《物理化学》课外阅读练习 9 9 第 4 章 相平衡 概念题： 1．试示意画出两组分液态理想混合物的恒温相图和恒压相图，并分别标明液相线和气相线以 及各相区的相。 2．判断物质 A 和 B 组成的液态混合物是否理想混合物，是用 xp ? 图还是用 xt ? 图 。为什么？ 。 3．甲、乙两烧杯中分别盛有物质 A 和 B 组成的液态理想混合物，其中甲烧杯中为 B mol 9A mol 1 + ，乙烧杯中为 B mol 80A mol 20 + 。今将两烧杯同置于一个密闭容器中，问甲、 乙两烧杯中的物质各发生什么变化。 。 4． 40℃时， A 和 B 两液体组成液态理想混合物，已知该温度下 * B * A 2 pp = 。若平衡气相中 BA yy = ，则液相中 = A x B x 。 5．实际的系统总是或多或少偏离拉乌尔定律，其中正偏差系统 i py ii xp ? ， i γ 1； 负偏差系统 i py ii xp ? ， i γ 1。 （＞，＝，＜） 6． 恒压下 A 与 B 形成具有最低恒沸点的系统， 恒沸混合物的组成 475.0 B =x 。 现将 800.0 B =x 的溶液在具有足够塔板数的精馏塔中精馏，则塔顶得到 ，塔底得 到 。 . 7．水溶于乙酸乙酯中，乙酸乙酯溶于水中的部分互溶的两相与其蒸汽达到平衡，则系统的自 由度等于 。 8．右图为 A 和 B 二元系气液液平衡相图。 (1) .试写出各相区的相； (2) 若将组成为 C 的溶液用精馏的方法分离成纯组分 A 和 B，应该 采用怎样的精馏装置？试画出简单的工艺流程图。 9．对于凝聚系统，相律的形式为 ；这 是因为 。 10．制作液固平衡相图的实验方法有 ；用它们可以分别得到那些 信息 。 11．右图是在耐火材料生产中有重要应用的 322 OAlSiO ? 二元系在高温区的液固平衡相图。在 高温下 2 SiO 有鳞石英和白硅石两种晶型， AB 直线的温度为晶型转变温度， AB 线温度以上为白硅 《物理化学》课外阅读练习 10 10 石，以下为鳞石英。 2 SiO 和 32 OAl 能生成不稳定化合物 C（化学式为 232 3SiOO2Al ? ，称为莫来石） 。 (1) 指出相图中各相区的相。 (2) 在相图中的三条水平线上分别有那些相平衡共存？ _________。 (3) 分别画出以 M、 N、 Q 点为代表的系统的冷却曲线。 12． A 和 B 二元系的液固平衡相图如下： (1) 试指出相图中各相区的相。 (2) 画出以 M 点为代表的系统的冷却曲线。 13．铜和镍既液相完全互溶，也固相完全互溶。但从液态溶液中结晶出的固体呈多层结构， 为什么？ 。 计算题： 1、试示意画出两组分完全不互溶系统的恒压气液液平衡相图，并在图上标明各相区内存在的 相。氯苯与水可视为完全不互溶的系统。为提纯氯苯，可将其进行水蒸气蒸馏。若大气压力为 101325 Pa，则蒸馏温度为 91℃。在此温度下，水和氯苯的饱和蒸气压分别为 72.6 kPa 和 28.7 kPa， 试求馏出物中水和氯苯的物质的量之比。 2、 水和异丁醇在 101.325 kPa 下部分互溶， 且具有最低恒沸点 90.0℃， 在该温度下三相共存， 它们的组成（以含异丁醇的质量百分数计）分别为：水相 10.0%，醇相 75.0%，气相 65.0 %，今 若将组成为 30.0 %的 1000g 水和醇的混合物，在 101.325 kPa 下加热至刚要达到 90.0℃，问此时系 统中水相和醇相的质量各为多少？若继续加热到温度刚要高于恒沸点时， 问此时系统存在哪些相， 它们的质量又各等于多少？ 《物理化学》课外阅读练习 11 11 3、有一液固平衡相图如下： (1) 在图上指出 1-12 各相区的相 (2) 指出系统在 G 点存在的相，并计算其自由度 (3) 在右边温度 (t) 与时间 (τ ) 坐标内画出系统自 M 点开始冷却的冷却曲线。 4、已知物质 A 的熔点为 700℃， B 的熔点为 900℃。 A 和 B 能生成固态化合物 BA 2 ，它在 800 ℃时分解为纯固体 B 和 25.0 B =x 的液体。该系统有一最低共熔点，其温度为 600℃，组成为 20.0 B =x 。 A 和 B 能形成固态溶液 α S ，其饱和组成如下： 温度（℃） 600 500 400 饱和组成 B x 0.15 0.10 0.05 试示意画出该系统的液固平衡相图，并标明相图中各相区的相。