第2章 相平衡习题解答.doc
【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流第2章 相平衡习题解答2. 由克拉伯龙方程导出克克方程的积分式时所作的三个近似处理分别是（i） Vm（g）-Vm（l）(或Vm（s）)Vm(g) ；（ii） 气体视为理想气体 ；(iii) 积分时 视为常数 。3. 273.15K ,101.325 KPa 压力下，O2 (g)在水中的溶解度为4.49×102 dm3·kg-1,，则273.15K 时O2(g)在水中的亨利系数为k x (O2) = 2.84×109 Pa。， 4. 纯水的三相点的温度是 276.16K ，压力是 611Pa 。5. 杠杆规则适合于 相图中任意两 相区。三、是非题（下述各题中的说法是否正确？正确的在题后括号内画“”，错误的画“×” ）1. 相是指系统处于平衡时，系统中物理性质和化学性质都均匀的部分。（ ）2. 依据相律，纯液体在一定温度下，蒸气压应该是定值。（ ）3. 克拉伯龙方程适用于纯物质的任何两相平衡。（ ）4. 一定温度下的乙醇溶液，可用克克方程式计算其饱和蒸汽压。（ × ）还要定p5. 克克方程式要比克拉伯龙方程的精确度高。（ × ）6. 理想稀溶液的溶剂和溶质均遵守亨利定律。（ × ）7. 溶剂中加入了挥发性溶质，肯定会引起溶液的蒸气压升高。（ × ）四、计算题1. 指出下列相平衡系统中的化学物质数S，独立的化学反应数R，组成相关系数R´，组分数C，相数及自由度数f：（i） NH4HS(s) 部分分解为NH3(g)和H2S(g)达成平衡；（ii） NH4HS(s) 和任意量的NH3(g)及H2S(g)达成平衡；（iii） CaCO3(s) 部分分解为CaO(s)及CO2(g)达成平衡；解 ：（i）S=3，R=1，R=1，C=1，=2，f=1（ii）S=3，R=1，R=0，C=2，=2，f=2（iii）S=3，R=1，R=0（ CaO(s)与CO2(g)不同相，无浓度限制条件），C=2，=3，f=12. 系统中有任意量的ZnO(s)、Zn(g)、CO2(g)、CO(g)、C (s)等5种物质，并建立反应平衡，试计算：（i）系统的组分数C；（ii）系统的自由度数f；解：（i）S=5，e=3，R/=0，R=S-e=2，C=S-R-R/=5-2-0=3 （ii）=3，f=C-+2=3-3+2=23. 纯金的结晶温度为1335.5K。金从含Pb的质量分数为0.055的Au-Pb溶液中开始结晶的温度为1272.5K。求金的熔化焓。解：A-Au，B-Pb由凝固点下降公式： 得：MAu=197g.mol-1, MPb=207.2g.mol-1 4. 100时，纯CCl4及纯SnCl4的蒸气压分别为1.933×105Pa及0.666×105Pa.这两种液体可组成理想液态混合物。假定以某种配比混合成这种混合物，在外压1.013×105Pa的条件下，加热到100时开始沸腾，计算：（i） 该混合物的组成；（ii） 该混合物开始沸腾时的第一个气泡的组成。解：（i）设CCl-A，SnCl2-B， （ii）由得：5. 在50.00g CCl4中溶入0.5126g萘(M=128.16g·mol-1)，测得沸点升高0.402K，若在等量溶剂中溶入0.6216g某未知物，测得沸点升高0.647 K，求此未知物的摩尔质量。解：由公式（2-43b）得：，两式相除得：将M（萘）=128.16，m（萘）=0.5126g，Tb=0.402K，m(x)=0.6216g，Tb/=0.647K代入上式得：M(x)=96.6g.mol-16. 液态锌的蒸气压与温度的关系为：实验测出含锌原子分数为0.3的CuZn合金熔体800时锌的蒸气压是2.93kPa，求此时锌的活度因子，指出所用的标准态。