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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；

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) ；

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；

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。

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：B

(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：C

(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同时溶于水中达到平衡，其组元数K和自由度数f的值完全正确的是：D

(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 ；

(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：D

(A) 298K时，H2O(l) H2O(g) ；(B) S(s) S(l) S(g) ；

(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

(A) 体系不是处于平衡态；(B) Na2CO3·10 H2O(s) 不可能存在；

12．相图与相律之间是：A

(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

(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；

(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，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：D

(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：C

(A) a点物系；(B) b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：C

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

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：B

(A) C点1，E点1，G点1 ；

(B) C点2，E点3，G点1 ；

(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：C

(A) 恒沸点；(B) 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：B

(A) 甲最大，乙最小；(B) 甲最小，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：C

(A)1个；

(B)(B) 2个；

(C)(C) 3个；

(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) = A x B y(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 (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：B

(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：D

(A)1个；

(B) 2个；

(B)3个；

(D) 4个。

24．在第一种物质中加入第二种物质后，二者的熔点发生什么变化? C

(A) 总是下降；(B) 总是上升；

25．如图是FeO与SiO2的恒压相图，那么存在几个稳

定化合物：B

(A)1个；

(B)(B) 2个；

(C)(C) 3个；

(D)(D) 4个。

26．A及B二组分组成的凝聚体系能生成三种稳定的化合

物，则于常压下在液相开始冷却的过程中，最多有几种固相同时析出？C

(A) 4种；(B) 5种；(C) 2种；(D) 3种。

27．在温度为T时，A(l) 与B(l) 的饱和蒸气压分别为30.0kPa和35.0kPa，A与B完全

互溶，当x A= 0.5时，p A= 10.0kPa，p B=

15.0kPa，则此二元液系常压下的T～x相图为：B

28．两组分理想溶液，在任何浓度下，其蒸气压：C

(A) 恒大于任一纯组分的蒸气压； (B) 恒小于任一纯组分的蒸气压；

29．设A和B可析出稳定化合物A x B y和不稳定化合

物A m B n，其T～x图如图所示，其中阿拉伯数字代

表相区，根据相图判断，要分离出

纯净的化合物A m B n，物系点所处的相区是：B

(A) 9 ；(B) 7 ；

30．液体A与B形成蒸气压正偏差很大的溶液，在精馏塔中精馏时，塔釜得到的是：D

(A) 恒沸混合物；(B) 纯A ；(C) 纯B ；(D) 纯A或纯B 。

31．如图A与B是两组分恒压下固相部分互溶

凝聚体系相图，图中有几个两相区：C

(A) 1个；(B) 2个；

32．水蒸气蒸馏通常适用于某有机物与水组成的：B

(A) 完全互溶双液系；(B) 互不相溶双液系；

33．下图是二元凝聚体系相图，其中物系点与相点合一的是：D

(A) F点，G点；

(B) I点，D点；

(D) H点，G点。

34．A与B是两种互不相溶的两种液体，A的正常沸点80℃，

B的正常沸点120℃。把A、B混合组成一个体系，那么这个混合物的正常沸点为：A (A) 小于80℃；(B) 大于120℃；

35．右图是三液态恒温恒压相图，ac、be把相图分成三个相区

①、②、③，每个相区存在的相数是：D

(A)①区1、②区1、③区1 ；

