低共熔点存在的体系，若步冷曲线上出现平台，此时，体系存在的相数( )
A.1
B.2
C.3
D.2或3
12、能否从含80%的Bi-Cd混合物中分离出纯Cd?( )
A.能完全分离，得到纯Cd
B.能部分分离，得到纯Cd
C.不能分离，得不到纯Cd
D.仅通过加热的方法便可得到一部分纯Cd
13、在双组分体系T-X图上，若有一极小点，则该点( )
A.叫最低恒沸混合物
B.叫最高恒沸混合物
C.所对应的组成在任何情况下都不发生变化
D.在该点气液两相的量相同
14、定压下，在最低共熔点，系统存在( )
A.一相
B.二相
C.三相
D.四相
15、下图为气液平衡相图，图中M点( )
A.代表压力为p1时气相的组成
时液相的组成
B.代表压力为p
C.是压力为p1时气相中物质B的物质的量
D.是压力为p1时液相中物质B的量
16、已知苯的lgp~1/T的图中，其直线斜率为-1.767×103，
则苯的摩尔蒸发热为( )
A.33.83J·mol-1
B.33.83kJ·mol-1
C.14.29 J·mol-1
D.14.29kJ·mol-1
17、下图为气液平衡相图，图中M点( )
A.代表温度为T1时气相的组成
B.代表温度为T1时液相的组成
C.是温度为T1时气相中物质B的物质的量
D.是温度为T1时液相中物质B的物质的量
18、若A、B二组分形成三种稳定化合物，则当A-B的溶液冷却时，最多可同时析出
( )
A.一个固相
B.二个固相
C.三个固相
D.四个固相
19、当水处在三相点而平衡时，突然增大压力，水的相态将如何变化?( )
A.气相、固相消失，全部变成液态
B.气相、液相消失，全部变成固相
C.液相、固相消失，全部变成气态
D.固相消失，气液两相共存
20、如下图所示，在相合熔点，形成的化合物的步冷曲线
上出现( )
A.拐点
B.平台
C.无拐点和平台
D.一个拐点两个平台
21、如右图所示，在ABC相区内，当温度一定时，
两相的组成( )
A.一定
B.不一定
C.决定于系统的总组成
D.相同。
22、右图中，气液两相组成相同的点为( )
A.A、B点
B.C点
C.A、B、C点
D.气相线和液相线上各点
23、若步冷曲线出现平台，此时体系的条件自由度数为
( )
A.0
B.1
C.2
D.3
24、在101325Pa压力下，冰与被空气饱和了的水成平衡的温度叫( )
A.凝固点
B.冰点
C.三相点
D.露点
25、右图中，自由度都为零的全部的点为( )
A.J、E1、C、E2、K
B.M、E1、N、O、E2、P
C.MN线、OP线(端点除外)上各点及J、C、K
D.MN线、OP线(包含端点)上各点及J、C、K
26、由下图可看出，将x
=0.8的CH3COOC2H5A.和C2H5OHB.
组成的溶液进行分馏，则能得到( )
A.纯CH3COOC2H5
B.最低恒沸混合物和纯CH3COOC2H5
C.最低恒沸混合物和纯C2H5OH
D.纯C2H5OH和CH3COOC2H5
27、在下图中，将组成为x的溶液进行蒸馏时，最初馏
出液的组成为( )
A.a
B.b
C.c
D.d
28、当下图中，w B=0.2时，下列叙述中不正确的是( )
A.溶液降温至0℃以下，可得到纯固体H2O
B.溶液降温至-18.3℃时，溶液的组成为定值
O先熔
C.固体混合物升温至-18.3℃时，固体H
化，B后熔化
D.固体混合物升温至-18.3℃时，固体H2O和B同
时开始熔化，至全部熔化后，温度又继续上升
29、对右图描述正确的是( )
A.MN线上各点，系统存在三相平衡
B.M、N点，体系存在两相平衡
C. E1、E2点体系存在两相平衡
D.J、C、K点体系存在两相平衡
30、两相平衡的标志是( )
A.p(α)=p(β)
B.T(α)=T(β)
C.μi(α)=μi(β)
D.x i(α)+ x i(β)=1
31、在水的p-T相图中，H2O(l)的蒸气压曲线代表的是( )
A.Φ=1，f=2
B.Φ=2，f=1
C.Φ=3；f=0
D.Φ=2，f=2
32、在不考虑重力场、电磁场等外界因素时，定温定压下，相律的表达式为( )
A.f=K-Φ
B.f=K-Φ+1
C.f=K-Φ+2
D.f=K-Φ-2
33、克-克方程的准确表示式为( )
A.dp·dT=ΔS m/ΔV m
B.dp/dT=ΔH m/(TΔV m)
C.dlnp/dT=pΔH m/(RT2)
D.dlnp/dT=ΔH m/(RT2)
34、克拉佩龙方程表明( )
A.两相平衡时的平衡压力随温度而变化的变化率
B.任意状态下压力随温度的变化率
C.它适用于任何物质的两相平衡
D.以上说法都不对
35、下列体系中哪一个是均相体系( )
A.水雾和水蒸气混合在一起；
B.乳状液
C.水和被水饱和的空气
D.两种不同的金属形成的固熔体
答案
三、多选题
1、具有最高恒沸点的二组分完全双液系统( )
A.溶液的蒸气压对拉乌尔定律产生正偏差
B.溶液的蒸气压对拉乌尔定律产生负偏差
C.溶液中的各组分对拉乌尔定律产生较大的偏差
D.P-X图上具有极大点
E.P-X图上具有极小
2、在双组分体系p-X图上，若蒸气压-组成曲线对拉乌尔定律产生很大的正偏差，有一极大
点，则该体系( )
A.叫最低恒沸混合物
B.叫最高恒沸混合物
C.所对应的组成是唯一不变的
D.在该点气液两相的组成相同
E.在该点气液两相的量相同
3、右图为H2OA.-(NH4)2SO4B.的沸点-组成图。如何从w B=0.2 的溶液中题取较多的(NH4)2SO4
固体?( )
A.降温至-18.3℃以下
B.在密闭容器中平衡蒸发
C.在敞开容器中定温蒸发
D.蒸发掉一部分水份，待溶液出现
结晶时，再铰温至-18.3℃以上
E.先蒸发掉一部份水份，待溶液很
浓时，再降温至0℃以下
4、0℃时冰的熔化热为6008J·mol-1。在该温度下冰的摩尔体积为19.625cm3·mol-1，液态水
的摩尔体积为18.018cm3·mol-1，则压力对于熔点的关系是( )
A.压力增大，熔点升高
B.压力增大101325Pa时的冰的熔点升高0.00753K
C.压力增大，冰的熔点降低
D.压力增大101325Pa时冰的熔点降低0.00753K
E.压力增大101325Pa，冰的熔点不变
5、在下图中，Q点( )
A.为相点
B.为物系点
C.所代表的体系是由a点的液相和b点的气相所组成
D.所表示的体系的组成为两相的组成a和b的总和
E.确定后，一定温度下，两相的质量之比为常数
6、下图为CO2的相图，把钢瓶中的液体CO2在空气中喷出的瞬间( )
A.大部分成为气体
B.全部成为气体
C.全部成为固体
D.有少部分液体存在
E.无液体存在
7、确切地说，稳定化合物是指该化合物( )
A. 在加热过程中不易分解
B. 熔点高
C. 熔点较分解温度高
D. 熔化时液相与固相有相同的组成
E. 具有相合熔点
8、当水处在三相点平衡时，系统发生绝热膨胀，温度降低0.1K，水的相态将如何变化?
