物理化学习题答案(二)-相平衡

物理化学习题答案(二)-相平衡

物理化学习题答案(二)

一、 选择题

1、 当克劳修斯_克拉贝龙方程应用于凝聚相转变为蒸气时,则: ( C )

(A) p 必随T 之升高而降低 (B) p 必不随T 而变

(C) p 必随T 之升高而变大 (D) p 随T 之升高可变大或减少

2、 水的三相点,其蒸发热与熔化热分别为44、82与5、994kJ·mol。则在三相点冰的升华热约为: ( B )

(A) 38、83 kJ?mol-1 (B) 50、81 kJ?mol-1 (C) -38、83 kJ?mol-1 (D) -50、81 kJ?mol-1

3、 已知苯一乙醇双液体系中,苯的沸点就是353、3K,乙醇的沸点就是351、6K,两者的共沸组成为:含乙醇47、5%(摩尔分数),沸点为341、2K。 今有含乙醇77、5%的苯溶液,在达到气、液平衡后,气相中含乙醇为y2,液相中含乙醇为 x2。 问:下列结论何者正确？ (C )

(A) y2> x2 (B) y2= x2 (C) y2< x2 (D) 不能确定

4、 如上题, 若将上述溶液精馏,则能得到: (D )

(A) 纯苯 (B) 纯乙醇 (C) 纯苯与恒沸混合物 (D) 纯乙醇与恒沸混合物 5、 绝热条件下,273、15K的NaCl加入273、15K的碎冰中, 体系的温度将如何变化? (B )

(A) 不变 (B) 降低 (C) 升高 (D) 不能确定

6、 体系中含有H2O、H2SO4?4H2O、H2SO4?2H2O、H2SO4?H2O、H2SO4 ,其组分数C为: ( B )

(A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4

7、 在410 K,Ag2O(s)部分分解成Ag(s)与O2(g), 此平衡体系的自由度为: (A )

(A) 0 (B) 1 (C) 2 (D) 3

8、 在通常情况下,对于二组分物系能平衡共存的最多相为: (D )

(A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4

9、 CaCO3(s)、CaO(s)、 BaCO3(s)、BaO(s)及CO2(g)构成的平衡物系,其组分数为: (B )

(A) 2 (B) 3 (C) 4 (D) 5

10、 由CaCO3(s)、CaO(s)、 BaCO3(s)、 BaO(s)及CO2(s)构成的平衡体系其自由度为: ( C)

(A) f =2 (B) f = 1 (C) f = 0 (D) f = 3

11、 N2的临界温度就是124K,室温下想要液化 N2, 就必须: ( D)

(A) 在恒温下增加压力 (B) 在恒温下降低压力 (C) 在恒压下升高温度 (D) 在恒压下降低温度

12、 对于与本身的蒸气处于平衡状态的液体,通过下列哪种作图法可获得一直线: (C)

(A) p对T (B) lg(p/Pa) 对T (C) lg(p/Pa) 对1/T (D) 1/p 对lg(T/K)

13、 在相图上,当体系处于下列哪一点时存在二个相: (A )

(A) 恒沸点 (B) 三相点 (C) 临界点 (D) 最低共熔点

14、 在相图上,当体系处于下列哪一点时存在一个相: (C )

(A) 恒沸点 (B)熔点 (C) 临界点 (D) 最低共熔点

15、 将非挥发性溶质溶于溶剂中形成稀溶液时,将引起 (A )

1

-1

物理化学习题答案(二)-相平衡

(A) 沸点升高 (B) 熔点升高 (C) 蒸气压升高 (D) 都不对

16、 稀溶液的依数性包括蒸汽压下降、沸点升高、凝固点降低与渗透压,下面的陈述其中正确的就是 ( C)

(A)只有溶质不挥发的稀溶液才有这些依数性 (B)所有依数性都与溶剂的性质无关 (C)所有依数性都与溶液中溶质的浓度成正比 (D)所有依数性都与溶质的性质有关

17、 两只各装有1kg水的烧杯,一只溶0、01mol蔗糖,另一只溶有0、01molNaCl,按同样速度降温,则: (A)

(A)溶有蔗糖的杯子先结冰 (B)两杯同时结冰 (C)溶有NaCl的杯子先结冰 (D)视外压而定 18、 下列气体溶于水溶剂中,哪个气体不能用亨利定律(C )。

(A)N2 (B)O2 (C)NO2 (D)CO

19、 已知硫可以有单斜硫,斜方硫,液态硫与气态硫四种存在状态。硫的这四种状态( B)稳定共存。

(A)能够 (B)不能够 (C)不一定

20、 在NaCl饱与水溶液中,固体NaCl的化学势与溶液中NaCl的化学势相比,大小关系如何？ ( C )

