发布时间 : 星期一 文章物理化学核心教程（第二版）沈文霞编科学出版社 - 课后习题详解第六章更新完毕开始阅读b93f1711a0116c175e0e4884
4．CuSO4与水可生成CuSO4?H2O，CuSO4?3H2O和CuSO4?5H2O三种水合物，则在一定温度下与水蒸气达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
答：(B)。系统的组分数为2，已指定温度，根据相律，条件自由度等于零时，可得最多可以共存的相数，f*?C?1?P?2?1?P?0，最多可以三相共存。现在已指定有水蒸气存在，所以，可以共存的含水盐只可能有2种。
5．某一物质X，在三相点时的温度是20℃，压力是200 kPa。下列哪一种说法是不正确的 ( )
(A) 在20℃以上，X能以液体存在 (B) 在20℃以下，X 能以固体存在
(C) 在25℃和100 kPa下，液体X 是稳定的 (D) 在20℃时，液体X 和固体X 具有相同的蒸气压
答：(C)。可以画一张单组分系统相图的草图，(C)所描述的条件只能落在气相区，所以这种说法是不正确的。
6．N2的临界温度是124 K，如果想要液化N2(g)，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：(D)。临界温度是指在这个温度之上，不能用加压的方法使气体液化，所以只有在恒压下用降低温度的方法使之液化。
7．当Clausius-Clapeyron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之升高可变大也可减少
答：(C)。因为凝聚相转变为蒸气时总是吸热的，根据Clausius-Clapeyron方程，等式右方为正值，等式左方也必定为正值，所以p随T之升高而变大。 8．对于恒沸混合物的描述，下列各种叙述中不正确的是（ ) (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) 恒沸点随外压的改变而改变
答：(A)。恒沸混合物不是化合物，不具有确定的组成，其恒沸点和组成都会随着外压的改变而改变。
9．对于二组分气—液平衡系统，哪一个可以用蒸馏或精馏的方法将两个组分分离成纯组分？
（）
（A）接近于理想的液体混合物 系
（B）对Raoult定律产生最大正偏差的双液
（C）对Raoult定律产生最大负偏差的双液系（D）部分互溶的双液系
答：（A）。完全互溶的理想双液系，或对Raoult定律发生较小正（负）偏差的都可以用蒸馏或精馏的方法将其分开，两者的沸点差别越大，分离越容易。而对Raoult定律产生最大正（负）偏差的双液系，气－液两相区分成两个分支，形成了最低（或最高）恒沸混合物，用蒸馏方法只能得到一个纯组分和一个恒沸混合物。部分互溶的双液系首先要将两个液层分离，然后视具体情况而决定分离两个互溶部分的液相，或采用萃取的方法，单用蒸馏方法是不行的。
10．某一固体，在25℃和大气压力下升华，这意味着( ) (A) 固体比液体密度大些(B) 三相点的压力大于大气压力 (C) 固体比液体密度小些(D) 三相点的压力小于大气压力
答：(B)。画一单组分系统相图的草图，当三相点的压力大于大气压力时，在25℃和大气压力下处于气相区，所以固体会升华。CO2的相图就属于这一类型。
11．在相图上，当系统处于下列哪一点时，只存在一个相? ( ) (A) 恒沸点(B) 熔点 (C) 临界点(D) 低共熔点
答：(C)。在临界点时，气-液界面消失，只有一个相。其余三个点是两相或三相共存。 12．在水的三相点附近，其摩尔气化焓和摩尔熔化焓分别为44.82 kJ?mol和
?15.99 kJ?mol?1。则在三相点附近，冰的摩尔升华焓为 ( )
?1?1 (A) 38.83 kJ?mol (B) 50.81 kJ?mol ?1?1 (C) ?38.83 kJ?mol (D) ?50.81 kJ?mol
答：(B)。摩尔升华焓等于摩尔气化焓与摩尔熔化焓之和。
13．某反应系统中共有的物种为Ni(s)，NiO(s)，H2O(l)，H2(g)，CO(g)和CO2(g)，它们之间可以达成如下三个化学平衡
p,1??（1）NiO(s)?CO(g)??????Ni(s)?CO2(g)
K?p,2??（2）H2O(l)?CO(g)???????H2(g)?CO2(g)
K????（3）NiO(s)?H2(g)??????Ni(s)?H2O(l)
该反应的组分数C和平衡常数之间的关系为 （A）C?3, Kp,1?Kp,2?Kp,3 （C）C?3, Kp,3?Kp,1/Kp,2
??????K?p,3
?
