1、物理化學習題答案（二）一. 選擇題1. 當克勞修斯_克拉貝龍方程應用于凝聚相轉變為蒸氣時，則： ( C )(A) p 必隨T 之升高而降低 (B) p 必不隨T 而變 (C) p 必隨T 之升高而變大 (D) p 隨T 之升高可變大或減少 2. 水的三相點，其蒸發熱和熔化熱分別為44.82和5.994kJ·mol-1。則在三相點冰的升華熱約為： ( B )(A) 38.83 kJmol-1 (B) 50.81 kJmol-1 (C) -38.83 kJmol-1 (D) -50.81 kJmol-13. 已知苯一乙醇雙液體系中，苯的沸點是353.3K，乙醇的沸點是351.6K，兩者的

2、共沸組成為：含乙醇47.5%(摩爾分數)，沸點為341.2K。 今有含乙醇77.5%的苯溶液，在達到氣、液平衡后，氣相中含乙醇為y2，液相中含乙醇為 x2。 問：下列結論何者正確？ (C )(A) y2> x2 (B) y2= x2 (C) y2< x2 (D) 不能確定4. 如上題， 若將上述溶液精餾，則能得到： (D )(A) 純苯 (B) 純乙醇 (C) 純苯和恒沸混合物 (D) 純乙醇和恒沸混合物5. 絕熱條件下，273.15K的NaCl加入273.15K的碎冰中， 體系的溫度將如何變化? （B ）(A) 不變 (B) 降低 (C) 升高 (D) 不能確定6. 體系中含有H

3、2O、H2SO44H2O、H2SO42H2O、H2SO4H2O、H2SO4 ，其組分數C為： ( B )(A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 47. 在410 K，Ag2O(s)部分分解成Ag(s)和O2(g)， 此平衡體系的自由度為： (A )(A) 0 (B) 1 (C) 2 (D) 38. 在通常情況下，對于二組分物系能平衡共存的最多相為： (D )(A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 49. CaCO3(s)、CaO(s)、 BaCO3(s)、BaO(s)及CO2(g)構成的平衡物系，其組分數為： (B )(A) 2 (B) 3 (C) 4 (D) 510. 由CaCO3(

4、s)、CaO(s)、 BaCO3(s)、 BaO(s)及CO2(s)構成的平衡體系其自由度為： ( C) (A) f =2 (B) f = 1 (C) f = 0 (D) f = 311. N2的臨界溫度是124K，室溫下想要液化 N2, 就必須： ( D)(A) 在恒溫下增加壓力 (B) 在恒溫下降低壓力(C) 在恒壓下升高溫度 (D) 在恒壓下降低溫度12. 對于與本身的蒸氣處于平衡狀態的液體，通過下列哪種作圖法可獲得一直線： (C)(A) p對T (B) lg(p/Pa) 對T (C) lg(p/Pa) 對1/T (D) 1/p 對lg(T/K)13. 在相圖上，當體系處于下列哪一點時存

5、在二個相： (A )(A) 恒沸點 (B) 三相點 (C) 臨界點 (D) 最低共熔點14. 在相圖上，當體系處于下列哪一點時存在一個相： (C )(A) 恒沸點 (B)熔點 (C) 臨界點 (D) 最低共熔點15. 將非揮發性溶質溶于溶劑中形成稀溶液時，將引起 (A )(A) 沸點升高 (B) 熔點升高 (C) 蒸氣壓升高 (D) 都不對16. 稀溶液的依數性包括蒸汽壓下降、沸點升高、凝固點降低和滲透壓,下面的陳述其中正確的是 ( C)(A)只有溶質不揮發的稀溶液才有這些依數性 (B)所有依數性都與溶劑的性質無關(C)所有依數性都與溶液中溶質的濃度成正比 (D)所有依數性都與溶質的性質有關1