(B) ①区1、②区3、③区2 ；

(B)①区1、②区2、③区2 ；

(D) ①区1、②区2、③区1 。

36．金(熔点1063℃)与铜(熔点1083℃)形成合金；取含金量

50％的固熔体冷却，首先析出固溶体的含金量是：B

(A) 大于50％；(B) 小于50 % ；

O－NaCl－Na2SO4的物系中Na2SO4与H2O能形成水合

37．H

物Na2SO4·10 H2O(D)。相图中，在DBC区中存在的是：C

(A) 水合物D与溶液；

(B) 水合物D、NaCl和组成为F的溶液；

(D) 纯NaCl、纯Na2SO4和水溶液。

38．H

O－KNO3－NaNO3物系的相图如下。那么

在BEC区内平衡的相是：D

(A) 纯NaNO3与其饱和溶液；

(B) 纯KaNO3与其饱和溶液；

(D) 含KNO3、NaNO3与双饱和溶液(E) 。

39．分配定律不适用下列哪个体系：C

(A) I2溶解在水与CCl4中；

(B) Na2CO3溶解在正庚烷和二乙二醇醚中；

(D) Br2溶解在CS2与水中。

40．如图是恒温恒压下的三组分盐水体系相图，复盐可形

成水合物，存在几个三相平衡区：B

(A) 2个； (B) 3个；

三、多选题：

1．通常所说的水的冰点为0℃的含义是什么？

(A) 在101.33kPa压力下，冰和纯水平衡时的温度；

(B) 冰、水、水蒸气三相平衡时的温度；

(D) 压力为101.3kPa下被空气饱和了的水和冰平衡的温度；

(E) 压力在101.3kPa时，冰、水、水蒸气三相共存时的温度。

2．下列系统Φ = 1的是：

(A) Pb－Sn－Sb形成的固溶体；(B) α-SiO2和β-SiO2；

(A) I2(s) I2(g) ；(B) C(石墨) C(金刚石) ；

(E) I2(g)(n,T1,p1) I2(g) (n,T2,p2) ；(F) I2(l) + H2 2HI(g) 。

4．对于两组分凝聚体系的步冷曲线形状，下列判断正确的是：

(A) 步冷曲线上，一定存在“拐点” ；

(B) 一条步冷曲线上有平台，就一定有“拐点” ；

(D) 一条步冷曲线上可以有“拐点”而无“平台” ；

(E) 一条步冷曲线上可以有“平台”而无“拐点” 。

5．在CaF2－CaCl2的凝聚系统相图中，物系点为a，当

降低系统温度时，不正确的是：

(A)a点Φ = 1，f* = 2 ；

(B) b点Φ = 1，f* = 1 ；

(B)c点Φ = 2，f* = 1 ；

(C)d点Φ = 2，f* = 1 ；

(E) c点Φ = 3，f* = 0 。

6．关于杠杆规则的适用性，下列说法错误的是：

(A) 适用于单组分体系的两个平衡相；(B) 适用于二组分体系的两相平衡区；

(E) 适用于三相平衡线上的任意两个平衡相。

7．加压于冰，冰可部分熔化成水，这是什么原因？

(A) 加压生热；(B) 冰的晶格受压崩溃；(C) 冰熔化时吸热；

(D) 冰的密度小于水；(E) 冰的密度大于水。

一、判断题答案：

1．对。 2．错。

3．错，应是在一定范围内可以独立变化的强度变数。 4．错，也有代表相的点。

5．错，f = l 表示有一个强度变数可独立变化。 6．对。

7．对，在p ～x 图中理想液态混合物的液相线是直线。 8．对。

9．错，其他相图的两相平衡区也可以使用杠杆规则。 10．错，对有恒沸物的系统，最多只能得到一个纯组分。 11．错，通常两个组分都同时产生正(或负)偏差。 12．错，恒沸组成与压力有关。

13．错，因不互溶，p A = p A ’，与组成无关。 14．对。 15．对。

二、单选题答案：

1. C ；

2. C ；

3. C ；

4. C ；

5. D ；

6. B ；

7. B ；

8. C ；

9. D ； 10.D ； 11.A ； 12.B ； 13.A ； 14.D ； 15.C ； 16.C ； 17.B ； 18.C ； 19.B ； 20.C ； 21.A ； 22.B ； 23.D ； 24.C ； 25.B ； 26.C ； 27.B ； 28.C ； 29.B ； 30.D ； 31.C ； 32.B ； 33.D ； 34.A ； 35.D ； 36.B ； 37.C ； 38.D ； 39.C ； 40.B 。

三、多选题答案：

1. D ；

2. AD ；

3. AD ；

4. DE ；

5. BC ；

6. AC ；

7. D ；

8. BC ；

9. CD ； 10. CE 。

四、主观题答案：

1．解：N = 3 C = 3 Φ = 3 (s ，l ，ｇ)

(1) f * = 3-3 + 1 = 1 ；(2) f *min = 0 ，3-Φmax + 1 = 0 ，Φmax = 4 。

2．解：(1) p = W /2S = 60/(7.62 × 0.00245 × 3) = 1607 kg·cm -2 = 1549 × 104 Pa (2) d p /d T = ΔH /T ΔV ，d p = (ΔH /T ΔV ) ·d T 积分：p 2-p 1 = (ΔH /ΔV ) × ln(T 2/T 1)，p 2 = 15749 × 104 Pa ，p 1 = 101325 Pa T 1 = 273.15 K ， ΔV = 18.02/1.00 - 18.02/0.92 = -1.567 cm 3 ln(T 2/T 1) = (p 2-p 1) × ΔV /ΔH = (15746 × 104-101325) × (-1.567 × 10-6)/6009.5 = -0.04106 T 2 = 0.9598 T 1 = 0.9598 × 273.15 = 262.16 K 即： t 2 = - 11℃

3．解：T = 273 + 181 = 454 K ，p = 101325 Pa ln101325 = - 5960/454 + B ，B = 24.654

ln p = - 5960/T +24.654，T 2 = 273 + 70 = 343K

ln p 2 = - 5960/343 + 24.654 = 7.278，p 2 = 1448.1 Pa

因为 2

5960ln T T p p

=??? ?