?
?（）
（B）C?4, Kp,3?Kp,1/Kp,2 （D）C?4, Kp,3?Kp,2/Kp,1
???答：（B）。这个系统有6个物种，在三个化学平衡中只有2个是独立的，没有其他限制条件，所以组分数C?4。因为(1)?(2)?(3)，方程式的加减关系，反应的Gibbs自由能也是加减关系，而平衡常数之间则是乘除关系，所以Kp,3?Kp,1/Kp,2。
14．将纯的H2O(l)放入抽空、密闭的石英容器中，不断加热容器，可以观察到哪种现象
（）
???（A）沸腾现象 （C）升华现象
（B）三相共存现象 （D）临界现象
答：（D）。在单组分系统的相图上，是该系统自身的压力和温度，就象该实验所示。实验不是在外压下进行的，系统中也没有空气，所以不可能有沸腾现象出现。在加热过程中，水
???的气、液两种相态一直处于平衡状态，即H2O(l)???H2O(g)。随着温度的升高，H2O(l)的密度不断降低，而水的蒸气压不断升高，致使H2O(g)的密度变大，当H2O(l)和H2O(g)的两种相态的密度相等时，气-液界面消失，这就是临界状态。
15．Na 2CO3和水可形成三种水合盐：Na2CO3·H2O、Na2CO3·7H2O和NaCO3·10H2O。在
常压下，将Na2CO3投入冰－水混合物中达三相平衡时，若一相是冰，一相是Na2CO3水溶液，则另一相是（） (A) Na2CO3 (B) Na2CO3·H2O (C) Na2CO3·7H2O (D) Na2CO3·10H2O 答：（D）。画一张草图，NaCO3·10H2O的含水量最多，一定最靠近表示纯水的坐标一边。
五．习题解析
1．将N2(g)，H2(g)和NH3(g)三种气体，输入773 K，3.2?107 kPa的放有催化剂的合成塔中。指出下列三种情况系统的独立组分数（设催化剂不属于组分数） (1) N2(g)，H2(g)和NH3(g)三种气体在输入合成塔之前。 (2) 三种气体在塔内反应达平衡时。
(3) 开始只输入NH3(g)，合成塔中无其它气体，待其反应达平衡后。 解： (1) 进入合成塔之前，三种气体没有发生反应，故组分数C?3。
（2）在塔内反应达平衡时，系统的物种数S?3，但有一个化学平衡条件，故C?2。 （3）开始只输入NH3(g)，NH3(g)分解达平衡，系统的物种数S?3，但有一个化学平衡条件和一个浓度限制条件，故C?1。
2．指出下列平衡系统中的物种数，组分数，相数和自由度数。 (1) CaSO4的饱和水溶液。
(2) 将5ｇNH3(g)通入1 dm3水中，在常温下与蒸气平衡共存。
解：（1）物种数S?2，CaSO4(s)和H2O(l)。组分数C?2，相数P?2。根据相律，
f?C?2?P?2。这两个自由度是指温度和压力，即在一定的温度和压力的范围内，能
保持固、液两相平衡不发生变化。
(2) 因为NH3(g)与水会发生相互作用，生成NH3?H2O，所以物种数S?3，
NH3(g)，H2O(l)和NH3?H2O。有一个形成一水合氨的平衡，故R?1，所以C?2。有
气、液两相，P?2。根据相律，f?C?2?P?2。这两个自由度是指温度和压力，即在一定的温度和压力的范围内，能维持固、气两相平衡的状态不发生变化。 3．CaCO3(s)在高温下分解为CaO(s)和CO2(g)，根据相律解释下述实验事实。 (1) 在一定压力的CO2(g)中，将CaCO3(s)加热，实验证明在加热过程中，在一定的温度范围内CaCO3(s)不会分解。
(2) 在CaCO3(s)的分解过程中，若保持CO2(g)的压力恒定，实验证明达分解平衡时，