6、7. 兩只各裝有1kg水的燒杯，一只溶0.01mol蔗糖，另一只溶有0.01molNaCl，按同樣速度降溫，則： (A）(A)溶有蔗糖的杯子先結冰 (B)兩杯同時結冰(C)溶有NaCl的杯子先結冰 (D)視外壓而定18. 下列氣體溶于水溶劑中，哪個氣體不能用亨利定律（C ）。(A)N2 (B)O2 (C)NO2 (D)CO19. 已知硫可以有單斜硫，斜方硫，液態硫和氣態硫四種存在狀態。硫的這四種狀態( B)穩定共存。(A)能夠 (B)不能夠 (C)不一定20. 在NaCl飽和水溶液中，固體NaCl的化學勢與溶液中NaCl的化學勢相比，大小關系如何？( C )(A) 固體NaCl的大(B) 固體

7、NaCl的小 (C) 相等(D) 不能比較21. 固體六氟化鈾的蒸氣壓p與T的關系式為lg(p/Pa) = 10.65 - 2560/(T/K)，則其平均升華熱為： (B )(A) 2.128 kJmol-1 (B) 49.02 kJmol-1 (C) 9.242 kJmol-1 (D) 10.33 kJmol-122. 在0到100的范圍內液態水的蒸氣壓p與T的關系為：lg(p/Pa)= -2265k/T +11.101，某高原地區的氣壓只有59995Pa，則該地區水的沸點為： ( A )(A) 358.2K (B) 85.2K (C) 358.2 (D) 373K23. 一個水溶液包含n個

8、溶質，該溶液通過一半透膜與純水相平衡，半透膜僅允許溶劑水分子通過，此體系的自由度為：（D ）(A) n (B) n1 (C) n1 (D) n224. 某一固體在25和p壓力下升華，這意味著： ( B)(A) 固體比液體密度大些 (B) 三相點的壓力大于p(C) 固體比液體密度小些 (D) 三相點的壓力小于p25. 碘的三相點處在115和12kPa上，這意味著液態碘： ( D )(A)比固態碘密度大 (B)在115以上不能存在 (C)在p壓力下不能存在 (D)不能有低于12kPa的蒸氣壓26. 二元恒沸混合物的組成 （C）(A）固定 (B) 隨溫度而變 (C) 隨壓力而變 (D) 無法判斷27

9、. 正常沸點時，液體蒸發為氣體的過程中 （B）(A) S=0 (B) G=0 (C) H=0 (D) U=028. 用相律和Clapeyron方程分析常壓下水的相圖所得出的下述結論中不正確的是 （D）(A) 在每條曲線上，自由度f=1 (C) 在水的凝固點曲線上，Hm(相變)和Vm的正負號相反(B) 在每個單相區，自由度f=2 (D) 在水的沸點曲線上任一點， 壓力隨溫度的變化率都小于零29. 關于杠桿規則的適用對象, 下面的說法中不正確的是 （B）(A) 不適用于單組分系統 (B) 適用于二組分系統的任何相區(C) 適用于二組分系統的兩個平衡相 (D) 適用于三組分系統的兩個平衡相30. 右

10、圖中，從P點開始的步冷曲線為：（D）上圖中，區域H的相態是：（C ）(A)溶液 (B)固體CCl4 (C)固體CCl4 +溶液 (D)固體化合物+溶液31. 兩液體的飽和蒸汽壓分別為p*A，p*B ，它們混合形成理想溶液，液相組成為x，氣相組成為y，若 p*A > p*B ， 則：（A ）(A) yA > xA (B) yA > yB (C) xA > yA (D) yB > yA 32.關于亨利系數，下列說法中正確的是：(D )(A) 其值與溫度、濃度和壓力有關 (B) 其值與溫度、溶質性質和濃度有關(C) 其值與溫度、溶劑性質和濃度有關 (D) 其值

11、與溫度、溶質和溶劑性質及濃度的標度有關 33.已知373K時液體A的飽和蒸氣壓為133.24kPa，液體B的飽和蒸氣壓為66.62kPa。設A和B形成理想溶液，當溶液中A的物質的量分數為0.5時，在氣相中A的物質的分數為：(B )(A) 1 (B) 2/3 (C) 1/2 (D) 1/334. 下述說法哪一個正確？ 某物質在臨界點的性質(D )(A) 與外界溫度有關 (B) 與外界壓力有關 (C) 與外界物質有關 (D) 是該物質本身的特性35. 2mol A物質和3mol B物質在等溫等壓下混和形成液體混合物，該系統中A和B的偏摩爾體積分別為1.79´ 10-5m3

