1.在Al-Mg 合金中，x Mg =0.05，计算该合金中Mg 的质量分数(w Mg )(已知Mg 的相对原子质量为24.31，Al 为26.98)。
2．已知Al-Cu 相图中，K ＝0.16，m ＝3.2。若铸件的凝固速率R ＝3×10-4 cm/s ，温度梯度G ＝30℃/cm ，扩散系数D ＝3×10-5cm 2/s ，求能保持平面状界面生长的合金中W Cu 的极值。
3．证明固溶体合金凝固时，因成分过冷而产生的最大过冷度为：
?
?
?
???-+--=?GK R K mw R GD K K mw T Cu C Cu C )1(ln 1)1(00max
最大过冷度离液—固界面的距离为：
?
?
?
???-=GDK R K mw R D x Cu C )1(ln 0
式中
m —— 液相线斜率； w C0Cu —— 合金成分； K —— 平衡分配系数； G —— 温度梯度； D —— 扩散系数； R —— 凝固速率。
说明：液体中熔质分布曲线可表示为：
?
??
??
???? ??--+=x D R K K w C Cu C L exp 110
4．Mg-Ni 系的一个共晶反应为：
546
.02)Mg (570235.0Ni Mg ==+?w w L N i
N i 纯℃
α
设w 1Ni ＝C 1为亚共晶合金，w 2Ni =C 2为过共晶合金，这两种合金中的先共晶相的质量分数相等，但C 1合金中的α总量为C 2合金中α总量的2.5倍，试计算C 1和C 2的成分。
5．在图4—30所示相图中，请指出： (1) 水平线上反应的性质； (2) 各区域的组织组成物； (3) 分析合金I ，II 的冷却过程；
(4) 合金工，II 室温时组织组成物的相对量表达式。
6．根据下列条件画出一个二元系相图，A和B的熔点分别是1000℃和700℃，含w
B
=0.25的合金正好在500℃完全凝固，它的平衡组织由73.3%的先共晶。和
26.7%的(α+β)
共晶组成。而w
B
＝0.50的合金在500℃时的组织由40%的先共晶α
和60%的(α+β)
共晶
组成，并且此合金的α总量为50%。
7．图4-31为Pb-Sb相图。若用铅锑合金制成的轴瓦，要求其组织为在共晶体基
体上分布有相对量为5%的β(Sb)作为硬质点，试求该合金的成分及硬度(已知α(Pb)的硬度为3HB，β(Pb)的硬度为30HB)。
8．参见图4-32 Cu-Zn相图，图中有多少三相平衡，写出它们的反应式。分析含
w
Zn
=0.40的Cu-Zn合金平衡结晶过程中主要转变反应式及室温下相组成物与组织组成物。
9．计算含碳w
C
=0.04的铁碳合金按亚稳态冷却到室温后，组织中的珠光体、二次渗碳体和莱氏体的相对量；并计算组织组成物珠光体中渗碳体和铁素体、莱氏体中二次渗碳体、共晶渗碳体与共析渗碳体的相对量。
10．根据显微组织分析，一灰口铁内石墨的体积占12%，铁素体的体积占88%，
试求Wc为多少(已知石墨的密度ρ
G ＝2.2g/cm3，铁素体的密度ρ
α＝7.8g/cm
3)。
11．汽车挡泥板应选用高碳钢还是低碳钢来制造?
12．当800℃时，
(1)Fe-0.002 C的钢内存在哪些相?
(2)写出这些相的成分；
(3)各相所占的分率是多少？
13．根据Fe-Fe
C相图（见图4-33），
3
(1)比较w
＝0.004的合金在铸态和平衡状态下结晶过程和室温组织有何不
C
同；
(2)比较wc＝0.019的合金在慢冷和铸态下结晶过程和室温组织的不同；
(3)说明不同成分区域铁碳合金的工艺性。
14．550℃时有一铝铜合金的固熔体，其成分为x
＝0.02。此合金先被淬火，然
C
后重新加热到100℃以便析出θ。此θ(CuAl
：)相发展成许多很小的颗粒弥散
2
分布于合金中，致使平均颗粒间距仅为5.0nm。
(1)请问1mm3合金内大约形成多少个颗粒?
(2)如果我们假设100℃时α中的含Cu量可认为是零，试推算每个9颗粒内
有多少个铜原子(已知Al的原子半径为0.143 nm)。
15．如果有某Cu-Ag合金(W
Cu ＝0.075，W
Ag
＝0.925) 1000g，请提出一种方案，可
从该合金内提炼出100g的Ag，且其中的含Cu量w
Cu
<0.02(假设液相线和固相线均为直线)。
16．已知和渗碳体相平衡的α-Fe，其固溶度方程为：
RT 10
3.
11
exp
55
.2
3?
-
=
C
wα
假设碳在奥氏体中的固熔度方程也类似于此方程，试根据Fe-Fe
3
C相图写出该方程。
17．一碳钢在平衡冷却条件下，所得显微组织中，含有50％的珠光体和50％的铁素体，问：
(1)此合金中含碳质量分数为多少?
(2)若该合金加热到730℃，在平衡条件下将获得什么组织?
(3)若加热到850℃，又将得到什么组织?
18．利用相律判断图4-34所示相图中错误之处。
19．指出下列概念中错误之处，并更正。
(1) 固熔体晶粒内存在枝晶偏析，主轴与枝间成分不同，所以整个晶粒不
是一个相。
(2) 尽管固熔体合金的结晶速度很快，但是在凝固的某一个瞬间，A 、B 组
元在液相与固相内的化学位都是相等的。
(3) 固熔体合金无论平衡或非平衡结晶过程中，液—固界面上液相成分沿
着液相平均成分线变化；固相成分沿着固相平均成分线变化。 (4) 在共晶线上利用杠杆定律可以计算出共晶体的相对量。而共晶线属于
三相区，所以杠杆定律不仅适用于两相区，也适用于三相区。 (5) 固熔体合金棒顺序结晶过程中，液—固界面推进速度越快，则棒中宏
观偏析越严重。
(6) 将固熔体合金棒反复多次“熔化一凝固”，并采用定向快速凝固的方
法，可以有效地提纯金属。
(7) 从产生成分过冷的条件00
01K K D mC R
G -?<可知，合金中熔质浓度越高，成分过冷区域小，越易形成胞状组织。
(8) 厚薄不均匀的Ni-Cu 合金铸件，结晶后薄处易形成树枝状组织，而厚
处易形成胞状组织。
(9) 不平衡结晶条件下，靠近共晶线端点内侧的合金比外侧的合金易于形
成离异共晶组织。
(10) 具有包晶转变的合金，室温时的相组成物为。α＋β，其中β相均是
包晶转变产物。
(11) 用循环水冷却金属模，有利于获得柱状晶区，以提高铸件的致密性。 (12) 铁素体与奥氏体的根本区别在于固熔度不同，前者小而后者大。 (13) (13)727℃是铁素体与奥氏体的同素异构转变温度。
(14) 在Fe-Fe 3C 系合金中，只有过共析钢的平衡结晶组织中才有二次渗碳
体存在。
(15) 凡是碳钢的平衡结晶过程都具有共析转变，而没有共晶转变；相反，
对于铸铁则只有共晶转变而没有共析转变。
(16)无论何种成分的碳钢，随着碳含量的增加，组织中铁素体相对量减少，
而珠光体相对量增加。
(17)含碳w
C ＝0.043的共晶白口铁的显微组织中，白色基体为Fe
3
C，其中
包括Fe
3C
I
、Fe
3
C
II
、Fe
3
C
III
、Fe
3
C
共析
和Fe
3
C
共晶
等。
(18)观察共析钢的显微组织，发现图中显示渗碳体片层密集程度不同。凡
是片层密集处则碳含量偏多，而疏稀处则碳含量偏少。
(19)厚薄不均匀的铸件，往往厚处易白口化。因此，对于这种铸件必须多
加碳、少加硅。
(20)用Ni-Cu合金焊条焊接某合金板料时，发现焊条慢速移动时，焊缝易
出现胞状组织，而快速移动时则易于出现树枝状组织。
20．读出图4-35浓度三角形中，C，D，E，F，G，H各合金点的成分。它们在浓度三角形中所处的位置有什么特点?
