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1、相平衡题解第1页，共30页，编辑于2022年，星期一()1将克拉贝龙方程用于将克拉贝龙方程用于H2O的液的液固固两相平衡，因为两相平衡，因为Vm(H2O,s)Vm(H2O,l)，所以随着压力的增大，则所以随着压力的增大，则H2O(l)的凝固点将：的凝固点将：(A)上升；上升；(B)下降；下降；(C)不变；不变；(D)不能确定。不能确定。一、选择题：一、选择题：B第2页，共30页，编辑于2022年，星期一()2将将固固体体NH4HCO3(s)放放入入真真空空容容器器中中，等等温温在在400K，NH4HCO3按下式分解并达到平衡：按下式分解并达到平衡：NH4HCO3(s)=NH3(g)+H2O(g
2、)+CO2(g)系系统统的的组组分分数数C和自由度数和自由度数 为：为：(A)C=2，=1；(B)C=2，=2；(C)C=1，0；(D)C=3，=2。C第3页，共30页，编辑于2022年，星期一()3Na2CO3可可以以形形成成三三种种水水合合盐盐Na2CO3H2O、Na2CO37H2O、Na2CO310H2O，常常压压下下当当将将Na2CO3(s)投投入入水水溶溶液液中中，待待达达到到三三相相平平衡衡时时，一一相相是是Na2CO3水水溶溶液液，一一相相是是Na2CO3(s)，则则另另一一相是：相是：(A)冰冰；(B)Na2CO310H2O(s)；(C)Na2CO37H2O(s)；(D)Na2
3、CO3H2O(s)()4已已知知A和和B可可构构成成固固溶溶体体，在在组组分分A中中，若若加加入入组组分分B可可使使固固溶溶体体的的熔熔点点提提高高，则则组组分分B在在此此固溶体中的含量必固溶体中的含量必_组分组分B在液相中的含量。在液相中的含量。(A)大于；大于；(B)小于小于(C)等于；等于；(D)不能确定。不能确定。DA第4页，共30页，编辑于2022年，星期一()5.对对恒恒沸沸混混合合物物的的描描写写，下下列列各各种种叙叙述述中中哪哪一种是不正确的？一种是不正确的？(A)与化合物一样，具有确定的组成；与化合物一样，具有确定的组成；(B)恒沸混合物的组成随压力的改变而改变；恒沸混合物的
4、组成随压力的改变而改变；(C)平衡时，气相和液相的组成相同；平衡时，气相和液相的组成相同；(D)其沸点随外压的改变而改变。其沸点随外压的改变而改变。A第5页，共30页，编辑于2022年，星期一1.指出下列平衡系统中的相数，组分数和自由度数：指出下列平衡系统中的相数，组分数和自由度数：（1）NH4HS(s)，H2S(g)和和NH3(g)构成的系统；构成的系统；（2）固固体体NH4HS（s）处处于于真真空空容容器器中中分分解解达达到到平平衡；衡；（3）CO2（g）与其水溶液呈平衡；）与其水溶液呈平衡；（4）NaCl(s)、NaCl(aq)、H2O(l)、HCl(aq)平平衡衡共共存；存；（5）固态
5、砷、液态砷和气态砷；）固态砷、液态砷和气态砷；二、计算题：二、计算题：第6页，共30页，编辑于2022年，星期一解：解：题号题号相数相数独立组分数独立组分数自由度自由度12222211322242335310第7页，共30页，编辑于2022年，星期一2.Ag2O分分解解的的计计量量方方程程为为:Ag2O(s)=2Ag(s)+(1/2)O2(g)，当当Ag2O进进行行分分解解时时,体体系系的的组组分分数数、自自由由度度和和可可能能平平衡衡共共存存的的最最多多相相数各数各为为多少多少?解：解：C=2；f=2-+2=2-3+2=1;当当f=0时，时，=4=4；第8页，共30页，编辑于2022年，星期
6、一3.液态水和六种过量的固体液态水和六种过量的固体NaCl、Na2SO4、NaNO3、KNO3、KCl、K2SO4振荡达平衡，求独振荡达平衡，求独立组分数和自由度数。立组分数和自由度数。解：解：S=7；R=0；=7;C=7;f=7-7+2=2.第9页，共30页，编辑于2022年，星期一4.在平均海拔为在平均海拔为4500m的青藏高原上，大气压的青藏高原上，大气压只有只有57.328kPa，水的沸点为何？已知，水的沸点为何？已知。解：解：解之得：解之得：T=357.61K第10页，共30页，编辑于2022年，星期一5.液态液态As的蒸汽压与温度的关系为：的蒸汽压与温度的关系为：，固固态态As的的
