物理化学第五章模拟试卷B

 

班级                 姓名                               分数                

 

一、选择题 ( 共10题  20分 )

1.  2 分

CuSO4与水可生成CuSO4ּH2O,CuSO4ּ3H2O,CuSO4×5H2O三种水合物，则在一定温度下与水蒸气平衡的含水盐最多为：                                             (    )    

    (A) 3种    (B) 2种    (C) 1种    (D) 不可能有共存的含水盐                  

 

2.  2 分

     水与苯胺的最高临界溶点温度为T。在某工艺中需用水萃取苯胺中的某物质时，操作的最佳温度应该是：                                    (    )

     (A)T > T0                       (B)T < T0

     (C)T = T0                       (D)视具体情况而定

 

3.  2 分

     组分A与B可形成共沸混合物E，现欲将A+B的体系进行共沸蒸馏，将二组分分离，则E应该是：                                      (     )

     (A)最高恒沸混合物             (B)最低恒沸混合物

     (C)A和B均可                (D)A和B均不可

 

4.  2 分

硫酸与水可形成H2SO4·H2O(s)、H2SO4·2H2O(s)、H2SO4·4H2O(s)三种水合物,问在 101 325 Pa 的压力下，能与硫酸水溶液及冰平衡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) 不可能有硫酸水合物与之平衡共存。   

 

5.  2 分

已知苯―乙醇双液体系中,苯的沸点是353.3 K,乙醇的沸点是351.6 K,两者的共沸组成为:含乙醇47.5%(摩尔分数),沸点为341.2 K.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:

(1) 下列结论何者正确?                                                (    )

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

    (2) 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  

 

6.  2 分

     在密闭容器中，让NH4Cl(s)分解达到平衡后，体系中的相数是：    (     )

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

 

7.  2 分

    CaCO3(s),CaO(s),BaCO3(s),BaO(s)及CO2(g)构成的一个平衡物系,其组分数为：(    )

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

 

8.  2 分

CuSO4与水可生成CuSO4×H2O,CuSO4×3H2O,CuSO4×5H2O三种水合物,则在一定压力下，与CuSO4水溶液及冰共存的含水盐有：                                    (    )

    (A) 3种    (B) 2种    (C) 1种    (D) 不可能有共存的含水盐                  

 

9.  2 分

     298 K 时，蔗糖水溶液与纯水达渗透平衡时，整个体系的组分数、相数、自由度数为:

                                                                       (    )    

     (A) C= 2，F = 2，f*= 1    

     (B) C= 2，F = 2，f*= 2    

     (C) C= 2，F = 1，f*= 2    

     (D) C= 2，F = 1，f*= 3    

 

*.  2 分

    将 AlCl3溶于水中全部水解，此体系的组分数 C 是：                     (    )    

     (A) 1            

     (B) 2        

     (C) 3      

     (D) 4      

 

二、填空题 ( 共 9题  18分 )

11.  2 分

     在密闭的容器中，CaCO3(s)和NH4HCO3(s)同时分解达到平衡后，体系中的相数是         。

 

12.  2 分

    N2(g)，O2(g) 体系中加入一种固体催化剂，可生成几种气态氮的氧化物，则体系的自由度为              。         

 

13.  2 分

     水的三相点和冰点的区别在于：

     三相点是指：                                                  ；

     冰点是指：                                                    。

 

14.  2 分

    在p$压力下,NaOH与H3PO4的水溶液达平衡,则此体系的自由度为               ,其变量是                                  。                                       

 

15.  2 分

     在一个真空容器中，投入CaCO3(s)加热分解达平衡，其独立组分数为       。若投入    NH4HS(s)加热分解达平衡，则其独立组分数为：              

 

16.  2 分

     下图是根据实验结果而绘制的白磷的相图。试讨论相图中各面、线、点的含义。

 

 

17.  2 分

    含有KNO3和NaCl的水溶液与纯水达渗透平衡时,其组分数为      ,相数为     ,自由度数为      。                                                                     

 

18.  2 分

     形成共沸混合物的双液系在一定外压下共沸点时的组分数C为     ，相数为     ，条件自由度f*为     。

 

19.  2 分

     在下列物质共存的平衡体系中：Ni(s)，NiO(s)，H2O(l)，H2(g)，CO(g)，CO2(g)其独立的化学反应R=       ，独立组分数为C=           。

 

三、计算题 ( 共 5题  40分 )

20. 10 分

    等压下，Tl，Hg 及其仅有的一个化合物 (Tl2Hg5) 的熔点分别为 303℃，-39℃，15℃。另外还已知组成为含 8％(质量分数)Tl的溶液和含41％ Tl的溶液的步冷曲线如下图。                                                                    

     Hg，Tl 的固相互不相溶。                                                   

     (1) 画出上面体系的相图。(Tl，Hg 的相对原子质量分别为 204.4，200.6)        

     (2) 若体系总量为 500 g，总组成为 10％Tl，温度为 20℃，使之降温至 -70℃时，求达到平衡后各相的量。                                       

             

 

21. 10 分

     液态氨和固态氨的蒸气压与温度的关系分别为：

    

     T

     试求：(1)三相点的温度与压力；

           (2)三相点的蒸发热、升华热和熔化热。

 