21.在图4-36的浓度三角形中；
(1)写出点P，R，S的成分；
(2)设有2kg P，4kg R，2kg S，求它们混熔后的液体成分点X；
(3)定出w
＝0.08，A、B组元浓度之比与S相同的合金成分点Y；
C
(4)若有2Kg P，问需要多少何种成分的合金Z才能混熔得到6Kg的成分R的
合金。
22. 成分为w
＝0.18，wC＝0.01的不锈钢，其成分点在Fe-C-Cr相图1150℃截Cr
面上的点P处（见图4-37），该合金在此温度下各平衡相相对量为多少？
23. 三元相图的垂直截面与二元相图有何不同？为什么二元相图中何以应用杠杆定律而三元相图的垂直截面中却不能？
24. 已知图4-38为A-B-C三元匀晶相图的等温线的投影图，其中实线和虚线分别表示终了点的大致温度，请指出液、固两相成分变化轨迹。
25. 已知A-B-C三元系富A角液相面与固相面投影，如图4-39所示。
(1)写出E
T
相变的三条单变量线所处三相区存在的反应；
(2)写出I和II平衡凝固后的组织组成；
(3)图中什么成分的合金平衡凝固后由等变量的α
初晶
与三相共晶体
(α+A
m B
n
+A
P
C
q
)共组成?
(4)什么成分的合金平衡凝固后是由等变量的二相共晶体(α+A
m B
n
)
共
，
(α+A
q C
q
)
共
和，三相共晶体(α+A
m
B
n
+A
p
C
q
)共组成?
26．利用图4-29分析4Crl3不锈钢(w
C
=0.0004，WCr＝0.13)和Crl3型模具钢
(w
C ＝0.02，w
Cr
＝0.13)的凝固过程及组织组成物，并说明其组织特点。
27．图4-40为Pb-Bi-Sn相图的投影图。
(1)写出点P，E的反应式和反应类型；
(2)写出合金Q(W
Bi ＝0.70，w
Sn
＝0.20)的凝固过程及室温组织；
(3)计算合金室温下组织的相对量。
28．图4-41是Fe-C-N系在565℃下的等温截面图。
(1)请填充相区；
(2)写出45号钢氮化时的渗层组织
1. w Mg =0.0456。
2.
1744
.010=-=
K K
Rm GD w Cu C 。
3. 设纯溶剂组元A 的熔点为T A ，液相线与固相线近似为直线，则离界面距
离x 处液相线温度T L 为：
)
1(exp 110?
??
??
???? ??-++-=-=x D R K K Mw T mC T T Cu C A L A L
但在x 处液相的实际温度T 如附图2.8所示，应为：
)
2(0Gx
K
w m T T Cu
C A +-=
因为溶质分布而产生的成分过冷为：
)
3(exp 1100
Gx
K w m x D R K K mw T T T Cu C Cu C L -+???
??
???? ??--+-=-=?
令0
=???x T
，得：
)
4()1(ln 0exp 1)
(00?
?
?
???-==-??
?
??-??? ??---GDK R K mw D R x G x D R D R K K mw Cu C Cu C
将（4）代入（3）得：
?
?
????-+--=?GK R K mw R GD K K mw T Cu C Cu C )1(ln 1)1(00max
4. C 1合金成分为w Mg ＝0.873，w Ni ＝0.127；
C 2合金成分为w Mg ＝0.66，w Ni ＝0.368
5. (1)高温区水平线为包晶线，包晶反应：Lj+δk→αn
中温区水平线为共晶线，共晶反应：Ld′→αg+βh (2)各区域组织组成物如图4—30中所示。 (3)I 合金的冷却曲线和结晶过程如附图2.9所示。
1～2，均匀的液相L 。
2～3匀晶转变，L→δ不断结晶出δ相。 3～3′，发生包品反应L+δ→α。 3′～4，剩余液相继续结晶为α。 4，凝固完成，全部为α。 4～5，为单一α相，无变化。
5～6，发生脱溶转变α→βII 。室温下的组织为α+βII 。
II 合金的冷却曲线和结晶过程如附图2.10所示。 1～2，均匀的液相L 。 2～3，结晶出α
初
，随温度下降α相不断析出，液相不断减少。
3～3′，剩余液相发生共晶转变L→α+β。 3′～4，α→βII ，β→αII ，室温下的组织为。α初
+（α+β）共+βII
(4)室温时，合金I 、II 组织组成物的相对量可由杠杆定律求得。 合金I ：
%100%100?=?=
eb cb W eb ec
W II
βα
合金II ： %
100W 100%
100)(?''?'=?'?''=+g d i d be g b g d ig
W g d i d W II ββαα％
＝共
相平衡 一、选择题4 1、（本题2分）用比较准确的语言表达，相图说明的是（）系统。 A.封闭系统 B.已达平衡的多相开放系统 C.非平衡开放系统 D.开放系统 B 2、（本题2分）在标准压强下，根据吉布斯相律，双组分平衡系统的最大条件自由度数为( )。4 A. 1 B.2 C. 3 D. 4 B 3、（本题2分）NH4HS(s)和任意量的NH3(g)及H2 S(g)达平衡时有( )。6 A.C=2，Φ(P)=2，?=2； B.C=1，Φ(P)=2，?=1； C.C=1，Φ(P)=3，?=2； D.C=1，Φ(P)=2，?=3。 A 4、（本题2分）二组分合金处于两相平衡时系统的条件自由度数?(F) 为( )。6 A.0； B.1； C. 2； D. 3。 B 5、（本题2分）I2在液态水和CCl4中达到分配平衡(无固态碘存在)则该系统的条件自由度数为( )。6 A.?’=1； B.?’=2； C.?’=0； D.?’=3。 D 6、（本题2分）对恒沸混合物的描写，下列各种叙述中哪一种是不正确的( ) 5 A.与化合物一样，具有确定的组成； B.恒沸混合物的组成随压力的改变而改变； 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。 B 7、（本题2分）硫酸与水可形成H2SO4?H2O(s)，H2SO4?2H2O(s)，H2SO4?4H2O(s)三种水合物，问在101325 Pa的压力下，能与硫酸水溶液及冰平衡共存的硫酸水合物最多可有多少种( ) 6 A.3种； B.2种； C.1种； D.不可能有硫酸水合物与之平衡共存。 C 8、（本题2分）某系统存在C(s)、H2O(g)、CO(g)、CO2(g)、H2(g)五种物质，相互建立了下述三个平衡：H 2O(g)+C(s) H2(g) + CO(g)；CO2(g)+H2(g) H2O + CO(g)；CO 2(g) + C(s) 2CO(g)。则该系统的组分数C为( )。 6 A.3； B.2； C.1； D.4。 A 9、（本题2分）当水、冰、水蒸气三相平衡共存时，系统的自由度数为( )。4