解：将T=1073.15K代入上式得：已知：xZn=0.3，pZn=2.93kPa则：标准态：800的纯Zn（l）7. 标出下图Mg(A)-Ca(B)系统的各相区的相数、相态及自由度数(f)；描绘系统点a的步冷曲线，指明步冷曲线上转折点或停歇点处系统的相态变化。解：这是一个生成相合熔点化合物的二组分固态完全不互溶的相图。相区 相数 相态 f 1 l(A+B) 2 2 S(A)+ l（A+B） 1 2 S(C)+ l（A+B） 1 2 S(C)+ l（A+B） 1 2 S(B)+ l（A+B） 1 2 S(A)+S(C) 1 2 S(C)+S(B) 1 8. HAc和C6H6系统的相图如下所示：（i） 低共熔点为265K，含苯64%，试问将含苯75%及25%的溶液各100kg，由293K冷却时，首先析出的固体是何物？最多析出多少？（ii） 试述将含苯75%的溶液冷却到263K的过程中相态变化，画出步冷曲线。解：（i）含苯75%的溶液，冷却时先析出苯，由杠杆规则： 解之得，mS(苯)=30.6kg 含苯25%的溶液，冷却时先析出HAc，由杠杆规则：解之得，mS(HAc)=60.9kg （ii）步冷曲线如上图。9. 已知Ag-Cu系相图如下所示：（i） 当冷却100g 70%Cu的溶液到850时，有多少固溶体析出？（ii） 如100g合金含70%Cu，850平衡时，在熔体和固溶体间铜如何分配？解：先做一850辅助线：可以看出：850时析出的固溶体含Cu约92%，液相中含Cu约40%（1）根据杠杆规则有 解之得，mS，=57.7g（指固溶体） （2）固相：液相：10. 图2-33为Mg(A)-Pb(B)系统的相图。（i）标示图中各相区；（ii）指出图中各水平线上的系统点是几相平衡？哪几个相？（iii）描绘系统点a、b的步冷曲线，指出步冷曲线上转折点及停歇点处系统的相态变化。 解：（1）标示图中各相区 （2）指出图中各水平线上的系统点是几相平衡？哪几个相？ EFG线为三相平衡， HIJ线为三相平衡， （3）描绘系统点a、b的步冷曲线，指出步冷曲线上转折点及停歇点处系统的相态变化。这是一个有相合熔点化合物生成的二组分固态部分互溶、液态完全互溶的相图。.精品文档.第2章 相平衡一、选择题（均为单选题，将正确选项填在各题后的括号内）1. NaHCO3(s)在真空容器中部分分解为Na2CO3(s) 、H2O(g) 、CO2(g)，处于如下的化学平衡时：，该系统的自由度数、组分数、相数符合（ A ） A. C=2，=3，f=1 B. C=3，=2，f=3 C.C=4，=2，f=4（因为：S=4,R =1,R/=1,所以C=S-R- R/=2，f=2-3+2=1）2. 克克方程式用于（ A ）A. 固气及液气两相平衡 B. 固液两相平衡 C. 固固两相平衡3. 特鲁顿规则（适用于不缔合液体）（ B ）A. 21 B. 88 C. 109 4. 下列（ D ）式子与拉乌尔定律无关 A. B. C. D. (A、B直接有关，而C中组分B也可以是理想液液态混合物中溶剂的化学势)5. 关于亨利定律，下列几点说明不正确的是（ B ） A. 溶质在气相和在溶剂中的分子状态必须相同 B. 溶质必须是非挥发性的 C. 亨利定律适用于稀溶液中的溶质 D. 温度愈高或压力愈低，溶液愈稀，亨利定律愈准确6. A(l)与B(l)可形成理想液态混合物，若在一定温度下，纯A、纯B的饱和蒸汽压，则在该二组分的蒸气压组成图上的气、液两相平衡区，呈气、液平衡的两相组成必有（ B ） A. yB xB B. yB xB C. yB = xB二、填空题（在以下各小题中画有” _”处填上答案）1. 对二组分相图，最多相数为 4 ；最大自由度数为 3 ；它们分别是 T、p、x 等强度变量。
