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1、 第六章 相平衡练习题 一、是非题，下列各题的叙述是否正确，对的画错的画 1、纯物质两相达平衡时，两相的吉布斯函数值一定相等。（）2、理想液态混合物与其蒸气达成气、液两相平衡时，气相总压力 p 与液相组成 xB 呈线性关系。（）3、已知 Cu-Ni 可以形成完全互溶固熔体，其相图如右图，理论上，通过精炼可 以得到两个纯组分。（）4、二组分的理想液态混合物的蒸气总压力介于二 纯组分的蒸气压之间。()5、在一定温度下，稀溶液中挥发性溶质与其蒸气达 到平衡时气相中的分压与该组分在液相中的组成成 正比。（）6、恒沸混合物的恒沸温度与恒沸组成不随压力而改变。()7、在一个给定的体系中，特种数可以分析问题
2、的角度不同而不同，但独立组分 数是一个确定的数。（）8、自由度就是可以独立变化的变量。（）9、单组分体系的相图中两相平衡线都可以用克拉贝龙方程定量描述。（）10、在相图中总可以利用杠杆规则计算两相平衡时两相的相对量。()二、选择题 1、在 p 下，用水蒸气蒸馏法提纯某不溶于水的有机物时，系统的沸点：（）。（1）必低于 K；（2）必高于 K；（3）取决于水与有机物的相对数量；（4）取决于有机物相对分子质量的大小。2、已知 A(l)、B(l)可以组成其 t-x(y)图具有最大恒沸点的液态完全互溶的系统，则将某一组成的系统精馏可以得到：()。（1）两个纯组分；（2）两个恒沸混合物；（3）一个纯组分和
3、一个恒沸混合物。3、已知 A 和 B 可构成固溶体，在组分 A 中，若加入组分 B 可使固溶体的熔点提高，则组 B 在此固溶体中的含量必 _ 组分 B 在组分液相中的含量。（1）大于；（2）小于；（3）等于；（4）不能确定。4、硫酸与水可形成 H2SO4H2 O(s)，H2SO42H2O(s)，H2SO44H2O(s)三种水合物，问 在 101325 Pa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()(1)3 种；(2)2 种；(3)1 种；(4)不可能有硫酸水合物与之平衡共存 5、对恒沸混合物的描写，下列各种叙述中哪一种是不正确的 (1)与化合物一样，具有确定的组成；(2
4、)恒沸混合物的组成随压力的改变而改变；(3)平衡时，气相和液相的组成相同；(4)其沸点随外压的改变而改变。6、将固体 NH4 HCO3(s)放入真空容器中，等温在 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：()。()，F；()，F；，F；()，F。()7、在 101 325 Pa 的压力下，I2 在液态水和 CCl4 中达到分配平衡(无固态碘存在)则该系统的自由度数为：()。(1)F=1；(2)F=2；(3)F=0；(4)F=3。8、组分 A(高沸点)与组分 B(低沸点)形成完全互溶的
5、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：()。（1）有最高恒沸点的系统；（2）不具有恒沸点的系统；（3）具有最低恒沸点的系统。9、克-克龙方程可适用于：（）。（1）I2 s?I2 g；（2）C 石墨?C 金刚石；（3）I 2 g,T,P?I 2 g,T,P；（4）I 2 s?I 2 l。1 1 2 2 10、压力升高时，单组分体系的沸点将()。（1）升高；（2）降低；（3）不变；（4）不能确定。定相等理想液态混合物与其蒸气达成气液两相平衡时气相总压力呈线性关系与液相组成已知可以形成完全互溶固熔体其相图如右图理论上通过精炼可以得到两个纯组分二组分的理想