物理化学练习题十一 一、单选题 1．对于孤立体系中发生的实际过程，下列关系中不正确的是： （ ） A ΔU ＝0 B W ＝0 C Q ＝0 D ΔS ＝0 2．当以 5mol H 2气与 4mol Cl 2气混合，最后生成 2mol HCl 气。若反应式写成： H 2(g) + Cl 2(g) ─→ 2HCl(g) 则反应进度ξ为： （ ） A 1 mol B 2 mol C 4 mol D 5 mol 3．25.0g 乙醇在其正常沸点时蒸发为气体，乙醇的蒸发热为 857.72Jg -1，故该过程的ΔH 为： （ ） A 39.5 kJ B 21.4 KJ C 19.8 kJ D 4288.6 kJ 4．下列偏微商中，不是偏摩尔量的是: （ ） A )(,,)( B C C n P T B n U ≠?? B )(,,)(B C C n V T B n G ≠?? C )(,,)( B C C n P T B n H ≠?? D )(,,)(B C C n P T B n S ≠?? 5. 单原子理想气体的 nC pm - nC vm 应等于： （ ） A nR B R C 3nR D 5R 6. 下列叙述不正确的是： ( ) A 一切自发过程的共同特征是其不可逆性 B 一切自发过程的不可逆性均可归结为热功转换过程的不可逆性 C 一切实际过程都为热力学不可逆过程 D 一切不可逆过程都是自发过程 7. 以下四组等式中，正确的是： （ ） A P T G )( ??＝S 、 T P G )(??＝V B P T G )(??＝-S 、T V G )(??＝P C P T A )(??＝S 、)(P A ??＝V D P T A )(??＝-S 、T V A )(??＝P 8. 可逆热机的效率最高，当其他条件均相同时，可逆热机拖动的列车速度如何：（ ） A 可逆机比不可逆机快 B 可逆机比不可逆机慢
、选择题( 10 小题，每题 2分，共 20 分) 1. 下列关于生成焓的叙述中 ,哪条是不正确的 ? A. 化合物的生成焓一定不为零 . B. 在 298K 的标准态下，任何单质的生成焓规定为零 . C. 不是所有化合物的生成焓都用实验方法直接测定的 . D. 热力学数据表上所列某温度下化合物的标准生成焓数据，实际上都是一种相对值 2. 在263K 和101325Pa 下，1mol 的过冷水结成冰，则过程中 3. 在讨论稀溶液的蒸气压降低规律时，溶质必须是 H 2O+HD=HDO+H 2 K p (3)=3.40 则 H 2O +D 2 = D 2O+H 2 的 K p 为 ( ) A. 3.06 B. 11.89 C. 35.36 D. 3.50 7. 电解AgNO 3水溶液时，当通过的电量为 2F 时，在阴极上析出 Cu 的量为() A. 0.5mol B. 1 mol C. 1.5mol D. 2mol 8. 一定体积的水，当聚成一个大水球或分散成许多水滴时，在同温度下，两种状态相 比，以下性质保持不变的有 A 表面能 B 表面张力 C 比表面 D 液面下的附加压力 9. 下面描述的平行反应(A kB B, A kc C)的特点，哪一点是不正确的 ？() A. k B 和 k C 比值不随温度而改变 B. 反应的总速率等于两个平行的反应速率之和 C. 反应产物 B 和 C 的量之比等于两个平行反应的速率比 D. 反应物消耗的速率主要决定于反应速率大的一个反应 10. 某反应物在一定时间内完全转化为产物， 则反应的级数为 A. △S 系 >0 B. △ S 环 <0 C.( △ S 系+ △ S 环)>0 D.( △ S 系 + △ S 环 )<0 A. 挥发性物质 B. 电解质 C. 非挥发性物质 D. 气体物质 4. 已知 373K 时，液体 A 的饱和蒸气压为 5 kPa ,液体B 的饱和蒸气压为 10kPa ， A 和 B 构成理想液体混合物， 当 A 在溶液中的物质的量分数为 0.5 时，气相中 B 的物质的 量分数为 A. 1/1.5 B. 1/2 C. 1/2.5 D. 1/3 5．某系统存在 C(s)、H 2O(g)、CO(g)、 平衡： H 2O(g) + C(s) = H2(g) + CO(g) CO 2(g)、 H 2(g) 五种物质，相互建立了下述三个 CO 2(g) + H 2(g) = H 2O(g) + CO(g) 6. CO 2(g) + C(s) = 2CO(g) A. C=3 B. C=2 C. C=1 293K 时反应 H 2+D 2=2HD 则该系统的独立组分数 C 为: D. C=4 K p (1)=3.27 H 2O+D 2O=2HDO K p (2)=3.18
物理化学试题及答案 一、选择题： 1. 二组分体系恒温时．可能同时存在的最大相数为 （ ） (A) Φ=2 (B) Φ=3 (C) Φ=4 2. 在α、β两项中都含有A 和B 两种物质，当达相平衡时，下列哪种情况正确 （ ） A B A A A B A B (A ) (C) (D) (B )αααβαβββμμμμμμμμ==== 3. 在101325Pa 下，水、冰和水蒸气平衡的系统中，自由度为 （ ） (A) 0 (B) 1 (C) 2 4. 在密闭容器中有食盐饱和溶液，并且存在着从溶液中析出的细小食盐结晶， 则系统的自由度是 （ ） (A) 0 (B) 1 (C) 2 (D) 3 5. 系统是N 2和O 2两种气体的混合物时，自由度应为 （ ） (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4 6. 在101325 Pa 下，水和水蒸气呈平衡的系统，其自由度f 为 （ ） (A) 0 (B) 1 (C) 2 (D) 3 7. NH 4Cl(s)在真空容器中分解达到平衡NH 4Cl(s) → HCl(g) + NH 3(g) （ ） (A) K =3, Φ=2, f =2 (B) K =2, Φ=2, f =1 (C) K =1, Φ=2, f =1 (D) K =4, Φ=2, f =1 8. 25 ℃及标准压力下，NaCl(s)与其水溶液平衡共存 （ ） (A) K =1, Φ=2, f =1 (B) K =2, Φ=2, f =1 (C) K =2, Φ=2, f =0 (D) K =4, Φ=2, f =1 9. 已知在318 K 时纯丙酮的的蒸气压为43.063 kPa ，今测得氯仿的摩尔分数为 0.30的丙酮－氯仿二元溶液上丙酮的蒸气压为26.77 kPa ，则此溶液： （ ） (A) 为理想液体混合物 (B) 对丙酮为负偏差 (C) 对丙酮为正偏差 (D) 无法确定 10. 苯(A)与甲苯(B)形成理想混合物，当把5 mol 苯与5 mol 甲苯混合形成溶液， 这时，与溶液相平衡的蒸汽中，苯(A)的摩尔分数是： （ ） (A) y A = 0.5 (B) y A < 0.5