12、83;mol-1, 2.15´ 10-5m3·mol-1, 則混合物的總體積為： (C )(A) 9.67´10-5m3 (B) 9.85´10-5m3 (C) 1.003´10-4m3 (D) 8.95´10-5m336. 現有4種處于相同溫度和壓力下的理想溶液：(1) 0.1mol蔗糖溶于80mL水中，水蒸氣壓力為p1(2) 0.1mol萘溶于80mL苯中，苯蒸氣壓為p2(3) 0.1mol葡萄糖溶于40mL水中，水蒸氣壓為p3(4) 0.1mol尿素溶于80mL水中，水蒸氣壓為p4這四個蒸氣壓之間的關系為：( B)(A) p1&

13、#185;p2¹p3¹p4 (B) p2¹p1=p4>p3 (C) p1=p2=p4=(1/2)p3 (D) p1=p4<2p3¹p237. 沸點升高，說明在溶劑中加入非揮發性溶質后，該溶劑的化學勢比純劑的化學勢：(B )(A) 升高 (B) 降低 (C) 相等 (D) 不確定38. 液體B比液體A易于揮發，在一定溫度下向純A液體中加入少量純B液體形成稀溶液，下列幾種說法中正確的是： (C )(A) 該溶液的飽和蒸氣壓必高于同溫度下純液體A的飽和蒸氣壓。(B) 該液體的沸點必低于相同壓力下純液體A的沸點。(C) 該液體的凝固點必低于相同壓力下

14、純液體A的凝固點(溶液凝固時析出純固態A)。(D) 該溶液的滲透壓為負值39在373.15K和101325Pa下水的化學勢與水蒸氣化學位的關系為(A )(A) (水)(汽) (B) (水)(汽) (C) (水)(汽) (D) 無法確定40下列哪種現象不屬于稀溶液的依數性（D ）(A) 凝固點降低 （B）沸點升高 (C) 滲透壓 （D）蒸氣壓升高41真實氣體的標準態是： （D ）(A) f = p的真實氣體 (B) p = p的真實氣體 (C) f = p的理想氣體 (D) p = p的理想氣體42以下各系統中屬單相的是（C ）(A) 極細的斜方硫和單斜硫混合物 (B) 漂白粉 (C) 大小不一

15、的一堆單斜硫碎粒 (D) 墨汁43NaCl(s)，NaCl水溶液及水蒸汽平衡共存時, 系統的自由度（B ）(A) 0 (B) 1 (C) 2 (D) 344對于相律, 下面的陳述中正確的是（B ）(A) 相律不適用于有化學反應的多相系統 (B) 影響相平衡的只有強度因素(C) 自由度為零意味著系統的狀態不變 (D) 平衡的各相中, 系統包含的每種物質都不缺少時相律才正確45關于三相點, 下面的說法中正確的是（D ）(A) 純物質和多組分系統均有三相點 (B) 三相點就是三條兩相平衡線的交點(C) 三相點的溫度可隨壓力改變 (D) 三相點是純物質的三個相平衡共存時的溫度和壓力所決定的相點46二組

16、分系統的最大自由度是（C ）(A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 447區別單相系統和多相系統的主要根據是（D ）(A)化學性質是否相同 (B)物理性質是否相同 (C)物質組成是否相同 (D)物理性質和化學性質是否都相同48 Clapeyron方程不適用于（D ）(A) 純物質固()純物質固()可逆相變 (B) 理想溶液中任一組分的液-氣可逆相變(C) 純物質固-氣可逆相變 (D) 純物質在等溫等壓下的不可逆相變49對于下述結論, 正確的是（D ）(A) 在等壓下有確定沸點的液態系統一定是純物質 (B) 任何純固體物質都有熔點(C) 在一定溫度下, 純液體的平衡蒸氣壓與液體所受外壓力無關