( )
A.相数减少
B.相数增加
C.自由度数减少
D.自由度数增加
E.气相消失，液相、固相共存
9、下图是一个不完全的相图，估计一下A和B要形成
( )
A.一种稳定化和物
B.二种稳定化合物
C.一种最低共熔混合物
D.三种最低共熔混合物
E.一种最低恒沸混合物
10、当水处在三相点处，系统发生绝热压缩，温度改变0.1K，水的相态将如何变化( )
A.变为一相
B.变为两相共存
C.液相消失
D.压力会升高或降低
E.固相消失
11、关于步冷曲线的下述说法中，何者不妥( )
A.步冷曲线出现转折，意味着有相变
B.只有步冷曲线上出现平台时，才意味着系统中有相变
C.步冷曲线上出现转折时，系统的条件自由度f*=0
D.步冷曲线上出现平台时，条件自由度f*将减小
E.步冷曲线上出现拐点时，条件自由度f*将减小
12、在二组分双液T-x(或p-x)相图中，状态点由单相区进入两相区时，体系的自由度数
( )
A. 增加
B. 减少
C. f* =0
D. f* =1
E. f* =2
13、如右图所示，C点叫临界溶解温度。在C点以上( )
A.存在一相
B.存在两相
C.f*=0
D.f*=1
E.f*=2
14、在右图中存在( )
A.6个两相区
B.6个固液两相区
C.9个两相区
D.水平线上f*=1
E.垂直线上f*=0
15、由右图可看出，A、B间可形成三种化合物，所以将一定量的A和B混合后，体系中会
存在( )
A.3种化合物
B.3-5种化合物
C.2种化合物
D.1-2种化合物
E.三相平衡的状态
16、右图为H2OA.-(NH4)2SO4B.的沸点-组成图，w B=0.2的溶液降温过程中( )
A.只会出现H2O(s)，不会出现(NH4)2SO4(s)
B.不但会出现H2O(s)，还会出现(NH4)2SO4(s)
C.首先出现H2O(s)，然后出现(NH4)2SO4(s)
D.若出现固体，则必为一相
E.若出现固体，则必为二相
17、右图为H2OA.-(NH4)2SO4 B.的沸点-组成图，w B =0.5
的溶液，降温过程中( )
A.只会出现(NH4)2SO4(s)，不会出现H2O(l)
B.不但会出现(NH4)2SO4 (s)，还会出现H2O(s)
C.若出现固体，则体系必为一相
D.若出现固体，则体系必为二相
E.若出现固体，体系中可能会出现二相或三相
18、假设一平衡体系中有K个组分，Φ个相，如K个组分
在每相中均存在，则要描述此体系的状态，需自由度数应为( )
A.f=Φ(K-1)+2
B.f=K (Φ-1)+2
C.f=K-Φ+1
D.f=K-Φ+2
E.f=K-Φ+n (n为自然数)
19、用分馏的方法将50%的乙醇水溶液进行提纯，可( )
A.在残液中得到纯乙醇
B.在馏出液中得到纯乙醇
C.同时得到纯水和纯乙醇
D.同时得到水和恒沸混合物
E.在馏出液中得到恒沸混合物
答案
四、简答题
1、对于纯水，当水气、水、冰三相共存时，自由度由度为多少？你怎样理解？
2、有水气变成液态水，是否一定要经过两相平衡态，是否还有其它途径。
答：从水的相图可知，将水汽升温超过647.2K后，在加压超过2.2×107Pa，然后再降温降压，可不经过两相平衡态将水汽转变成液态水.
3、为什么具有40％Cd的Bi-Cd体系,其步冷曲线的形状与纯Bi及纯Cd的相同?
4、怎样可从Cd 80％的Bi- Cd混合物中分离出Cd来？能否全部分离出来?
5、下列两种体系各有几种组分及几个自由度？
A. NaH2PO4溶于水中成为与水气平衡的不饱和溶液
B. AlCl3溶于水中并发生水解沉淀出Al(OH)3固体
答：A （不考虑水解）
C = 2（NaH 2PO 4、H 2O ） P= 2
f = 2-2+2 = 2 (T, p , x 任两个) B AlCl 3 + 3H 2O ＝ Al(OH)3 + 3HCl
C = 4 R = 1 R′= 0 P = 2
f =（4-1-0）-2+2 = 3 （ T , p 和 x ）
6、270K 的过冷水较冰稳定还是不稳定？何者的化学势高？高多少？ 答：270K 的过冷水较冰不稳定，过冷水的化学势高。 ∵270K 过冷水的饱和蒸汽压 p 1> 冰的饱和蒸汽压 p 2
?
?
1
21
0ln 314.870.21
212p p p p p p dp p RT
Vdp G μμ 过冷水会自发地结冰
7、说明水的三相点与它的冰点的区别。 8、指出下列体系的自由度，并说明变量是什么？ （1） 在101325Pa 的压力下，水与水蒸气达平衡； （2） 液态水和水蒸气达平衡；
（3） 在101325Pa 的压力下，I 2在液态水和CCl 4中的分配已达平衡（无固体碘存在）； （4） NH 3（g ）、H 2（g ）、N 2（g ）已达平衡。
9、具有最高沸点的A 和B 二组分体系，最高恒沸物为C ，最后的残留物是什么？为什么？ 答：根据具有最高恒沸点的完全互溶两元系的相图可知，残留液为恒沸物C ，不管A 和B 两物的含量各为多少，但C 是最高沸点，最后留下C 物。
10、水的相图如右。
叙述点K 代表的物系在等温降压过程中的状态、 相数及自由度数的变化。
11、右图为二组分系统气、液平衡的压力-组成图。将其定性 转化为温度-组成图。该系统经精馏后，塔顶将得何组分？ 12、有下列化学反应存在：
()()()g NH g H g N 32223=+ ())()(234g S H g NH s HS NH += )()()(34g HCl g NH s Cl NH +=
在一定温度下，一开始向反应器中放入NH 4HS ，NH 4Cl 两种固体以及物质的量之比为3： 1的氢气和氮气。问达到平衡时，组分数为多少？自由度数为多少？
13、已知CO 2的临界温度为31.1o C,临界压力为7.4×106Pa ，三相点为-56.6 o C 、5.18×105P ， 试画出CO 2相图的示意图，并说明：（1）在室温及常温下，若迅速地将贮有气液共存的CO 2 钢瓶阀门打开，放出来的CO 2可能处于什么状态？（2）若缓慢地把阀门打开，放出来的 CO 2处于什么状态？（3）试估计在什么温度、压力范围内，CO 2能以液态存在？ 14、对于下列各体系，求其组分数及自由度数：
(1) NH 4Cl(s)、NH 3(aq)、Cl 2(aq)、H 2O(l)、H 2O(g)、H 2O(aq)、NH 3(g)、OH -(aq)、NH 4OH(aq)。 (2)NaCl(s)、KBr(s)、K +(aq)、Na +(aq)、Cl -(aq)、Br -(aq)、H 2O(l)、O 2(g)。
15、FeCl 3和H 2O 能形成四种具有相合熔点的水合物：FeCl 3·6H 2O(s)、2FeCl 3·7H 2O(s)、
2FeCl 3·5H 2O(s)和FeCl 3·2H 2O(s)，问该体系的组分数是多少?该体系恒压条件下最多能有几相共存?有几个低共熔点?
答案
1、根据相律其自由度 f=1-3+2=0，即说明该体系的组成，温度与压力均不任意改变，即确 定为c （H 2O ）=1，T=273.16K ，p=611Pa
3、将体系冷却到413K 时,便有固相出现,但析出的固体成分 与液相成分相同,液相组成不 变,f=0,温度不变,步冷曲线出现平台,直至全部凝固温度下降.所以步冷形状与纯Bi 及 纯Cd 的相同.
4、将体系加热熔化（﹥563K ）,再使其缓慢冷却, （搅拌使液相组成均匀）,当体系冷到物 系点与BC 线相交处有纯Cd 析出,到﹥413K 时,可以分离出纯固态Cd.但不能把 Cd 全部 分离出来,因为到413K 时Cd 与Bi 成最低共熔物（含Cd 40 ％）析出.经计算可知最多 能有66.7 ％的Cd 可以分离出来.