7、蒸汽压与温度的关系为：蒸汽压与温度的关系为：；试试求求As的的三相点的温度和压力。三相点的温度和压力。解：解：在三相点，平衡三相的压力相等。有：在三相点，平衡三相的压力相等。有：解之得：解之得：T=1092.39K。代入任一等式得：。代入任一等式得：解之得：解之得：p=371.28MPa第11页，共30页，编辑于2022年，星期一6.滑冰鞋下面冰刀与冰接触面长为滑冰鞋下面冰刀与冰接触面长为7.62102m，宽为宽为2.45105m。设人的体重为。设人的体重为60kg，在此压力下，在此压力下冰的熔点是多少？已知，冰的熔点是多少？已知，(H2O,s)=920kgm3，(H2O,l)=1000kgm
8、3。解：解：施加于冰上的压力为：施加于冰上的压力为：第12页，共30页，编辑于2022年，星期一第13页，共30页，编辑于2022年，星期一7.25时时水水的的饱饱和和蒸蒸气气压压为为3167.7Pa，求求至至100范围内水的平均摩尔汽化焓，视水蒸气为理想气体。范围内水的平均摩尔汽化焓，视水蒸气为理想气体。解：解：解之得：解之得：第14页，共30页，编辑于2022年，星期一8.已已知知固固态态苯苯的的蒸蒸汽汽压压在在273.15K时时为为3.27kPa，293.15K时时 为为 12.303kPa，液液 态态 苯苯 的的 蒸蒸 汽汽 压压 在在 293.15K时时 为为10.02kPa，液液
9、态态 苯苯 的的 蒸蒸 发发 焓焓 为为34.17kJmol-1,求：求：（1）303K时液态苯的蒸汽压时液态苯的蒸汽压（2）苯的摩尔升华焓）苯的摩尔升华焓（3）苯的摩尔熔化焓）苯的摩尔熔化焓第15页，共30页，编辑于2022年，星期一解：解：根据根据得：得：（1）p2=15.81kPa(2)(3)第16页，共30页，编辑于2022年，星期一9.SiO2-Al2O3系系统统在在高高温温区区间间的的相相图图如如图图所所示示。在在高高温温下下，SiO2有有白白硅硅石石和和磷磷石石英英两两种种变变体体，AB是是这这两两种种变变体体的的转转晶晶线线，AB之之上上为为白白硅硅石石，之之下下为为磷磷石石英
10、英；生生成成的的不不稳稳定定化化合合物物是是多多铝铝红红柱柱石石，其其组成为组成为2Al2O33SiO2（图中（图中O点）。点）。（1）指出各相区相态；）指出各相区相态；（2）图中三条水平线分别代表哪些相平衡共存；）图中三条水平线分别代表哪些相平衡共存；（3）画出从）画出从x、y、z点冷却的步冷曲线；点冷却的步冷曲线；第17页，共30页，编辑于2022年，星期一（4）现需一种以刚玉为骨架，外表包裹一定厚度）现需一种以刚玉为骨架，外表包裹一定厚度多铝红柱石的催化剂载体，怎样用刚玉和石英制取多铝红柱石的催化剂载体，怎样用刚玉和石英制取这种载体？这种载体？ABCDJEFISiO2Al2O3O1234
11、567xy第18页，共30页，编辑于2022年，星期一解：7:熔体（单相）熔体（单相）(2)1：熔体：熔体+白硅石（双相）白硅石（双相）(1)2：白硅石：白硅石+多铝红柱石多铝红柱石(1)3：鳞石英：鳞石英+多铝红柱石多铝红柱石(1)4：熔体：熔体+多铝红柱石多铝红柱石(1)5：熔体：熔体+Al2O3(1)6：多铝红柱石：多铝红柱石+Al2O3(1)CJD线：白硅石线：白硅石+熔体熔体+多铝红柱石三相平衡线多铝红柱石三相平衡线AB：鳞石英：鳞石英+白硅石白硅石+多铝红柱石三相平衡线多铝红柱石三相平衡线EIF线：熔体线：熔体+多铝红柱石多铝红柱石+刚玉三相平衡线刚玉三相平衡线ABCDJEFISi