(A) 固体NaCl的大

(B) 固体NaCl的小 (C) 相等

(D) 不能比较

21、 固体六氟化铀的蒸气压p与T的关系式为lg(p/Pa) = 10、65 - 2560/(T/K),则其平均升华热为: (B )

(A) 2、128 kJ?mol-1 (B) 49、02 kJ?mol-1 (C) 9、242 kJ?mol-1 (D) 10、33 kJ?mol-1 22、 在0℃到100℃的范围内液态水的蒸气压p与T的关系为:lg(p/Pa)= -2265k/T +11、101,某高原地区的气压只有59995Pa,则该地区水的沸点为: ( A )

(A) 358、2K (B) 85、2K (C) 358、2℃ (D) 373K

23、 一个水溶液包含n个溶质,该溶液通过一半透膜与纯水相平衡,半透膜仅允许溶剂水分子通过,此体系的自由度为:(D )

(A) n (B) n－1 (C) n＋1 (D) n＋2 24、 某一固体在25℃与p压力下升华,这意味着: ( B)

(A) 固体比液体密度大些 (B) 三相点的压力大于p(C) 固体比液体密度小些 (D) 三相点的压力小于p 25、 碘的三相点处在115℃与12kPa上,这意味着液态碘: ( D )

(A)比固态碘密度大 (B)在115℃以上不能存在 (C)在pθ压力下不能存在 (D)不能有低于12kPa的蒸气压 26、 二元恒沸混合物的组成 (C)

(A)固定 (B) 随温度而变 (C) 随压力而变 (D) 无法判断 27、 正常沸点时,液体蒸发为气体的过程中 (B) (A) ΔS=0 (B) ΔG=0 (C) ΔH=0 (D) ΔU=0

28、 用相律与Clapeyron方程分析常压下水的相图所得出的下述结论中不正确的就是 (D) (A) 在每条曲线上,自由度f=1 (C) 在水的凝固点曲线上,ΔHm(相变)与ΔVm的正负号相反 (B) 在每个单相区,自由度f=2 (D) 在水的沸点曲线上任一点, 压力随温度的变化率都小于零 29、 关于杠杆规则的适用对象, 下面的说法中不正确的就是 (B) (A) 不适用于单组分系统 (B) 适用于二组分系统的任何相区 (C) 适用于二组分系统的两个平衡相 (D) 适用于三组分系统的两个平衡相 30、 右图中,从P点开始的步冷曲线为:(D)

2

θ

θ

θ

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上图中,区域H的相态就是:(C )

*

*

*

*

(A)溶液 (B)固体CCl4 (C)固体CCl4 +溶液 (D)固体化合物+溶液

31、 两液体的饱与蒸汽压分别为pA,pB ,它们混合形成理想溶液,液相组成为x,气相组成为y,若 pA > pB , 则:(A )

(A) yA > xA (B) yA > yB (C) xA > yA (D) yB > yA 32、关于亨利系数,下列说法中正确的就是:(D )

(A) 其值与温度、浓度与压力有关 (B) 其值与温度、溶质性质与浓度有关

(C) 其值与温度、溶剂性质与浓度有关 (D) 其值与温度、溶质与溶剂性质及浓度的标度有关 33、已知373K时液体A的饱与蒸气压为133、24kPa,液体B的饱与蒸气压为66、62kPa。设A与B形成理想溶液,当溶液中A的物质的量分数为0、5时,在气相中A的物质的分数为:(B ) (A) 1 (B) 2/3 (C) 1/2 (D) 1/3 34、 下述说法哪一个正确？ 某物质在临界点的性质(D )

(A) 与外界温度有关 (B) 与外界压力有关 (C) 与外界物质有关 (D) 就是该物质本身的特性 35、 2mol A物质与3mol B物质在等温等压下混与形成液体混合物,该系统中A与B的偏摩尔体积分别为1、79? 10mmol, 2、15? 10mmol, 则混合物的总体积为: (C ) (A) 9、67?10m (B) 9、85?10m

