物理化学第五章相平衡练习题及答案

第五章 相平衡练习题

一、判断题：

1．在一个给定的系统中，物种数可以因分析问题的角度的不同而不同，但独立组分数是 一个确定的数。

2．单组分系统的物种数一定等于1。 3．自由度就是可以独立变化的变量。 4．相图中的点都是代表系统状态的点。

5．恒定压力下，根据相律得出某一系统的f = l，则该系统的温度就有一个唯一确定的值。 6．单组分系统的相图中两相平衡线都可以用克拉贝龙方程定量描述。

7．根据二元液系的p～x图可以准确地判断该系统的液相是否是理想液体混合物。 8．在相图中总可以利用杠杆规则计算两相平畅时两相的相对的量。 9．杠杆规则只适用于T～x图的两相平衡区。。

10．对于二元互溶液系，通过精馏方法总可以得到两个纯组分。

11．二元液系中，若A组分对拉乌尔定律产生正偏差，那么B组分必定对拉乌尔定律产 生负偏差。

12．恒沸物的组成不变。

13．若A、B两液体完全不互溶，那么当有B存在时，A的蒸气压与系统中A的摩尔分 数成正比。

14．在简单低共熔物的相图中，三相线上的任何一个系统点的液相组成都相同。 15．三组分系统最多同时存在5个相。

二、单选题：

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1．H2O、K+、Na+、Cl、I体系的组分数是： (A) K = 3 ； (B) K = 5 ； (C) K = 4 ； (D) K = 2 。

2．克劳修斯－克拉伯龙方程导出中，忽略了液态体积。此方程使用时，对体系所处的温 度要求：

(A) 大于临界温度 ； (B) 在三相点与沸点之间 ； (C) 在三相点与临界温度之间 ； (D) 小于沸点温度 。

3．单组分固－液两相平衡的p～T曲线如图所示，则： (A) Vm(l) = Vm(s) ； (B) Vm(l)＞Vm(s) ； (C) Vm(l)＜Vm(s) ； (D) 无法确定 。

4．蒸汽冷凝为液体时所放出的潜热，可用来： (A) 可使体系对环境做有用功 ； (B) 可使环境对体系做有用功 ； (C) 不能做有用功 ； (D) 不能判定 。

5．压力升高时，单组分体系的熔点将如何变化： (A) 升高 ； (B) 降低 ； (C) 不变 ； (D) 不一定 。

6．硫酸与水可组成三种化合物：H2SO4·H2O(s)、H2SO4·2H2O(s)、H2SO4·4H2O(s)，在p

下，能与硫酸水溶液共存的化合物最多有几种： (A) 1 种 ； (B) 2 种 ； (C) 3 种 ； (D) 0 种 。

7．在101325Pa的压力下，I2在液态水与CCl4中的溶解已达到平衡(无固体I2存在)，此体 系的自由度为： (A) 1 ； (B) 2 ； (C) 3 ； (D) 0 。

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8．NaCl水溶液和纯水，经半透膜达到渗透平衡，该体系的自由度数是： (A) f = 1 ； (B) f = 2 ； (C) f = 3 ； (D) f = 4 。

9．对于下列平衡系统：①高温下水被分解；②同①，同时通入一些H2(g) 和O2(g)；③H2

和O2同时溶于水中，其组元数K和自由度数f的值完全正确的是： (A) ①K = 1，f = 1 ②K = 2，f = 2 ③K = 3，f = 3 ； (B) ①K = 2，f = 2 ②K = 3，f = 3 ③K = 1，f = 1 ； (C) ①K = 3，f = 3 ②K = 1，f = 1 ③K = 2，f = 2 ； (D) ①K = 1，f = 2 ②K = 2，f = 3 ③K = 3，f = 3 。

10．在下列体系中自由度f = 2的体系是： (A) 298K时，H2O(l)H2O(g) ； (B) S(s)S(l)S(g) ； (C) C2H5OH(l) 与H2O(l) 的混合物 ；

(D) 一定量的PCl5(g) 分解平衡时：PCl5(g) = PCl3(g) + Cl2(g) 。

11．某体系中有Na2CO3水溶液及Na2CO3·H2O(s)、Na2CO3·7H2O(s)、Na2CO3·10H2O(s)三 种结晶水合物。在p下，f = K - Φ + 1 = 2 - 4 + 1 = -1，这种结果表明： (A) 体系不是处于平衡态 ； (B) Na2CO3·10 H2O(s) 不可能存在 ； (C) 这种情况是不存在的 ； (D) Na2CO3·7H2O(s) 不可能存在 。

12．相图与相律之间是：

(A) 相图由实验结果绘制得出，相图不能违背相律 ； (B) 相图由相律推导得出；

(C) 相图由实验结果绘制得出，与相律无关 ； (D) 相图决定相律 。

13．下列叙述中错误的是：

(A) 水的三相点的温度是273.15K，压力是610.62 Pa ； (B) 三相点的温度和压力仅由系统决定，不能任意改变 ； (C) 水的冰点温度是0℃(273.15K)，压力是101325 Pa ； (D) 水的三相点f = 0，而冰点f = 1 。

