相平衡习题

选择题

1. 二元恒沸混合物的组成

(A）固定 (B) 随温度而变 (C) 随压力而变 (D) 无法判断 答案：C

2. 一单相体系, 如果有3种物质混合组成, 它们不发生化学反应, 则描述该系统状态的变量数应为

(A) 3个 (B) 4个 (C) 5个 (D) 6个 答案：B。F＝C－P＋2＝3－1＋2＝4

3．通常情况下，对于二组分物系能平衡共存的最多相为 (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4

答案：D。F＝2－P＋2＝4－P，F不能为负值，最小为零。当F＝0时P＝4。 4．正常沸点时，液体蒸发为气体的过程中

(A) ΔS=0 (B) ΔG=0 (C) ΔH=0 (D) ΔU=0 答案：B。此为可逆过程故ΔG＝0。 5. 以下各系统中属单相的是

(A) 极细的斜方硫和单斜硫混合物 (B) 漂白粉 (C) 大小不一的一堆单斜硫碎粒 (D) 墨汁 答案：C。

6. NaCl(s), NaCl水溶液及水蒸汽平衡共存时, 系统的自由度 (A) F=0 (B) F=1 (C) F=2 (D) F=3 答案：B。F=C-P+2，C＝2，P＝3，故F=2-3+2=1。

7. 如果只考虑温度和压力的影响, 纯物质最多可共存的相有 (A) P=1 (B) P=2 (C) P=3 (D) P=4

答案：C。F=C－P＋2＝1－P＋2＝3－P，当F最小为零时P=3。 7. 对于相律, 下面的陈述中正确的是 (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 答案：B

8. 关于三相点, 下面的说法中正确的是 (A) 纯物质和多组分系统均有三相点 (B) 三相点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) 三相点是纯物质的三个相平衡共存时的温度和压力所决定的相点 答案：D

9. 用相律和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是 (A) 在每条曲线上, 自由度F=1 (B) 在每个单相区, 自由度F=2

(C) 在水的凝固点曲线上, ΔHm(相变)和ΔVm的正负号相反 (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 答案：D

10. 二组分系统的最大自由度是

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

答案：C。F＝C－P＋2＝2－P＋2＝4－P，当P=1时F＝3。 11. 关于杠杆规则的适用对象, 下面的说法中不正确的是 (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 答案：B

12. 区别单相系统和多相系统的主要根据是

(A) 化学性质是否相同 (B) 物理性质是否相同

(C) 物质组成是否相同 (D) 物理性质和化学性质是否都相同 答案：D

13. Clapeyron方程不适用于

(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 答案：D

14. 对于三组分系统, 在相图中实际可能的最大自由度数是 (A) f=1 (B) f=2 (C) f=3 (D) f=4

答案：C。F＝C－P＋2＝3－P＋2，P最小为1，F＝3－1＋2＝4。因三组分系统相图无法表达出4个自由度，故取答案C。

15. 关于等边三角形座标的特点, 不正确的说法是

(A) 在过三角形某一顶点的任一直线上各点所代表的系统中, 另外两组分的浓度比都相同

(B) 任意两点代表的系统组成新系统时, 新系统的物质点必在原来两点的连接线上 (C) 任意三点代表的系统组成新系统时, 新系统的物质点必在原来三点连成的三角形内 (D) 由三角形内任一点向三边作垂线, 三垂线之和等于三角形的高, 且等于100% 答案：D

16. 三组分水盐系统的相图常用来分离或提纯盐类, 处理时必须使物系点进入所需要的相区。为此配合使用的操作很多，但一般不包括

(A) 加水稀释 (B) 加入另一种盐或盐溶液 (C) 升高或降低温度 (D) 水蒸汽蒸馏 答案：D

17. 分配定律不适用于

(A) 浓度小的系统 (B) 溶质难挥发的系统 (C) 分子在两相中形态相同的系统 (D) 溶质在一相中全部电离的系统 答案：D

18. 对于下述结论, 正确的是

(A) 在等压下有确定沸点的液态系统一定是纯物质 (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 答案：D。因熔点是与压力有关。 19. 下面的表述中不正确的是

(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。 20. 涉及化合物的分解压力的下列表述中正确的是 (A) 各化合物都有特定的分解压力

(B) 化合物分解时, 其分解压力必须等于外界压力 (C) 化合物分解压力越大, 它越不易分解 (D) 化合物的分解压力与温度有关 答案：D

21.体系中含有H2O、H2SO4·4H2O、H2SO4·2H2O、H2SO4·H2O、H2SO4 ，其组分数C为： (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4 答案：B

22.在410 K，Ag2O(s)部分分解成Ag(s)和O2(g)， 此平衡体系的自由度为： (A) 0 (B) 1 (C) 2 (D) －1

答案：A。F＝C－P＋1＝2－3＋1＝0。

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：

(A) n (B) n－1 (C) n＋1 (D) n＋2 答案：D。F＝C－P＋2＝n+1-1+2。

24.绝热条件下，的NaCl加入的碎冰中， 体系的温度将如何变化 (A) 不变 (B) 降低 (C) 升高 (D) 不能确定 答案：B。冰熔化吸热。

25.下图中，从P点开始的步冷曲线为：

图 1

答案：D

26.图1中，生成固体化合物的经验式为： (A) CCl4·C4H10O2 (B) CCl4·(C4H10O2)2 (C) (CCl4)2·C4H10O2 (D) CCl4(C4H10O2)3

答案：C

27.图1中，区域H的相态是：

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

28. CaCO3(s), CaO(s), BaCO3(s), BaO(s)及CO2(g)构成的平衡物系，其组分数为： (A) 2 (B) 3 (C) 4 (D) 5

答案：B。C＝S－R－R’＝5－2－0＝3.

