东华大学物理化学复习

1. 下列说法对吗？为什么？

(1)在一给定的体系中，组分数是一个确定的数。 (2)单组分体系的物种数一定等于1。 (3)相律 适用于任何相平衡体系。

(4)在相平衡体系中，如果每一相中的物种数不相等，则相律不成立。 提示 解 (1) 对 (2) 错，组份数等于1 (3) 错。在有电场、重力场、磁场、或渗透质存在时，不适用， 必须加以修正。 (4) 错，由相律得出的结论与每一相中的物种数无关。

2. 请论证

(1)在一定温度下，某浓度的 NaCl 水溶液只有一个确定的蒸气压； (2)在一定温度下，草酸钙分解为碳酸钙和一氧化碳时只能有一个确定的 CO 压力。 提示 解 (1) 浓度、温度一定， =1则f=1-1+1=1 (2) f=2-3+2=1 当T一定时，f=0

3. 试求下述体系的自由度并指出变量是什么？ (1)在

压力下，液体水与水蒸气达平衡；

(2)液体水与水蒸气达平衡； (3)25℃ 和

压力下，固体 NaCl 与其水溶液成平衡；

(4)固态 NH4HS 与任意比例的 H2S 及 NH3 的气体混合物达化学平衡； (5)I2(s)与 I2(g)成平衡。 提示

解 (1) f=1-2+1=0, (2) f=1-2+2=1 温度或压力 (3)f=2-2+0,温度和压力 (4)f=2-2+2=2,温度和压力

4. Na2CO3 与水可形成三种水合物 Na2CO3·H2O(s)，Na2CO3·7H2O(s)和 Na2CO3·10H2O(s)。问这些水合物能否与 Na2CO3 水溶液及冰同时平衡共存？ 提示 解 不能，只能与冰或水或水溶液共存。 5. 根据碳的相图，回答下列问题：

(1)点 O 及曲线 OA，OB 和 OC 具有什么含义？

(2)试讨论在常温常压下石墨与金刚石的稳定性； (3)2000K 时，将石墨变为金刚石需要多大压力？

(4)在任意给定的温度和压力下，金刚石与石墨哪个具有较高的密度？ 提示

解 (1) 点O为石墨、金刚石、液态碳三相平衡点。OA为石墨与金刚石两相平衡线，OB、OC留给读者自己考虑。 (2) 石墨稳定 (3) 约(4)dp/dT>0,Δ金刚石密度大。

6. 在 1949～20K 之间，金属 Zr 的蒸气压方程为

请得出 Zr 的摩尔升华焓

与温度 T 的关系式。并估算 Zr 在溶点

2128K 时的摩尔升华焓和蒸气压。 提示 答案：

7. 某物质的固体及液体的蒸气压可分别用下式表示：

（固体） (1)

（液体） (2)

试求其：

(1)摩尔升华焓 (2)正常沸点

(3)三相点的温度和压力

(4)三相点的摩尔熔化熵 提示

答案：〔(1) 35.71kJ·mol-1，(2) 298.7K，(3) 260.0K,19.13kPa，(4) 30.3JK-1mol-1〕

8. 在海拔 4500m 的高原上，大气压力只有 57.329kPa，水的沸点为 84℃，求水的气化热。 提示 答案：(39.45KJ·mol-1)

9. 一冰溪的厚度为 400m，其比重为 0.9168，试计算此冰溪底部冰的熔点。设此时冰溪的温度为 -0.2℃，此冰溪能向山下滑动否？ 提示 答案：(-0.26℃)

10.下列说法对吗？为什么？

(1)杠杆规则只适用于 T～X 图的两相平衡区。两相的量可以物质的量或质量表示。

(2)通过精馏的方法总可以将二元互溶液系分离成两个纯组分。

(3)一般有机物可以用水蒸气蒸馏法提纯，当有机物质的饱和蒸气压和摩尔质量越大时，提纯一定质量有机物需用的水蒸气量越少，燃料越省。 (4)恒沸物是化合物。因为其组成不变。 提示 解 (1) 对 (2) 错，若形成共沸物，则无法完全分离。(3)对， 11.为什么水和三乙基胺部分互溶体系会出现低临界溶解温度？ 提示 解 低温时，易形成分子间氢鍵或弱鍵络合物。

