物理化学相平衡填空-考研试题文档资料系列.DOC

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1、题目部分，(卷面共有96题,236.0分,各大题标有题量和总分)一、填空(82小题,共148.0分)1(1分)由乙烯腈(A)-水(B)- 乙醚(C) 在某温度T 时的三组分液态部分互溶系统相图如图所示。则该相图中有_个二相区。2(2分)已知K-Rb 二组分系统相图如图所示，今将系统S 经精炼分离，则在固相可得到_纯组分，在液相可得到溶体_。3(2分)在A，B 形成的凝聚系统的相图中（如右图所示），条件自由度数为零的部位有_，_，_。4(8分)A与B可构成液态部分互溶二组分系统其相图如图所示。今将40 kg B与60 kg A混合加热至53 C，系统为_相；若此时，将所得液体冷却至20 C，系统

2、为_相，各相的组成分别为_和_；各相的质量分别为_kg和_kg。5(10分)丙三醇(A)-间甲苯胺(B)可形成部分互溶二组分系统，相图如图所示：（1） 将30 g丙三醇和70 g间甲苯胺在20 C时混合，系统为_相；（2） 把上述混合液加热至60 C，可建立_相平衡，各相质量分别为_和_；各相组成分别为_和_；（3） 将系统温度继续升至120 C，系统又为_相，相组成为_。6(2分)35C时，纯CH3COCH3的饱和蒸气压力为43.06 kPa。CH3COCH3与CHCl3组成溶液，当CHCl3的摩尔分数为0.30时，溶液上CH3COCH3的蒸气分压力为26.77 kPa，则该溶液对CH3CO

3、CH3为_偏差。(选填正、负)7(1分)恒压下A和B形成具有最低恒沸点的系统，最低恒沸点的组成为xB=0.475。若进料组成为xB=0.800的系统，在具有足够塔板数的精馏塔中精馏，则塔顶得到_，塔底得到_。8(1分)完全互溶的A，B二组分溶液，在xB=0.6处，平衡蒸气压有最高值，那么组成xB=0.4的溶液在气-液平衡时，yB(g)，xB(1)，xB(总)的大小顺序为_。将xB=0.4的溶液进行精馏,塔顶将得到_。9(2分)右图为两组分，具有最高恒沸点的相图，若有组成为x0的溶液，经过精馏，则在塔顶得到_，塔底得到_。10(2分)右图为两组分、具有最低恒沸点的相图，若有组成为x0的溶液，经过

4、精馏，则在塔顶得到_，在塔底得到_。11(1分)理想液态混合物等温p-xB(yB)相图最显著的特征是液相线为_。12(1分)已知20时，CO2(g)在水中的亨利常数为58.8 kPakgg-1，当CO2的气相压力为250 kPa时，CO2在1kg水中的溶解度为_gkg-1。13(2分)等温等压下纯组分A和B混合形成理想液态混合物，则混合过程的V_0；H_0；S_0；G_0。（选填，）14(2分)由纯组分在等温等压下组成非理想液态混合物时，系统的V_0；H_0；G_0；S_0 。（选填，）15(1分)拉乌尔定律的数学表达式为_。16(1分)亨利定律的数学表达式之一为_。17(2分)20时，O2(

5、g)在水中溶解的亨利常数为4.06109 Pa，则1吨与空气成平衡的水中最多可溶解_mol O2(g)。已知空气的压力为101 325 Pa，O2(g)的摩尔分数为(O2)= 0.21。18(1分)氧气和乙炔气溶于水中的亨利常数分别是7.20107 Pakgmol-1和1.33108 Pakgmol-1，由亨利常数可知，在相同条件下，_在水中的溶解度大于_在水中的溶解度。19(1分)25时，p*(水) =133.3 Pa若一甘油水溶液中甘油的摩尔分数为0.020，则溶液上方的水的蒸气压力为_ 。20(2分)50时，液体A的饱和蒸气压是液体B的饱和蒸气压的3倍。A，B两液体形成液态混合物，气液平

