物理化学第五章模拟试卷C

 

班级                 姓名                               分数                

 

一、选择题 ( 共10题  20分 )

1.  2 分

     二级相变符合的爱伦菲斯方程式是：                   (     )

（A）

（B）

（C）$

（D）$

 

2.  2 分

     Na2CO3可形成三种水合盐：Na2CO3·H2O，Na2CO3·7H2O 及Na2CO3·10H2O，常压下将 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         

    (B) Na2CO3·10H2O(s)    

    (C) Na2CO3·7H2O(s)      

    (D) Na2CO3·H2O(s)       

 

3.  2 分

    在 101 325 Pa 的压力下，I2在液态水和 CCl4中达到分配平衡 (无固态碘存在)，则该体系的自由度数为:                                                              (    )    

     (A)  f*= 1                

     (B)  f*= 2             

     (C)  f*= 0             

     (D)  f*= 3             

 

4.  2 分     

将 N2,H2,NH3三种气体充进 773 K,32 424 kPa 的合成塔中，在有催化剂存在的情况下，指出下列三种情况时该体系的独立组分数 C(1),C(2),C(3)各为多少?              (    )      

    (1) 进入塔之前                

    (2) 在塔内反应达平衡时       

    (3) 若只充入 NH3气，待其平衡后     

    (A) 3，2，1            

    (B) 3，2，2       

    (C) 2，2，1       

    (D) 3，3，2         

 

5.  2 分

    凝固点的描述可图示如下，其中哪一个是错误的                         (    )    

 

6.  2 分

    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                               

 

7.  2 分

在一个密封的容器中装满了温度为373.15 K的水，一点空隙也不留，这时水的蒸气压：

（    ）

     (A)等于零

     (B)等于101.325 kPa

     (C)小于101.325 kPa

     (D)大于101.325 kPa

 

8.  2 分

    对恒沸混合物的描述，下列各种叙述中哪一种是不正确的？               (    )    

     (A) 与化合物一样，具有确定的组成 

     (B) 不具有确定的组成     

     (C) 平衡时，气相和液相的组成相同  

     (D) 其沸点随外压的改变而改变        

 

9.  2 分

     相律在下列体系中何者不适用？            (     )

     (A)NaCl水溶液

     (B)NaCl饱和水溶液

     (C)NaCl过饱和水溶液

     (D)NaCl水溶液与纯水达渗透平衡

 

*.  2 分

    将固体 NH4HCO3(s) 放入真空容器中，恒温到 400 K，NH4HCO3 按下式分解并达到平衡:       NH4HCO3(s) = NH3(g) + H2O(g) + CO2(g)    

体系的组分数 C 和自由度数 f 为：                                       (    ) 

     (A) C= 2， f= 1                      

     (B) C= 2， f= 2         

     (C) C= 1， f= 0       

     (D) C= 3， f= 2    

 

二、填空题 ( 共 8题  16分 )

11.  2 分

    下列化学反应，同时共存并到达到平衡（温度在 900～1200 K范围内）：   

      CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g)                   

      CO2(g) + H2(g) = CO(g) + H2O(g)   

      H2O(g) + CO(g) + CaO(s) = CaCO3(s) + H2(g)       

问该体系的自由度为 _______ 。       

 

12.  2 分

     KCl–H2O平衡体系，其最大相数为          。其平衡相态分别是：           

                                 。

 

13.  2 分

     在二级相变过程中，      0，       0（填=或）

 

14.  2 分

     把N2，H2，NH3三种气体充入773 K，3242 kPa的带有催化剂的合成塔中。指出下列各情况下体系的独立组分数。

     (1)进入塔之前：C为    

     (2)进塔后，反应达平衡：C为    

     (3)若只充入NH3气，达平衡后：C为    

 

15.  2 分

     (1) 一定温度下，蔗糖水溶液与纯水达到渗透平衡时的自由度数等于        。      

     (2)    纯物质在临界点的自由度数等于         。                                 

     (3)    二元溶液的恒沸点的自由度数等于          。                             

 

16.  2 分

     三相点是                                                   。

 

17  2 分

     水的临界点的温度是647 K，在高于临界点温度时，不可能用       方法使气体液化。

 

18  2 分

     将AlCl3溶于水，待全部水解时，体系的组分数C=           。

 

三、计算题 ( 共 5题  40分 )

19. 10 分

     在101.325 kPa时，使水蒸气通入固态碘（I2）和水的混合物，蒸馏进行的温度为371.6 K，使馏出的蒸气凝结，并分析馏出物的组成。已知每0.10 kg水中有0.0819 kg碘。试计算该温度时固态碘的蒸气压。

 

20. 10 分

   乙醚在0℃时的蒸气压为133.3 Pa,若设一以干冰(-78℃)为冷却剂的冷阱来捕捉流动气体中的乙醚。当温度为0℃,压力为100 kPa,流速为10 dm3×min-1的含饱和乙醚的氮气流过此冷阱时,试求10h内此冷阱可冷凝下来多少乙醚?已知此时乙醚的DvapH=420 J×g-1。M(乙醚)=46 g×mol-1                                                                