相图 一、是非题 下述各题中的说法是否正确正确的在题后括号内画“”,错的画“”。 1.相是指系统处于平衡时,系统中物理性质及化学性质都均匀的部分。( ) 2.依据相律,纯液体在一定温度下,蒸气压应该是定值。( ) 3.依据相律,恒沸温合物的沸点不随外压的改变而改变。( ) 二、选择题 选择正确答案的编号，填在各题题后的括号内。 1NH4HS(s)和任意量的NH3(g)及H2 S(g)达平衡时有：( )。 (A)C=2，=2，f =2；(B) C=1，=2，f =1； (C) C=1，=3，f =2；(D) C=1，=2，f =3。 2已知硫可以有单斜硫，正交硫，液态硫和气态硫四种存在状态。硫的这四种状态____稳定共存。 (A) 能够；(B) 不能够；(C) 不一定。 3硫酸与水可形成H2SO4H2O(s)，H2SO42H2O(s)，H2SO44H2O(s)三种水合物，问在101 325Pa的压力下，能与硫酸水溶液及冰平衡共存的硫酸水合物最多可有多少种( ) (A) 3种； (B) 2种； (C) 1种； (D) 不可能有硫酸水合物与之平衡共存。 4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) 系统的组分数C和自由度数f为：( ) (A) Ｃ＝2，f ＝2；(B) Ｃ＝2，f ＝2； (C) Ｃ＝2，f ＝0；(D) Ｃ＝3，f ＝2。 5某系统存在C(s)、H2O(g)、CO(g)、CO2(g)、H2(g)五种物质，相互建立了下述三个平衡： H 2O(g)+C(s) H2(g) + CO(g) CO 2(g)+H2(g) H2O + CO(g) CO 2(g) + C(s) 2CO(g) 则该系统的独立组分数C为：( )。 (A) 3；(B) 2；(C) 1； (D) 4。 三、计算题 习题1 A，B二组分在液态完全互溶，已知液体B在80C下蒸气压力为 kPa，汽化焓为 kJ·mol-1。组分A的正常沸点比组分B的正常沸点高10 C。在下将8 mol A和2 mol B混合加热到60 C产生第一个气泡，其组成为y B=，继续在 kPa 下恒压封闭加热到70C，剩下最后一滴溶液其组成为x B=。将7 mol B和3 mol A气体混合，在 kPa下冷却到65C产生第一滴液体，其组成为x B=，继续定压封闭冷却到55C时剩下最后一个气泡，其组成为y B=。 (1) 画出此二组分系统在下的沸点一组成图，并标出各相区； (2) 8 mol B和2 mol A的混合物在 kPa，65 C时， ①求平衡气相的物质的量；
第六章 三元相图作业答案 Chapter 6 Ternary Phase Diagram 作业1：30kg 成分为O （20%A ，50%B ，30%C ）的合金与10kg 成分为Z （20%A ，10%B ，70%C ）的合金熔化在一起后， 形成新合金x, 试求x 合金中A 、B 、C 组元的含量各是多少，并在浓度三角形中标出各合金。 解答： 30 7050101030--=--=C C B B X X X X X B %=40% X C %=40% X A %=20% 作业2：某三元合金K 在温度为t1时分解为B 组元和液相两个相的相对量 2=L B W W 。已知合金K 中A 组元和C 组元重量比为3，液相含B 量为40%， 试求合金K 的成分。
解答： B B L B X X BK KL W W --===100402 X B -40=200-2X B 3X B =240 X B =80% 已知 X A +XB=100%-80%=20% X A /X C =3 故 X A =15% X C =5% 作业3： A 、 B 、 C 三组元固态完全不互溶，右图为其三元相图投影图。已知合金O 的成分为80％A 、10％B 、10％C ，a 点的成分为60％A 、20％B 、20％C ，E 点的成分为50％A 、10％B 、40％C 。 （1）写出图中合金I 和P 的室温平衡组织。 （2）简要写出合金O 的结晶过程和室温平衡组织。 （3）计算室温下合金O 的组织组成物的相对含量。
解： （1） I ：B+（A+B+C ） P ：（B+C ）+（A+B+C ） （2） 合金O 加热到液相面温度以上后，缓慢降 温，首先遇到液相面Ae 1Ee 3A ，开始结晶出初晶A ，这时液相的成分等于合金成分，两相平衡相联结线的投影是AO 线。继续冷却时，不断析出初晶A ，液相中A 组元的含量 不断减少，B 、C 组元的含量不断增加，液相成分沿AO 的延长线变化。当液相成分到达a 点时，开始发生三相共晶转变，L →（A+B ）。此后在温度继续下降时，液相中不断凝固出两相共晶（A+B ），液相成分沿aE 线变化，直到E 点发生四相共晶转变L →（A+B+C ）。在略低于E 点温度凝固完毕，不再发生其它转变。故合金在室温下的平衡组织为A+（A+B ）+（A+B+C ）。（3分） （3） 作aD//BC ，OF//BC ，aM//AB ，EN//AB ，延长Ea 交AB 于q ()%5060 100) 80100(60100%=----=== AD DF Aa Oa A （1分） %2540 20 405.05.0%)1()%(=-?=?=-= +AN MN A Eq Ea B A （1分） (A+B+C)%=1-A%-(A+B)%=25% （1分） 作业4 图示为A 、B 两组元固态完全不溶解、C 组元固态部分溶解的三元相图 的投影图。 （1）．假定T A >T B >T C >T e1>T e3>T e2>T E ，画出T 温度（T e3>T>T e2）的等温截面图， 并标注出各相区；（5分） （2）．画出XY 变温截面图，并标注出各相区；（5分） （3）．分析合金O 的相变过程。（2分）