17、(D) 純固體物質的熔點可以有很多個 因熔點是與壓力有關。50下面的表述中不正確的是（C ）(A) 在定壓下, 純固體物質不一定都有確定的熔點 (B) 在定壓下, 純液態物質有確定的唯一沸點(C) 在定壓下, 固體混合物都不會有確定的熔點 (D) 在定溫下, 液體的平衡蒸氣壓與外壓有關答案：C。共熔混合物在定壓下有確定的熔點。51組分A(高沸點)與組分B(低沸點)形成完全互溶的二組分系統，在一定溫度下，向純B中加入少量的A，系統蒸氣壓力增大，則此系統為：( C )。(A)有最高恒沸點的系統； (B)不具有恒沸點的系統； (C)具有最低恒沸點的系統。52將固體NH4HCO3(s) 放入真空容器中

18、，等溫在400 K，NH4HCO3 按下式分解并達到平衡： NH4HCO3(s) = NH3(g) + H2O(g) + CO2(g) 系統的組分數C和自由度數¦為：(C )。(A)，¦ ； (B)，¦ ； (C)，¦ ； (D)，¦ 。二. 填空題1. 40公斤乙醇和60公斤水的混合物在某溫度成氣液兩相平衡，乙醇在氣、液相中的重量百分數分別為60%和20%，那么氣相混合物的重量W氣 = W液（液相混合物重量）。 (填>、<、=) 2. 在101325Pa下，用水蒸氣蒸餾法提純某不溶于水的有機物時，系統的沸點 < 100oC。

19、 (填>、<、=) 3. 理想液態混合物定溫p-xB(yB)相圖最顯著的特征是液相線為 直線 。 4. CO2的三相點為216.15K，5.1×p，可見固體CO2（干冰）升華的壓力是p < 5.1×p。(填>、<、=) 5. 在H2和石墨的體系中，加一催化劑，H2和石墨反應生成n 種碳氫化合物，此體系的獨立組分數為 2 。 6. 在p壓力下，NaOH與H3PO4的水溶液達平衡，則此體系的自由度數為 3 。 7. 在化工生產中，可用精餾的方法進行物質的分離，這是因為氣液兩相的 組成 是不相同的。8. 實驗室中用水蒸氣蒸餾的方法提純與水不互溶的有機

20、物，這是由于系統的沸點比有機物的沸點低、比水的沸點 低 。 9. 向純溶劑中加入非揮發性溶質后，稀溶液的凝固點低于純溶劑的凝固點，因為 加入非揮發性溶質后溶劑的蒸汽壓降低 。 10. 完全互溶的A，B二組分溶液，在xB=0.6處，平衡蒸氣壓有最高值，那么組成xB=0.4的溶液在氣-平衡時，yB(g)，xB(1)，xB(總)的大小順序為 yB(g)> xB(總) > xB(1) 。將xB=0.4的溶液進行精餾, 塔頂將得到 xB=0.6的恒沸混合物 。11. 已知A、B兩組分可構成理想液體混合物，且該混合物的正常沸點為373.15K。若A、B兩組分在373.15K時的飽和蒸氣壓為10

21、6658Pa和79993Pa，則該理想液體混合物的液相組成為：xA = _0.8_， 平衡氣相的組成為：yA = _0.842_。 12. 在313K時，液體A的飽和蒸氣壓是液體B的飽和蒸氣壓的21倍，A和B形成理想液體混合物，當氣相中A和B的物質的量相等時，液相A和B的組成分別為xA = _0.0455_，xB = _0.9545_。 13含有KNO3和NaCl的水溶液與純水達滲透平衡時，其組分數為_3_，相數為_2_，自由度數為_4_。14101時，水在多大外壓沸騰？ > 101.3kPa。 (填>、<、=)15已知稀溶液中溶質的摩爾分數為0.03，純溶劑的飽和蒸汽壓為9