6、衡时，液相中A的摩尔分数为0.5，则在气相中B的摩尔分数为_。21(2分)80时纯苯的饱和蒸气压为100.4 kPa，纯甲苯的饱和蒸气压为38.7 kPa。若有苯和甲苯的理想液态混合物气液平衡时，在80时气相中C6H6的摩尔分数为0.30，则液相中C6H6的摩尔分数为_。22(2分)已知100时，液体A的饱和蒸气压是液体B的饱和蒸气压的2倍，设A和B形成理想液态混合物，在气液平衡时若液相中A的摩尔分数为0.2，则气相中A的摩尔分数为_ 。 23(1分)已知60时，A（l）的蒸气压为20.0 kPa，B（l）的蒸气压为40.0 kPa。则与含0.5 mol B（l），99.5 mol A（l）的

7、理想液态混合物成平衡的气相总压力为_kPa 。24(2分)理想液态混合物的定义是：_ 。25(1分)理想液态混合物的宏观特征是：_ , 。26(2分)理想液态混合物的微观特征是：（1）_ ；（2）_ 。27(3分)0，101.325 kPa压力下，O2(g)在水中的溶解度为4.4910-2 dm3kg-1，则0时O2(g)在水中的亨利常数为kx(O2)=_Pa。28(2分)下列各式属于化学势的是_，属于偏摩尔量的是_，既不是化学势，也不是偏摩尔量的是_。（1） ；（2）；（3）。29(2分)写出化学势的两个定义式：mB=_=_ 。30(2分)热力学基本方程dH=TdS+Vdp+mBdnB的适用

8、条件为组成_变的_系统和_。31(1分)GB=HBTSB所表达的是：_组分_偏摩尔量之间的关系。32(1分)写出组成可变的均相系统的热力学基本方程：dA=_；dG=_。33(1分)类似于定量、定组成均相系统的热力学函数之间的关系H=U+pV，则对于多组分均相系统同一组分B相应的偏摩尔量之间的关系为：_。34(1分)多组分均相系统中，组分B的偏摩尔吉布斯函数定义为GB_。35(1分)多组分均相系统中，组分B的偏摩尔亥姆霍兹函数定义为AB_。36(1分)多组分均相系统中，组分B的偏摩尔熵定义为SB_。37(1分)多组分均相系统中，组分B的偏摩尔焓定义为HB_。38(1分)多组分均相系统中，组分B的

9、偏摩尔热力学能为UB_。39(1分)多组分均相系统中，组分B的偏摩尔体积定义为VB_。40(1分)在101 325 Pa下，-5过冷水的化学势_-5 冰的化学势。（选填，）。41(2分)亨利定律用文字可表述为：_ 。42(2分)拉乌尔定律可用文字表述为_ 。43(1分)已知一定温度下A(g)，B(g)，C(g)三种微溶气体溶于某液体时的亨利常数kb,B分别为50.0109 Pakgmol-1,1.50109 Pakgmol-1和160106 Pakgmol-1。则当三种气体在该液体中的质量摩尔浓度bB相同时，它们的平衡气相分压：pA,pB,pC的大小顺序为_。44(2分)B物质化学势定义为_。

10、在等温等压条件下B物质自发的相变过程将向化学势_的方向进行，相变平衡时_。45(1分)反应：SO2(g)+ O2=SO3(g) 在一定T, p下进行，其平衡条件是：_。46(1分)今有等温等压下的化学反应：aA+bB = yY+zZ 则用化学势表示的该反应自发向正方向（向右）进行的条件为：_。47(1分)已知等温等压下化学反应：aA+bB = yY+zZ 则该反应的平衡条件若用化学势表示应为_。48(1分)写出组成可变的均相系统的热力学基本方程：dU=_；dH=_。49(2分)在100，101 .325 kPa时，H2O（l）与H2O（g）成平衡，则H2O，g，100，101 .325 kPa