???，由克-克方程：2

ln RT H T

p p

???

??? ΔH m,vap (气化) = 5960R = 5960 × 8.314 = 49551 J·mol -1

4．解：

5．解：ΔH m(气化) = a + bT + cT2

dln p l/d T= ΔH m(气)/RT2 = a/RT2 + b/RT + c/R(1)

2.303lg p l = 7.648×2.303 －3328×2.303/T －0.848×2.303lg T

ln p l = 7.648×2.303 －7664/T－8.848ln T

dln p l/d T = 7664/T2-0.848/T与(1)式比较，

a = 7664R = 63718

b = - 0.848R = -7.05

c = 0

ΔH m(气化) = 63718-7.05 T

ΔH m(升华) = ΔH m(熔融) + ΔH m(气化) = 2320 + 63718-7.05 T = 66038-7.05 T

dln p s/d T= ΔH m(升华)/RT2 = 66038/RT2-7.05/RT = 7943/T2-0.848/T

积分：ln p s = - 7943/T-0.848ln T + C

lg p s = - 3449/T-0.848lg T + C' 三相点T = 243.3K lg p s = lg p L

-2339/243.3-0.848lg243.3 + C' = 7.648-3328/243.3-0.848lg243.3

∴C' = 8.145 lg p s = - 3449/T-0.848lg T + 8.145 当T = 273.2-78 = 196.2 K

lg p s = - 3449/195.2 = - 0.848lg195.2 + 8.145 = - 11.460

p s = 3.92 × 10-12p = 3.29 × 10-12 × 101325 = 3.98 × 10-7 Pa

6．解：

7．解：化合物中含Mo为62 % 。8.

解：

9．解：在图上联结Cf，交AD线于g点，量出Cf = 3.7 cm，Cg = 2.6 cm，

用杠杆规则计算g点物系质量，w(g) = 100 × 3.7/2.6 = 142.3 g ，加水42.3 g

量出AD = 2.6 cm ，Dg = 0.9 cm，w (NaCl) = 142.3 × 0.9/2.6 = 49.26 g

10．解：(1) 根据题意，体系中只存在CaCO3和CO2

S = 2 ，R = R’ = 0 K = S-R-R’ = 2因为压力p固定，

且Φ = 2[CaCO3(s)，CO2 (g)] 所以：f = K-Φ + 1 = 2-2 + 1 = 1

这说明体系尚有一个自由度，此即为温度，在温度可自由变化的情况下，

体系中CaCO3不分解。

(2) 体系中有CaCO3(s)，CaO(s)和CO2 (g)

同时存在化学平衡CaCO3(s) CaO(s) + CO2 (g)

故S = 3 ，R’ = 0 ，R = 1 K = S-R’-R = 2

(s)，CaO(s)，CO2 (g)]

因为压力p固定，且Φ= 3[CaCO

所以f = K-Φ + 1 = 2-3 + 1 = 0

Ⅰ区：CaO(s) + CO2(g)

Ⅱ区：CaO(s) + CaCO3(s)

Ⅲ区：CO2(g) + CaCO3(s)

11．解：(1) 图中的ac 为水的冰点下降曲线；ec 为水

化物NaCl·2H2O的溶解曲线；eh 为NaCl的溶解度曲线；bd 为三相线，线上任意一点代表冰、水化物和具有 c 点组成的NaCl溶液三相平衡共存；eg 为三相线，线上任意一点代表NaCl、水化物和具有e点组成的NaCl溶液三相平衡共存。