12.已知甲苯、苯在 90℃ 下纯液体的饱和蒸气压分别为 .22kPa 和 136.12kPa。两者可形成理想液态混合物。

取 200.0g 甲苯和 200.0g 苯置于带活塞的导热容器中，始态为一定压力下 90℃ 的液态混合物。在恒温 90℃ 下逐渐渐低压力，问： (1)压力降到多少时，开始产生气相，此气相的组成如何？

(2)压力降到多少，液相开始消失，最后一滴液相的组成如何？

(3)压力为 92.00kPa 时，体系内气、液两相平衡，两相的组成如何？两相的物质的量各为多少？ 提示 答案：〔(1) 98.kPa,yB =0.7476，(2) 80.40kPa,XB =0.3197 (3) yB =0.6825,xB =0.4613,nG =1.709mol,nL =3.022mol〕 13.四氢萘 C10H12 在 207.3℃、

下沸腾。假定可以使用特鲁顿规则、即摩

下用水蒸气蒸馏四氢萘时，

尔蒸发熵为 88J·K-1·mol-1。试粗略估计在

每 100g 水将带出多少克四氢萘？ 提示 答案：(34g)

14.热分析法绘制相图的原理是什么？如何从冷却曲线的形状来断别体系的相变情况？实验过程中应注意哪些问题？ 提示 解

15.试用 Cd-Hg 二元体系相图说明在常温下，韦斯登标准电池的电动势只与温度有关。 提示 解

16.热分析方法测得 Ca，Mg 二组分体系有如下数据： Wca 0 转折点温度

/

T1/K

水平线的温度

924

T2/K

0.1 0.19 0.46 0.55 0.65 0.79 0.90 1.00 883 787 973 994 923 739 1028 / 787 787 787 994 739 739 739 1116

17.

(1)根据以上数据画出相图，在图上标出各相区的相态；

(2)若相图中有化合物生成时，写出化合物的分子式（相对原子质量 Ca:40，Mg:24）；

(3)将含 Ca 为 0.40（质量分数）的混合物 700g 加热熔化后，再冷却至 787K 时，最多能得纯化合物若干克？ 提示 18.解

19.NaCl－H2O 所组成的二组分体系在 -21℃ 时有一个低共熔点，此时冰。NaCl·2H2O(s)和浓度为 W=0.223 的 NaCl 水溶液平衡共存。在 -9℃ 时，不稳定化合物 NaCl·2H2O 分解，生成无水 NaCl 和 W=0.27 的 NaCl 溶液。已知无水氯化钠在水中的溶解度受温度的影响很小，当温度升高时，略有增加。

(1)根据以上条件绘出 NaCl－H2O 系统的固液平衡相图，并标出各部分存在的相。

(2)若以冰盐水作致冷剂，能获得的最低温度是多少？

(3)若需 -10℃ 的冰盐水，应配制的 NaCl 水溶液的浓度为多少？ (4)为了将含 2.5% 地 NaCl 的海水淡化，先将海水降温，使冰析出，将冰溶化而获得淡水。问冷到什么温度时获得的淡水最多？ (5)若有 100g W =0.28 的 NaCl 溶液由 160℃ 冷却，问当温度降到多少度时析出的 NaCl 最多，为多少克？ 提示 答案：〔(2) -21℃，(3) 约10%，(4) -21℃，(5) -9～-10℃ 之间，13.7g〕 20.某 A－B 二组分凝聚体系相图如下图： (1)指出各相区稳定存在时的相；