11、）_（H2O，l，100，101 .325 kPa）；H2O，g，100，102.000 kPa）_（H2O，l，100，101 .325 kPa）； H2O，g，100，100.000 kPa）_（H2O，l，100，101 .325 kPa）。（选填，。）50(2分)一定T，p下，若系统的a，b两相中都有组分B，则系统的a，b两相平衡条件是_；等温等压下反应aA+bB = yY+zZ的平衡条件是_。51(2分)三组分系统的最大自由度数f= _；平衡共存的最多相数F= _。52(2分)已知NaHCO3(s)热分解反应为 2NaHCO3 = Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g

12、)今将NaHCO3(s)，Na2CO3(s)，CO2和H2O(g)按任意比例混合，放入一个密闭容器中，当反应建立平衡时, 系统的R=_；C =_；F =_； =_。53(3分)将一定量NaCl(s)溶入水中形成不饱和溶液，假设NaCl完全电离，H2O(l)可建立电离平衡，离子无水合反应，则系统的S =_；R =_；R=_；C =_；F =_； =_。54(3分) CH4(g)与H2O(g)反应，部分转化为CO(g)和CO2(g)及H2(g)，并达平衡，则系统的S =_；R =_；R=_；C =_；F=_； =_。55(1分)在抽空的容器中放入NH4HCO3(s)，发生反应 NH4HCO3(s)

13、 = NH3 (g) + CO2 (g) + H2O (g) 且达到平衡，则这个系统的组分数(独立)=_；自由度数=_。56(1分)NH4HS(s) 与任意量的NH3(g)及H2S(g) 达平衡时，系统的自由度数是_。57(1分)在101 325Pa下，碘在水和二硫化碳中分配达平衡，不存在固态碘及气相，则此系统的自由度数为_。58(2分)将Ag2O(s)放在一个抽空的容器内,使之分解得到Ag(s)和O2(g)并达到平衡,则此系统的组分数(独立) = ；自由度数 = 。59(1分)气态的N2 ，O2溶于水中且达到相平衡，此多相系统的组分数（独立）为_；自由度数为_。60(4分)指出在真空中(1)

14、CaCO3(s)部分分解的自由度数 =_(2)NH4Cl(s)部分分解的自由度 =_。61(1分)将一定的CaCO3(s)放入真空容器中升温令其建立化学平衡，则系统的组分数C=_； 相数F=_；自由度数 =_。62(2分)Na2CO3(s)与H2O(l)可生成水合物Na2CO3H2O(s), Na2CO3 7H2O(s), Na2CO310H2O则30时，与Na2CO3水溶液、冰平衡共存的水合物最多可有_种。63(2分)将CaCO3(s)、CaO(s)和CO2(g)以任意比例混合，放入一密闭容器中，一定温度下建立化学平衡，则系统的组分数C=_；相数F=_；条件自由度数=_。64(2分)CaCO

15、3(s)，BaCO3(s)，CaO(s)，BaO(s)和CO2(g)构成一个多相平衡系统，这个系统的组分数(独立)为_；自由度数为_。65(1分)只受温度，压力影响的二组分平衡系统，可能出现的最多相数为_。66(1分)单组分系统中能平衡共存的最多相数是_。67(3分)在温度T时某纯液体A的蒸气压为11.73 kPa，当0.2 mol的非挥发性溶质B溶于0.8 mol A中形成液态混合物时，液态混合物的蒸气压为5.33 kPa，以纯液体为标准态，则组分A的活度aA=_ 及活度因子(系数)fA=_。 68(3分)CH3COCH3 (A) 和CHCl3 (B) 的溶液，在28.15时，xA=0.71

16、3,蒸气总压力为29.40 kPa , 气相组成yA=0.818。在该温度时纯液体B的饱和蒸气压为29.57 kPa。以纯液体B为标准状态，假定蒸气是理想气体，则溶液中组分B的活度aB= _ , 活度因子(系数)fB = _ 。69(3分) 325 时，Hg的摩尔分数为0.497的铊汞齐的汞蒸气压力是纯汞的43.3% ,以纯汞为标准状态,则Hg在铊汞齐中的活度aA=_,活度因子(系数)fA=_。 70(2分)今将一定量的NaHCO3(s)放入一个真空容器中，加热分解并建立平衡： 2 NaHCO3(s) = Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g) 则系统的浓度限制条件数R=_；组