Ⅰ是液相区；Ⅱ是固(NaCl) 液平衡区；Ⅲ是冰液平衡区；

Ⅳ是固(NaCl·2H2O) 液平

衡区。

(2) 由相图可知，在冰水平衡体系中加入

NaCl，随着加入NaCl的增多，体系温度

沿c线下降，至c点温度降为最低，这时

体系的温度为-21.1℃。

(3) 在冷却到-9℃时，已达到低共熔点，

此时已开始有NaCl·2H2O析出，到-10℃，

纯NaCl已消失，因此在冷却到-10℃过程

中，最多析出的纯NaCl可由杠杆规则计

算：w (液) ×1 = w (NaCl) ×72 w (NaCl) / w总= 1/(72 + 1) = 1/73

w (NaCl) = w总/ 73 = 1000/73 = 13.7 g

即冷却到-10℃过程中，最多能析出纯NaCl 13.7 g。

12．解：(1) 由于1.00mol 过冷水升高到0.01℃(即273.16 K) 时需要的热量约为：

75.31 ×(273.16-263) = 765.15 J·mol-1，

小于1mol过冷水结晶为冰放出的热量6020 J·mol-1，所以无法使过冷水全部结成冰，最终温度为0.01℃(273.16 K)的冰水共存体系。

(2) 平衡时是三相(冰、水、蒸气) 共存。

(3) 假设有x mol H2O(s) 生成，由于过冷水结冰过程很快，故体系是绝热的，即263K

时结出x mol冰的放热，使冰水体系升温至273.16K 。

75.31 ×10.16 ×(1-x) + 37.66 ×10.16·x = x·[6020 + (37.66-75.31) ×10.16]

x = 0.127 则平衡时有0.127 mol 冰和0.873 mol 水。

(4) 结晶过程的ΔS m包括两部分，第一部分是1mol过冷水由263K升温至273.16K：

ΔS 1 = []

263

.273ln

3.75d )l (O H 21

2m ,?=?T T p T T

C = 2.855 J·K -1·mol -1

第二部分是 x mol 水结成冰：ΔS 2 = -ΔH m ·x / T = -6020x / 273.16 = -2.799 J·K -1·mol -1

所以结晶过程的 ΔS m = 2.855-2.799 = 0.056 J·K -1·mol -1

13．解：ln x (Bi ) = - (11.00 × 103/R ) × (1/T -1/544.2) ln x (Cd) = - (5.98 × 103/R ) × (1/T -1/594.1)

x (Bi) + x (Cd) = 1 解得：T = 404.7 K ≈131.5℃ x (Bi) = 0.4325，换算成Cd 的质量百分数为41.4％。

14．解：(1)由图Ⅰ知X 为A 3B 。

1：L + A(s)；2：A(s) + A 3B(s)；3：A 3B(s) + L ；4：A 3B(s) + B(s)；5：B(s) + L (2) 由图Ⅱ知： 1：α；2：L + α；3：L + β；4：β；5：α + β (3) 由图Ⅲ知X 为A 2B ，Y 为AB 。

1：L ；2：α；3：L + α；4：L + A 2B(s)；5：α + A 2B(s)； 6：L + AB(s)； 7：A 2B(s) + AB(s)； 8：L+ AB(s)； 9：L+B(s) 10：AB(s) + B(s)

15．解：在Ⅰ相中含16.8％的酚；在Ⅱ相中含 44.9％的水，则含酚为 55.1％。 (1) 设物系点为 o ，其中酚含量为： 60/150 = 40％于是 w 1 + w 2 = 150 且 w 1/w 2 = (55.1-40) / (40-16.8) 解得：w 1 = 59.1 g ，w 2 = 90.9 g

(2) 80 / [ 100 + w (水) ] = 55.1％需加水 w (水) = 45.2 g

16．解：(1) ln p (溴苯) = -A /T + B

由：ln 8.825(kPa) = - A /353 + B ；ln 101.325(kPa) = -A /429 + B 得：ln p (溴苯) = - 4863.4/T + 22.86 (1)

对H 2O 而言：353K ，p * = 47.335 kPa ；373K ，p * = 101.325 kPa 得：ln p *(水) = -5010.6/T + 24.96 (2) 又因为：p *(溴苯) + p *(水) = 101.325 kPa (3)

联立方程(1)、(2)、(3) ，解得p *(溴苯) = 15.66 kPa ，p *(水) = 85.71 kPa 代入得：T = 368.4 K = 95.2℃

(2) 由p *(溴苯) = p 总y(溴苯) ；p *(水) = p 总y(水)

可得：p *(溴苯) / p *(水) = y(溴苯) / y(水) = n(溴苯) / n(水)

= [w (溴苯)/M (溴苯)] / [w (水)/M (水)]

w (溴苯) / w (水) = [p *(溴苯)·M (溴苯) / p *(水)·M (水)]