计算、分析与证明题 *1. 设有300K的1mol理想气体做等温膨胀，起始压力为1500kPa，终态体积为10 dm3。试计算该过程的Q,W及气体的ΔU，ΔH。 2、在水的正常沸点（373.15K，101.325Kpa）,有1molH2O(l)变为同温同压的H2O(g)，已知水的 △Vap H=40.69kJ·mol-1，请计算该变化的Q、W、△U、△H各为多少？ 3、已知下列反应在标准压力和298K时的反应焓为： （1）CH3COOH(l)+2O2==2CO2+2H2O(l) Δr H m(l)=-870.3 kJ·mol-1 （2）C(s)+O2(g) == CO2Δr H m(l)=-393.5 kJ·mol-1 O2(g) ==H2O(l) （3）H2+ 1 2 Δr H m(l)=-285.8 kJ·mol-1 试计算反应：（4）2C(s)+2H2(g)+O2== CH3COOH(l)的Δr H mθ（298K）。 4、在P及298K下，反应： (1) CuSO 4 (s) + 800H2O (l) ─→ CuSO4.800H2O，Δr H (1)=-68.74kJ.mol-1 (2) CuSO 4.5H2O (s) + 795H2O (l) —→ CuSO4.800H2O，Δr H (2)=10.13 kJ.mol-1 求反应： (3) CuSO 4(s) + 5H2O (l) ─→ CuSO4.5H2O的热效应Δr H（3）
*5、1mol单原子理想气体在298K、1×106Pa下，绝热可逆膨胀到1×105Pa。计算系统在此过程中的W、Q、△U、△H。 6、在P下，把25g、273K 的冰加到200g、323K 的水中，假设系统与环境无能量交换，计算系统熵的增加。已知水的比热为4.18 kJ·kg-1.K-1，冰的熔化焓为333 kJ.kg-1，设它们为常数。 7、某化学反应在等温、等压下（298K,Pθ）进行，放热40.00kJ，若使该反应通过可逆电池来完成，则吸热4.00kJ。 （1）计算该化学反应的Δr S m； （2）当该反应自发进行时（即不做电功时），求环境的熵变及总熵变（即Δr S m，体+Δr S m，环）； （3）计算系统可能做的最大电功为多少？ 8、请计算1mol苯的过冷液体在-5℃，pθ下凝固的ΔS和ΔG。（已知：-5℃时，固态苯和液态苯的饱和蒸气压分别为 2.25kPa和2.64kPa；-5℃，pθ时，苯的摩尔熔化焓为9.860 kJ·mol-1） *9、苯的正常沸点为353K，摩尔气化焓是Δvap H m＝30.77 kJ·mol-1，今在353K ，pθ下，将1mol液态苯向真空等温气化为同温同压的苯蒸气（设为理想气体）。 （1）计算该过程中苯吸收的热量Q和做的功W； （2）求苯的摩尔气化自由能Δvap G m和摩尔气化熵Δvap S m； （3）求环境的熵变； （4）可以使用哪种判据判别上述过程可逆与否？并判别之。 10、已知298K下，CO2(g)、CH3COOH(l)、H2O（l）的标准生成焓
成绩 物理化学(本科)试卷 试卷号：B260002 校名___________ 系名___________ 专业___________ 姓名___________ 学号___________ 日期___________ （请考生注意：本试卷共页） 大题一二三四五六七八九十十一十二十三十四成绩 一、填作图题。 ( 本大题2分) 用等边三角形表示出A，B，C三组分系统，在图中找出x A=0.30，x B=0.30，其余为C 的系统点P。 二、填空题。在题中“____”处填上答案。 (本大题共3小题，总计3分) 1、(本小题1分) 右图为两组分，具有最高恒沸点的相图，若有组成为x0 的溶液，经过精馏，则在塔顶得到__________，塔底得到 ___________。 2、(本小题1分) 热力学第三定律能斯特说法的数学表达式为????????????????。 3、(本小题1分) 理想气体节流膨胀时，[ () ] ? ? pV p H 0。（选填>，=，<） 三、填空题。在题中“____”处填上答案。 (本大题共8小题，总计16分) 1、(本小题2分) 当稀溶液中所含溶质为不挥发性溶质、以及凝固时析出纯溶剂，则此稀溶液的依数性质有：________；________；________；_________ 。
2、(本小题2分) 一系统经过一个不可逆循环后，环境的熵变 0，系统的熵变 0。 （选填< ，= ，>） 3、(本小题2分) 在一个温度恒定为100℃，体积恒定的容器中，装有2 mol ，100 kPa 的N 2( g )。若向其中注入100℃的水0.2 mol 并迅速达到平衡。设水蒸气为理想气体。此过程： （1）?S （H 2O ） ； （2）?G （H 2O ） ； （3）?A （H 2O ） ； （4）?G （N 2） 。 （选填> 0 ， < 0 ，= 0或无法确定） 4、(本小题2分) 2 kg 空气与某恒温热源相接触，从1000 kPa 恒温可逆膨胀到200 kPa ，空气的平均摩尔质量M = 29 ? 10- 3 kg ·mol -1，且可视为理想气体，则 ?S (空气) = ，?S (热源) = 。 5、(本小题2分) 写出理想稀溶液中溶质B 的化学势表达式，其中B 的摩尔分数用x B 表示，μB =_______。 6、(本小题2分) 一般有机物可以用水蒸气蒸镏法提纯，当有机物的____________和_______________越大时，提纯一定质量有机物需用的水蒸气量越少，能量越节省。 7、(本小题2分) 2C(s) + O 2(g) == 2CO(g)反应的?r G 与温度关系为?r G =（－ 232 600－167.8 T /K ）J ·mol -1。据此式可求出反应在400 K 下的?r S 。（填入具体数值） 8、(本小题2分) 某气相反应A ==Y+ Z 是吸热反应, 在 25 ℃时其标准平衡常数K =1 , 则25 ℃时反 应的?r S ?????0，此反应在40 ℃时的K ?????25 ℃时的K 。 (选填 > ，=，<) 四、是非题。在题后括号内，正确的打“√”，错误的打“×”。 (本大题分5小题, 每小题1分, 共5分) 1、 恒沸混合物的恒沸温度与恒沸组成不随压力而改变。是不是?( ) 2、组成可变的均相系统的热力学基本方程 d G =－S d T ＋V d p ＋∑=1 B B μd n B ，既适用于 封闭系统也适用于敞开系统。 是不是? （ ） 3、 CO 2(g)的?f H (500 K) = ?f H (298 K) +C T p ,m 2K K (CO )d 298500? 。是不是？ （ ） 4、 在等温等压条件下，?G > 0的过程一定不能进行。是不是？ （ ） 5、 理想混合气体中任意组分B 的逸度~p B 就等于其分压力~p B 。是不是?（ ） 五、问答题。请回答下列各题。 ( 本 大 题3分 ) 在真空绝热箱中，有互相接触的两个导体（如图），有热量自温度为T 1的物体传到温度为T 2的物体（T 1>T 2)，若：