7、水的相图中，冰、水、水蒸气三相共存的相平衡点称为水的三相点。冰点则是在101.325KPa 压力下被空气饱和了的水的凝固点，主要区别如下：
8、（1）C=1（H2O）
R=0 R`=0
K=C-R-R'=1
φ=2（气液）
f=K-φ+1=1-2+1=0 无变量
（2）C=1（H2O）
R=0 R`=0
K=C-R-R`=1
φ=2 （气、液）
f=K-φ+2=1-2+2=1 变量为温度或压力
（3）C=3 （I2、H2O、CCl4）
R=0 R`=0
K=C-R-R`=3
φ=2 （液、液）
f=3-2+1=2 变量为温度T或I2在其中一个液相中的浓度。
（4）C=3 （H2、N2、NH3）
R=1 R`=0
K=C-R-R`=2
φ=1
f=K-φ+2=2-1+2=3 变量为温度T，压力P和任意一种物质的浓度。
10、如图所示作一条辅助线
K点：液相，φ=1，f=C-φ+1=2
a点：固、液两相平衡，φ=2，f=1
b点：固相，φ=1，f=2
c点：固、气两相平衡，φ=2，f=1
d点：气相，φ=1，f=2
11、由压力-组成图，B物质的饱和蒸气压高于A物质，故在
温度组成图中，A物质的沸点高于B物质，并且图中出
现一最高点（对应于压力-组成图中的最低点），具有该点
组成C的混合物称恒沸混合物，对应的温度称最高恒沸
点。若液态混合物组成落在B，C之间，则经馏后，在塔
顶能得到纯物质B；若液态混合物组成落在A，C之间，
则经精馏后，在塔顶能得到纯物质A，都不能同时得到两个纯
组分。
12、物种数S=4（NH4HS，NH4Cl，H2，N2）
R`=1（n(H2):n(N2)=3:1）,R=0, φ=3(两固相，一气相)
所以：K=S-R-R`=3，f=K-φ+1=1
13、相图如下，O为三相点。
（1）钢瓶中的CO2（298K，6.4×106Pa），为OC线上的D点，即气液共存。迅速打开阀门，压力骤减至1×105Pa,系统绝热膨胀降温，有部分CO2（g）直接转化为CO2
（s），在相图上即B点（105Pa，-78 o C）。实验室中制备干冰就是根据这一原理。
（2）若缓慢打开阀门，系统恒温蒸发，当CO2（g）的流量不大时，出来的应为CO2（g），系统由D点至F点。
（3）CO2（l）存在的条件：t：-56.6 o C～31.3 o C ；p：5.18×105Pa～7.4×106Pa。
13题图 14、(1) K=S-R-R ＇=8-4-1=3 f=K-Φ+2=3-3+2=1
(2) K=S-R-R ＇=7-2-1=4 f=K-Φ+2=4-4+2=2 15、K=2
∴Φ(最大)=3
当压力一定时 f=K-Φ+1据题意 f=2-Φ+1=0 共有5个共熔点。 五、判断题
1、一个含有K +、Na +、NO 3-及SO 42-离子的不饱和水溶液，其组分数K 为4。( )
2、在101325KPa 的压力下，I 2在液态水和CCl 4中达到分配平衡（无固态碘存在），则该系统的自由度数为f=1。( )
3、恒沸混合物与化合物一样，具有确定的组成。( )
4、由CaCO 3(s)、CaO(s)、BaCO 3(s)、及CO 2（g ）构成的平衡物系的自由度为0。( )
5、FeCl 3和H 2O 能形成FeCl 3·6H 2O 、2FeCl 3·7H 2O 、2FeCl 3·5H 2O 、FeCl 3·2H 2O 四种水合物，在恒压下，最多可能平衡共存的相数为4。( )
6、共沸物是混合物，而不是化合物，其组成随压力改变而改变。( )
7、克拉贝龙议程
m
m
V T H dT dP ??=适用条件是多组分的多相平衡系统。( )
8、克拉贝龙议程
m
m
V T H dT dP ??=，其压力随温度的变化率一定大于0。( ) 9、相律是热力学中基本定律之一，它适用于任何宏观系统。( )
10、具有最低沸点的A 和B 二组分系统，恒沸物为C ，精馏后的残液是C 。( )
答案
五、判断题
六、证明题 1、 证明：
设液体在温度T 、外压力P 下与气相呈平衡，其饱和蒸气压力为p sat ，当外压力由P 变到p+dp 时，两相又达新的平衡，蒸气压变为p sat +dp sat ,即：
液（T ，P ） ??→?=?0G 气（T ，p sat
）
液（T ，p+dp ）??→?=?0G r 气（T ，p sat +d p sat ）
()[]()[]T T g dG l dG =
即()()sat m m dp g V dp l V = ()()
g V l V dp dp m m sat =
若蒸气看作理想气体，()sat
m p RT
g V =，代入上式得： ()()RT
l V dp Pa /p ln d m sat = 由于V m (l)<< V m (g),所以dp sat /dp<<1,即外压力对蒸气压的影响很小，通常可忽略不计。 2、 证明： 根据()()dP P H dT T T )H (d T
p ???
??????+????
?????=?，两边同除以dT 得：
()()()??
? ???????????+?????????=?dT dP P H T H dT H d T P （1） 由V dp TdS dH +=，得：
P T
T T V T V V p S T p H ??? ????-=+???? ????=???? ???? 对于单组分两相平衡系统，上式变为：
()()P
T T V T V P H ???
??????-?=????????? （2）
根据C P 定义可得：
()P P
C T H ?=???
?????? （3） 对单组分两相平衡：
V
T H
dT dp ??=
（4） 将（2），（3），（4）三式代入（1）式得：
()()
P
3P T m /V ln H T H
C dT H d ??????????-?+?=? 3、 证明：
设物质在T ，P 下时，两相平衡，在T+dT,p+dp 时，两相又达新的平衡。
T ，P
??→?=?0G
??→?=?0G
因为 VdP SdT dG +-=所以()()()()dP V dT S dP V dT S β+β-=α+α- 所以 ()()[]()()[]dT S S dP V V α-β=α-β 即
()()()()m
m
V S V V S S dT dP ??=
α-βα-β= 对可逆过程，T
H S m
?=? 所以m
m V T H dT dp ??=
七、计算题 1、 解：
log101.325/3.17=△H m /2.303×8.314（1/298-1/373.2）
△H m=42.7kJ·mol-1
2、解：
V m(固)=128/1.145;
△V m(液)=128/0.981
△V m= V m (液)- V m (固)=0.0187L·mol-1=0.0187×103m3·mol-1
△H m=128 ×150=19.2 ×103J·mol-1
△T/ △p=T △V m/ △H m
=353 ×0.0187/（19.2 ×103 ×103）=3.44×10-7K·Pa-1
3、解：
三相共存时-1871.2/T+7.7096=-1425.7/T+5.4366
解之T=196K；
㏒(p/pθ)=(-1871.2/196)+7.7096= -1.8373
P=1473.6Pa
△H m.熔融=△H m.升华-△H m.汽化
=1871.2-1425.7×8.314×2.303
=8530J·mol-1
4、解：
该体系的总组成为含酚: 60/(90+60)×100%=40%
根据题意及杠杆规则,两者质量之比为[(1-0.449)-0.4]/解：(0.4-0.168)=0.65 5、解：
当出现两相时，溶液开始变混浊，即：0.832>H2O%>0.449