= (15.66 × 156.9) / (85.71 × 18) = 1.593

所以 w (溴苯) = 1.593 / 2.593 = 61.4％

(3) w (水) = w (溴苯) / 1.593 = 10 / 1.593 = 6.28 kg

相平衡 1、在相图上，当系统处于下列哪一点时只存在一个相………( C ) (A)恒沸点 (B) 熔点 (C) 临界点 (D) 低共熔点

2、NH 4HS(s) 和任意量的 NH 3(g) 及 H 2S(g) 达平衡时有C= 2 ,P= 2 ,F= 2 。

3、A 和B 的相图如下图从图中可以看出来最低共熔温度为-2℃，最低共熔混合物含B 0.60。

（1）在图上标出各区域所在相；

（2）如将含B 0.80的熔液100g由15℃冷却时，首先析出的固体为何物，计算最多能析出的固体的质量。

（3）画出含B，0.30和0.60时的步冷曲线。

4、下图为定压的As-Pb 相图，试从相图：

（1）推测w(Pb)为0 ，0.30，0.60，0.98 和 1.00的熔融物冷却时步冷曲线的形状；）

（2）写出含w(Pb)= 0.60 的熔融物在冷却过程中相的变化；

（3）从图上找出由100g固态砷与200g w(Pb)= 0.60的溶液平衡的系统的表示点，并说明系统的组成。

答案：1.C 2. 2,2,2

首先析出B (s)，根据杠杆规则m B ×(1.00―0.80)=(100―m B )(0.80― 0.60) m B =50g

4. 解：（1）步冷曲线如图：

每条步冷曲线1分，共5分

（2）w (Pb)= 0.60 的熔融物冷却到约560 ?C 时析出固体As ，

冷却曲线发生转折，液相组成由h 向e 移动，当冷却到约288 ?C 时，As ，Pb 以低共熔物比例同时析出，系统三相共存，冷却曲线水平，

溶液干涸后，系统温度继续下降；（3）设系统组成为

x ，根据杠杆规则(l)200

(s)0.6100m x m x ==-，

x= 0.4 系统点O 点w (Pb)= 0.40

1. A －B 二元凝聚系统相图示意如下，指出各相区稳定存在时的相；

2. 有下列凝聚系统相图，依图完成下列问题。

(1)图中有几条三相线，分别是哪几条？三相线上的相平衡关系为：（2）完成下表：

（3）分别画出PQRS 四点的冷却曲线。 3. A 和B 的相图如下图从图中可以看

出来最低共熔温度为-2℃，最低共熔混合物含B 0.60。（1）在图上标出各区域所在相；

（2）如将含B 0.80的熔液100g 由15℃冷却时，首先析出的固体为何物，计算最多能析出的固体的质量。

（3）画出含B ，0.30和0.60时的步冷曲线。

4. A －B 二元凝聚系统相图示意如下：

相区 ① ② ③ ④ ⑤ 相态 S A ＋l S C ＋α 自由度数

(1)标出各相区的稳定相态；

(2)熔融液从a点出发冷却，经a→b→b′→b″再到c点。试画出该过程的步冷曲线，并描述冷却过程中的相变化情况。

(3) E点的自由度数是多少？写出该点的相平衡关系。

5. 某A-B二组分凝聚系统相图如附图。

(1) 指出各相区稳定存在时的相；

(2)指出图中的三相线。在三相线上哪几个相成平衡？三者之间的相平衡关系如何？

(3)绘出图中状态点为a , b , c三个样品的冷却曲线，并注明各阶段时的相变化。

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

物理化学测验-相平衡

