第六章 相平衡 考研辅导题答案
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1、指出下列平衡体系中的物种数、组分数、相数和自由度数 （1）Ca(OH)2(s) 与CaO(s)和H2O(g)呈平衡
S=3 R=1 R’=0 所以 C=3-1-0=2 P=3 F=2-3+2=1 （2）I2在液态水和CCl4中分配达平衡（无固体存在） S=3=C P=2 F=3-2+2=3
（3）将固体NH4HCO3(S)放入真空容器中恒温至400K， NH4HCO3(S)分解达平衡NH4HCO3(s)=NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)
S=4 R=1 R’=2 C=1 P=2 F=1-2+1=0 （4）含有KNO3和NaCl的水溶液与纯水达渗透平衡 C=3 P=2 F=3-2+3=4
(5)N2(g)，O2(g) 体系中加入一种固体催化剂，可生成几种气态氮的氧化物 S=3 P=2 C=3-0-0=3 F=3-2+2=3
2、CuSO4与水可生成CuSO4·H2O，CuSO4·3H2O和CuSO4·5H2O三种水合物，则在一定温度下与水蒸气平衡的含水盐最多为 （ 2 ） 种；在一定压力下，有（ 2 ）种水合物能与水蒸气平衡共存
3、有某平衡系统，其中aa’为刚性壁，只能透过O2(g) ,bb’为半透膜，O2(g)N2(g)H2O(g)均不能通过。试分析
N2(g), H2O(g) H2O(l)
O2(g), Ca(s)
bb′ CaO(s)
aa′
O2(g) HCl(g)
（1）该平衡系统的组分数。 S=6 R=1 R’=0 C=5 （2）该平衡系统的相数和相态。 P=6
（3）该平衡系统的有哪些平衡条件。
相平衡H2O(g)=H2O(l) 化学平衡 CaO(s)=Ca(s)+1/2O2(g)
浓度 p(O2,中)=p(O2,右) 温度 T相等 （4）该平衡系统的相律表示形式和自由度。 F=C-P+4=5-6+4=3
4、选择：对恒沸混合物，下列说法错误的是（ D ）
A、不具有确定的组成 B、平衡时气、液相组成相同 C、其沸点随外压改变而改变 D、与化合物一样具有确定的组成 E、恒沸点的F＝0，是一个无变量点
5、 选择：若A和B构成低共沸混合物E，则将任意比例的A和B组成的系统在一个精馏塔
中蒸馏，塔顶溜出物应为（ C ）
A、纯A B、纯B C、低共沸腾混合物E D、无法确定 6、填空：水的三相点是指：纯净水在它自己的蒸气压力下的凝固点
水的冰点是指：是在101.325 kPa的压力下，被空气饱和的水的凝固点
7、问答题：具有最低恒沸点的恒沸混合物其溶液组成在p-x图中的最高点和在T-x图中的最低点是否相同？为什么？
否，原因p-x图中的最高点的压力不一定刚好是作T-x图时的固定压力 8、下列叙述中错误的是（ B ）
A. 水的三相点f=0，而冰点f=1 B. 水的三相点温度是0℃，压力是610.62Pa
C. 三相点的温度和压力仅由系统决定，不能任意改变D.水的冰点是0℃，压力是101325Pa 9、在水的相图中，下列说法不正确的是（ B ）
A、气液两相平衡线的斜率为正 B、气固两相平衡线的斜率为正 C、液固两相平衡线的斜率为正 D、水的三相点为273.16K，611Pa 10、对于一个完全互溶的双液系，下面说法中不正确的是B A. 定压下恒沸物虽有恒定沸点，但仍为一混合物
B. 与理想溶液存在着很大正偏差的溶液，其T—x图上有最高点 C. T—x图中最高点处的溶液分馏时不能得到两种纯物质 D. 易挥发的组分在气相中含量大于它在液相中含量
11、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：( C )。 A、有最高恒沸点的系统 B、不具有恒沸点的系统 C、具有最低恒沸点的系统 D、都不对
