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，NaCl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，NaCl晶体和蔗糖晶体与它们的过饱和混合水溶液平衡共存时，相律还是否适用？
2. Na2CO3可形成三种水合盐，Na2CO3?H2O, Na2CO3?7H2O 及Na2CO3?10H2O，常压下将投入其水溶液中，待达三相平衡时，一相是Na2CO3水溶液，一相是Na2CO3(s)??，Na2CO3(s)??则另一相是：答d；
（a）冰 （b）Na2CO3?10H2O(s) （c） Na2CO3?7H2O (s) （d） Na2CO3?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）可以用重复蒸馏的方法使A、B完全分离。 答a 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 （b）体系的状态不变 （c）确定体系相平衡所需的最少强度变量数为零 （d）三相共存
5.在一定压力下，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（ ）它在平衡液相中的相对含量。答a
a.大于 b. 小于 c.等于 d. 不确定
6. BaCO3(s)、BaO(s)、CO2(g)三种物质处于化学平衡时，体系自由度F是 答a 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（c） a.与系统组成有关 b.与温度有关
c.与压力有关，压力一定时为定值 d.恒定不变，是化合物
8. 在一定压力下，A和B能形成最低恒沸物C，设恒沸物的组成为x，则对组成为xB(xB>x)的混合物进行普通精馏，最后得到（c）
a. A和B b. A和C c. B和C d.无法确定
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 ℃，最初馏出物中B的摩尔分数约
图16
1 / 3
大学《物理化学》相平衡练习题(有答案)
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）79℃,0.6,0.1； (2)xB?0.7的恒沸物，纯B
例2NaCl~H2O所组成的二组分系统，在-21℃时有一个低共熔点，此时冰、
NaCl~2H2O(s)和（质量百分比）浓度为23.3%的NaCl水溶液平衡共存。在-9℃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℃冷却到-10℃，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?100%=61.9%
2相图及各部分存在的相态见图23 －21℃时有三相平衡线：
(H2O(s)+NaCl?2H2O(s)?l (xNaCl=0.223));
－
9℃
时
有
三
相
平
衡
线
：
(NaCl(s)+NaCl?2H2O(s)?l (xNaCl=0.27));??
图23
例3 苯 (A) 和二苯基甲醇 (B) 的正常熔点分别为 6℃
和 65℃，两种纯态物不互溶，低共熔点为1℃，低共熔液中含 B 为 0.2 (摩尔分数)，A 和 B 可形成不稳定化合物AB2（即AB2熔融时固液相组成不一致），它在 30℃ 时分解。 (1) 根据以上数据画出苯-二苯基甲醇的 T~X示意图； (2) 标出各区域的相态； (3) 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。
[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 30℃ 时，发生下列反应：溶液 (组成为 D) + 固相 B → 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 和 AB2，温度又不断下降，步冷曲线如下：
2 / 3
大学《物理化学》相平衡练习题(有答案)
3 / 3
大学《物理化学》相平衡练习题(有答案)