物理化学测验（四）一、选择题。在题后括号内，填上正确答案代号。 1、硫酸与水可形成H2SO4?H2O(s)，H2SO4?2H2O(s)，H2SO4?4H2O(s)三种水合物，问在101325 Pa的压力下，能与硫酸水溶液及冰平衡共存的硫酸水合物最多可有多少种？( ) (1) 3种；(2) 2种；(3) 1种；(4) 不可能有硫酸水合物与之平衡共存。 2、组分A(高沸点)与组分B(低沸点)形成完全互溶的二组分系统，在一定温度下，向纯B 中加入少量的A，系统蒸气压力增大，则此系统为：( )。（1）有最高恒沸点的系统；（2）不具有恒沸点的系统；（3）具有最低恒沸点的系统。 3、设反应a A(g ) == y Y(g) + z Z(g),在101.325 kPa、300 K下，A的转化率是600 K的2倍，而且在300 K下系统压力为101 325 Pa的转化率是2×101 325 Pa的2 倍，故可推断该反应（）。（1）平衡常数与温度，压力成反比；（2）是一个体积增加的吸热反应；（3）是一个体积增加的放热反应；（4）平衡常数与温度成在正比，与压力成反比。 4、某反应A(s) == Y(g) + Z(g)的?r G与温度的关系为?r G= (－45 000＋110 T/K) J ·mol -1，在标准压力下, 要防止该反应发生，温度必须：( ) 。 (1) 高于136 ℃； (2) 低于184 ℃； (3) 高于184 ℃； (4) 低于136 ℃； (5) 高于136 ℃而低于184 ℃。 5、将固体NH4HCO3(s) 放入真空容器中，等温在400 K，NH4HCO3按下式分解并达到平衡：NH4HCO3(s) === NH3(g) + H2O(g) + CO2(g) 系统的组分数C和自由度数?为：( )。 (１)Ｃ＝２，?＝１； (２)Ｃ＝２，?＝２； (３)Ｃ＝１，?＝０； (４)Ｃ＝３，?＝２。 6、已知等温反应 ①CH4(g) == C(s) + 2H2(g) ②CO(g) + 2H2(g) == CH3OH(g) 若提高系统总压力，则平衡移动方向为（）。（1）①向左，②向右；（2）①向右，②向左；（3）①和②都向右。二、计算题。请计算下列各题。 ( 本大题7分) 在323 K时，下列反应中NaHCO3(s)和CuSO4-5H2O(s)的分解压力分别为4 000 Pa和6052 Pa：反应①2NaHCO3(s) ==Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g)

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？

物理化学相平衡知识点

相平衡一、主要概念组分数，自由度，相图，相点，露点，泡点，共熔点，(连)结线，三相线，步冷(冷却)曲线，低共熔混合物(固相完全不互溶) 二、重要定律与公式本章主要要求掌握相律的使用条件和应用，单组分和双组分系统的各类典型相图特征、绘制方法和应用，利用杠杆规则进行有关计算。 1、相律： F = C - P + n, 其中：C=S-R-R’ (1) 强度因素T，p可变时n=2 (2) 对单组分系统：C=1, F=3-P (3) 对双组分系统：C=2，F=4-P；应用于平面相图时恒温或恒压，F=3-P。 2、相图 (1)相图：相态与T，p，x的关系图，通常将有关的相变点联结而成。 (2)实验方法：实验主要是测定系统的相变点。常用如下四种方法得到。 1

2 对于气液平衡系统，常用方法蒸气压法和沸点法；液固(凝聚)系统，通常用热分析法和溶解度法。 3、单组分系统的典型相图对于单组分系统C =1，F =C -P +2=3-P 。当相数P =1时，自由度数F =2最大，即为双变量系统，通常绘制蒸气压-温度(p-T )相图，见下图。 p T l B C A O s g C ' p T l B C A O s g F G D 单斜硫p T 液体硫B C A O 正交硫硫蒸气 (a) 正常相图 (b) 水的相图 (c) 硫的相图图6-1 常见的单组分系统相图 4、二组分系统的相图类型：恒压的t -x (y )和恒温的p -x (y )相图。相态：气液相图和液-固(凝聚系统)相图。 (1)气液相图根据液态的互溶性分为完全互溶(细分为形

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《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

