第五章 相平衡
一、选择题
1.在pθ下，用水蒸气蒸镏法提纯某不溶于水的有机物时，体系的沸点: （ ） (a) 必高于 373.15 K (b) 必低于 373.15 K
(c) 取决于水与有机物的相对数量 (d) 取决于有机物的分子量大小
2.在含有C(s),H2O(g),CO(g),CO2(g),H2(g)五个物种的平衡系统中，独立组分数C为（ ）。 (a)3 (b)2 (c)1 (d)4
3．二元合金处于低共熔温度时系统的自由度f 为（ ）。 (a)0 (b)1 (c)2 (d)3
4．298K时，蔗糖水溶液与纯水达渗透平衡时，整个系统的组分数、相数、自由度为（ ）。 (a) C =2, ? =2, f* =1 (b) C =2, ? =2, f* =2 (c) C =2, ? =1, f* =2 (d) C =2, ? =1, f* =3
5．FeCl3和H2O能形成FeCl3?6H2O，2FeCl3?7H2O，2FeCl3?5H2O，FeCl3?2H2O四种水合物，该系统的独立组分数C和在恒压下最多可能的平衡共存相数?分别为（ ）。 (a) C =3, ? =4 (b) C =2, ? =4 (c) C =2, ? =3 (d) C =2, ? =5
6．对于恒沸混合物，下列说法中错误的是（ ）。 (a) 不具有确定组成
(b) 平衡时气相和液相组成相同 (c) 其沸点随外压的改变而改变 (d) 与化合物一样具有确定组成
7．单组分系统的固液平衡线的斜率dp/dT的值（ ）。 (a)大于零 (b) 等于零 (c)小于零 (d) 不确定二氧化碳
8．A,B两液体混合物在T-x图上出现最高点，则该混合物对Raoult定律产生（ ）。 (a)正偏差 (b) 负偏差 (c) 没偏差 (d) 无规则 9．下列过程中能适用方程
dlnpdT??HRT2的是（ ）。
(a) I2(s) ? I2(g) (b) C(石墨) ? C(金刚石) (c) Hg2Cl2(s) ? 2HgCl(g) (d) N2(g,T1,p1) ? N2(g,T2,p2)
10．某一固体在25℃和101325Pa压力下升华，这意味着（ ）。 (a) 固体比液体密度大 (b) 三相点压力大于101325Pa (c) 三相点温度小于25℃ (d) 三相点压力小于101325Pa 二、填空题
1．下列化学反应，同时共存并到达平衡（温度在900-1200K范围内）：
CaCO3(s)? CaO(s)+ CO2(g) CO2(g)+H2(g)? CO(g)+ H2O(g)
H2O(g)+CO(g)+ CaO(s) ? CaCO3(s)+ H2(g) 该系统的自由度f为 。
2．在N2(g)+O2(g)共存的系统中加入一种固体催化剂，可生成多种氮的氧化物，则系统的自由度为 。
3．NaCl(s)和含有稀盐酸的NaCl饱和水溶液的平衡系统，其独立组分数为 。
4．CaCO3(s), BaCO3(s), BaO(s)和CO2(g)构成的多相平衡系统的组分数为 ，相数为 ，自由度为 。要发生化学放应 5．298K时，A,B和C彼此不发生化学反应，三者所成的溶液与固相A和由B和C组成的气相同时平衡，则该系统的自由度为 ，平衡共存的最大相数为 ，在恒温条件下若向溶液中加组分 A，则系统的压力将 ，若向溶液中加入组分B，则系统的压力将 。 6．水在三相点附近的蒸发焓和熔化焓分别为45kJ?mol-1和6kJ?mol-1，则此时冰的升华焓为 kJ?mol。
7．A，B两个组分在定压下形成的二元相图如下图所示。
在三相平衡时，体系的自由度f = 。但是，此时物系点都可以变化，而不至于导致新相产生和旧相消失，这与自由度数目并不矛盾，因为 。 ，
-1
瓶内压力约为 。
三、计算题
8．已知苯正常的沸点为353K，把足够量的苯封闭在一个预先抽真空的小瓶内，当加热到373K时，估算
1．固态苯和液态苯的蒸气压与热力学温度的函数关系如下：
（1）计算苯的三相点的温度和压力。 （2）计算三相点的熔化焓和熔化熵。
2．某元素X在低温下存在三种晶型Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，在三相点O(T, p)附近，三种晶体的摩尔熵的关系为Sm(Ⅱ)> Sm(Ⅲ)> Sm(Ⅰ)，摩尔体积的关系为Vm(Ⅲ)> Vm(Ⅰ)> Vm(Ⅱ)。试画出该元素的p-T示意图，并标出各晶型稳定
lnlnpsPaplPa?27.569??23.33?5320KT4109KT存在的区域。
3．金属A和B的熔点分别为623K和553K，由热分析指出，在473K时有三相共存，其中一相是含30% B的熔化物，其余两相分别是含20% B和含25% B的固溶体。冷却至423K时又呈现三相共存，分别是含55% B的熔化物、含35% B和含80% B的两个固溶体。根据以上数据绘出A-B二元合金相图，并指出各相区存在的相。
参考答案： 一、babbcddbab 二、 1． 3； 2． 3； 3． 3； 4． 3，5，0；
5． 2，5，不变，增大； 6． 51kJ?mol-1。
7．0，因为在CD线上（不包括两个端点）各种组成的体系都存在三相平衡，改变体系的总组成，只是改变三相的相对数量，而三相的组成恒定不变，总组成不是自由度，故自由度为零。 8．178.1kPa（提示：用Trouton规则）
三、
1．（1）T=279.1K，p=4953Pa
（2）?fusHm=10068 J?mol-1，?fusSm=36.07 J?mol-1?K-1。
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