22. 10 分

     指出下列各平衡体系的相数、组分数和自由度：

     (1)冰和水蒸气；

     (2)固态砷、液态砷和气态砷；

     (3)在标准压力下，固态NaCl和它的饱和水溶液；

     (4)水蒸气、固体NaCl和它的饱和水溶液；

     (5)TiCl4和SiCl4的溶液和它们的蒸气；

     (6)Fe(s)，FeO(s)，Fe2O3(s)，CO(g)，CO2(g)。

 

23.  5 分

     试确定在H2(g) + I2(g)= 2HI(g)的平衡体系中的组分数。

     (1)反应前只有HI；

     (2)反应前有等物质的量的H2和I2；

     (3)反应前有任意量的H2，I2和HI。

 

24.  5 分

     在平均海拔4500 m的西藏高原上，大气压力只有57.33 kPa，试根据公式计算水的沸点。

 

四、问答题 ( 共 3题  20分 )

25. 10 分

    已知H2O-NaNO3-KNO3在323 K时的相图如下。                                

    (1) 若a点代表某一原始的物系点,试问X点代表什么?这个体系的固相是什么?体系中两相的质量比如何?                                                                

    (2) 设一原始组成为b的溶液,应如何蒸发才能得到最大产量的KNO3晶体。       

 

26.  5 分

    高温时，Cu-Sn 二组分相图如图所示，填出 6 个所标相区中由哪几相组成。         

    (C 稳定化合物)                                                      

             

 

27.  5 分

    Ag2O分解的计量方程为:Ag2O(s)=2Ag(s)+(1/2)O2(g)，当Ag2O进行分解时,体系的组分数、自由度和可能平衡共存的最多相数各为多少?                                  

 

参考答案

 

 

一、选择题 ( 共10题  20分 )

1.  2 分

[答]    (B)                                                        (2分)     

        因为等温下,f*=2-Φ+1  Φ最多为3                                       

        所以，除水蒸汽相外,最多可有两种水合盐                                       

 

2.  2 分

     答：（B）                                                           （2分）

 

3.  2 分

     答：(B)                                                              （2分）

 

4.  2 分

[答]    (C)                                                                        

       S = 5 , R = 3 , R' = 0,C= 5 - 3 = 2                          

       f*= 2 -Φ+ 1 = 0, 最大的Φ= 3 , 除去硫酸水溶液与冰还可有一       

         种硫酸水含物与之共存。                                       

 

5.  2 分

[答]    (1)  (C)                                                     (1分)     

       (2)  (D)                                                     (1分)     

 

6.  2 分

     答：（B）                                                         （2分）

 

7.  2 分

[答]    (B)                                                                     

 

8.  2 分

[答]    (C)                                                       (1分)     

            按 f*=2-Φ+1=3-Φ ，最多为Φ=3                                  

             现已有溶液和冰两相,故最多只有一种水合盐                            

 

9.  2 分

[答]      (B)                                                                

            C= 2 ( 蔗糖，水 ) , Φ = 2 ( 蔗糖溶液，纯水 )                     

            f = C + 3 - Φ = 2 + 3 - 2 = 3 ,  f*= 2                        

            在渗透平衡的体系中，有二个平衡压力，即p(纯水)和 p(糖水)           

            所以,相律应写成： f + Φ = C+ 3                                     

 

*.  2 分

[答]      (C)                                                                       

 

二、填空题 ( 共 9题  18分 )

11.  2 分

     答：（4）                                                         （2分）

 

12.  2 分

[答]  f = 3                                                                   

 

13.  2 分

     答：（1）纯水的气、液、固三相平衡的温度和压力有确定值。

         （2）水的固液平衡温度与压力有关。

               通常所指的水的冰点是指暴露在空气中的水。在外压为时的固

               液平衡温度。                                             （2分）

 

14.  2 分

[答]    f*=(s-R-R')- Φ+1=(3-0-0)-1+1=3                               (1分)     

       变量为温度T和任意两种物质的浓度。                         (1分)      

 

15.  2 分

     答：2；1                                                          （2分）

 

16.  2 分

     答：（1）面：

               相区AOC为气相区，COB为液相区，BOA为固相区。即。

         （2）线：

               I. 三条实线（分别是两个相区的交界线），在线上，是两相平

                 衡，温度和压力只有一个是独立变量。

                 OC线是气–液平衡线，又称为蒸发曲线；

                 OB线是液–固平衡线，又称为熔化曲线；

                 OA线是气–固平衡线，又称为升华曲线。

               II. 两条虚线EF和GH表示定压下升温时白磷的相变化情况。

                   在恒定情况下升温，白磷将由固态变成气态，即白磷升华；

                   在恒定情况下升温，白磷将由固态熔化为液态，然后再蒸发为气态。

                 由此可见，若要实现升华操作，必须将体系的压力控制在低于三相点的

                 压力。

         （3）点：

               O点是三相点，在该点三相平衡共存，，即，

                 p=21.20 Pa。

               C点是临界点，高于此温度时，无论加多大压力，白磷的气体均不能被液化。

                                                                       （10分）

 

 

17.  2 分

[答]    3                                                         (0.5分)   

        2                                                        (0.5分)   

        4                                                         (1分)     

       因为 对于渗透平衡，相律应为  f=C-Φ+3                                    

 

18.  2