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

物理化学上册相平衡练习及答案

物理化学相平衡1试卷一、选择题( 共21题40分) 1. 2 分(2442)由CaCO3(s),CaO(s),BaCO3(s),BaO(s)及CO2(s)构成的平衡体系,其自由度为： ( ) (A) f=2 (B) f=1 (C)f=0 (D) f=3 2. 2 分(2398)将N2,H2,NH3三种气体充进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NH3气，待其平衡后 (A) 3，2，1 (B) 3，2，2 (C) 2，2，1 (D) 3，3，2 3. 2 分(2562)在373.15 K时，某有机液体A和B的蒸气压分别为p和3p，A 和B的某混合物为理想液体混合物，并在373.15 K，2p时沸腾，那么A在平衡蒸气相中的摩尔分数是多少？ (A) 1/3 (B) 1/4 (C) 1/2 (D) 3/4 4. 2 分(2403)将AlCl3溶于水中全部水解，此体系的组分数C是： (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4 5. 2 分(2740) 对二级相变而言，则（A）? 相变H=0，? 相变 V<0（B）? 相变 H<0，? 相变 V=0 （C）? 相变H<0，? 相变 V<0（D）? 相变 H=0，? 相变 V=0 6. 2 分(2436)CuSO4与水可生成CuSO4?H2O,CuSO4?3H2O,CuSO4?5H2O三种水合物,则在一定压力下，与CuSO4水溶液及冰共存的含水盐有： (A) 3种 (B) 2种 (C) 1种 (D) 不可能有共存的含水盐 7. 2 分(2333) 在密闭容器中，让NH4Cl(s)分解达到平衡后，体系中的相数是： (A)1 (B)2 (C)3 (D) 4 8. 2 分(2440)CaCO3(s),CaO(s),BaCO3(s),BaO(s)及CO2(g)构成的一个平衡物系,其组分数为： (A) 2 (B) 3 (C) 4 (D) 5 9. 2 分(2739) 二级相变服从的基本方程为：（A）克拉贝龙方程（B）克拉贝龙—克劳修斯方程（C）爱伦菲斯方程（D）以上三个方程均可用 10. 2 分(2565)p?时，A 液体与B液体在纯态时的饱和蒸气压分别为40 kPa和46.65 kPa，在此压力下，A和B 形成完全互溶的二元溶液。在x A= 0.5时，A和B 的平衡分压分别是13.33kPa和20 kPa，则此二元物系常压下的T-x图为下列哪个图： 11. 2 分(2396)硫酸与水可形成H2SO4·H2O(s)、H2SO4·2H2O(s)、H2SO4·4H2O(s)三种水合物,问在 101 325 Pa 的压力下，能与硫酸水溶液及冰平衡共存的硫酸水合物最多可有多少种 (A) 3 种 (B) 2 种 (C) 1 种 (D) 不可能有硫酸水合物与之平衡共存。 12. 2 分(2399)某体系存在C(s),H2O(g),CO(g),CO2(g),H2(g) 五种物质，相互建立了下述三个平衡：H2O(g) + C(s)垐? 噲?H2(g) + CO(g) CO2(g) + H2(g)垐? 噲?H2O(g) + CO(g) CO2(g) + C(s)垐? 噲?2CO(g) 则该体系的独立组分数C为: (A) C=3 (B) C=2 (C) C=1 (D) C=4

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》化学平衡练习题

《物理化学》化学平衡练习题 1. 常压下，(NH 4)2S(s)=2NH 3(g)+H 2S(g)的△H>0,则该反应( c ) a.任意温度下自发 b. 较高温度下自发 c.较低温度下自发 d.任意温度下不自发 2. 实际气体反应的标准平衡常数数值与（ c ）无关 a.标准态 b.温度 c.压力 d. 计量方程式 3.在一定温度和压力下，对于一个化学反应，能用以判断其反应方向的是(b ) a.Δr G m ? b. Δr G m c.K ? d.Δr H m 4.某温度时，NH 4Cl(s)＝NH 3(g)+HCl(g)的分解压力是P ?，则反应的标准平衡常数K ?为( c ) a.1 b.0.5 c.0.25 d.0.125 5．某实际气体反应，用逸度表示的平衡常数f K 随下列哪些因素而变： (a) 系统的总压力 (b) 催化剂 (c) 温度 (d) 惰性气体的量答c ； 6．根据某一反应的r m G ?值，下列何者不能确定： (a) 标准状态下自发变化的方向 (b) 在r m G ?所对应的温度下的平衡位置 (c) 在标准状态下系统所能作的最大非膨胀功 (d) 提高温度反应速率的变化趋势答d ； 7．增大压力能使平衡向产物方向移动的反应是： (a)32CaCO (s)CaO(s)+CO (g) (b) 222CO(g)+H O(g) CO (g)+H (g) (c)2231.5H (g)+0.5N (g) NH (g) (d)3252253CH COOH()+C H OH()=H O()+C H COOCH ()l l l l 答c ； 8. 对任意一化学反应，等压热效应与等容热效应的关系为B(g)p V Q Q RT ν=+∑（式中B(g)ν为反应中气体的计量系数）故：（a ）p Q >v Q ( b) p Q v Q < (c ) p Q =v Q (d) p Q 不一定大于v Q 答d ； 9．下列说法中, 不正确的是：（a ） (),/T P G ξ??表示完成 1mol 化学反应吉布斯自由能的变化

