大学物理化学5–相图课后习题及答案.doc

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大学物理化学5–相图课后习题及答案

相图 一、是非题 下述各题中的说法是否正确?正确的在题后括号内画“?”,错的画“?”。 相是指系统处于平衡时,系统中物理性质及化学性质都均匀的部分。( ) 依据相律,纯液体在一定温度下,蒸气压应该是定值。( ) 依据相律,恒沸温合物的沸点不随外压的改变而改变。( ) 二、选择题 选择正确答案的编号,填在各题题后的括号内。 NH4HS(s)和任意量的NH3(g)及H2 S(g)达平衡时有:( )。 (A)C=2,?=2,f =2; (B) C=1,?=2,f =1; (C) C=1,?=3,f =2; (D) C=1,?=2,f =3。 已知硫可以有单斜硫,正交硫,液态硫和气态硫四种存在状态。硫的这四种状态____稳定共存。 (A) 能够; (B) 不能够; (C) 不一定。 硫酸与水可形成H2SO4?H2O(s),H2SO4?2H2O(s),H2SO4?4H2O(s)三种水合物,问在101 325Pa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。 将固体NH4HCO3(s) 放入真空容器中,恒温到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f为:( ) (A) C=2,f =2; (B) C=2,f =2; (C) C=2,f =0; (D) C=3,f =2。 某系统存在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) H2(g) + CO(g) CO2(g)+H2(g) H2O + CO(g) CO2(g) + C(s) 2CO(g) 则该系统的独立组分数C为:( )。 (A) 3; (B) 2; (C) 1; (D) 4。 三、计算题 习题1 A,B二组分在液态完全互溶,已知液体B在80?C下蒸气压力为101.325 kPa,汽化焓为30.76 kJ·mol-1。组分A的正常沸点比组分B的正常沸点高10 ?C。在101.325kPa下将8 mol A和2 mol B混合加热到60 ?C产生第一个气泡,其组成为yB=0.4,继续在101.325 kPa下恒压封闭加热到70?C,剩下最后一滴溶液其组成为xB=0.1。将7 mol B和3 mol A气体混合,在101.325 kPa下冷却到65?C产生第一滴液体,其组成为xB=0.9,继续定压封闭冷却到55?C时剩下最后一个气泡,其组成为yB=0.6。 (1) 画出此二组分系统在101.325kPa下的沸点一组成图,并标出各相区; (2) 8 mol B和2 mol A的混合物在101.325 kPa,65 ?C时, ① 求平衡气相的物质的量; ② 求平衡液相中组分B的活度和活度因子; ③ 此混合物能否用简单精馏的方法分离为纯A组分与纯B组分?为什么? 习题2 图5-2为A、B二组分液态完全互溶系统的沸点组成图。 图5-2 (1)在图中标示各相区聚集态及成分(聚集态用g, l, s;成分用A, B, A+B表示,不要另画图) (2) 在以下题中的 “ ”处填上答案(不要另处作答) (i) 4 mol A和6 mol B混合时,70℃时该系统相数为 ; 其中 相物质的量n= mol; 相物质的量n= mol;前者含n(A) = mol; n(B ) = mol; 后者含n(A) = mol; n(B ) = mol; (ii)xB= 的A,B二组分混合物其在101325Pa下沸点为70℃. (iii)70℃时,xB=0.80的混合物,组分A的活度因子fA= ,活度aA= . 已知A(l)的标准摩尔生成焓为300kJ·mol-1,A(g)的标准摩尔生成焓为328.4kJ·mol-1。 习题3 A和B固态时完全不互溶,101 325 Pa 时A(s)的熔点为30?C,B(s)的熔点为50?C,A和B在10?C具有最低共熔点,其组成为xB?E=0.4,设A和B相互溶解度曲线均为直线。 (1)画出该系统的熔点-组成图(t-xB图); (2)今由2 mol A 和8 mol B 组成系统,根据画出的t-xB图,列表回答系统在5?C,30?C,50?C时的相数、相的聚集态及成分、各相的物质的量、系统所在相区的条件自由度数。 习题4 A和B形成相合熔点化合物AB:A,B,AB 在固态时完全不互溶;A,AB,B 的熔点分别为200?C,300?C,400?C,

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