17、分数C =_；相数F =_；自由度数 =_。71(2分)Cd(s)的蒸气压与温度的关系为： lg(p/Pa) =-6.439Cd(l)的蒸气压与温度的关系为： lg(p/Pa) = -5.772则Cd的三相点温度为_ K，蒸气压为_ Pa。72(2分)一般有机物可以用水蒸气蒸镏法提纯，当有机物的_和_越大时，提纯一定质量有机物需用的水蒸气量越少，能量越节省。73(2分)冰的熔点随压力增大而_，苯的熔点随压力增大而_。(选填升高、降低)74(2分)450 C时，将NH3(g)与N2(g)混合，由于NH3(g)的分解，最终得到NH3(g)、N2(g)和H2(g)平衡共存的系统，求该系统的组分数C

18、=_；相数F =_；和条件自由数=_。75(1分)已知CO2的相图如下，则CO2的三相点的温度为_；压力为_。 76(2分)某理想稀溶液的温度为T，压力为p，溶剂A的摩尔分数为xA，则组分A的化学势表达式为：mA=_ 。 77(2分)当稀溶液中所含溶质为不挥发性溶质、以及凝固时析出纯溶剂，则此稀溶液的依数性质有：_；_；_；_ 。78(1分)溶剂服从拉乌尔定律，溶质服从亨利定律的溶液称为_溶液。79(1分)理想稀溶液的定义表述为_。80(2分)下列化学势表达式中，适用于理想气体混合物中任一组分B的是_，适用于理想稀溶液中溶剂的是_，适用于理想稀溶液中溶质的是_ 。(1) mA = + RTln

19、xA；(2) mB =mB (g , T) + RTln(pB / p)；(3) mB =mB(l , T) + RTlnxB 。81(1分)写出理想稀溶液中溶质B的化学势表达式，其中B的摩尔分数用xB表示，=_。82(1分)试写出理想稀溶液中溶质B的化学势表达式 ，其中溶质B的质量摩尔浓度以bB表示，=_。 二、证明(14小题,共88.0分)1(3分)克拉贝龙方程：的适用条件是什么？对于固-固或固-液平衡，若温度变化不大，当及 皆可视为常数时，写出克拉贝龙方程的定积分式。2(8分)试证明范德华气的式中a为只与气体性质有关的范德华常数。3(6分)证明：4(6分)对于纯物质，试证明：5(10分)

20、试证明物质的量恒定的单相纯物质，只有p，V，T变化过程的 6(6分)试证明，在恒压过程中，系统的热力学能变化可用下式表示：dU = Cpp dT，对于理想气体，证明上式可变为：dU = CVdT 。7(7分)若 =0 ，证明=0。8(7分)试从热力学基本方程出发，证明理想气体9(5分)证明10(5分)证明：11(7分)证明在任一纯气体的S-T图上，同一温度时恒压线的斜率大于恒容线的斜率。12(5分)试证明封闭系统单相纯物质只有p,V,T变化过程的 理想气体的 13(5分)从热力学第一定律和有关定义，推导CV =。14(8分)物质量为n的理想气体从p1，V1，T1变化至p2，V2，T2，证明过程

21、的=答案=答案部分，(卷面共有96题,236.0分,各大题标有题量和总分)一、填空(82小题,共148.0分)1(1分)答案3 2(2分)答案K ； C 。 3(2分)答案F点G 点线段上任意点 4(8分)答案1 ； 2 ； l1,w(B)=0.20 ， l2,w(B)=0.80 l1的质量m（l1）=66.7 kg ； l2的质量m（l2）为33.3 kg 5(10分)答案（1） 1 （2） 2 l1,w(B)=0.20 l2,w(B)=0.76 m (l1 )=10.7 g m (l1 )=89.3 g （3） 1 w(B) = 0.70 6(2分)答案负 7(1分)答案组成为xB= 0.