22、1.3kPa，則該溶液中溶劑的蒸汽壓為 88.56 kPa。16NH4HS(s)放入真空容器中，并與其分解產物NH3(g)和H2S(g)達到平衡，則該系統中組分數C= 1 ；相數= 2 ；自由度f= 1 。17將克拉貝龍方程用于H2O的液固兩相平衡，因為 Vm( H2O,s ) > Vm( H2O,l )，所以隨著壓力的增大，則H2O( l )的凝固點將 下降 。(填上升、下降或不變)三. 計算題 1、已知固體苯的蒸汽壓在273.15K時為3.27kPa，293.15K時為12.303kPa，液體的蒸汽壓在293.15K時為10.021kPa，液體苯的摩爾蒸汽熱為34.17kJ·

23、;mol-1。求（1）303.15K時，液體苯的蒸汽壓；（2）苯的摩爾升華熱。解 （1） （2）2、固態氨的飽和蒸氣壓為 ， 液態氨的飽和蒸氣壓為 試求（1）三相點的溫度、壓力；（2）三相點的蒸發焓、升華焓和熔化焓。解：（1）三相點的T，p：， T = 195.2 K， p = 5.92 kPa （2） 把,與蒸氣壓式比較得 = 3754 ´ 8.314 J·mol-1 = 31.21 kJ·mol-1 = 3063 ´ 8.314 J·mol-1 = 25.47 kJ·mol-1 = = 5.74 kJ·mol-1 3、已

24、知甲苯和苯在90下純液體的飽和蒸氣壓分別為54.22 kPa和136.12kPa，兩者可形成理想液態混合物。取200.0g甲苯和200.0g苯于帶活塞的導熱容器中，始態為一定壓力下90的液態混合物。在恒溫90下逐漸降低壓力， 問：(1)壓力降到多少時，開始產生氣相，此氣相的組成如何？(2)壓力降到多少時，液相開始消失，最后一滴液相的組成如何？解：以A代表甲苯，B代表苯，系統總組成為： (1) 剛開始產生氣相時, 可認為平衡液相的組成與系統總組成相等 (2) 只剩最后一滴液相時, 可認為平衡氣相組成與系統總組成相等4、已知100kPa下，純苯（A）的標準沸點和蒸發焓分別為353.3K和30762

25、J·mol-1，純甲苯（B）的標準沸點和蒸發焓分別為383.7K和31999J·mol-1。苯和甲苯形成理想液態混合物，若有該種液態混合物在100kPa，373.1K沸騰，計算混合物的液相組成。解：在373.1K苯的飽和蒸氣壓為 ，則 在373.1K甲苯的飽和蒸氣壓為，則 在液態混合物沸騰時（100kPa下）： 5、A和B兩液體混合物為理想液態混合物，在80下，將0.3mol A液體與0.5mol B液體放入到15dm3的真空容器中，此混合物蒸發達到平衡時，測得系統的壓力為102.66kPa，氣相組成yB=0.6644，求液相組成xB與純B在80下的飽和蒸氣壓。(設液體體積

26、忽略不記，氣體視為理想氣體)解：忽略液體的體積 6、已知甲苯的正常沸點是383.15，平均摩爾氣化焓為，苯的正常沸點是353.15，平均摩爾氣化焓為。有一含有苯100g和甲苯200g的理想液態混合物，在373.15K，101.325kPa下達到氣液平衡，求（1）在373.15K時苯和甲苯的飽和蒸氣壓（2）平衡時液相和氣相的組成解：（1） (2) 7、根據圖(a)，圖(b)回答下列問題 （1）指出圖(a)中，K點所代表的系統的總組成，平衡相數及平衡相的組成；（2）將組成x(甲醇)=0.33的甲醇水溶液進行一次簡單蒸餾加熱到85 °C停止蒸餾，問餾出液的組成及殘液的組成，餾出液的組成與液

27、相比發生了什么變化？通過這樣一次簡單蒸餾是否能將甲醇與水分開？（3）將(2)所得的餾出液再重新加熱到78 °C，問所得的餾出液的組成如何？與(2)中所得的餾出液相比發生了什么變化？（4）將(2)所得的殘液再次加熱 到91 °C，問所得的殘液的組成又如何？與(2)中所得的殘液相比發生了什么變化？欲將甲醇水溶液完全分離，要采取什么步驟？解：（1）如圖(a)所示，K點代表的總組成x(CH3OH)=0.33時，系統為氣、液兩相平衡, L點為平衡液相, x(CH3OH)=0.15，G點為平衡氣相，y(CH3OH)=0.52； （2）由圖(b)可知，餾出液組成yB,1=0.52，殘液組