设再加入水为xg，则[100(1-0.8)+x]/[100(1-0.8)+x+100×0.8]>0.449
解之，得x>45.2g
6、解：
设加入苯胺xg,则体系的总组成含苯胺x/(50+x)，根据杠杆规则:
49.3/[(50+x)-49.3]=[0.916-x/(50+x)]/[x/(50+x)-0.072]
解之，得：x=51g
7、解：
据题意求出B。B=10.704
当T=343.2K时，求出p。p=1456Pa
将蒸气压方程与克-克方程：lnp=Δvap H m?/2.303RT+B比较, 得
Δvap H m=49553J·mol-1
Δvap S m?=109.1 J·K-1·mol-1
8、解：
ln(p2/p1)= Δvap-0
H(T2-T1)/(2.303RT1T2)
m
Δvap-0
H=30796J
m
∵Δvap H m?/T b=88 J·K-1·mol-1
∴T2=30796/88=350K
9、解：
ln(p2/p1)=Δvap H m?(T2-T1)/(2.303RT1T2)
∴ T b=307.1K
ln(p2/101.3)=360.2×74(309.8-307.9)/(2.303×8.314×307.9×309.8)
p2=108×103Pa=108 kPa
10、解：
(1) 在三相点，固液两相的蒸气压相等，故将上述二方程联立，求解得:
T=542.0K
p=18865Pa
(2) 将上述两方程与克-克方程比较,得：Δs g H m=108181 J·mol-1
Δvap H m?=62515 J·mol-1
Δfus H m?=45666 J·mol-1
11、解：
ln(p2/p1)=Δvap H m?(T2-T1)/(2.303RT1T2)
ln(1520/101.3)=2255×18(T2-273)/(2.303×8.314×373T2)
T2=471K
12、解：
dp/dT=Δvap H m?p/RT2
dp/dT=2255×18×101325/(8.314×373.22)Pa·K-1
物理化学习题及答案
物理化学习题及答案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
物理化学期末复习 一、单项选择题 1. 涉及焓的下列说法中正确的是() (A) 单质的焓值均等于零 (B) 在等温过程中焓变为零 (C) 在绝热可逆过程中焓变为零 (D) 化学反应中系统的焓变不一定大于内能变化 2. 下列三种胶体分散系统中，热力不稳定的系统是：() A.大分子溶胶 B.胶体电解质 C.溶胶 3. 热力学第一定律ΔU=Q+W 只适用于() (A) 单纯状态变化 (B) 相变化 (C) 化学变化 (D) 封闭物系的任何变化 4. 第一类永动机不能制造成功的原因是() (A) 能量不能创造也不能消灭 (B) 实际过程中功的损失无法避免 (C) 能量传递的形式只有热和功 (D) 热不能全部转换成功 5. 如图，在绝热盛水容器中，浸入电阻丝，通电一段时间，通电后水及电阻丝的温度均略有升高，今以电阻丝为体系有（） (A) W =0，Q <0，U <0 (B). W＞0，Q <0，U >0 (C) W <0，Q <0，U >0
(D). W <0，Q =0，U >0 6. 对于化学平衡, 以下说法中不正确的是（） (A) 化学平衡态就是化学反应的限度 (B) 化学平衡时系统的热力学性质不随时间变化 (C) 化学平衡时各物质的化学势相等 (D) 任何化学反应都有化学平衡态 7. 封闭系统内的状态变化：（） A 如果系统的?S >0，则该变化过程自发 sys B 变化过程只要对环境放热，则该变化过程自发 ，变化过程是否自发无法判断 C 仅从系统的?S sys 8. 固态的NH HS放入一抽空的容器中，并达到化学平衡，其组分数、独立组分 4 数、相数及自由度分别是（） A. 1，1，1，2 B. 1，1，3，0 C. 3，1，2，1 D. 3，2，2，2 9. 在定压下，NaCl晶体，蔗糖晶体，与它们的饱和混合水溶液平衡共存时，独立组分数C和条件自由度f'：（） A C=3，f'=1 B C=3，f'=2 C C=4，f'=2 D C=4，f'=3 10. 正常沸点时，液体蒸发为气体的过程中（） (A) ΔS=0 (B) ΔG=0
物理化学相平衡例题
相平衡例题 例2 系统中有C(s), H 2O(g), CO 2(g), CO(g), H 2(g)共存，C=？ 答：系统中有反应：(1)C(s)+H 2O(g)?CO(g)+H 2(g) (2)C(s)+CO 2(g) ?2CO(g) (3)CO(g)+H 2O(g) ?CO 2(g)+H 2(g) 其中S=5，独立化学平衡数R ≠3=2, ∴C=5–2=3注意：系统确定后，其组分数是确定的，物种数有一定随意性。 例1NH 4Cl(s)=NH 3(g) + HCl(g) C= S –R –R ’ S=3 R =1 K p = P (NH 3) ×P (HCl ) R ′=1 P (NH 3)=P (HCl ) C=1 若体系中已有H C l (g), 则C =?R`=0 C=2例3NH 4HS(s) 和任意量的NH 3(g) 及H 2S(g) 达平衡 时有: (A) C = 2，P = 2，f = 2；(B) C = 1，P = 2，f = 1 (C) C = 2，P = 3，f = 2；(D) C = 3，P = 2，f = 3(A)1000K 下，NH 3、H 2、N 2三气平衡F=? S =3，R =1 (2NH 3=3H 2+N 2)，P =1 F = C -P +1=2 (p 、x NH3、x H2或x N2其中之二) (1)、冰水共存时F ＝？ C =1，P =2(冰、水)， F = 1-2+2=1 (T 或p )f = C –P + 2
指出含有CaCO 3(s) 、CaO(s) 、CO 2(g)的体系与CO 2(g)和N 2(g)的混合物达渗透平衡时的物种数、组分数、相数和自由度数。 例4. 答:S = 4 , R = 1, R ′= 0 CaCO 3(s) = CaO(s) + CO 2(g) C = 3 , P = 4 f = C –P + 3 = 3 –4 + 3 = 2 ※注意:相律 f = C –P + 2 (体系各处的压力均相等,公式中的2表示温度和压力)而在此题渗透平衡中P 1 ≠P 2 ,所以相律应写为: f = C –P + 3 例5 Na 2CO 3有三种含水盐：N a 2C O 3?H 2O , N a 2C O 3?7H 2O , N a 2C O 3?10H 2O (1)p θ下,与N a 2C O 3(aq)和冰共存的含水盐最多有几种？(2)30℃时，可与水蒸气共存的含水盐最多有几种？ 解：系统由N a 2C O 3和H 2O 构成, C =2若S =5, 但存在三个平衡关系: R =3, N a 2C O 3+xH 2O = N a 2C O 3.xH 2O ∴C =2 1) 指定p θ, f = 2 –P + 1= 3 –P , f = 0, P = 3 ∴P 最多为3,与Na 2CO 3(aq)和冰(s)与共存的盐只有一种。 2) 指定30℃, f = 3 –P , f = 0, P = 3 ∴P 最多为3， ∴与水蒸气共存的含水盐最多有2种
物理化学习题第四章化学平衡
物理化学习题第四章 化学平衡 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