物理化学答案第六章相平衡

第六章相平衡 6.1 指出下列平衡系统中的组分数C，相数P及自由度F。（1）I2(s)与其蒸气成平衡；（2）CaCO3(s)与其分解产物CaO(s)和CO2(g)成平衡；（3）NH4HS(s)放入一抽空的容器中，并与其分解产物NH3(g)和H2S(g)成平衡；（4）取任意量的NH3(g)和H2S(g)与NH4HS(s)成平衡。（5）I2作为溶质在两不互溶液体H2O和CCl4中达到分配平衡（凝聚系统）。解：（1）C = 1, P = 2, F = C–P + 2 = 1 – 2 + 2 = 1. （2）C = 3 – 1 = 2, P = 3, F = C–P + 2 = 2 – 3 + 2 = 1. （3）C = 3 – 1 – 1 = 1, P = 2, F = C–P + 2 = 1 – 2 + 2 = 1. （4）C = 3 – 1 = 2, P = 2, F = C–P + 2 = 2 – 2 + 2 = 2. （5）C = 3, P = 2, F = C–P + 1 = 3 – 2 + 1 = 2. 6.2 已知液体甲苯（A）和液体苯（B）在90 °C时的饱和蒸气压分别为= 和。两者可形成理想液态混合物。今有系统组成为的甲苯-苯混合物5 mol，在90 °C下成气-液两相平衡，若气相组成为求：（1）平衡时液相组成及系统的压力p。（2）平衡时气、液两相的物质的量解：（1）对于理想液态混合物，每个组分服从Raoult定律，因此（2）系统代表点，根据杠杆原理 6.3 单组分系统的相图示意如右图。试用相律分析途中各点、线、面的相

平衡关系及自由度。解：单相区已标于图上。二相线（F = 1）：三相点（F = 0）：图中虚线表示介稳态。 6.4 已知甲苯、苯在90 °C下纯液体的饱和蒸气压分别为54.22 kPa和136.12 kPa。两者可形成理想液态混合物。取200.0 g甲苯和200.0 g苯置于带活塞的导热容器中，始态为一定压力下90 °C的液态混合物。在恒温90 °C下逐渐降低压力，问（1）压力降到多少时，开始产生气相，此气相的组成如何？（2）压力降到多少时，液相开始消失，最后一滴液相的组成如何？（3）压力为92.00 kPa时，系统内气-液两相平衡，两相的组成如何？两相的物质的量各位多少？解：原始溶液的组成为（1）刚开始出现气相时，可认为液相的组成不变，因此（2）只剩最后一滴液体时，可认为气相的组成等于原始溶液的组成

大学物理化学化学平衡课后习题及答案

化学平衡课后习题一、是非题下列各题中的叙述是否正确？正确的在题后括号内画“”，错误的画“”。 1. 某一反应在定温、定压且无非体积功的条件下，当该反应的r G m <0时，则该反应能正向进行。 ( ) 2. 如果某一化学反应的 r H 0，该反应的K 随着温度升高而减小。（） 3. 对理想气体反应：0 = B B B ，在定温定压下当B B >0时，随着惰性气体的加入而平衡向左移动。（） 4. 对理想气体反应：0 = B B B ，在定温定压下当B B >0时，随着惰性气体的加入而平衡向左移动。（9. 如果某一化学反应的 r H 不随温度变化，那么其r S 也不随温度变化，但是其r G 却与温度有关。（） 5. 对于真实气体混合物的反应，该反应的标准平衡常数K 仅仅是温度的函数。（）二、选择题选择正确答案的编号，填在各题后的括号内： 1. PCl 5的分解反应PCl 5(g) == PCl 3(g) + Cl 2(g) 在473 K 达到平衡时PCl 5(g) 有48.5%分解，在573 K 达到平衡时，有97 %分解，则此反应是（）（1）吸热反应；（2）放热反应；（3）反应的标准摩尔焓变为零的反应；（4）在这两个温度下标准平衡常数相等的反应。 2. 设反应 a A(g ) == y Y(g) + z Z(g),在101.325 kPa 、300 K 下，A 的转化率是600 K 的2倍，而且在300 K 下系统压力为101 325 Pa 的转化率是2×101 325 Pa 的2 倍，故可推断该反应 ( ) （1）标准平衡常数与温度，压力成反比；（2）是一个体积增加的吸热反应；（3）是一个体积增加的放热反应； (4)标准平衡常数与温度成正比，与压力成反比。 3.理想气体反应N 2O 5（g ）== N 2O 4（g ）+1/2O 2（g ）的r H 为41.84kJ mol －1， ∑=0)(,B C m p B ν。要增加N 2O 4（g ）的产率可以（）（1）降低温度；（2）提高温度；

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