相图 一、就是非题 下述各题中得说法就是否正确?正确得在题后括号内画“√”,错得画“?”。 1.相就是指系统处于平衡时，系统中物理性质及化学性质都均匀得部分。（) 2.依据相律，纯液体在一定温度下,蒸气压应该就是定值。( ) 3.依据相律,恒沸温合物得沸点不随外压得改变而改变。（) 二、选择题 选择正确答案得编号,填在各题题后得括号内。 1NH4HS(s)与任意量得ＮH3(g)及H2 S(ｇ)达平衡时有:( )。 (A）C=2,φ＝２，f ＝2;?（B) Ｃ=1,φ=２,f =1; (C）Ｃ=1,φ=3，f=２; (D) C=１,φ＝2,f ＝3。 2已知硫可以有单斜硫，正交硫,液态硫与气态硫四种存在状态。硫得这四种状态___＿稳定共存。 (A)能够;??（B) 不能够;?(C）不一定。 3硫酸与水可形成H2SO4?Ｈ2O（ｓ),H2SO４?2H2O(s)，Ｈ2SO4?４Ｈ2O（ｓ)三种水合物，问在1０1 ３25Ｐａ得压力下，能与硫酸水溶液及冰平衡共存得硫酸水合物最多可有多少种？（) （Ａ) 3种; （B)２种;（Ｃ)1种; (D) 不可能有硫酸水合物与之平衡共存。 4将固体NH４ＨＣO3(s)放入真空容器中，恒温到40０K,NH４HCO3按下式分解并达到平衡: NH4HCO3(ｓ) ===NH３(g) ＋Ｈ2O(g)+ CO２(ｇ）系统得组分数Ｃ与自由度数f 为：() (A)?C=2,f =2;? (B) C=2,ｆ=２; （Ｃ)?C＝2,f =0; ?(D) Ｃ＝３,f =2。 5某系统存在C(s）、Ｈ2O(ｇ）、ＣO(g)、CO2(g)、H2（g)五种物质，相互建立了下述三个平衡: H2O(g）+C（ｓ) Ｈ2(g) + CO(ｇ) CO2(g）+Ｈ２（g）H２Ｏ＋CO(g) CＯ２（g）＋C（s)2CＯ(ｇ) 则该系统得独立组分数C为:（?）。 (A) 3; (B)2; ?(C）1；?(D）４。 三、计算题 习题1 A，Ｂ二组分在液态完全互溶,已知液体B在80?Ｃ下蒸气压力为1０1、325 kPa,汽化焓为３０、7６ｋJ·ｍoｌ-1。组分A得正常沸点比组分B得正常沸点高１0 ?Ｃ。在１01、325kPａ下将8mol Ａ与2 ｍｏl B混合加热到60 ?Ｃ产生第一个气泡，其组成为y =0、4，继续在1０1、325kPａ下恒压封闭加热到 Ｂ 70?C,剩下最后一滴溶液其组成为ｘB=0、1。将7mｏl B与3 ｍol A气体混合，在10１、３２５ｋPａ下冷却到65?C产生第一滴液体，其组成为x B=0、9,继续定压封闭冷却到5５?C时剩下最后一个气泡,其组成为ｙB=0、6。 （1）画出此二组分系统在101、32５kPa下得沸点一组成图，并标出各相区; (2) ８ｍoｌＢ与2mol Ａ得混合物在101、３２5 ｋPa，６５?Ｃ时, ①求平衡气相得物质得量;
三、计算题( 共5题60分) 21. 10 分(0824) 计算1mol He(理想气体) 在下列状态变化过程中的ΔH和ΔG。 He (101.325 kPa,473 K)??→He (101.325 kPa,673 K) 已知：C p, m [He(g)] = (5/2)R，473K 时S m$[He(g)] = 135.1 J·K-1·mol-1。 22. 15 分(1104) 某气体状态方程为pV = n(RT + Bp)，始态为p1T1，该气体经绝热真空膨胀后终态压力为p2，试求该过程的Q，W及气体的ΔU，ΔH，ΔF，ΔG，ΔS。 23. 10 分(1809) 两液体A, B形成理想液体混合物。在320 K，溶液I含3 mol A和1 mol B，总蒸气压为：5.33×104 Pa。再加入2 mol B 形成理想液体混合物II，总蒸气压为6.13×104 Pa。 (1) 计算纯液体的蒸气压p A*，p B*； (2) 理想液体混合物I的平衡气相组成y B； (3) 理想液体混合物I的混合过程自由能变化Δmix G m； (4) 若在理想液体混合物II中加入3 mol B形成理想液体混合物Ⅲ，总蒸气压为多少？ 24. 15 分(2419) 固体CO2的蒸气压与温度间的经验式为： ln(p/Pa)=-3116 K/T + 27.537 已知熔化焓?fus H m= 8326 J·mol-1，三相点的温度为217 K。试求出液体CO2的蒸气压与温度的经验关系式。 25. 10 分(2965) 3H2+ N2= 2NH3在350℃的K p= 6.818×10-8(kPa)-2，并设与压力无关，从3:1的H2，N2混合物出发，在350℃下要获得物质的量分数为0.08 的NH3，压力至少要多大？ 26. 13 分(0957) 4 g Ar（可视为理想气体，其摩尔质量M(Ar)=39.9 5 g·mol-1）在300 K时,压力为506. 6 kPa，今在等温下反抗202.6 kPa的恒定外压进行膨胀。试分别求下列两种过程的Q,W,ΔU,ΔH,ΔS,ΔF和ΔG。 （1）若变化为可逆过程； （2）若变化为不可逆过程。 27. 8 分(1822) 液体A和液体B形成理想混合物,含40%(摩尔分数)A的混合蒸气被密封在一带活塞的圆筒中,恒温T下慢慢压缩上述混合蒸气。已知T时两液体的饱和蒸气压为p A*=0.4p?,p B* =1.2p?。 (1) 求刚出现液体凝结时体系的总压p及液体的组成x A； (2) 求正常沸点为T时溶液的组成x'A。 28. 9 分(2491) 某物质的熔化热为4526 J?mol-1，其液态和固态的蒸气压方程分别为: ln(p i/p?) = A1/(T/K) +3.162 ln(p s /p?) = A2/(T/K)+5.676 求该物质三相点的温度及三相点的熔化熵。