28、成xB,1=0.15。經過簡單蒸餾，餾出液中甲醇含量比原液高，而殘液比原液低，通過一次簡單蒸餾，不能使甲醇與水完全分開； （3）若將(2)所得的餾出液再重新加熱到78，則所得餾出液組成yB,2=0.67，與(2)所得餾出液相比，甲醇含量又高了； （4）若將(2)中所得殘液再加熱到91，則所得的殘液組成xB,2=0.07，與(2)中所得的殘相比，甲醇含量又減少了； （5）欲將甲醇水溶液完全分離，可將原液進行多次反復蒸餾或精餾。8、 A和B兩種物質的混合物在101 325Pa下沸點-組成圖如圖，若將1 molA和4 molB混合，在101325 Pa下先后加熱到t1=200 °C，t2=

29、400 °C，t3=600 °C，根據沸點-組成圖回答下列問題：（1）上述3個溫度中，什么溫度下平衡系統是兩相平衡？哪兩相平衡？各平衡相的組成是多少？各相的量是多少(mol)？（2）上述3個溫度中，什么溫度下平衡系統是單相？是什么相？解：(1)t2=400°C時，平衡系統是兩相平衡。此時是液-氣兩相平衡。各平衡相的組成，如下圖所示，為xB(l) =0.88 , yB=0.50 = n(g)+n(l)=5 mol 解得：n(l)= 4.0mol；n(g)=1.0 mol (2) t1=200 °C時，處于液相； t 3 =600 °C時，處于氣相

30、。 9、根據的相圖，回答如下問題。（1）說出OA,OB和OC三條曲線以及特殊點O點與A點的含義。（2）在常溫常壓下，將高壓鋼瓶的閥門慢慢打開一點，噴出的呈什么相態？為什么？（3）在常溫常壓下，將高壓鋼瓶的閥門迅速開大，噴出的呈什么相態？為什么？（4）為什么將稱為“干冰”？ 在怎樣的溫度和壓力范圍內能存在？解：（1）OA線是的飽和蒸氣壓曲線。OB線是的飽和蒸氣壓曲線，也就是升華曲線。OC線是與的兩相平衡曲線。O點是的三相平衡共存的點，簡稱三相點，這時的自由度等于零，溫度和壓力由系統自定。點是的臨界點，這時氣-液界面消失，只有一個相。在點溫度以上，不能用加壓的方法將液化。（2）噴出時有一個膨脹做功

31、的過程，是一個吸熱的過程，由于閥門是被緩慢打開的，所以在常溫、常壓下，噴出的還是呈的相態。（3）高壓鋼瓶的閥門迅速被打開，是一個快速減壓的過程，來不及從環境吸收熱量，近似為絕熱膨脹過程，系統溫度迅速下降，少量會轉化成，如雪花一樣。實驗室制備少量干冰就是利用這一原理。（4）由于三相點的溫度很低，為216.6K，而壓力很高，為518KPa。我們處在常溫、常壓下，只能見到，在常壓低溫下，可以見到，這時會直接升華，看不到由變成的過程，所以稱為干冰。只有在溫度為216.6K至304K，壓力為518KPa至7400KPa的范圍內，才能存在。所以，生活在常壓下的人們是見不到的。10、固體CO2的飽和蒸氣壓與溫度的關系為：已知其熔化焓，三相點溫度為 -56.6。 (1) 求三相點的壓力； (2) 在100kPa下CO2能否以液態存在? (3) 找出液體CO2的飽和蒸氣壓與溫度的關系式。解：(1) lg ( p* / Pa) = -1353 /( 273.15-56.6)+11.957=5.709，三相點的壓力為5.13×10Pa(3) =2.303×1353×8.314 J mol-1；=-=17.58 kJ mol-1，再利用三相點溫度、壓力便可求出液體CO2的飽和蒸氣壓與溫度的關系式：lg ( p* / Pa)