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 1 BE 11 BC
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
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2 AD 12 BD 3 CD 13 AE 4 CD 14 BC 5 BE 15 DE 6 AE 16 BC 7 DE 17 BE 8 AD 18 AD 9 BD 19 DE 10 BC 答：A（不考虑水解）
C = 2（NaH2PO4、H2O） P= 2
f = 2-2+2 = 2 (T, p , x 任两个) B AlCl3 + 3H2O ＝ 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 p1> 冰的饱和蒸汽压 p2
??G??2??1??Vdp??p1p2p2p1pRTdp?2.70?8.314ln2?0 pp1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，I2在液态水和CCl4中的分配已达平衡（无固体碘存在）； （4） NH3（g）、H2（g）、N2（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。
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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：
N2?g??3H2?g??2NH3?g? NH4HS(s)?NH3?g??H2S(g) NH4Cl(s)?NH3(g)?HCl(g)
在一定温度下，一开始向反应器中放入NH4HS，NH4Cl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CO2的临界温度为31.1oC,临界压力为7.4×106Pa，三相点为-56.6 oC、5.18×105P， 试画出CO2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CO2 钢瓶阀门打开，放出来的CO2可能处于什么状态？（2）若缓慢地把阀门打开，放出来的 CO2处于什么状态？（3）试估计在什么温度、压力范围内，CO2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) NH4Cl(s)、NH3(aq)、Cl2(aq)、H2O(l)、H2O(g)、H2O(aq)、NH3(g)、OH-(aq)、NH4OH(aq)。 (2)NaCl(s)、KBr(s)、K+(aq)、Na+(aq)、Cl-(aq)、Br-(aq)、H2O(l)、O2(g)。
15、FeCl3和H2O能形成四种具有相合熔点的水合物：FeCl3·6H2O(s)、2FeCl3·7H2O(s)、
2FeCl3·5H2O(s)和FeCl3·2H2O(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（H2O）=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.
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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： 三相点 系统温度 系统压力 平衡相 ? f 0.01oC 0.610KPa s=1=g 3 0 (273.16k) 冰点 ~0.6 oC 101.325KPa s=1 2 1 (273.15) (外压) 8、（1）C=1（H2O）
R=0 R`=0 K=C-R-R'=1
?=2（气液）
f=K-?+1=1-2+1=0 无变量 （2）C=1（H2O）
R=0 R`=0 K=C-R-R`=1 ?=2 （气、液）
f=K-?+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
?=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
?=1
f=K-?+2=2-1+2=3 变量为温度T，压力P和任意一种物质的浓度。
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10、如图所示作一条辅助线 K点：液相，?=1，f=C-?+1=2 a点：固、液两相平衡，?=2，f=1 b点：固相，?=1，f=2
c点：固、气两相平衡，?=2，f=1 d点：气相，?=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, ?=3(两固相，一气相) 所以：K=S-R-R`=3，f=K-?+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 oC）。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 oC～31.3 oC ；p：5.18×105Pa～7.4×106Pa。
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