(2)指出图中的三相线。在三相线上哪几个相成平衡？三者之间的相平衡关系如何？

(3)绘出图中状态点为 a、b、c 三个样品的冷却曲线，并注明各阶段时的相变化。 提示 解

21.KNO3－NaNO3－H2O 体系在 5℃ 时有一三相点，在这一点无水 KNO3 和无水 NaNO3 同时与一饱和溶液达到平衡。已知此饱和溶液含 KNO3 为 9.04%（重量），含 NaNO3 为 41.01%（重量）。如果有一 70g KNO3 和 30g NaNO3 的混合物，欲用重结晶方法回收纯 KNO3，试计算在 5℃ 时最多能回收 KNO3 若干克？ 提示 答案：(63.9g)

22.25℃时，苯－水－乙醇体系的相互溶解度数据（%质量）如下： 苯 水 乙醇 苯 水 乙醇

0.1 80.0 19.9 40.0 15.2 44.8

0.4 70.0 29.6 50.0 11.0 39.0

1.3 60.0 38.7 53.0 9.8 37.2

4.4 50.0 45.6 60.0 7.5 32.5

9.2 12.8 17.5 20.0 40.0 35.0 30.0 27.7 50.8 52.2 52.5 52.3 70.0 80.0 90.0 95.0 4.6 2.3 0.8 0.2 25.4 17.7 9.2 4.8

30.0 20.5 49.5

23.

(1)绘出三组分液-液平衡相同；

(2)在 1kg 质量比为 42:58 的苯与水的混合液（两相）中，加入多少克的纯乙醇才能使系统成为单一液相，此时溶液的组成如何？ (3)为了萃取乙醇，往 1kg 含苯 60%、乙醇 40%（质量）的溶液中加入 1kg 水，此时系统分成两层。上层的组成为：苯 95.7% ，水 0.2% ，乙醇 4.1% 。问水层中能萃取出乙醇多少克？萃取效率（已萃取出的乙醇占乙醇总量的百分数）多大？ 提示 24.答案：(2)W（乙醇）=1.101kg;X萃=19.6%;X（水）=28.0%;X（乙醇）=52.4%） 25. (3)W（乙醇）=0.375g ;萃取效率：93.8%

测 试 Ⅰ

选择题(共15小题,每题2分)

1. 高温下 CaCO3 分解为 CaO(s)及 CO2(g)并达分解平衡，其组分数 C 为

A. 1 B. 2 C. 3 D. 4

2. NH4HS(s和任意量的 NH3(g)及 H2S(g)达平衡时有

A. B.

C. D.

3. 固体 Fe、FeO、Fe3O4 与气体 CO、CO2 达平衡时，其化学平衡数 R。组分数 C 和自由度数 f 分别为

A. C.

B. D.

4. NaCl 水溶液和纯水经半透膜达渗透平衡时，该体系的自由度是：

A. 1 B. 2 C. 3 D. 4

5. 硫酸与水可形成 H2SO4·H2O(s)、H2SO4·2H2O(s)、H2SO4·4H2O(s)三种水合物，问在 101325Pa 的压力下，能与硫酸水溶液及冰共存的硫酸水合物最多可有多少种？