6、液态混合物的蒸气总压力介于二纯组分的蒸气压之物的恒沸温度与恒沸组成不随压力而改变在一个给定的体系中特种数可以分析问题的角度不同而不同但独立组分数是一个确定的数自由度就是可以独立变化的变量单组分体系的相图中两相平衡线可以用克拉贝龙方程定量描述在相图统的沸点必低于必高于取决于水与有机物的相对数量取决于有机物相对分子质量的大小已知可以组成其图具有最大恒沸点的液态完全互溶的系统则将某一组成的系统精馏可以得到两个纯组分两个恒沸混合物一个纯组分和一个恒沸混 11、进行水蒸汽蒸馏的必要条件是()(1)两种液体互不相溶；(2)两种液体蒸汽压都较大；(3)外压小于 101kPa；(4)两种液体的沸点相近；12、
7、氢气和石墨粉在无催化剂时，在一定的温度和压力下不发生化学反应，体系 的组分数是()。()2；()3；()4；()5。13、在上述体系中，有催化剂时可生成 n 种碳氢化合物，平衡时组分数为()。()2；()3；()4；()5。14、相律适用于：()。(1)封闭体系；(2)敞开体系；(3)非平衡敞开体系；(4)已达平衡的敞开体系。15、具有最低恒沸温度的某两组分体系，在其 T-x相图的最低点有()。（1）F=0;xl?x g；（2）F=1;xl?x g；3）F=0;xl x g；（4）F=1;xl xB(总)xB(1)xB=恒沸混合物 14、解 I 15、临界 三相共存 四、问答题。请回答下列各题
8、。1、解：恒沸混合物的组成随压力的改变而改变，故其是混合物而不是化合物。五、填图题 1、解：(1)如图 （4 分）(2)塔顶，恒沸混合物 D 塔底 B （2 分）2、填作图题。(本 大 题 13 分 )解：(1)相区 1 2 3 4 5 6 相态及成分 l(A+B)l+s(A)l+s(C)l+s(B)s(A)+s(C)s(C)+s(B)定相等理想液态混合物与其蒸气达成气液两相平衡时气相总压力呈线性关系与液相组成已知可以形成完全互溶固熔体其相图如右图理论上通过精炼可以得到两个纯组分二组分的理想液态混合物的蒸气总压力介于二纯组分的蒸气压之物的恒沸温度与恒沸组成不随压力而改变在一个给定的体系中特种数
9、可以分析问题的角度不同而不同但独立组分数是一个确定的数自由度就是可以独立变化的变量单组分体系的相图中两相平衡线可以用克拉贝龙方程定量描述在相图统的沸点必低于必高于取决于水与有机物的相对数量取决于有机物相对分子质量的大小已知可以组成其图具有最大恒沸点的液态完全互溶的系统则将某一组成的系统精馏可以得到两个纯组分两个恒沸混合物一个纯组分和一个恒沸混 3、填作图题。(本 大 题 13 分 )解：（1）（6 分）相区 (1)(2)(3)(4)(5)(6)相态及成分 l(A+B)s(A)+l s(A)+s(AB)s(A)+l s(AB)+l s(AB)+s(B)（2）步冷曲线如图。（8 分）（B）欲从 a
10、 系统中得到最大量纯结晶 A，应该使温度降低至接近三相线 MED。（12 分）4 填作图题。(本大 题 10 分 )解：(1)如右图所示：（6 分）(2)此系统为具有最大正偏差的系统 (3)塔顶、塔底各可得到恒沸物和纯 B（2 分）5、问答题。(本 大 题 7 分 )解：S=6，R=4，R=0 C=S RR =2，在等压下 =C +1,定相等理想液态混合物与其蒸气达成气液两相平衡时气相总压力呈线性关系与液相组成已知可以形成完全互溶固熔体其相图如右图理论上通过精炼可以得到两个纯组分二组分的理想液态混合物的蒸气总压力介于二纯组分的蒸气压之物的恒沸温度与恒沸组成不随压力而改变在一个给定的体系中特种数
11、可以分析问题的角度不同而不同但独立组分数是一个确定的数自由度就是可以独立变化的变量单组分体系的相图中两相平衡线可以用克拉贝龙方程定量描述在相图统的沸点必低于必高于取决于水与有机物的相对数量取决于有机物相对分子质量的大小已知可以组成其图具有最大恒沸点的液态完全互溶的系统则将某一组成的系统精馏可以得到两个纯组分两个恒沸混合物一个纯组分和一个恒沸混 因 =0 时相数最多因此在等压下最多有三相平衡共存。（6 分）6、填作图题。(本大题 14 分)解：（1）相区 相数 相态及成分 I 2 l(Ag+Cu),s(Ag+Cu)1 II 2 l(Ag+Cu),s(Ag+Cu)1 III 2 s(Ag+Cu),