三元相图的绘制 本实验是综合性实验。其综合性体现在以下几个方面： 1.实验内容以及相关知识的综合 本实验涉及到多个基本概念，例如相律、相图、溶解度曲线、连接线、等边三角形坐标等，尤其是在一般的实验中（比如分析化学实验、无机化学实验等）作图都是用的直角坐标体系，几乎没有用过三角坐标体系，因此该实验中的等边三角形作图法就具有独特的作用。这类相图的绘制不仅在相平衡的理论课中有重要意义，而且对化学实验室和化工厂中经常用到的萃取分离中具有重要的指导作用。 2.运用实验方法和操作的综合 本实验中涉及到多种基本实验操作和实验仪器（如电子天平、滴定管等）的使用。本实验中滴定终点的判断，不同于分析化学中的大多数滴定。本实验的滴定终点，是在本来可以互溶的澄清透明的单相液体体系中逐渐滴加试剂，使其互溶度逐渐减小而变成两相，即“由清变浑”来判断终点。准确地掌握滴定的终点，有助于学生掌握多种操作，例如取样的准确、滴定的准确、终点的判断准确等。 一.实验目的 1. 掌握相律，掌握用三角形坐标表示三组分体系相图。 2. 掌握用溶解度法绘制三组分相图的基本原理和实验方法。 二.实验原理 三组分体系K = 3，根据相律： f = K–φ+2 = 5–ф 式中ф为相数。恒定温度和压力时： f = 3–φ 当φ= 1，则f = 2 因此，恒温恒压下可以用平面图形来表示体系的状态与组成之间的关系，称为三元相图。一般用等边三角形的方法表示三元相图。 在萃取时，具有一对共轭溶液的三组分相图对确定合理的萃取条件极为重要。在定温定压下，三组分体系的状态和组分之间的关系通常可用等边三角形坐标表示，如图1所示：
图1 图2 等边三角形三顶点分别表示三个纯物质A，B，C。AB，BC，CA，三边表示A和B，B和C，C和A所组成的二组分体系的组成。三角形内任一点则表示三组分体系的组成。如点P 的组成为：A%＝Cb B%=Ac C%=Ba 具有一对共轭溶液的三组分体系的相图如图2所示。该三液系中，A和B，及A和C 完全互溶，而B和C部分互溶。曲线DEFHIJKL为溶解度曲线。EI和DJ是连接线。溶解度曲线内（ABDEFHIJKLCA）为单相区，曲线外为两相区。物系点落在两相区内，即分为两相。 图3（A醋，B水，C氯仿）绘制溶解度曲线的方法有许多种，本实验采用的方法是：将将完全互溶的两组分（如氯仿和醋酸）按照一定的比例配制成均相溶液（图中N点），再向清亮溶液中滴加另一组分（如水），则系统点沿BN线移动，到K点时系统由清变浑。再往体系里加入醋酸，系统点则沿AK上升至N’点而变清亮。再加入水，系统点又沿BN’由N’点移至J点而再次变浑，再滴加醋酸使之变清……如此往复，最后连接K、J、I……即可得到互溶度曲线，如图3所示。 三. 实验准备 1. 仪器：具塞磨口锥形瓶，酸式滴定管，碱式滴定管，移液管，分析天平。 2. 药品：冰醋酸，氯仿，NaOH溶液（0.2mol·mol–3），酚酞指示剂。
第五章相平衡练习题 一、判断题： 1．在一个给定的系统中，物种数可以因分析问题的角度的不同而不同，但独立组分数是一个确定的数。 2．单组分系统的物种数一定等于1。 3．自由度就是可以独立变化的变量。 4．相图中的点都是代表系统状态的点。 5．恒定压力下，根据相律得出某一系统的f = l，则该系统的温度就有一个唯一确定的 值。 6．单组分系统的相图中两相平衡线都可以用克拉贝龙方程定量描述。 7．根据二元液系的p～x图可以准确地判断该系统的液相是否是理想液体混合物。8．在相图中总可以利用杠杆规则计算两相平畅时两相的相对的量。 9．杠杆规则只适用于T～x图的两相平衡区。。 10．对于二元互溶液系，通过精馏方法总可以得到两个纯组分。 11．二元液系中，若A组分对拉乌尔定律产生正偏差，那么B组分必定对拉乌尔定律产生负偏差。 12．恒沸物的组成不变。 13．若A、B两液体完全不互溶，那么当有B存在时，A的蒸气压与系统中A的摩尔分数成正比。 14．在简单低共熔物的相图中，三相线上的任何一个系统点的液相组成都相同。 15．三组分系统最多同时存在5个相。 二、单选题： 1．H2O、K+、Na+、Cl- 、I- 体系的组分数是： (A) K = 3 ；(B) K = 5 ；(C) K = 4 ；(D) K = 2 。 2．克劳修斯－克拉伯龙方程导出中，忽略了液态体积。此方程使用时，对体系所处的温度要求： (A) 大于临界温度；(B) 在三相点与沸点之间； (C) 在三相点与临界温度之间；(D) 小于沸点温度。 3．单组分固－液两相平衡的p～T曲线如图所示，则： (A) V m(l) = V m(s) ；(B) V m(l)＞V m(s) ； (C) V m(l)＜V m(s) ；(D) 无法确定。 4．蒸汽冷凝为液体时所放出的潜热，可用来： (A) 可使体系对环境做有用功；(B) 可使环境对体系做有用功； (C) 不能做有用功；(D) 不能判定。 5．压力升高时，单组分体系的熔点将如何变化： (A) 升高；(B) 降低；(C) 不变；(D) 不一定。6．硫酸与水可组成三种化合物：H2SO4·H2O(s)、H2SO4·2H2O(s)、H2SO4·4H2O(s)，在p 下，能与硫酸水溶液共存的化合物最多有几种： (A) 1 种；(B) 2 种；(C) 3 种；(D) 0 种。 7．在101325Pa的压力下，I2在液态水与CCl4中的溶解已达到平衡(无固体I2存在)，此体
1. 某体系经历一个不可逆循环后，下列关系式中不能成立的是 A 。 A. Q = 0 B. ΔS = 0 C. ΔU = 0 D. ΔH = 0 2. 已知CH 3COOH(1)、CO 2(g )、H 2O(1)的标准摩尔生成焓f m H ?(298 K ) / kJ·mol -1分别为-484.5，-39 3.5，-285.8。则 CH 3COOH(1)的标准摩尔燃烧焓c m H ?(298 K ) / kJ·mol -1为 C 。 A. -484.5 B. 0 C. -873.5 D. 194.8 3. 工作在100℃和25℃的两大热源间的卡诺热机，其效率为 A 。 A. 20 % B. 25 % C. 75% D. 100 % 4. 理想气体自状态p 1、V 1、T 等温膨胀到p 2、V 2、T ，则此过程的A ?与G ?的关系为 B 。 A. A ?＞G ? B. A ?=G ? C. A ?＜G ? D. 不能确定 5. 