12、碘的三相点处在115℃和12kPa,则意味着液态碘 C A、比固态碘的密度大 B、在115℃以上不能存在 C、不能有低于12kPa的蒸汽压 D、以上都不对 13、某一固体在25℃和101325Pa压力下升华，这意味着（B）
A、固体比液体密度大 B、三相点压力大于101325Pa C、三相点温度大于25℃ D、三相点的压力小于101325Pa 14、A和B形成的固溶体由A(s)和B(s)两相构成。 错
15、已知A和B可以构成固溶体。在A中，若加入B可使A的熔点提高，则B在此固溶体
中的含量必然大于B在液相中的含量 对 16、相图中，只存在一个相的点就是临界点 对
17、完全互溶的双液体系中，在xB=0.6处，平衡蒸气压有最高值，那么组成为xB=0.4的溶液在气液平衡时，xB（g）、xB（l）、xB（总）的大小顺序为xB（g）> xB（总）> xB（l）将xB=0.4的溶液进行精馏时，塔顶将得到xB=0.6的恒沸混合物. 18、下列说法正确的是：C
A、定压下蒸发某液体时，若其气相组成和液相组成相同，该液体必为纯物质 B、某一液体在定压下冷却的步冷曲线中只有一个平台，则该物质必为纯物质 C、固熔体与化合物的区别在于固熔体的组成随温度的变化而变化
D、在定压相图中恒沸点的自由度f*=0，因此恒沸点的组成不随外压而变化
19、对于二组分完全互溶的双液系，若体系的总压yA的关系式是
则下列关系式正确的是：A
，
A、 yA-xA>0 B、yB-xB<0 C、 yA-xA=0 D、yB-xB>0 20、在多相平衡系统中，杠杆规则适用于二组分系统的任何相区 错
21、、由水和CuSO4组成的凝聚系统，当组成为x的水溶液1000g冷却到298K，物系点为A,此时成两相平衡的两个相点为B和C,其中B点为CuSO4?H2O晶体，点C为与之平衡共存的水溶液w%,已知CA: CB=1:5,则析出的CuSO4?H2O晶体质量为（200 ）g 22、冬季某日早晨气温为-5?C，冷而干燥，当大气压中水蒸气分压降至266.6Pa时，霜能否升华为水蒸气？欲使霜稳定存在，大气中水蒸气的分压要有多大？已知水的三相点为273.16K, 611Pa，水的 ?vapHm(273.16K)?45.05kJ?mol?1?fusHm(273.16K)?6.01kJ?mol?1 解：霜是否消失，实际上是看268.15K时霜（固态水）的蒸气压多大。
?p2?subHm11ln?(?)p1RT1T2
代入数据
lnp2(45.05?6.01)?100011?(?)6118.314273.16268.15解得p2=401.4Pa
所以，-5?C时，与冰平衡共存的水汽压力为401.4Pa,大于大气中实际存在的水汽压力266.6Pa，此时，处于水汽的稳定区，霜已经升华为水汽了，欲使霜稳定存在，大气中水蒸气的分压要大于401.4Pa 23、硫的相图如图所示
正交硫 液体硫 单斜硫 硫蒸气 （1）图中实线和虚线表示什么
（2）硫有几个三相点，各代表哪三相平衡共存，此时自由度等于几？ （3）D点代表什么 答案见辅导课件
SiO2O3体系在高温区的相图。在高温下，24、右图是 SiO 2 ? Al 2 有白硅石和鳞石英两种变体，
AB是两种变体的转晶线，AB线之上为白硅石，之下为鳞石英。 (1)指出各相区有那些相组成，并指出三相平衡线表示那些相。 （2）画出从x,y,z点冷却时的步冷曲线。
2000xEyzHFT/K
IGJCDAK1400SiO2BM莫莱石NAl2O3（1）各个相区自由度及相 相区 GJEH线以上 CGJC JDLEJ ABDCA AKMBA MNFLM ELFHE 三相线有两条分别为
CJD三相线：白硅石+l+莫来石 P=3 F=0 ELF三相线：l+莫来石+刚玉 P=3 F=0 （2）步冷曲线见辅导课件
25、有A，B两组分组成的凝聚系统相图如下图
相 l l+白硅石(s) l+莫来石(s) 白硅石(s)+莫来石(s) 鳞石英(s)+莫来石(s) 莫来石(s)+刚玉(s) l+刚玉(s) 刚玉
自由度 2 1 1 1 1 1 1