29.由CaCO3(s), CaO(s), BaCO3(s), BaO(s)及CO2(s)构成的平衡体系其自由度为： (A)F=2 (B)F=1 (C)F=0 (D)F=3

答案：C。共5种物质，2个化学反应，故C=5-2=3,有5个相，F=C-P+2=0。 30.三相点是：

(A) 某一温度，超过此温度，液相就不能存在 (B) 通常发现在很靠近正常沸点的某一温度

(C) 液体的蒸气压等于25℃时的蒸气压三倍数值时的温度 (D) 固体、液体和气体可以平衡共存时的温度和压力 答案：D

31.某一固体在25℃和p 压力下升华，这意味着： (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 答案：B。

的临界温度是124K，室温下想要液化 N2, 就必须： (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 答案：D

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

*evpHm1C 答案：C。由克劳修斯_克拉贝龙方程可以看出：ln(p/[p])RT34.当克劳修斯_克拉贝龙方程应用于凝聚相转变为蒸气时，则： (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 答案：C

35.水的三相点附近，其蒸发热和熔化热分别为和·mol-1。则在三相点附近冰的升华热约为：

(A) kJ·mol-1 (B) kJ·mol-1 (C) kJ·mol-1 (D) kJ·mol-1 答案：B

36.已知苯一乙醇双液体系中，苯的沸点是, 乙醇的沸点是, 两者的共沸组成为：含乙醇%(摩尔分数)，沸点为。 今有含乙醇%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 (B) y2 = x2 (C) y2< x2 (D) 不确定 答案：C

37.如上题， 若将上述溶液精馏，则能得到： (A) 纯苯 (B) 纯乙醇

(C) 纯苯和恒沸混合物 (D) 纯乙醇和恒沸混合物 答案：D

38.当用三角形坐标来表示三组分物系时，若某物系其组成在平行于底边BC的直线上变动时，则该物系的特点是：

(A) B的百分含量不变 (B) A的百分含量不变 (C) C的百分含量不变

(D) B和C的百分含量之比不变 答案：B

39.如图所示，当物系点在通过A点的一条直线上变动时，则此物系的特点是：

(A) B和C的百分含量之比不变 (B) A的百分含量不变 (C) B的百分含量不变 (D) C的百分含量不变 答案：A

40. H2O-NaCl-Na2SO4的三元系中，Na2SO4 和 H2O能形成水合物 Na2SO4·10H2O(D)，在DBC区中存在的是：

(A) 水合物D和溶液

(B) 水合物D和Na2SO4 及NaCl三相共存 (C) 水合物D、NaCl和组成为G的溶液 (D) 纯NaCl，纯Na2SO4和水溶液 答案：B

41. H2O-KNO3-NaNO3的相图如下，则BEC相区内是：

(A) 纯NaNO3和其饱和溶液 (B) 纯KNO3和其饱和溶液

(C) 含有NaNO3和KNO3的不饱和溶液和溶液的单相区 (D) KNO3，NaNO3和组成为E的饱和溶液三相共存 答案：D

问答题

1．指出下列体系分别有几相： (1）空气；（2）冰雹；（3）金刚石和石墨混合物；（4）白色的冰和盐的共晶体；（5）一块黄铜(30%的锌－铜合金)；（6）酒精水溶液；（7）油和水的混合物；（8）密闭容器中让碳酸钙分解并达平衡；（9）牛奶

答：（1）、（2）、（5）、（6）只有一个相，（3）、（4）、（7）、（9）有两个相，（8）有三个相。

判断相数的一般原则是：

无论有几种气体混合均为单相。

同一物质若物理性质和化学性质都相同，仅仅是有界面分开仍为一相。 不同晶型的同一物质是不同的相。例如石墨和金刚石。

不同物质若能以分子、原子或离子形式混合，即形成真溶液即为一相。例如，水溶液，固溶体合金都为单相。

两种不同物质的固体相混合，若不形成固溶体则为两相。例如，碳酸钙和氧化钙混合为两相。

两不互溶的液体相混合，仍为两相。例如，牛奶。 2．如何用相律来说明恒沸混合物不是化合物。

答：恒沸混合物的特点是其气相和其平衡的液相组成相同，故R’=1。对这种两相平衡系统来说

F=(N-R-R’)-P+2 F=(2-0-1)-2+2=1 压力一经指定，其平衡系统中的温度、气相及液相的组成亦恒定，但若压力改变，平衡系统的温度及各相组成亦改变，可见恒沸混合物的组成随压力而变，它不是化合物。

3．如何用相律来改正下列相图的错误之处。

图1图2l T TA X BA X B

图4图3ll T+ TA+BA X BA X B

图5l PSgT

答：改正后的相图如下：

图1l TSA X B 图3l TA+BA X B图5l PSgT

图2l T + A X B图4l+A X B

T

图1纯B的熔点只能有一个，故两曲线应重合。

图2二元系不可能四相平衡共存。根据相律F＝C－P＋1＝2－4＋1＝－1自由度为负值是不合理的。故不应有γ相区边界线。另外，三相线应为水平线。

图3二元系三相平衡的温度只有一个，故三相线应为水平线。

图4二元三相平衡的液相浓度只有一个，故两液相线要在三相线上重合。 图5单元系T－P图只能有一个三相点，即三相点的温度和压力只能有一个。

4．某金属有多种晶型，有人声称他在一定T、p下制得了这一纯金属的蒸气、液态、γ晶型及δ晶型的平衡共存系统。问这是否可能。

答：不可能。根据相律F＝C－P＋2＝1－4＋2＝－1是不可能的。说明单组分系统最多只能有三相平衡共存。