第四章 化学平衡 一．基本要求 1．掌握化学反应定温式的各种形式，并会用来判断反应的方向和限度。 2．了解标准平衡常数的定义，掌握标准平衡常数的各种表示形式和计算方法。 3．掌握标准平衡常数K 与r m G ?在数值上的联系，熟练用热力学方法计算r m G ?，从而获得标准平衡常数的数值。 4．了解标准摩尔生成Gibbs 自由能f m G ?的定义和它的应用。 5．掌握温度对化学平衡的影响，记住van ’t Hoff 公式及其应用。 6．了解压力和惰性气体对化学平衡的影响。 二．把握学习要点的建议 把本章放在多组分系统之后的目的，就是要利用多组分系统中介绍的化学势的概念和各种表示方式，来导出化学反应定温式，从而用来判断化学反应的方向与限度。 本章又用到了反应进度的概念，不过其值处在0 1 mol -的区间之内。因为在利用化学势的表示式来计算反应的Gibbs 自由能的变化值时，是将化学势看作为一个定值，也就是在有限的反应系统中，化学进度为d ξ，如果在一个很大的系统中， 1 mol ξ=。 严格讲，标准平衡常数应该用绝对活度来定义，由于本教材没有介绍绝对活度的概念，所以利用标准态化学势来对标准平衡常数下定义，其含义是一样的。从标准平衡常数的定义式可知，标准平衡常数与标准化学势一样，都仅是温度的函数，因为压力已指定为标准压力。对于液相反应系统，标准平衡常数有其相应的形式。对于复相化学反应，因为纯的凝聚态物质本身就作为标准态，它的化学势就是标准态化学势，已经归入r m G ?中，所以在计算标准平衡常数时，只与气体物质的压力有关。 学习化学平衡的主要目的是如何判断反应的方向和限度，知道如何计算平衡常数，了解温度、压力和惰性气体对平衡的影响，能找到一个经济合理的反应条件，为科研和工业生产服务。而不要过多地去考虑各种浓度表示式和各种平衡常数表示式之间的换算，否则会把自己搞糊涂了，反而没抓住主要内容。 由于标准平衡常数与r m G ?在数值上有联系，r m ln p G RT K ?=-，所以有了r m G ?的值，就可以计算p K 的值。定义了标准摩尔生成Gibbs 自由能f m G ?，
物理化学相平衡练习题
相平衡题 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衡时两相的相对的量。 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：C (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：C (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。 3．单组分固－液两相平衡的p～T曲线如图所示，则：C (A) V m(l) = V m(s) ；(B)V m(l)＞V m(s) ； (C) V m(l)＜V m(s) ；(D)无法确定。 4．蒸汽冷凝为液体时所放出的潜热，可用来：C (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：D (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：B (A) 1 种；(B) 2 种；(C) 3 种；(D) 0 种。
物理化学第五章相平衡练习题及答案
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。 3．单组分固－液两相平衡的p～T曲线如图所示，则： (A) V m(l) = V m(s) ；(B) V m(l)＞V m(s) ； (C) V m(l)＜V m(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：
物理化学第四章化学平衡练习题及答案
第四章 化学平衡练习题 一、判断与问答题： 1．反应的吉布斯函数变就是反应产物与反应物之间的吉布斯函数的差值。 2．在恒定的温度和压力条件下，某化学反应的?r G m 就是在一定量的系统中进行1mol 的 化学反应时产物与反应物之间的吉布斯函数的差值。 3．因为m r G ?= -RT ln K ，所以m r G ?是平衡状态时的吉布斯函数变化。 4．m r G ?是反应进度的函数。 5．在等温等压条件下，?r G m > 0的反应一定不能进行。 6．?r G m 的大小表示了反应系统处于该反应进度ζ时反应的趋势。 7．任何一个化学反应都可以用m r G ?来判断其反应进行的方向。 8．在等温、等压、W’ = 0的条件下，系统总是向着吉布斯函数减小的方向进行。若某化 学反应在给定条件下?r G m < 0，则反应物将完全变成产物，反应将进行到底。 9．在等温、等压不作非体积功的条件下，反应的? r G m < 0时，若值越小，自发进行反应 的趋势也越强，反应进行得越快。 10．某化学反应的? r G m 若大于零，则K 一定小于1。 11．理想气体反应 A + B = 2C ，当p A = p B = p C 时，m r G ?的大小就决定了反应进行方向。 12．标准平衡常数的数值不仅与方程式的写法有关，而且还与标准态的选择有关。 13．在给定温度和压力下发生的PCl 5的分解反应，只须测定平衡时混合气体的密度就可 以求知平衡常数了。 14．因 K = f (T )，所以对于理想气体的化学反应；当温度一定时，其平衡组成也一定。 15．若已知某气相生成反应的平衡组成，则能求得产物的m r G ?。 16．温度T 时，若K = l ，说明这个反应在此温度，压力为100kPa 的条件下已达到平衡。 17．一个已达平衡的化学反应，只有当标准平衡常数改变时，平衡才会移动。 18．因K = ∏(a B ν)，所有化学反应的平衡状态随化学反应计量系数而改变。 19．有供电能力(W f ≠ 0)的可逆电池反应体系的状态，在“G ～ξ”曲线上可存在的位置？ 20．“纯是相对的，绝对纯的物质是没有”，试从反应的亲合能A 上分析这句话的道理？ 21．化学反应亲合势愈大，则自发反应趋势越强，反应进行得愈快，对否？ 22．标准平衡常数与标准反应自由能的关系：K RT G ln m r -=?，那么，为什么反应的 平衡态与标准态是不相同的？ 23．欲使反应产物的平衡浓度最大，反应物的投料比一般为多大？ 24．对于计量系数?ν = 0的理想气体化学反应，哪些因素变化不改变平衡点？ 25．平衡常数 K = 1的反应，在标准态下反应，反应朝什么方向进行？ 26．在空气中金属不被氧化的条件是什么？ 27．反应PCl 5(g) = PCl 3(g) + Cl 2(g) 在212℃、p 容器中达到平衡，PCl 5 离解度为0.5， 反应的m r H ?= 88 kJ·mol -1，以下情况下，PCl 5的离解度如何变化： (A) 通过减小容器体积来增加压力； (B) 容器体积不变，通入N 2气来增加总压力； (B) 升高温度； (D) 加入催化剂。 28．对于复分解反应，如有沉淀、气体或水生成，则容易进行到底，试以化学平衡理论 分析其道理？ 29．2HgO(s) = 2Hg(g) + O 2(g)，在反应温度下及p = 101.325kPa 时，K = 4×10-3，试问 HgO(s) 的分解压力多大？当达到分解温度时，与HgO(s) 平衡的p Hg 有多大？若在标 准状态下反应，体系的总压力是多少？ 30．反应CO(g) + H 2O(g) = CO 2(g) + H 2(g)，在600℃、100kPa 下达到平衡(各物质的逸度 系数均为1)，当压力增大到500kPa 时，各物质的逸度系数分别为：γ (CO 2) = 1.09， γ (H 2) = 1.10，γ (CO) = 1.23，γ (H 2O) = 0.77，问这时平衡点向何方移动？ 31．反应CaCO 3(s) = CaO(s) + CO 2(g) 在常温常压下的分解压力并不等于零，那么古代大 理石建筑物何以能够保留至今而不倒？
物理化学相平衡：模拟试卷C