 

21. 10 分

     请用热力学公式证明：

     (1)液体的蒸气压随温度的增加而增加；

     (2)液体的沸点随压力的增加而递增；

     (3)一般液体的熔点随压力增大而升高，并指出一种例外的液体。

 

 

22  5 分

     硝基苯和水组成了完全不互溶的二组分体系，在101.32 kPa时，其沸点为99.0°C，该温度下水的饱和蒸气压为97.7 kPa。若将此混合物进行水蒸气蒸馏，试计算馏出物中硝基苯的质量分数。

 

23.  5 分

     根据下列数据作出完全互溶物质A和B的液-固相图。如果有1.00 kg组成为=0.50的溶液，刚熔化时，与它呈平衡的液相的组成为多少？

 

四、问答题 ( 共 3题  20分 )

24. 10 分

     将某一工程塑料生产的母液进行初蒸处理后，得到一个质量分数分别为10% C6H5Cl，60%C2H5OH，30% H2O的三元溶液，经研究得知，它能形成三元恒沸物，而不能使C6H5Cl与C2H5OH有效分离，但若采用如下两个相图（$），图（a）T=308 K，可使问题圆满解决。

        

问：根据这两个相图，采用什么方法可以在上述三元溶液中回收组成95%的乙醇产品和较纯的氯苯产品？

 

25.  5 分

     指出下面二组分凝聚体系相图中各部分中的平衡相态。

 

26  5 分

    在 1.01325×105 Pa 下， CaCO3(s) 于 1169 K 分解为 CaO(s) 和 CO2(g)并呈平衡。

     (1) 请绘出 CaO-CO2二组分体系在 1.01325×105 Pa 下的等压相图；  

     (2) 标出各个相区的相态。

 

参考答案

 

 

一、选择题 ( 共10题  20分 )

1.  2 分

     答：（B）                                                         （2分）

 

2.  2 分

[答]  (D)                                                                        

     据相图可判断                                                         

                

 

3.  2 分

[答]      (B)                                                               

          C= S - R - R' = 3 - 0 - 0 = 3                                    

          f= C- Φ+ 1 = 3 - 2 + 1 = 2                                   

 

4.  2 分

[答]     (A)                                                                       

     (1) 入塔前，物种数 S = 3 ，独立组与数 C= 3                           

     (2) 已达平衡  C= S - R - R' = 3 - 1 - 0 = 2                           

     (3) 只充 NH3气入塔并达平衡                                               

         C= S - R - R' = 3 - 1 - 1 = 1                                      

         因 2NH3 ƒ N2+ 3H2            R = 1                                 

         又  [H2] = 3[N2]               R' = 1                                 

 

5.  2 分

[答]   (A) 是错误的。                                                             

 

6.  2 分

[答]    (C)                                                                    

 

7.  2 分

     答：（D）                                                         （2分）

     根据水的相图，欲使水在时稳定存在，水的蒸气压必须大于它在该温度下的平衡蒸气压。

 

8.  2 分

[答]       (A)                                                               

            恒沸混合物与化合物不同，没有确定的组成。只在压力恒定时，           

            其组成才一定，即恒沸混合物的沸点随外压而改变。                     

 

9.  2 分

     答：(C)                                                            （2分）

 

*.  2 分

[答]    (C)       S  = 4                                                         

      C= S - R - R' = 4 - 1 - 2 = 1                                        

      f*= C+ 1 -Φ= 1 + 1 - 2 = 0                                          

 

二、填空题 ( 共 8题  16分 )

11.  2 分

[答]    S = 6 , R = 2 , C= 6 - 2 = 4                                        

        f = 4 - 3 + 2 = 3                                                   

 

12.  2 分

     答：（1）4

             

         （2）、冰、饱和液、蒸气                     （2分）

 

13.  2 分

     答：=、                                                          （2分）

 

14.  2 分

     答：（1）3；   （2）2；     （3）1                             （2分）

 

15.  2 分

[答]  (1) f = C+ 3 -Φ= 2 + 3 - 2 = 3                                       

     (2) f**= C+ 0 -Φ= 1 + 0 - 1 = 0                                    

     (3) f*= C+ 1 -Φ= 1 + 1 - 2 = 0                                       

        f = C+ 2 -Φ= 1 + 2 - 2 = 1                                       

 

16.  2 分

     答：固、液、气三态可以平衡共存时的温度和压力                        （2分）

 

17.  2 分

     答：加压的                                                         （2分）

 

18.  2 分

     答：3                                                               （2分）

         

          溶于水全部水解时，上述反应式不存在，此时

                     S

                    

           故        

 

三、计算题 ( 共 5题  40分 )

19. 10 分

     答：          （5分）

         p(H2O)+p(I2)=101.325 kPa