14．Na 2CO3可形成三种水合盐：Na2CO3·H2O、Na2CO3·7H2O、NaCO3·10H2O，在常压下， 将Na2CO3投入冰－水混合物中达三相平衡时，若一相是冰，一相是Na2CO3水溶液， 则另一相是：

(A) Na2CO3 ； (B) Na2CO3·H2O ； (C) Na2CO3·7H2O； (D) Na2CO3·10H2O。

15．如图，对于右边的步冷曲线对应是哪个物系点的 冷却过程：

(A) a点物系 ； (B) b点物系 ； (C) c点物系 ； (D) d点物系 。

16．如图，对于形成简单低共熔混合物的二元相图， 当物系的组成为x，冷却到t℃时，固液二相的重 量之比是：

(A) w(s)∶w(l) = ac∶ab ； (B) w(s)∶w(l) = bc∶ab ； (C) w(s)∶w(l) = ac∶bc ； (D) w(s)∶w(l) = bc∶ac 。

17．如图，对于形成简单低共熔混合物的二元相图，当物 系点分别处于C、E、G点时，对应的平衡共存的相数为： (A) C点1，E点1，G点1 ；

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(B) C点2，E点3，G点1 ； (C) C点1，E点3，G点3 ； (D) C点2，E点3，G点3 。

18．在相图上，当物系处于哪一个点时只有一个相： (A) 恒沸点 ； (B) 熔点 ； (C) 临界点 ； (D) 低共熔点 。

19．甲、乙、丙三个小孩共吃一支冰棍，三人约定：⑴各吃质量的三分之一；⑵只准吸， 不准咬；⑶按年龄由小到大顺序先后吃。结果，乙认为这只冰棍没有放糖，甲则认为 这冰棍非常甜，丙认为他俩看法太绝对化。则三人年龄： (A) 甲最大，乙最小 ； (B) 甲最小，乙最大 ； (C) 丙最大，甲最小 ； (D) 丙最小，乙最大 。

20．如图A与B是两组分恒压下固相部分互 溶凝聚体系相图，图中有几个单相区： (A) (A) 1个 ； (B) (B) (B) 2个 ； (C) (C) (C) 3个 ； (D) (D) (D) 4个 。

21．有一形成不稳定化合物的双组分A与B凝聚体系，系统的组成刚巧与不稳定化合物 的组成相同，当其从液态冷却到不相称熔点，系统内建立如下平衡： 液相 + A(s) = AxBy(不稳定化合物)，如果在此时系统由外界吸取热时，则上述的平衡将： (A) 向左移动 ； (B) 向右移动 ； (C) 不移动 ； (D) 无法判定 。

22．A与B可以构成2种稳定化合物与1种不稳定化合物，那么A与B的体系可以形成

几种低共熔混合物：

(A) 2种 ； (B) 3种 ； (C) 4种 ； (D) 5种 。

23．如图A与B是两组分恒压下固相部分互溶凝聚体系 相图，有几个两固相平衡区： (A) (A) 1个 ； (B) 2个 ；

(B) (B) 3个 ； (D) 4个 。

24．在第一种物质中加入第二种物质后，二者的熔点发生什么变化? (A) 总是下降 ； (B) 总是上升 ；

(C) 可能上升也可能下降 ； (D) 服从拉乌尔定律 。

25．如图是FeO与SiO2的恒压相图，那么存在几个稳 定化合物：

(A) (A) 1个 ； (B) (B) (B) 2个 ； (C) (C) (C) 3个 ； (D) (D) (D) 4个 。

26．A及B二组分组成的凝聚体系能生成三种稳定的化合

物，则于常压下在液相开始冷却的过程中，最多有几种固相同时析出？ (A) 4种 ； (B) 5种 ； (C) 2种 ； (D) 3种 。

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27．在温度为T时，A(l) 与B(l) 的饱和蒸气压分别为30.0kPa和35.0kPa，A与B完全 互溶，当xA = 0.5时，pA = 10.0kPa，pB = 15.0kPa，则此二元液系常压下的T～x相图为：