物理化学第五章模拟试卷C 班级 姓名 分数 一、选择题 ( 共10题 20分 ) 1. 2 分 二级相变符合的爱伦菲斯方程式是： ( ) （A ）)/(d /d α??=TV C T p V （B ）)/(d /d α??=TV C T p p （C ）p p /ln(d ? )/(d /)α??=TV C T V （D ）p p /ln(d ? )/(d /)α??=TV C T p 2. 2 分 Na 2CO 3可形成三种水合盐：Na 2CO 3·H 2O ，Na 2CO 3·7H 2O 及Na 2CO 3·10H 2O ，常压下将 Na 2CO 3(s) 投入其水溶液中，待达三相平衡时，一相是 Na 2CO 3水溶液，一相是 Na 2CO 3(s) ， 则另一相是： ( ) (A) 冰 (B) Na 2CO 3·10H 2O(s) (C) Na 2CO 3·7H 2O(s) (D) Na 2CO 3·H 2O(s) 3. 2 分 在 101 325 Pa 的压力下，I 2在液态水和 CCl 4中达到分配平衡 (无固态碘存在)，则该体系的自由度数为: ( ) (A) f *= 1 (B) f *= 2 (C) f *= 0 (D) f *= 3 4. 2 分 将 N 2,H 2,NH 3三种气体充进 773 K ,32 424 kPa 的合成塔中，在有催化剂存在的情况 下，指出下列三种情况时该体系的独立组分数 C (1),C (2),C (3)各为多少? ( ) (1) 进入塔之前 (2) 在塔内反应达平衡时 (3) 若只充入 NH 3气，待其平衡后 (A) 3，2，1 (B) 3，2，2 (C) 2，2，1 (D) 3，3，2 5. 2 分 凝固点的描述可图示如下，其中哪一个是错误的 ( )
物理化学试题及答案
物理化学试题及答案 C. 易于液化 D. 不易液化 2006-2007学年度上期物理化学试题,B, 水溶液置于绝热箱中，插入两个铜电极，以蓄电池为电源进行4、如图，将CuSO4 电解，可以看作封闭体系的是( )。 A. 绝热箱中所有物质 B. 两个铜电极 (可带计算器) C. 蓄电池和铜电极 一、判断题。判断下列说法的正误，在正确的说法后面打“?”，错误的说得分 D. CuSO水溶液 4法后面打“×”。(每小题1分，共10分) 5、在体系温度恒定的变化中,体系与环境之间( )。 1、温度一定的时候，气体的体积与压力的乘积等于常数。( ) A. 一定产生热交换 B. 一定不产生热交换 2、热力学过程中W的值应由具体过程决定 ( ) C. 不一定产生热交换 D. 温度恒定与热交换无关 3、系统的混乱度增加，则其熵值减小。( ) 6、下列定义式中，表达正确的是( )。 4、处于标准状态的CO (g)，其标准燃烧热为零。( ) A. G=H，TS B. G=A，PV C. A=U，TS C. H=U—PV 5、1mol理想气体从同一始态经过不同的循环途径后回到初始状态，其热力学能不变。 7、在一个绝热钢瓶中，发生一个放热的分子数增加的化学反应，那么( )。( )
A. Q > 0，W > 0，ΔU > 0 6、吉布斯判据适用于理想气体的任意过程。( ) B. ΔQ = 0，W = 0，ΔU < 0 7、四个热力学基本方程适用于所有封闭体系的可逆过程。( ) C. Q = 0，W = 0，ΔU = 0 8、在纯溶剂中加入少量不挥发的溶质后形成的稀溶液沸点将升高。( ) D. Q < 0，W > 0，ΔU < 0 9、惰性组分的加入将使反应的平衡转化率降低。( ) 8、ΔH =Q , 此式适用于下列哪个过程: ( )。 p10、只受温度影响的平衡系统自由度F=C-P+1。( ) 655A. 理想气体从10 Pa反抗恒外压10 Pa膨胀到10 Pa 5B. 0? , 10 Pa 下冰融化成水得分二、选择题。以下各题，只有一个正确选项，请将正确的选项填在相应位 置。(每小题3分，共45分) C. 电解 CuSO水溶液 4 54D. 气体从 (298 K, 10 Pa) 可逆变化到 (373 K, 10 Pa) 1. 一定压力下，当2 L理想气体从0?升温到273?时，其体积变为( )。 9、下述说法中，哪一种不正确:( )。 A. 5 L B. 4 L C. 6 L D. 1 L A. 焓是体系能与环境进行交换的能量 2、A、B两种理想气体的混合物总压力为100kPa，其中气体A的摩尔分数0.6，则气体B B. 焓是人为定义的一种具有能量量纲的热力学量的分压为( )。 C. 焓是体系状态函数 A. 100kPa B. 60kPa C. 40kPa D. 不确定 D. 焓只有在某些特定条件下，才与体系吸热相等 3、当实际气体的压缩因子Z 大于1的时候表明该气体( )。 10、凝固热在数值上与下列哪一种热相等:( )。 A. 易于压缩 B. 不易压缩 1
物理化学《化学平衡》习题及答案
物理化学《化学平衡》习题及答案 选择题 1．下面的叙述中违背平衡移动原理的是 (A) 升高温度平衡向吸热方向移动 (B) 增加压力平衡向体积缩小的方向移动 (C) 加入惰性气体平衡向总压力减少的方向移动 (D) 降低压力平衡向增加分子数的方向移动 答案：C 。加入惰性气体平衡向总压力增大的方向移动 2．要使一个化学反应系统在发生反应后焓值不变, 必须满足的条件是 (A) 温度和内能都不变 (B) 内能和体积都不变 (C) 孤立系统 (D) 内能, 压力与体积的乘积都不变 答案：D 。因ΔH ＝ΔU ＋Δ（pV ） 3．在等温等压下，当反应的?r G m ? = 5kJ ·mol -1 时，该反应能否进行? (A) 能正向自发进行 (B) 能逆向自发进行 (C) 不能判断 (D) 不能进行 答案：C 。应该用?r G m 判断而不是?r G m ? 。 4．已知反应 2NH 3 = N 2 + 3H 2，在等温条件下，标准平衡常数为0.25，那么，在此条件下，氨的合成反应1/2 N 2 + 3/2 H 2 = NH 3 的标准平衡常数为： (A) 4 (B) 0.5 (C) 2 (D) 1 答案：C 。 5．反应 2C(s) + O 2(g) ←→ 2CO(g)，其?r G m ? /(J ·mol -1 ) = -232600 - 167.7T /K ，若温度升高，则： (A) ?r G m ? 变负，反应更完全 (B) K p ? 变大，反应更完全 (C) K p ? 变小，反应更不完全 （D ）无法判断 答案：C 6．对于气相反应，当体系总压力p 变化时 (A) 对K f ? 无影响 (B) 对K r 无影响 (C) 对K p ? 无影响 (D) 对K f ? 、K r 、K p ? 均无影响 答案：A 。理想气体的K p ? 不受压力的影响而真实气体的K p ? 将随压力而变。 7．理想气体反应CO(g)+2H 2(g) = CH 3OH(g)的?r G m ?与温度T 的关系为： ?r G m ? = －21660+52.92T ，若要使反应的平衡常数K p ? >1，则应控制的反应温度： (A) 必须低于409.3℃ (B) 必须高于409.3K (C) 必须低于409.3K (D) 必须等于409.3K 答案：C 8．某化学反应在298K 时的标准吉布斯自由能变化为负值，则该温度时反应的K p ?将是： (A)K p ?= 0 (B) K p ? < 0 (C) K p Θ > 1 (D) 0 < K p ? < 1 答案：C 。根据ln r m p G RT K ?=-$ $ 。 9．25℃ 时水的饱和蒸气压为3.168kPa, 此时液态水的标准生成吉布斯自由能?f G m ?为－ 237.19kJ ·mol －1 ，则水蒸气的标准生成吉布斯自由能为： (A) －245.76kJ ·mol －1 (B) －229.34kJ ·mol －1 (C) －245.04kJ ·mol －1 (D) － 228.60kJ ·mol －1 答案：D 。可以设计使25℃的液态水变为3.168kPa 的水蒸气，此为恒温恒压可逆相变
