1、考研物理化学（相平衡）模拟试卷 1 及答案解析(总分：64.00，做题时间：90 分钟)一、填空题(总题数：9，分数：18.00)1.填空题请完成下列各题，在各题的空处填入恰当的答案。（分数：2.00）_2.对三组分相图，最多相数为_；最大的自由度数为_，它们分别是_等强度变量。（分数：2.00）_3.AlCl 3 溶于水后水解并有 Al(OH) 3 沉淀生成。体系中无固体 AlCl 3 ，此系统的组分数为_，自由度数为_。（分数：2.00）_4.将 Ag 2 O(s)放在一个抽空的容器中，使之分解得到 Ag(s)和 O 2 (g)并达到平衡，则此时系统的组分数(独立)=_；自由度数=_。（分
2、数：2.00）_5.下列化学反应，同时共存并达到平衡(温度在 9001200 K)。 CaCO 3 (s)=CaO(s)+CO 2 (g) CO 2 (g)+H 2 (g)=CO(g)+H 2 O(g) H 2 O(g)+CO(g)+CaO(s)=CaCO 3 (s)+H 2 (g) 该系统的自由度=_。（分数：2.00）_6.一般有机物可以用水蒸气蒸馏法提纯，当有机物的_和_越大时，提纯一定质量有机物需要的水蒸气越少，燃料越节省。（分数：2.00）_7.35时，纯 CH 3 COCH 3 的饱和蒸气压力为 4306 kPa。CH 3 COCH 3 与 CHCl 3 组成溶液，当 CHCl 3
3、 的摩尔分数为 030 时，溶液上 CH 3 COCH 3 的蒸气压力为 2677 kPa，则该溶液对 CH 3 COCH 3 为_偏差。(选择正、负)（分数：2.00）_8.乙烯腈(A)一水(B)一乙醚(C)在某温度时的三组分液态部分互溶系统相图如图 69 所示，则该相图中有_个二相区。 （分数：2.00）_9.在 0到 100的范围内，液态水的蒸气压 p 与温度 T 的关系为： （分数：2.00）_二、单项选择题(总题数：9，分数：18.00)10.单项选择题下列各题的备选答案中，只有一个是符合题意的。（分数：2.00）_11.如果只考虑温度和压力的影响，纯物质最多可以共存的相有( )（分
4、数：2.00）A.1B.2C.3D.412.在抽空的容器中，加热固体 NH 4 C1(s)，有一部分分解成 NH 3 (g)和 HCl(g)。当体系建立平衡时，其组分数 C 和自由度数 F 是( )（分数：2.00）A.C=1，F=1B.C=2，F=2C.C=3F=3D.C=2，F=113.关于杠杆规则的适用对象，下面的说法中，不正确的是( )（分数：2.00）A.不适用于单组分体系B.适用于二组分体系的任何相区C.适用于二组分体系的两个平衡相D.适用于三组分体系的两个平衡相14.三组分水盐体系的相图常用来分离和或提纯盐类。处理时必须使体系的物系点进入所需要的相区。为此配合使用的操作很多，但一
5、般不包括( )（分数：2.00）A.加水稀释B.加入另一种盐或盐溶液C.升高或降低温度D.水蒸气蒸馏15.如图 613 所示，对于形成简单低共熔混合物的二元相图，当组成为 x 的物系平衡冷却到 t时，同液二相重量之比为( ) （分数：2.00）A.W s ：W 1 =ac：abB.W s ：W 1 =bc：abC.W s ：W 1 =ac：bcD.W s ：W 1 =bc：ac16.如图 6 一 15，H 2 ONaClNa 2 SO 4 的三元体系中，Na 2 SO 4 和 H 2 O 能形成水合物 D，Na 2 SO 4 .10H 2 O，在 DBC 相区中稳定存在的是( ) （分数：2.