28．两组分理想溶液，在任何浓度下，其蒸气压：

(A) 恒大于任一纯组分的蒸气压 ； (B) 恒小于任一纯组分的蒸气压 ； (C) 介于两个纯组分的蒸气压之间 ； (D) 与溶液组成无关 。

29．设A和B可析出稳定化合物AxBy和不稳定化合 物AmBn，其T～x图如图所示，其中阿拉伯数字代 表相区，根据相图判断，要分离出

纯净的化合物AmBn，物系点所处的相区是： (A) 9 ； (B) 7 ； (C) 8 ； (D) 10 。

30．液体A与B形成蒸气压正偏差很大的溶液，在精馏塔中精馏时，塔釜得到的是： (A) 恒沸混合物 ； (B) 纯A ； (C) 纯B ； (D) 纯A或纯B 。

31．如图A与B是两组分恒压下固相部分互溶

凝聚体系相图，图中有几个两相区： (A) 1个 ； (B) 2个 ； (C) 3个 ； (D) 4个 。

32．水蒸气蒸馏通常适用于某有机物与水组成的： (A) 完全互溶双液系 ； (B) 互不相溶双液系 ； (C) 部分互溶双液系 ； (D) 所有双液系 。

33．下图是二元凝聚体系相图，其中物系点与相点合一的是： (A) F点，G点 ； (B) I点，D点 ； (C) H点，D点 ； (D) H点，G点 。

34．A与B是两种互不相溶的两种液体，A的正常沸点80℃，

B的正常沸点120℃。把A、B混合组成一个体系，那么这个混合物的正常沸点为： (A) 小于80℃； (B) 大于120℃； (C) 介于80℃与120℃之间 ； (D) 无法确定范围 。

35．右图是三液态恒温恒压相图，ac、be把相图分成三个相区 ①、②、③，每个相区存在的相数是： (A) (A) ①区1、②区1、③区1 ； (B) ①区1、②区3、③区2 ；

(B) (B) ①区1、②区2、③区2 ； (D) ①区1、②区2、③区1 。

36．金(熔点1063℃)与铜(熔点1083℃)形成合金；取含金量 50％的融熔体冷却，首先析出固溶体的含金量是： (A) 大于50％ ； (B) 小于50 % ； (C) 等于50％ ； (D) 不一定 。

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37．H2O－NaCl－Na2SO4的物系中Na2SO4与H2O能形成水合 物Na2SO4·10 H2O(D)。相图中，在DBC区中存在的是： (A) 水合物D与溶液 ；

(B) 水合物D、NaCl和组成为F的溶液 ； (C) 水合物D、NaCl和Na2SO4三相共存 ； (D) 纯NaCl、纯Na2SO4和水溶液 。

38．H2O－KNO3－NaNO3物系的相图如下。那么

在BEC区内平衡的相是： (A) 纯NaNO3与其饱和溶液 ； (B) 纯KaNO3与其饱和溶液 ；

(C) 含KNO3、NaNO3与不饱和溶液 ； (D) 含KNO3、NaNO3与双饱和溶液(E) 。

39．分配定律不适用下列哪个体系： (A) I2溶解在水与CCl4中 ；

(B) Na2CO3溶解在正庚烷和二乙二醇醚中 ； (C) NH4Cl溶解在水与苯中 ； (D) Br2溶解在CS2与水中 。

40．如图是恒温恒压下的三组分盐水体系相图，复盐可形 成水合物，存在几个三相平衡区：

(A) 2个 ； (B) 3个 ； (C) 4个 ； (D) 5个 。

三、多选题：

1．通常所说的水的冰点为0℃的含义是什么？

(A) 在101.33kPa压力下，冰和纯水平衡时的温度 ； (B) 冰、水、水蒸气三相平衡时的温度 ； (C) 冰的蒸气压和水的蒸气压相等的温度 ；

(D) 压力为101.3kPa下被空气饱和了的水和冰平衡的温度 ； (E) 压力在101.3kPa时，冰、水、水蒸气三相共存时的温度 。

2．下列系统Φ = 1的是：

(A) Pb－Sn－Sb形成的固溶体 ； (B) α-SiO2和β-SiO2 ；

(C) 左旋葡萄糖和右旋葡萄糖 ；(D) 氯化钠和蔗糖溶于水 ；(E) 白糖与面粉混合物 。

3．克－克方程可适用于下列哪些体系？ (A) I2(s) I2(g) ； (B) C(石墨) C(金刚石) ； (C) I2(s) I2(l) ； (D) I2(l) I2(g) ； (E) I2(g)(n,T1,p1) I2(g) (n,T2,p2) ； (F) I2(l) + H2 2HI(g) 。

4．对于两组分凝聚体系的步冷曲线形状，下列判断正确的是： (A) 步冷曲线上，一定存在“拐点” ；

(B) 一条步冷曲线上有平台，就一定有“拐点” ； (C) 一条步冷曲线上有“拐点”，就一定有“平台” ； (D) 一条步冷曲线上可以有“拐点”而无“平台” ； (E) 一条步冷曲线上可以有“平台”而无“拐点” 。 5．在CaF2－CaCl2的凝聚系统相图中，物系点为a，当 降低系统温度时，不正确的是： (A) (A) a点Φ = 1，f* = 2 ； (B) b点Φ = 1，f* = 1 ；

(B) (B) c点Φ = 2，f* = 1 ；

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