物化相平衡复习习题
选择题 1. 二元恒沸混合物的组成 (A）固定(B) 随温度而变(C) 随压力而变(D) 无法判断答案：C 2. 一单相体系, 如果有3种物质混合组成, 它们不发生化学反应, 则描述该系统状态的独立变量数应为 (A) 3个(B) 4个(C) 5个(D) 6个答案：B。F＝C－P＋2＝3－1＋2＝4 3．通常情况下，对于二组分物系能平衡共存的最多相为(A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4 答案：D。F＝2－P＋2＝4－P，F不能为负值，最小为零。当F＝0时P＝4。4．正常沸点时，液体蒸发为气体的过程中 (A) ΔS=0 (B) ΔG=0 (C) ΔH=0 (D) ΔU=0 答案：B。此为可逆过程故ΔG＝0。5. 以下各系统中属单相的是 (A) 极细的斜方硫和单斜硫混合物(B) 漂白粉(C) 大小不一的一堆单斜硫碎粒(D) 墨汁答案：C。 6. NaCl(s), NaCl水溶液及水蒸汽平衡共存时, 系统的自由度(A) F=0 (B) F=1 (C) F=2 (D) F=3 答案：B。F=C-P+2，C＝2，P＝3，故F=2-3+2=1。 7. 如果只考虑温度和压力的影响, 纯物质最多可共存的相有(A) P=1 (B) P=2 (C) P=3 (D) P=4 答案：C。F=C－P＋2＝1－P＋2＝3－P，当F最小为零时P=3。7. 对于相律, 下面的陈述中正确的是(A) 相律不适用于有化学反应的多相系统(B) 影响相平衡的只有强度因素 (C) 自由度为零意味着系统的状态不变 (D) 平衡的各相中, 系统包含的每种物质都不缺少时相律才正确答案：B 8. 关于三相点, 下面的说法中正确的是(A) 纯物质和多组分系统均有三相点(B) 三相点就是三条两相平衡线的交点(C) 三相点的温度可随压力改变 (D) 三相点是纯物质的三个相平衡共存时的温度和压力所决定的相点答案：D 9. 用相律和Clapeyron 方程分析常压下水的相图所得出的下述结论中不正确的是(A) 在每条曲线上, 自由度F=1 (B) 在每个单相区, 自由度F=2 (C) 在水的凝固点曲线上, ΔHm(相变)和ΔVm的正负号相反(D) 在水的沸点曲线上任一点, 压力随温度的变化率都小于零答案：D 10. 二组分系统的最大自由度是
物理化学习题及答案
一、单选题（每题2分，共30分） 1. 在298K及101.325KPa下的1.00dm3氢气，等温可逆膨胀到 2.00 dm3，所做功的绝对值为C A、0.418 J B、0.0418 J C、70.3J D、7.11J 2. 对于孤立体系的实际过程，下列关系式不正确的是D A、W=0 B、Q=0 C、△U=0 D、△H=0 3. 一封闭系统进行可逆循环，其热温商之和D A、总是正值 B、总是负值 C、是温度的函数 D、总为零 4. 液体A和B混合成实际溶液时，当A和B之间的作用力大于相同分子之间的作用力时，该溶液对拉乌尔定律将 B A、产生正偏差 B、产生负偏差 C、不产生偏差 D、无法确定 5. 关于偏摩尔量，下面的叙述不正确的是B A、偏摩尔量是状态函数，其值与物质的量无关 B、偏摩尔量的值不能小于零 C、体系的强度性质无偏摩尔量 D、纯物质的偏摩尔量等于摩尔量 6.克拉贝龙方程dP/dT=△H m(相变)/T△Vm(相变)，其应用条件是D A、只适用于纯物质的气液、气固平衡 B、只适用于服从理想气体行为的为气液、气固平衡 C、任何纯物质的相变热不随温度而变的两相平衡 D、任何纯物质两相平衡体系 7.含KNO3和NaCl的水溶液与纯水达到渗透平衡，其自由度数f为D A、1 B、2 C、3 D、4 8.分解反应A(s)=B(g)+2C(g) 该反应的平衡常数Kp与分解压力P的数值之间为 C A、Kp=P3 B、Kp>P3 C、Kp
物理化学-相平衡习题汇总
第5章 相平衡 复习、讨论 基本内容： ? 相：体系内部物理性质和化学性质完全均匀的一部分。气相、液相、固相 ? 相数：体系内相的数目Φ≥1 ? 相图：描述多相体系状态随浓度、温度、压力等变量的改变而发生变化的图 形 ? 均相体系：只有一相的体系Φ=1 ? 多相体系：含多相的体系Φ>1 ? 凝聚体系：没有（或不考虑）气相的体系 ? 物系点：相图中表示体系总组成的点 ? 相点：表示某一个相的组成的点 ? 液相线：相图中表示液相组成与蒸气压关系的曲线 ? 气相线：相图中表示气相组成与蒸气压关系的曲线 ? 步冷曲线：冷却过程温度随时间的变化曲线T-t ? 独立组分数：C = S - R - R'，S 为物种数，R 为体系中各物种之间独立的化学 平衡关系式个数，R’为浓度和电中性限制条件的数目。对于浓度限制条件，必须是某个相中的几种物质的浓度之间存在某种关系时才能作为限制条件。C=1单组分体系，C=2二组分体系。若没有化学变化：C=S ；含单质的体系且R ’=0：C=N ；含单质的体系且S>N ：R = S – N 。 ? 自由度：确定平衡体系状态所需要的独立强度变量的数目f ≥0 ? 最低（高）恒沸点：对拉乌尔定律正（负）偏差很大的双液系的T —x 图上 的最低（高）点。恒沸点时气相组成与液相相同，具有纯物质的性质，一定压力下恒沸混合物的组成为定值（f*=C-Φ+1=1-2+1=0）。 ? 最低（高）恒沸混合物：最低（高）恒沸点对应的混合物。恒沸物是混合物 而不是化合物 ? 会溶温度(临界溶解温度)：部分互溶双液系相图上的最低点或最高点 ? 转熔温度：不稳定化合物分解对应的温度 ? 共轭层：部分互溶双液系相图上的帽形区内溶液为两层 ? 相律：平衡体系中相数、独立组分数与变量数之间的关系f ＝ C - Φ + n ? 杠杆规则：液相的物质的量乘以物系点到液相点的距离，等于气相的物质的 量乘以物系点到气相点的距离。B n B B n n l ×(X B -x B )=n g ×(y B -X B ) 单组分体系相图(p-T)：水、CO 2、C 二组分体系相图(T-x)：
北师大版物理化学化学平衡习题答案
北师大版物理化学化学平衡习题答案
化学平衡习题解答 1. 有理想气体反应 2H 2(g) + O 2(g)2H 2O(g)，在2000 K 时，已知反应的7 1.5510K =? (1) 计算H 2和O 2分压各为1.00×104 Pa ，水蒸气分压为1.00×105 Pa 的混合气中，进行上述反应的r m G ?，并判断反应自发进行的方向； (2) 当H 2和O 2的分压仍然分别为1.00×104 Pa 时，欲使反应不能正向自发进行，水蒸气的分压最少需要多大？ 解：(1) 反应系统的分压比 2222222252H O H O 243 H O H O (/)(1.0010)101325 1013.25(/)(/)(1.0010) p p p p p Q p p p p p p ''???====''''?? 由定温方程 1 r m 7 51 1013.25ln ln ln(/)(8.3142000ln )J mol 1.55101.6010J mol p p G RT K RT Q RT Q K --?=-+==????=-?? 由r m G ?<，可判断此时反应能够自发正向进 行。 (2) 欲使正向反应不能自发进行，p Q 至少需 与K θ 相等，即 222 2H O 7H O 1.5510p p p Q K p p ?==?= ? 所以227432142 H O 1 1.5510(1.0010)Pa 1.5310Pa 101325 p =???? =?