-53

-53

-53·

-1

-53·

-1

(C) 1、003?10m

-43

(D) 8、95?10m

-53

36、 现有4种处于相同温度与压力下的理想溶液: (1) 0、1mol蔗糖溶于80mL水中,水蒸气压力为p1 (2) 0、1mol萘溶于80mL苯中,苯蒸气压为p2 (3) 0、1mol葡萄糖溶于40mL水中,水蒸气压为p3 (4) 0、1mol尿素溶于80mL水中,水蒸气压为p4 这四个蒸气压之间的关系为:( B)

(A) p1?p2?p3?p4 (B) p2?p1?p4?p3 (C) p1?p2?p4?(1/2)p3 (D) p1?p4?2p3?p2 37、 沸点升高,说明在溶剂中加入非挥发性溶质后,该溶剂的化学势比纯剂的化学势:(B ) (A) 升高 (B) 降低 (C) 相等 (D) 不确定

38、 液体B比液体A易于挥发,在一定温度下向纯A液体中加入少量纯B液体形成稀溶液,下列几种说法中正确的就是: (C )

(A) 该溶液的饱与蒸气压必高于同温度下纯液体A的饱与蒸气压。 (B) 该液体的沸点必低于相同压力下纯液体A的沸点。

(C) 该液体的凝固点必低于相同压力下纯液体A的凝固点(溶液凝固时析出纯固态A)。 (D) 该溶液的渗透压为负值

39.在373、15K与101325Pa?下水的化学势与水蒸气化学位的关系为(A )

(A) μ(水)＝μ(汽) (B) μ(水)＜μ(汽) (C) μ(水)＞μ(汽) (D) 无法确定 40.下列哪种现象不属于稀溶液的依数性(D )

(A) 凝固点降低 (B)沸点升高 (C) 渗透压 (D)蒸气压升高 41.真实气体的标准态就是: (D )

(A) f = p的真实气体 (B) p = p的真实气体 (C) f = p的理想气体 (D) p = p的理想气体 42.以下各系统中属单相的就是(C )

3

θ

θ

θ

θ

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(A) 极细的斜方硫与单斜硫混合物 (B) 漂白粉 (C) 大小不一的一堆单斜硫碎粒 (D) 墨汁 43.NaCl(s),NaCl水溶液及水蒸汽平衡共存时, 系统的自由度(B )

(A) 0 (B) 1 (C) 2 (D) 3 44.对于相律, 下面的陈述中正确的就是(B )

(A) 相律不适用于有化学反应的多相系统 (B) 影响相平衡的只有强度因素

(C) 自由度为零意味着系统的状态不变 (D) 平衡的各相中, 系统包含的每种物质都不缺少时相律才正确 45.关于三相点, 下面的说法中正确的就是(D )

(A) 纯物质与多组分系统均有三相点 (B) 三相点就就是三条两相平衡线的交点

(C) 三相点的温度可随压力改变 (D) 三相点就是纯物质的三个相平衡共存时的温度与压力所决定的相点

46.二组分系统的最大自由度就是(C )

(A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4 47.区别单相系统与多相系统的主要根据就是(D )

(A)化学性质就是否相同 (B)物理性质就是否相同 (C)物质组成就是否相同 (D)物理性质与化学性质就是否都相同

48. Clapeyron方程不适用于(D )

(A) 纯物质固(α)＝纯物质固(β)可逆相变 (B) 理想溶液中任一组分的液-气可逆相变 (C) 纯物质固-气可逆相变 (D) 纯物质在等温等压下的不可逆相变 49.对于下述结论, 正确的就是(D )

(A) 在等压下有确定沸点的液态系统一定就是纯物质 (B) 任何纯固体物质都有熔点 (C) 在一定温度下, 纯液体的平衡蒸气压与液体所受外压力无关

(D) 纯固体物质的熔点可以有很多个 因熔点就是与压力有关。 50.下面的表述中不正确的就是(C )

(A) 在定压下, 纯固体物质不一定都有确定的熔点 (B) 在定压下, 纯液态物质有确定的唯一沸点 (C) 在定压下, 固体混合物都不会有确定的熔点 (D) 在定温下, 液体的平衡蒸气压与外压有关 答案:C。共熔混合物在定压下有确定的熔点。

51.组分A(高沸点)与组分B(低沸点)形成完全互溶的二组分系统,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:( C )。

(A)有最高恒沸点的系统; (B)不具有恒沸点的系统; (C)具有最低恒沸点的系统。

52.将固体NH4HCO3(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与自由度数?为:(C )。 (A)Ｃ＝２,? ＝１; (B)Ｃ＝２,? ＝２; (C)Ｃ＝１,? ＝０; (D)Ｃ＝３,? ＝２。 二、 填空题