12、s(Ag+Cu)1 1 2 DE 线 3 lC,s1,s2 0 A 点 2 s(Ag),l(Ag)0 P 点 1 l(Ag+Cu)2（0518=9 分）（2）7、填作图题。(本 大题 13 分)解：（1）绘制的步冷曲线及熔点-组成图如下：（6 分）(2)由图知，形成化合物的总组成 w(Cd)，据此组成，以及 Sb 及 Cd 的摩尔质量，可确定 该化合物的分子式：定相等理想液态混合物与其蒸气达成气液两相平衡时气相总压力呈线性关系与液相组成已知可以形成完全互溶固熔体其相图如右图理论上通过精炼可以得到两个纯组分二组分的理想液态混合物的蒸气总压力介于二纯组分的蒸气压之物的恒沸温度与恒沸组成不随压力而改
13、变在一个给定的体系中特种数可以分析问题的角度不同而不同但独立组分数是一个确定的数自由度就是可以独立变化的变量单组分体系的相图中两相平衡线可以用克拉贝龙方程定量描述在相图统的沸点必低于必高于取决于水与有机物的相对数量取决于有机物相对分子质量的大小已知可以组成其图具有最大恒沸点的液态完全互溶的系统则将某一组成的系统精馏可以得到两个纯组分两个恒沸混合物一个纯组分和一个恒沸混 n(Cd)0.58 g/112.4 g mol 1 3 n(Sb)=0.42 g/121.8 g mol 1=2 所以该化合物的分子式为 Sb2Cd3。（9 分）(3)各相区的相数及条件自由度数（）列成下表：相区 相数 条件自由
14、度数 （）I 1 2 II 2 1 III 2 1 IV 2 1 V 2 1 VI 2 1 VII 2 1 8、填作图题 (本大题 11 分 )解：水的相图如下：图（4 分）OC 线：固 气 OA 线：固 液（3 分）OB 线：液 气 三相点 O 点：固，液，气 （1 分）自由度：相区：F=1-1+2=2,相线：F=1-2+2=1,三相点：F=1-3+2=0 （3 分）9、计算题(本大题 12 分 )每空 2 分，冷却曲线 2 分 相区 相的聚集态及成分 l（A+B）s（A）,l（A+B）l（A+B）,s（C）s（A）,s（C）定相等理想液态混合物与其蒸气达成气液两相平衡时气相总压力呈线性关系
15、与液相组成已知可以形成完全互溶固熔体其相图如右图理论上通过精炼可以得到两个纯组分二组分的理想液态混合物的蒸气总压力介于二纯组分的蒸气压之物的恒沸温度与恒沸组成不随压力而改变在一个给定的体系中特种数可以分析问题的角度不同而不同但独立组分数是一个确定的数自由度就是可以独立变化的变量单组分体系的相图中两相平衡线可以用克拉贝龙方程定量描述在相图统的沸点必低于必高于取决于水与有机物的相对数量取决于有机物相对分子质量的大小已知可以组成其图具有最大恒沸点的液态完全互溶的系统则将某一组成的系统精馏可以得到两个纯组分两个恒沸混合物一个纯组分和一个恒沸混 s（C），l（A+B）10、填作图题。(本 大 题 14
16、分 )解：(1)如 右 图 所 示：(2)在 溶 液 组 成 为 ：x(C2H5OH)=时，由 t-x 图可得最初馏出物的组成为：x(C2H5OH)=(3)由 t-x 图可看出残留液所含乙醇浓度渐多，故蒸到最后时可得到纯乙醇，但不能得到纯醋酸乙酯。（2 分）定相等理想液态混合物与其蒸气达成气液两相平衡时气相总压力呈线性关系与液相组成已知可以形成完全互溶固熔体其相图如右图理论上通过精炼可以得到两个纯组分二组分的理想液态混合物的蒸气总压力介于二纯组分的蒸气压之物的恒沸温度与恒沸组成不随压力而改变在一个给定的体系中特种数可以分析问题的角度不同而不同但独立组分数是一个确定的数自由度就是可以独立变化的变量单组分体系的相图中两相平衡线可以用克拉贝龙方程定量描述在相图统的沸点必低于必高于取决于水与有机物的相对数量取决于有机物相对分子质量的大小已知可以组成其图具有最大恒沸点的液态完全互溶的系统则将某一组成的系统精馏可以得到两个纯组分两个恒沸混合物一个纯组分和一个恒沸混