6、00）A.水合物 D 和水溶液B.水合物 D、Na 2 SO 4 及 NaCl 相共存C.水合物 D、NaCl 和组成为 G 的溶液D.纯 NaCl、纯 Na 2 SO 4 和水溶液17.相图与相律之间的关系是( )（分数：2.00）A.相图由相律推导得出B.相图由实验结果绘制得出，不能违背相律C.相图决定相律D.相图由实验结果绘制得出，与相律无关18.二组分合金处于低共熔温度时，系统的条件自由度数为( )（分数：2.00）A.0B.1C.2D.3三、计算题(总题数：6，分数：28.00)指出下列各体系的独立组分数和自由度数为多少?（分数：8.00）(1).NH 4 Cl(s)部分分解为 NH
7、 3 (g)和 HCl(g)；（分数：2.00）_(2).上述体系中再额外加入少量的 NH 3 (g)；（分数：2.00）_(3).NH 4 HS(s)和任意量的 NH 3 (g)，H 2 S(g)混合达平衡；（分数：2.00）_(4).C(s)与 CO(g)，CO 2 (g)，O 2 (g)在 700时达平衡。（分数：2.00）_19.3732 K 时水的蒸发热为 4067 kJ.mol 1 ，求当外压降到 066 p 时水的沸点。（分数：2.00）_20.30时，将 60 g 水、40 g 酚混合，此时体系分两层，酚层含酚 70，水层含水 92，求酚层、水层各多少克?（分数：2.00）_在
8、 100时，水的蒸气压和汽化热分别为 1013 kPa，4068 kJ.mol 1 。计算（分数：4.00）(1).在 95时，水的蒸气压是多少?（分数：2.00）_(2).在 1063 kPa 下，水的沸点是多少?（分数：2.00）_H 2 ONaI 系统能形成两种水合物，其相图如图 616 所示。 （分数：6.00）(1).根据相图计算水合物 C 和 D 的分子式；该水合物是稳定化合物还是不稳定化合物?已知 H 2 O 和 NaI的相对分子质量分别为 1802 和 1499；（分数：2.00）_(2).相图中各区域和三相线的相态及自由度；（分数：2.00）_(3).图中 K 点是什么相点?
9、已知 K 点含 NaI 的质量分数为 074，若一个含 NaI 质量分数为 076 的 1kg溶液从 80冷却到无限接近 501 时，可得到什么相态，其量如何?（分数：2.00）_银(熔点为 960)和铜(熔点为 108 3)在 779时形成一最低共熔混合物，其组成为含铜的摩尔分数 x Cu =0399。该体系有 和 两个固溶体，在不同温度时其组成如表 62 所示。 （分数：6.00）(1).绘制该体系的温度一组成图；（分数：2.00）_(2).指出各相区的相态；（分数：2.00）_(3).将一含 C 的摩尔分数为 x Cu =020 的溶液冷却，当冷却到 500时， 同溶体总量的摩尔分数为若
10、干?（分数：2.00）_考研物理化学（相平衡）模拟试卷 1 答案解析(总分：64.00，做题时间：90 分钟)一、填空题(总题数：9，分数：18.00)1.填空题请完成下列各题，在各题的空处填入恰当的答案。（分数：2.00）_解析：2.对三组分相图，最多相数为_；最大的自由度数为_，它们分别是_等强度变量。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：5；4；T，P，c 1 ，c 2)解析：解析：已知 F=CP+2=3 一 P+2=5 一 P 当 F=0 时，最多相数为 5；当 P=1 时，最大的自由度数为4，温度、压力及两种物质的浓度确定则可以完整描述整个系统。3.AlCl 3 溶于水后水解并有
11、 Al(OH) 3 沉淀生成。体系中无固体 AlCl 3 ，此系统的组分数为_，自由度数为_。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：3，3)解析：解析：AlCl 3 (aq)+3H 2 O(l)=Al(OH) 3 +3HCl(aq) 该系统物种数 S=4；有一个独立的化学反应，R=1；无独立限制条件(三种气体的物质的量相等)，R=1。有一个固相，一个液相，P=2。由相律可知 F=CP+2=(S 一 R 一 R)一 P+1=(410)一 2+2=34.将 Ag 2 O(s)放在一个抽空的容器中，使之分解得到 Ag(s)和 O 2 (g)并达到平衡，则此时系统的组分数(独立)=_；自由度数=_