22、475的恒沸混合物 纯B 8(1分)答案yB(g)xB(总) xB(1) xB=0.6恒沸混合物 9(2分)答案纯B 恒沸混合物 10(2分)答案恒沸混合物 纯A液体 11(1分)答案直线 12(1分)答案4.25 13(2分)答案 = = 14(2分)答案V 0 或V0 H 0 或H0G0S 0 15(1分)答案pB=pB*xB 16(1分)答案pB=kx，BxB或 pB=kb，BbB或 pB=kc，BcB 17(2分)答案2.90 18(1分)答案氧气 乙炔 19(1分)答案解：p（水）=p*（水）x（水） =133.3 Pa（1-0.020） =131.0 Pa即 131.0 Pa 20

23、(2分)答案0.25 21(2分)答案 0.142 22(2分)答案 0.333 23(1分)答案20.1 24(2分)答案在一定温度下，液态混合物中的任一组分在混合物的全部组成范围内均遵守拉乌尔定律的液态混合物 或：在一定温度下，液态混合物中的任一组分在全部组成范围内都遵守的液态混合物 25(1分)答案混合过程焓不变 无体积变化 或DmixH=0 DmixV=0。 26(2分)答案（1）组分间的分子力：； （2）组分的分子体积：V（A分子）=V（B分子）27(3分)答案2.81109 28(2分)答案（3） （2） （1） 29(2分)答案解： 或 30(2分)答案可 均相 可逆过程 W=0

24、 31(1分)答案同一 不同 32(1分)答案SdTpdVdnB；SdTVdpdnB 33(1分)答案HB=UB+pVB 34(1分)答案 35(1分)答案 36(1分)答案 37(1分)答案 38(1分)答案 39(1分)答案 40(1分)答案 41(2分)答案在一定温度下，微溶的气体在溶液中的溶解度与该气体的分压成正比 或 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浓度成正比 42(2分)答案对于稀溶液，溶液上方溶剂的蒸气分压，等于纯溶剂在同一温度的蒸气压乘以溶液中溶剂的摩尔分数 43(1分)答案PA PB PC 44(2分)答案 较小 B物质在两相

25、的化学势相等 45(1分)答案（SO3，g）（SO2，g）（O2，g）=0 46(1分)答案 或 47(1分)答案 或 48(1分)答案TdSpdVBdnB ； TdSVdpBdnB 49(2分)答案 50(2分)答案m=m 51(2分)答案 4 5 52(2分)答案 0 3 3 2 53(3分)答案 5 1 2 2 1 3 54(3分)答案 5 2 0 3 1 4 55(1分)答案 1 1 56(1分)答案2 57(1分)答案 2 58(2分)答案 2 1 59(1分)答案 3 3 60(4分)答案 1 1 61(1分)答案 2 3 1 62(2分)答案 1 63(2分)答案 2 3 0 6

26、4(2分)答案 3 0 65(1分)答案4 66(1分)答案 3 67(3分)答案 0.454 0.568 68(3分)答案 0.181 0.631 69(3分)答案 0.433 0.871 70(2分)答案 1 2 3 1 71(2分)答案 712.2 35.8 72(2分)答案 饱和蒸气 摩尔质量 73(2分)答案 降低 升高 74(2分)答案 2 1 2 75(1分)答案 -56.6 C 518 kPa 76(2分)答案= (l , T ) + RTlnxA 77(2分)答案 蒸气压下降 (含不挥发性溶质) 凝固点降低 (析出纯溶剂时) 沸点升高 (含不挥发性溶质) 产生渗透压 78(1分)答案理想稀 79(1分)答案 溶剂和溶质分别遵守拉乌尔定律和亨利定律的稀溶液称为理想稀溶液 80(2分)答案（2） （1） （3） 81(1分)答案=mx,B(l，T ) +RTlnxB 82(1分)答案B =（l，T）+RTln 二、证明(14小题,共88.0分)1(3分)答案解：克拉贝龙方程适用于纯物质的任意两相平衡。 若及可视为常数，其定积分式为ln ( T2 / T1 ) = ( p2p1 ) / 2(8分)答案解：由 dU = TdS pdV 可知 由麦克斯韦关系式可知：将其代入上式，得 由范德华方程可得