1、 40公斤乙醇与60公斤水的混合物在某温度成气液两相平衡,乙醇在气、液相中的重量百分数分别为60%与20%,那么气相混合物的重量W气 = W液(液相混合物重量)。 (填>、<、=) 2、 在101325Pa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 < 100oC。 (填>、<、=) 3、 理想液态混合物定温p-xB(yB)相图最显著的特征就是液相线为 直线 。

4、 CO2的三相点为216、15K,5、1×p,可见固体CO2(干冰)升华的压力就是p < 5、1×p。(填>、<、=)

5、 在H2与石墨的体系中,加一催化剂,H2与石墨反应生成n 种碳氢化合物,此体系的独立组分数为 2 。 6、 在p压力下,NaOH与H3PO4的水溶液达平衡,则此体系的自由度数为 3 。 7、 在化工生产中,可用精馏的方法进行物质的分离,这就是因为气液两相的 组成 就是不相同的。

4

θ

θ

θ

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8、 实验室中用水蒸气蒸馏的方法提纯与水不互溶的有机物,这就是由于系统的沸点比有机物的沸点低、比水的沸点 低 。

9、 向纯溶剂中加入非挥发性溶质后,稀溶液的凝固点低于纯溶剂的凝固点,因为 加入非挥发性溶质后溶剂的蒸汽压降低 。

10、 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-平衡时,yB(g),xB(1),xB(总)的大小顺序为 yB(g)> xB(总) > xB(1) 。将xB=0、4的溶液进行精馏, 塔顶将得到 xB=0、6的恒沸混合物 。

11、 已知A、B两组分可构成理想液体混合物,且该混合物的正常沸点为373、15K。若A、B两组分在373、15K时的饱与蒸气压为106658Pa与79993Pa,则该理想液体混合物的液相组成为:xA = ___0、8___, 平衡气相的组成为:yA = __0、842__。

12、 在313K时,液体A的饱与蒸气压就是液体B的饱与蒸气压的21倍,A与B形成理想液体混合物,当气相中A与B的物质的量相等时,液相A与B的组成分别为xA = _0、0455___,xB = __0、9545__。 13.含有KNO3与NaCl的水溶液与纯水达渗透平衡时,其组分数为_3__,相数为__2___,自由度数为__4___。 14.101℃时,水在多大外压沸腾？ > 101、3kPa。 (填>、<、=)

15.已知稀溶液中溶质的摩尔分数为0、03,纯溶剂的饱与蒸汽压为91、3kPa,则该溶液中溶剂的蒸汽压为 88、56 kPa。

16.NH4HS(s)放入真空容器中,并与其分解产物NH3(g)与H2S(g)达到平衡,则该系统中组分数C= 1 ;相数= 2 ;自由度f= 1 。 17.将克拉贝龙方程用于H2O的液

固两相平衡,因为 Vm( H2O,s ) > Vm( H2O,l ),所以随着压力的增大,则

H2O( l )的凝固点将 下降 。(填上升、下降或不变) 三、 计算题

1、已知固体苯的蒸汽压在273、15K时为3、27kPa,293、15K时为12、303kPa,液体的蒸汽压在293、15K时为10、021kPa,液体苯的摩尔蒸汽热为34、17kJ·mol-1。求(1)303、15K时,液体苯的蒸汽压;(2)苯的摩尔升华热。 p(303.15?C)?vapHmT2?T134.17?103(303.2?293.2)解 (1)ln???0.4623 p(293.15?C)RTT8.314?293.2?303.212?8.314?273.2?293.212.30?103?p(303.15?C)?subHm??lnJ·mol?1ln?0.4623，?3 (2) 293.2?273.23.27?10?10.02kPa?p(303.15?C)?15.90kPa?44.12kJ·mol?12、固态氨的饱与蒸气压为 ln(p/kPa)?21.01? ln(p/kPa)?17.47?3754, 液态氨的饱与蒸气压为 T/K3065 试求(1)三相点的温度、压力;(2)三相点的蒸发焓、升华焓与熔化焓。 T/K37543063?17.47?解:(1)三相点的T,p:21.01?, T = 195、2 K T/KT/K3754ln(p/kPa)?21.01??1.778, p = 5、92 kPa

195.2??H?C,与蒸气压式比较得 (2) 把lnp?RT?subHmmol?1 = 31、21 kJ·mol?1 ?3754K ?subHm = 3754 ? 8、314 J·

R

5