12、。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：2，1)解析：解析：该平衡系统物种数 S=3；有一个独立的化学反应，R=1；C=SRR=31=2；有 2 个固相，一个气相，P=3。由相律可知 F=CP+2=(S 一 R 一 R)一 P+2=(310)一 3+2=15.下列化学反应，同时共存并达到平衡(温度在 9001200 K)。 CaCO 3 (s)=CaO(s)+CO 2 (g) CO 2 (g)+H 2 (g)=CO(g)+H 2 O(g) H 2 O(g)+CO(g)+CaO(s)=CaCO 3 (s)+H 2 (g) 该系统的自由度=_。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：2)解析
13、：解析：该平衡系统物种数 S=5，R=2；无独立限制条件，R=0；存在 CaCO 3 (s)、CaO(s)及气相，P=3。 C=S 一 R 一 R=52=3F=CP+2=33+2=26.一般有机物可以用水蒸气蒸馏法提纯，当有机物的_和_越大时，提纯一定质量有机物需要的水蒸气越少，燃料越节省。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：饱和蒸气压、摩尔质量)解析：解析：水蒸气蒸馏适用于两个完全不互溶的液相体系，液面上的总的蒸气压等于两者饱和蒸气压之和，故有机物的饱和蒸气压越大越好。且有机物的摩尔质量越大，在一定摩尔组成时，提纯一定质量有机物需要的水蒸气越少。7.35时，纯 CH 3 COCH 3
14、的饱和蒸气压力为 4306 kPa。CH 3 COCH 3 与 CHCl 3 组成溶液，当 CHCl 3 的摩尔分数为 030 时，溶液上 CH 3 COCH 3 的蒸气压力为 2677 kPa，则该溶液对 CH 3 COCH 3 为_偏差。(选择正、负)（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：负)解析：解析：如果为理想溶液，按照拉乌尔定律，溶液上 CH 3 COCH 3 的蒸气压应为 p=4306(1030)kPa=30142 kPa，p 实 =261 7 kPa pp 实 故应为负偏差。8.乙烯腈(A)一水(B)一乙醚(C)在某温度时的三组分液态部分互溶系统相图如图 69 所示，则该相图
15、中有_个二相区。 （分数：2.00）_正确答案：(正确答案：3)解析：解析：图中有三个帽形区域，均为两共轭液相的二相区。9.在 0到 100的范围内，液态水的蒸气压 p 与温度 T 的关系为： （分数：2.00）_正确答案：(正确答案：3594 K)解析：解析：将大气压 60 kPa 代入公式计算即可，过程略。二、单项选择题(总题数：9，分数：18.00)10.单项选择题下列各题的备选答案中，只有一个是符合题意的。（分数：2.00）_解析：11.如果只考虑温度和压力的影响，纯物质最多可以共存的相有( )（分数：2.00）A.1B.2C.3 D.4解析：解析： F=CP+2=1P+2=3 一 P
16、12.在抽空的容器中，加热固体 NH 4 C1(s)，有一部分分解成 NH 3 (g)和 HCl(g)。当体系建立平衡时，其组分数 C 和自由度数 F 是( )（分数：2.00）A.C=1，F=1 B.C=2，F=2C.C=3F=3D.C=2，F=1解析：解析：该系统的物种数 S=3：NH 4 Cl(s)、NH 3 (g)和 HCl(g)；有一个独立的化学反应：NH 4 Cl(s)=NH 3 (g)+HCl(g)，R=1；有一个独立限制条件，NH 3 (g)与 HCl(g)的物质的量相等，R=1；C=S 一 R 一R=3 一 11=1；相数 P=2，一个固相 NH 4 Cl(s)和一个气相。
17、F=CP+2=1 一 2+2=113.关于杠杆规则的适用对象，下面的说法中，不正确的是( )（分数：2.00）A.不适用于单组分体系B.适用于二组分体系的任何相区 C.适用于二组分体系的两个平衡相D.适用于三组分体系的两个平衡相解析：解析：杠杆规则不适用于单组分体系，可用于两相区平衡相组成的计算，也可用于三相区两个平衡相的计算，如二固相和一液体的水盐系统中，可用杠杆规则计算所得纯盐的量。14.三组分水盐体系的相图常用来分离和或提纯盐类。处理时必须使体系的物系点进入所需要的相区。为此配合使用的操作很多，但一般不包括( )（分数：2.00）A.加水稀释B.加入另一种盐或盐溶液C.升高或降低温度D.
