大学《物理化学》相平衡练习题(有答案)
相平衡练习题
1. 在定压下，NaCI晶体和蔗糖晶体与它们的饱和混合水溶液平衡共存时，独立组分数 C和条件自由度F :答a；
(a) C=3， F =1
(b) C=3， F =2
(c) C=4， F =2
(d) C=4， F =3
注意：如果上述题目改为：在定压下， 平衡共存时，相律还是否适用？ 2. Na2COs 可形成三种水合盐，
NaCI晶体和蔗糖晶体与它们的 过饱和混合水溶液
NazCOs H2O, Na2COs 7H2O 及NazCOs 10H2O，常压下将
NazCOs水溶液，一相是 Na2COs(s)，
Na2COs(s)投入其水溶液中，待达三相平衡时，一相是 则另一相是：答d；
(a)冰
(b) Na2COs IOH2OG) (c) Na2COs 7H2O (s) (d) Na2COs H2O (s)
3?假设A、B二组分混合物可以形成理想液态混合物，则下列叙述中不正确的是: (a)A、B分子间的作用力很微弱
(b)A、B都遵守拉乌尔定律
(c) 液态混合物的蒸气压介于 A、B的蒸气压之间 (d) 分离。
4. 自由度为零，意味着：答(c) (a)体系独立组分数 C等于相数P
(c)确定体系相平衡所需的最少强度变量数为零 5. 在一定压力a?大于
)它在平衡液相中的相对含量。
b.小于
c?等于
答a
d.不确定
F是答a
可以用重复蒸馏的方法使 A、B完全答a
(b )体系的状态不变 (d )三相共存
6. BaCO 3(s)> BaO(s)、CO2(g)三种物质处于化学平衡时，体系自由度 a.0
b.1
c.2
d.4
7?在一定压力下，某二组分系统能形成最低恒沸物，该恒沸物的组成
a.与系统组成有关
c.与压力有关，压力一定时为定值 8.在一定压力下，A和B能形成最低恒沸物
的混合物进行普通精馏，最后得到 a. A 和 B
(c)
d.无法确定 b.与温度有关 d.恒定不变，是化合物 C,设恒沸物的组成为
(c)
X, 则对组成为XB(XB>X)
b. A 和 C c. B 和 C
例1在101.325 kPa下，A~B系统的相图如 图所示。由相图回答:
(1)系统中x (A )= 0.68时：开始沸腾的温度
约为
C,最初馏出物中
B的摩尔分数约
图16
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下，在液态混合物中增加某组分后，液体的沸点下降，则该组分在气相中的 相对含量(
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为 _____ 。蒸馏到最后一滴液体时，溶液中 B的摩尔分数约为 _______________ 。
(2)如将组成为xB = 0.85的A~B混合液进行精馏，则在塔顶得到 _____________ ，在塔釜得 到 _________ 。(大连理工大学 2003年)
答 7. ( 1) 79C ,0.6,0.1; (2)XB 0.7 的恒沸物，纯 B
例 2 NaCI~H 2O所组成的二组分系统，在
-21 C时有一个低共熔点，此时冰、
NaCI~2H 2O(s)和(质量百分比)浓度为 23.3%的NaCl水溶液平衡共存。在-9C时不稳定
化合物NaCl 2H2O(S)分解，生成无水 NaCl和27%的NaCl水溶液。已知无水 NaCl在水中 的溶解度受温度的影响不大(当温度升高时，溶解度略有增加)
(1) 试绘出相图，并标出各部分存在的相态
(2) 若有1000克28%的NaCl溶液，由160 C冷却到-10 C,问此过程中最多能析出 多少纯NaCl?
解：10. (1)不稳定化合物 NaCl 2H2O(S)中NaCl的质量分数为：
WNaCl /WNaCl 2HO =58.5/94.52
2
100%=61.9%
相图及各部分存在的相态见图 —21 C时有三相平衡线：
23
C=NaC12H2O
(H 2O(s)+NaCl 2H 2O(S) ? l 仪⑷。=0.223));
—9C 时有 三 相 平 衡 线
-9
-21 0 20 40 do 80 100
出0⑻跖淀氏f NaCl(S)
图23
(NaCl(s)+NaCl 2H 2O(S) ? l (xNaCl =0.27));
例3苯(A)和二苯基甲醇 (B)的正常熔点分别为
为0. 2(摩尔分数)，A和
B可形成不稳定化合物 AB2 (即卩AB2熔融时固液相组成不一致 )，它在30 C时分解。 (1) (2) (3)
根据以上数据画出苯-二苯基甲醇的 T~X示意图； 标出各区域的相态；
说明含B的摩尔分数为 0.8的不饱和溶液在冷却过程中的变化情况。
和65C,两种纯态物不互溶, 低共熔点为1C,低共熔液中含B
［答］(1)图如下。
(2) 各区域的相态在下图中标出。
(3) 含B为0.8的不饱和溶液为 P (如图)冷却到P1时有纯固相B析出，继续冷却固 相不断析出，溶液组成沿P1D曲线变化，当冷到30C时，发生下列反应：溶液(组成为D) +固相B T固体AB2 (不稳定化合物)。此时，体系三相平衡， F*= 0,温度不能改变，
随温度不断冷却，固体 AB2不断增加，液相量不断减少，直到溶液全部消失，剩下固体
B
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和AB2，温度又不断下降，步冷曲线如下：
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P=L液相L
I 液相L
:f-0 L(x&)二 5 / 3
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