27H O 1.2410Pa p =? 2. 已知反应CO(g) + H 2O(g) CO 2(g) + H 2(g) 在700℃时K θ = 0.71，(1) 若系统中四种气体的分压都是 1.5×105 Pa ；(2) 若 6CO 1.010 Pa p =?， 25H O 5.010Pa p =?，22 5 CO H ==1.510Pa p p ?；试判断哪个条件下正 向反应可以自发进行？ 解：(1) 由定温方程r m r m ln p G G RT Q ?=?+，知 11 r m ln (8.314973.2ln 0.71)kJ mol 2.77 kJ mol G RT K --?==-???=? ∵r m r m ln p G G RT Q ?=?+ =222CO (g)H (g)H O(g)CO(g)( )()ln ln ()( )p p p p RT K RT p p p p ''-+'' = 55 1 55 1.510 1.510(-8.314973.2ln 0.71+8.314973.2ln )J mol 1.510 1.510 -??????????? = 3 1 2.7710 J mol -?? ∴ ?r G m = 2.77×1031 J mol -?＞ 0 此反应不能正 向自发进行。 (2) 当6CO 1.010 Pa p =?，25H O 5.010Pa p =?，2 25CO H ==1.510Pa p p ?时 ?r G m = 551 65 1.510 1.510(-8.314973.2ln 0.71+8.314973.2ln ) J mol 1.010 5.010 -??????????? = －22.3×1031 J mol -? ∵ ?r G m =－22.3×1031 J mol -?＜ 0
物理化学习题集及答案2
相平衡 一、选择题： 1. 二组分体系恒温时．可能同时存在的最大相数为 （ ） (A) Φ=2 (B) Φ=3 (C) Φ=4 2. 在α、β两项中都含有A 和B 两种物质，当达相平衡时，下列哪种情况正确 （ ） A B A A A B A B (A ) (C) (D) (B )αααβαβββμμμμμμμμ==== 3. 在101325Pa 下，水、冰和水蒸气平衡的系统中，自由度为 （ ） (A) 0 (B) 1 (C) 2 4. 在密闭容器中有食盐饱和溶液，并且存在着从溶液中析出的细小食盐结晶，则系统的自由度是 （ ） (A) 0 (B) 1 (C) 2 (D) 3 5. 系统是N 2和O 2两种气体的混合物时，自由度应为 （ ） (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4 6. 在101325 Pa 下，水和水蒸气呈平衡的系统，其自由度f 为 （ ） (A) 0 (B) 1 (C) 2 (D) 3 7. NH 4Cl(s)在真空容器中分解达到平衡NH 4Cl(s) → HCl(g) + NH 3(g) （ ） (A) K =3, Φ=2, f =2 (B) K =2, Φ=2, f =1 (C) K =1, Φ=2, f =1 (D) K =4, Φ=2, f =1 8. 25 ℃及标准压力下，NaCl(s)与其水溶液平衡共存 （ ） (A) K =1, Φ=2, f =1 (B) K =2, Φ=2, f =1 (C) K =2, Φ=2, f =0 (D) K =4, Φ=2, f =1 9. 已知在318 K 时纯丙酮的的蒸气压为43.063 kPa ，今测得氯仿的摩尔分数为0.30的丙酮－氯仿二元溶液上丙酮的蒸气压为26.77 kPa ，则此溶液： （ ） (A) 为理想液体混合物 (B) 对丙酮为负偏差 (C) 对丙酮为正偏差 (D) 无法确定 10. 苯(A)与甲苯(B)形成理想混合物，当把5 mol 苯与5 mol 甲苯混合形成溶液，这时，与溶液相平衡的蒸汽中，苯(A)的摩尔分数是： （ ）
大学《物理化学》相平衡练习题(有答案)
相平衡练习题 1. 在定压下，NaCl 晶体和蔗糖晶体与它们的饱和混合水溶液平衡共存时，独立组分数C 和条件自由度F '：答a ； (a) C =3， F '=1 (b) C =3， F '=2 (c) C =4， F '=2 (d) C =4， F '=3 注意：如果上述题目改为：在定压下，NaCl 晶体和蔗糖晶体与它们的过饱和混合水溶液平衡共存时，相律还是否适用？ 2. 23Na CO 可形成三种水合盐，232232232Na CO H O, Na CO 7H O Na CO 10H O ???及，常压下将 23Na CO (s) 投入其水溶液中，待达三相平衡时，一相是23Na CO 水溶液，一相是23Na CO (s) ，则另一相是：答d ； （a ）冰 （b ）232Na CO 10H O(s)? （c ）232 Na CO 7H O (s)? （d ）232 Na CO H O (s)? 3. 假设A 、B 二组分混合物可以形成理想液态混合物，则下列叙述中不正确的是： （a ）A 、B 分子间的作用力很微弱 （b ）A 、B 都遵守拉乌尔定律 （c ）液态混合物的蒸气压介于A 、B 的蒸气压之间 （d ）可以用重复蒸馏的方法使A 、B 完全分离。 答a 4．自由度为零，意味着：答（c ） （a ）体系独立组分数C 等于相数 P （b ）体系的状态不变 （c ）确定体系相平衡所需的最少强度变量数为零 （d ）三相共存 5.在一定压力下，在液态混合物中增加某组分后，液体的沸点下降，则该组分在气相中的相对含量（ ）它在平衡液相中的相对含量。答a a.大于 b. 小于 c.等于 d. 不确定 6. BaCO 3(s)、BaO(s)、CO 2(g)三种物质处于化学平衡时，体系自由度F 是 答a a.0 b.1 c.2 d.4 7．在一定压力下，某二组分系统能形成最低恒沸物，该恒沸物的组成（c ） a.与系统组成有关 b.与温度有关 c.与压力有关，压力一定时为定值 d.恒定不变，是化合物 8. 在一定压力下，A 和B 能形成最低恒沸物C ，设恒沸物的组成为x ，则对组成为x B (x B >x)的混合物进行普通精馏，最后得到（c ） a. A 和B b. A 和C c. B 和C d.无法确定 例1在101.325 kPa 下，A~B 系统的相图如 图所示。由相图回答： （1）系统中x （A ）﹦0.68时：开始沸腾的温度约为 ℃，最初馏出物中B 的摩尔分数约 图16
物理化学试题及答案B
2006—2007学年度上期物理化学试题（B） 考试（考查）命题人：刘勇审题: 开（闭）卷笔试时间：120分钟满分：100分 （可带计算器） 一、判断题.判断下列说法的正误，在正确的说法后面打“√",错误的说 法后面打“×”。（每小题1分，共10分) 1、温度一定的时候,气体的体积与压力的乘积等于常数。( ×） 2、热力学过程中W的值应由具体过程决定 ( √ ） 3、系统的混乱度增加，则其熵值减小。(×） 4、处于标准状态的CO (g）,其标准燃烧热为零.( × ) 5、1mol理想气体从同一始态经过不同的循环途径后回到初始状态，其热力学能不变。 ( √ ） 6、吉布斯判据适用于理想气体的任意过程。(×） 7、四个热力学基本方程适用于所有封闭体系的可逆过程.(√ ） 8、在纯溶剂中加入少量不挥发的溶质后形成的稀溶液沸点将升高.( √ ) 9、惰性组分的加入将使反应的平衡转化率降低。（× ) 10、只受温度影响的平衡系统自由度F=C—P+1。( √ ） 二、选择题。以下各题，只有一个正确选项，请将正确的选项填在相应位 置。（每小题3分,共45分） 1。一定压力下，当2 L理想气体从0℃升温到273℃时,其体积变为（ B ). A。 5 L B。 4 L C。 6 L D. 1 L 2、A、B两种理想气体的混合物总压力为100kPa，其中气体A的摩尔分数0.6，则气体B 的分压为（ C ）。 A. 100kPa B。 60kPa C. 40kPa D。不确定 3、当实际气体的压缩因子Z大于1的时候表明该气体（ B )。 A。易于压缩 B. 不易压缩 C. 易于液化 D。不易液化 4、如图，将CuSO4水溶液置于绝热箱中，插入两个铜电极，以蓄电池为电源进行电 解，可以看作封闭体系的是（ A ）。 A。绝热箱中所有物质 B。两个铜电极 C。蓄电池和铜电极 D。 CuSO4水溶液 5、在体系温度恒定的变化中，体系与环境之间（ C )。 A. 一定产生热交换B。一定不产生热交换 C. 不一定产生热交换 D. 温度恒定与热交换无关 6、下列定义式中，表达正确的是（ B ）。 A. G=H＋TS B. G=A＋PV C. A=U＋TS C。 H=U—PV 7、在一个绝热钢瓶中，发生一个放热的分子数增加的化学反应，那么（ C )。 A. Q > 0，W 〉 0，ΔU > 0 B。ΔQ = 0，W = 0,ΔU < 0 C。 Q = 0,W = 0，ΔU = 0 D。 Q < 0，W > 0,ΔU 〈 0 8、ΔH =Q p，此式适用于下列哪个过程：（ B )。 A. 理想气体从106 Pa反抗恒外压105 Pa膨胀到105 Pa B。 0℃ , 105 Pa 下冰融化成水 C。电解 CuSO4水溶液 D. 气体从 (298 K， 105 Pa) 可逆变化到（373 K， 104 Pa） 9、下述说法中,哪一种不正确:( A )。 A。焓是体系能与环境进行交换的能量 B. 焓是人为定义的一种具有能量量纲的热力学量 题号一二三四总分得分 得分 得分
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