18、水蒸气蒸馏 解析：解析：水蒸气蒸馏只适用于两个完全不互溶的液相系统。15.如图 613 所示，对于形成简单低共熔混合物的二元相图，当组成为 x 的物系平衡冷却到 t时，同液二相重量之比为( ) （分数：2.00）A.W s ：W 1 =ac：abB.W s ：W 1 =bc：abC.W s ：W 1 =ac：bc D.W s ：W 1 =bc：ac解析：解析：要熟悉杠杆规则的使用。16.如图 6 一 15，H 2 ONaClNa 2 SO 4 的三元体系中，Na 2 SO 4 和 H 2 O 能形成水合物 D，Na 2 SO 4 .10H 2 O，在 DBC 相区中稳定存在的是( ) （分数：
19、2.00）A.水合物 D 和水溶液B.水合物 D、Na 2 SO 4 及 NaCl 相共存 C.水合物 D、NaCl 和组成为 G 的溶液D.纯 NaCl、纯 Na 2 SO 4 和水溶液解析：解析：DBC 相区为水合物 D 和 Na 2 SO 4 及 NaCl 三相共存区。17.相图与相律之间的关系是( )（分数：2.00）A.相图由相律推导得出B.相图由实验结果绘制得出，不能违背相律 C.相图决定相律D.相图由实验结果绘制得出，与相律无关解析：解析：相图是表示相平衡系统的状态与影响相平衡的强度因素之间关系的几何图形。相图只能根据实验数据绘制，不能从理论上推演。而相律则是任何相平衡系统都必须
20、遵守的普遍规律，从相律得到的结论是定性的，只能为定量解决问题提供线索。18.二组分合金处于低共熔温度时，系统的条件自由度数为( )（分数：2.00）A.0 B.1C.2D.3解析：解析：二组分合金处于低共熔温度时，系统为液相、B 在 A 中的固熔体、A 在 B 中的固熔体三相。则 F=CP+1=23+1=0三、计算题(总题数：6，分数：28.00)指出下列各体系的独立组分数和自由度数为多少?（分数：8.00）(1).NH 4 Cl(s)部分分解为 NH 3 (g)和 HCl(g)；（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：C=32=1，F=12+2=1)解析：(2).上述体系中再额外加入少量的
21、 NH 3 (g)；（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：C=31=2，F=22+2=2)解析：(3).NH 4 HS(s)和任意量的 NH 3 (g)，H 2 S(g)混合达平衡；（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：C=31=2，F=22+2=2)解析：(4).C(s)与 CO(g)，CO 2 (g)，O 2 (g)在 700时达平衡。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：C=42=2，F=22+1=1)解析：19.3732 K 时水的蒸发热为 4067 kJ.mol 1 ，求当外压降到 066 p 时水的沸点。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案： )解析：20.30时，
22、将 60 g 水、40 g 酚混合，此时体系分两层，酚层含酚 70，水层含水 92，求酚层、水层各多少克?（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：设酚层的质量为 m 1 ，水层的质量为 m 2 ，则有 m 1 +m 2 =40+60=100 (107)m 1 +092m 2 =60 联立，解得 m 1 =5161 g，m 2 =4839 g)解析：在 100时，水的蒸气压和汽化热分别为 1013 kPa，4068 kJ.mol 1 。计算（分数：4.00）(1).在 95时，水的蒸气压是多少?（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：由题意可知，p 1 =1013 kPa，p 2 =373
23、K，T 2 =(95+273)K=368 K， vap H m 4=4068 kJ.mol 1 。 )解析：(2).在 1063 kPa 下，水的沸点是多少?（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：同理 )解析：H 2 ONaI 系统能形成两种水合物，其相图如图 616 所示。 （分数：6.00）(1).根据相图计算水合物 C 和 D 的分子式；该水合物是稳定化合物还是不稳定化合物?已知 H 2 O 和 NaI的相对分子质量分别为 1802 和 1499；（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：水合物分子式：NaI.nH 2 O。 )解析：(2).相图中各区域和三相线的相态及自由度；（分数
24、：2.00）_正确答案：(正确答案：各相区和三相线的相态及自由度数如下表所示。 )解析：(3).图中 K 点是什么相点?已知 K 点含 NaI 的质量分数为 074，若一个含 NaI 质量分数为 076 的 1kg溶液从 80冷却到无限接近 501 时，可得到什么相态，其量如何?（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：K 点是液相点。将一个含 NaI 质量分数为 076 的 1 kg 溶液冷却至无限接近501 时，可得到 NaI 溶液和纯 NaI(s)。它们的量可用杠杆规则计算。 )解析：银(熔点为 960)和铜(熔点为 108 3)在 779时形成一最低共熔混合物，其组成为含铜的摩尔分数
25、x Cu =0399。该体系有 和 两个固溶体，在不同温度时其组成如表 62 所示。 （分数：6.00）(1).绘制该体系的温度一组成图；（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：根据题给数据，该体系的 T 一 x 相图如图 625 所示。 )解析：(2).指出各相区的相态；（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：各相区组成如表 63 所示。 )解析：(3).将一含 C 的摩尔分数为 x Cu =020 的溶液冷却，当冷却到 500时， 同溶体总量的摩尔分数为若干?（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：含 Cu 摩尔分数为 02 的溶液的物系点如图 624 中 C 点所示。当冷却到 500时，系统呈 s 和 s 两相共存，物系点如 D 点所示。 )解析：