12、O2Al2O3O1234567xyz第19页，共30页，编辑于2022年，星期一xyz系统点位于系统点位于E，I之间，冷却至接近之间，冷却至接近CD线。线。第20页，共30页，编辑于2022年，星期一10.NaCl-H2O所所成成的的二二组组分分系系统统，在在-20时时有有一一个个低低共共熔熔点点，此此时时冰冰、NaCl2H2O（s）和和浓浓度度为为22.3（质质量量百百分分数数）的的NaCl水水溶溶液液平平衡衡共共存存。在在-9时时不不稳稳定定化化合合物物(NaCl2H2O)分分解解，生生成成无无水水NaCl和和27的的NaCl水水溶溶液液。已已知知无无水水NaCl在在水水中中的的溶溶解解度
13、度受受温温度度影影响响不不大大（当当温温度度升升高高时时，溶解度略有增加）。溶解度略有增加）。（1）试绘出相图，并指出各部分存在的相平衡。）试绘出相图，并指出各部分存在的相平衡。（2）若若有有1kg28的的NaCl溶溶液液，由由160冷冷到到-10，问此过程中最多能析出多少纯，问此过程中最多能析出多少纯NaCl？第21页，共30页，编辑于2022年，星期一解：解：wNaClT/l0-20H2ONaCl61.9冰冰+NaCl2H2O(s)l+NaCl(s)NaCl+NaCl2H2O(s)psoq第22页，共30页，编辑于2022年，星期一11.镁镁（熔熔点点651）和和锌锌（熔熔点点419）所所
14、组组成成的的双双组组分分固固液液系系统统形形成成两两个个低低共共熔熔物物。其其一一温温度度为为368，含含Mg质质量量百百分分数数为为3.2；另另一一温温度度为为347，含含Mg质质量量百百分分数数为为49。系系统统的的熔熔点点曲曲线线在在590有有一一极极大大，该该点点混混合合物物组组成成含含Mg质质量量百百分分数数15.7。（1）画画出出凝凝聚聚相相系系统统的的温温度度组组成成图图（示示意意图图），标标明各区平衡时共存的相态；明各区平衡时共存的相态；（2）根根据据相相图图作作出出含含Mg30、49、80的的液液体体混合物的步冷曲线并用相律分析。混合物的步冷曲线并用相律分析。第23页，共30
15、页，编辑于2022年，星期一MgZn15.7%CMg+CMg+熔体C+熔体C+熔体熔体C+Zn熔体+C解：解：spm第24页，共30页，编辑于2022年，星期一spmf=0f=1f=2f=1第25页，共30页，编辑于2022年，星期一12锑锑-镉镉系系统统能能生生成成稳稳定定化化合合物物Cd3Sb2，其其步步冷冷曲线实验数据如下：曲线实验数据如下：试作出该系统的相图，并标出各相区的相态和自试作出该系统的相图，并标出各相区的相态和自由度数。由度数。WCd%0 20 35 47.5 50 58.3 70 93 100转折温度 无 550 460 无 419 无 400 无 无停顿温度 630 41
16、0 410 410 410 439 295 295 321第26页，共30页，编辑于2022年，星期一解：解：SbCdwCdll+SbCC+lC+lSb+CC+CdCd+lT/f=2f=1f=1f=1f=1f=1f=1第27页，共30页，编辑于2022年，星期一13.指出下列二组分凝聚系统相图中各相区的相态指出下列二组分凝聚系统相图中各相区的相态MgPb12345678C1:熔体熔体(2)2：固溶体：固溶体（单相）（单相）(2)3：固溶体固溶体+熔体熔体(1)4：固溶体固溶体+化合物化合物C(1)5：熔体：熔体+化合物化合物C(1)6：熔体：熔体+化合物化合物C(1)7：Pb+化合物化合物C(
17、1)8:Pb+熔体熔体(1)第28页，共30页，编辑于2022年，星期一AgPt1234561:熔体熔体(2)2：熔体：熔体+固溶体固溶体(1)3：固溶体固溶体(2)4：固溶体固溶体+固溶体固溶体(1)5：固溶体固溶体(2)6：固溶体固溶体+熔体熔体(1)第29页，共30页，编辑于2022年，星期一ABC1234567891：熔体：熔体(2)2：固溶体：固溶体(2)3：固溶体：固溶体+熔体熔体(1)4：熔体：熔体+化合物化合物C(1)5：熔体：熔体1+熔体熔体2(1)6：熔体：熔体+化合物化合物C(1)7：固溶体：固溶体+化合物化合物C(1)8：熔体：熔体+B(1)9：化合物：化合物C+B(1)第30页，共30页，编辑于2022年，星期一