A. 3种 B. 2种 C. 1种 D. 零

6. 当乙酸与乙醇混合反应平衡后，体系的组分数 C 和自由度 f 应分别为

A. C＝2，f＝3 C. C＝2，f＝4

B. C＝3，f＝3 D. C＝2，f＝2

7. 水的三相点温度 T1 与冰的熔点温度 T2 比较。

A. T1＝T2 C. T1B. T1>T2 D. 无法确定

8. 二组分体系等温或等压相图中，体系点与相点一致的是

A. 单相区 B. 两相平衡区

C. 三相区 D. 不存在

9. 物质 A 与 B 可形成低共沸混合物 E。已知纯 A 的沸点小于纯 B 的沸点。若将任意比例的 A+B 混合物在一个精馏塔中精馏，在塔顶的馏出物是

A. 纯 B B. 纯 A C. 低共沸物 D. 都有可能

10.关于恒沸混合物的描述，下列哪一点是不正确的？

A. 沸腾时其气液相组成相同 B. 当压力一定时，其组成一定 C. 恒沸混合物的组成固定不变

D. 若恒沸混合物的恒沸点在 T ～X 图上是最高点，则在 p ～X 图上是最低点。

11.在相图上，当系统处于下列哪一点时只存在一个相？

A. 临界点 B. 熔点 C. 恒沸点 D. 低共熔点

12.实验上绘制水～盐体系的相图，一般常采用的方法是

A. 热分析法 B. 溶解度法 C. 蒸气压法 D. 熔点法

13.当用三角形坐标法来表示三组分体系时，若某体系的组成在平行于底边 BC 的直线上变动，则该体系的特点是

A. B 的组成不变 C. C 的组成不变

B. A 的组成不变

D. B 和 C 的组成之比不变

14.右图为一个三组分体系的相图，在区域Ⅱ内是

A. 单一溶液区域

B. 由液层 B(l)和 C(l)组成的两相区 C. 由图体 B 和 C 组成的两相平衡区 D. 由固体 B、C 和溶液组成的三相平衡区

15.下图为一三液体系相图，bd 和 ac 把相图分为三个相区Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，每

个相区所存在的相数为

A. Ⅰ区1，Ⅱ区1，Ⅲ区1 C. Ⅰ区2，Ⅱ区2，Ⅲ区2

B. Ⅰ区1，Ⅱ区3，Ⅲ区2 D. Ⅰ区1，Ⅱ区2，Ⅲ区1

清空 正确答案：

1：B、2：A、3：D、4：C、5：C 6：A、7：B、8：A、9：C、10：C

11：A、12：B、13：B、14：B、15：D

测 试 Ⅱ

选择题(共12小题,每题2分)

1. 磷酸在水中可发生电离，生成 H+，H2PO4-，HPO42- 和 PO43-，磷酸水溶液的物种数和组分数是

A. 5，3 B. 6，2 C. 6，3 D. 5，2

2. 一体系如图所示，其中半透膜 a 只允许 O2(g)通过，请选择正确答案：

O2(g) Ag(s) Ag2O(s) 3.

(1)体系的组分数为

a O2(g) CCl4(g) A. 2 B. 3 C. 4 D. 1

4.

(2)体系的相数为

A. 3 B. 4 C. 5 D. 2

5.

(3)体系的自由度为

A. 1 B. 2 C. 3 D. 4

6. Na2CO3 可形成三种水含盐：Na2CO3·H2O、Na2CO3·7H2O 及 Na2CO3·10H2O，常压下当将 Na2CO3 (s)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) ，则另一相是：

A. 冰

C. Na2CO3·7H2O (s)

B. Na2CO3·10H2O (s) D. Na2CO3·H2O (s)

7. 已知苯-乙醇双液体系中，苯的沸点是 353.3K，乙醇的沸点是 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。下列结论何者正确？

A. y2 〉x2 C. y2〈 x2

B. y2＝x2 D. 不确定

8. N2 的临界温度是 124K，如果想要液化 N2，就必须

A. 在等温下增加压力 C. 在等压下升高温度

B. 等温下降低压力 D. 在等压下降低温度

9. 在 373.2K 时，某有机液体 A 和 B 的蒸气压分别为 p 和 3p，A 和 B 的某混合物为理想液体混合物，并在 373.2K 、压力为 2p 时沸腾，那么 A 在平衡蒸气相中的摩尔分数是多少？

A. 1/3 B. 1/4 C. 1/2 D. 3/4

10.Pb-Sn 合金体系相图如下，问： (1)属单相区的是

A. 1，2，3 B. 4，5，6 C. 1，2，6 D. 2，5，6

11.

(2)若想用此合金制作熔断丝，则应选择的组成是

A. A B. C C. B D. 任意组成

12.

(3)将组成为 C 的合金加热从 5 区进入 4 区，则固相中先消失的是：

A. Sn B. Pb C. Sn 和 Pb D. 低共熔物

13.关于不稳定化合物 C，下列说法正确的是：

A. C 在常温下不稳定

B. C 的熔点和凝固点温度不相同。

C. 当加热到某温度。C 分解成另一固相和组成与 C 不同的液相 D. C 无确定的组成。

正确答案：

1：B、2：B、A、C、3：D、4：C 5：D、6：B、7：C、A、B、8：C