在400 K 时，液体A 的蒸气压为4×104 Pa ，液体B 的蒸气压为6×104 Pa ，两者组成理想液体混合物，平衡时，溶 液中A 的摩尔分数为0.6，则气相中B 的摩尔分数为 B 。 A. 0.60 B. 0.50 C. 0.40 D. 0.31 6. 为马拉松运动员沿途准备的饮料应该是哪一种？ D 。 A. 高脂肪、高蛋白、高能量饮料 B. 20%葡萄糖水 C. 含兴奋剂的饮料 D. 含适量维生素的等渗饮料 7. 对恒沸混合物的描述，下列各种叙述中哪一种是不正确的？ B 。 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 8. 相图与相律之间的关系为 A 。 A. 相图由实验结果绘制得出，不能违背相律 B. 相图由相律推导得出 C. 相图由实验结果绘制得出，与相律无关 D. 相图决定相律 9. 液体A 与B 形成蒸气压正偏差很大的溶液，在精馏塔中精馏时，塔釜得到的是 D 。 A. 恒沸混合物 B. 纯A C. 纯B D. 纯A 或纯B 10. 下列各系统中属于近独立粒子系统的是 B 。 A. 绝对零度的晶体 B. 理想气体混合物 C. 理想液体混合物 D. 纯气体 1. 当某实际气体的压缩因子大于1时，表明该气体比理想气体 难 压缩。（填易、难） 2. 对实际气体，经节流膨胀后，Q = 0，ΔH = 0，Δp < 0。要达到降温制冷的目的，需要μJ-T > 0。 3. 水在273.15 K ，p 下凝结成冰，下面各热力学量Q ，W ，ΔU ，ΔH ，ΔS ，ΔG ，ΔA 中哪些为零 ΔG 。 4. 一切不可逆过程都是向混乱度 增加 的方向进行，而 熵 函数则可以作为系统混乱度的一种量度。 5. 在等温、等压条件下，一个封闭系统所能做的最大非膨胀功等于其 吉布斯自由能 的减少。 6. 0.1 kg H 2O 中含有0.0045 kg 某纯非电解质的溶液，于272.685 K 时结冰，则该溶质的摩尔质量为 0.18 kg·mol -1。 已知水的凝固点降低常数K f 为1.86 K·mol -1·kg 。 7. 摩尔分数为0.5的甲醇水溶液在293.15 K 和标准大气压下，每摩尔溶液的体积为2.83×10-5 m 3·mol -1，甲醇的 偏摩尔体积为3.95×10-5 m 3·mol -1。把1 mol 的甲醇加入上述大量溶液中，体积增加 3.95×10-5 m 3，加入1 mol 水后体积增加 1.71×10-5 m 3。 8. CuSO 4与水可生成CuSO 4·H 2O 、CuSO 4·3H 2O 、CuSO 4·5H 2O 三种水合物，该体系的C = 2 ，最大自由度等于
三元相图得绘制 本实验就就是综合性实验。其综合性体现在以下几个方面: １、实验内容以及相关知识得综合 本实验涉及到多个基本概念,例如相律、相图、溶解度曲线、连接线、等边三角形坐标等，尤其就就是在一般得实验中（比如分析化学实验、无机化学实验等）作图都就就是用得直角坐标体系,几乎没有用过三角坐标体系,因此该实验中得等边三角形作图法就具有独特得作用。这类相图得绘制不仅在相平衡得理论课中有重要意义，而且对化学实验室与化工厂中经常用到得萃取分离中具有重要得指导作用。 2、运用实验方法与操作得综合 本实验中涉及到多种基本实验操作与实验仪器（如电子天平、滴定管等）得使用。本实验中滴定终点得判断，不同于分析化学中得大多数滴定。本实验得滴定终点,就就是在本来可以互溶得澄清透明得单相液体体系中逐渐滴加试剂,使其互溶度逐渐减小而变成两相,即“由清变浑”来判断终点。准确地掌握滴定得终点,有助于学生掌握多种操作,例如取样得准确、滴定得准确、终点得判断准确等。 一、实验目得 1、掌握相律，掌握用三角形坐标表示三组分体系相图。 2、掌握用溶解度法绘制三组分相图得基本原理与实验方法。 二、实验原理 三组分体系Ｋ= 3,根据相律: f ＝K–φ＋2＝5–ф 式中ф为相数。恒定温度与压力时: ｆ= ３–φ 当φ= 1,则f = 2 因此,恒温恒压下可以用平面图形来表示体系得状态与组成之间得关系,称为三元相图。一般用等边三角形得方法表示三元相图。 在萃取时,具有一对共轭溶液得三组分相图对确定合理得萃取条件极为重要。在定温定压下,三组分体系得状态与组分之间得关系通常可用等边三角形坐标表示,如图1所示：
图1图2 等边三角形三顶点分别表示三个纯物质Ａ,B,C。AＢ，ＢC,ＣA，三边表示Ａ与B,B与C,C 与A所组成得二组分体系得组成。三角形内任一点则表示三组分体系得组成。如点P得组成为：Ａ%=Cb B%＝Ac Ｃ%=Ba 具有一对共轭溶液得三组分体系得相图如图2所示。该三液系中,A与B,及A与C完全互溶,而B与C部分互溶。曲线DEFHIJＫL为溶解度曲线。EI与DJ就就是连接线。溶解度曲线内(ＡBＤEFHＩJKLCＡ)为单相区,曲线外为两相区。物系点落在两相区内,即分为两相。 图3(A醋,B水,C氯仿) 绘制溶解度曲线得方法有许多种,本实验采用得方法就就是：将将完全互溶得两组分(如氯仿与醋酸）按照一定得比例配制成均相溶液(图中N点）,再向清亮溶液中滴加另一组分(如水),则系统点沿BＮ线移动,到K点时系统由清变浑。再往体系里加入醋酸,系统点则沿AＫ上升至N’点而变清亮。再加入水，系统点又沿BN’由N’点移至J点而再次变浑,再滴加醋酸使之变清……如此往复,最后连接Ｋ、J、Ｉ……即可得到互溶度曲线,如图3所示。 三、实验准备 1、仪器:具塞磨口锥形瓶,酸式滴定管,碱式滴定管,移液管，分析天平。 2、药品:冰醋酸,氯仿,NaOＨ溶液(０、2mｏl·ｍol–3),酚酞指示剂。 四、操作要点（各实验步骤中得操作关键点) １、因所测得体系中含有水得成分,所以玻璃器皿均需干燥。
《物理化学实验》练习题 ●本练习题供平时练习所用，对期末考试有指导作用,望同学们认真做答. ●此次练习题不需要提交. 练习题 一、填空题 1．写出物理化学实验中所使用的两种温度计：和。 2．氧气钢瓶外表油漆的颜色是色；氢气钢瓶外表油漆的颜色是色。 3．在静态法测定乙醇饱和蒸气压的实验中，直接测量的物理量是 和。 4．热分析法测定“步冷曲线”时，根据曲线上的或可以确定相变温度。 5．测定物质的磁化率所使用的磁天平有磁天平和磁天平两种。 6．测量物质的燃烧焓所需的测量仪器是，燃烧反应在内进行。 7．测量液体饱和蒸气压所依据的原理是方程，通过实验数据作直线可以求出。 8．在二组分气液平衡相图的实验中，直接测量的物理量是和。 9．物质的旋光度与和等因素有关。 10．诱导极化率（或变形极化率）由极化率和极化率两部分组成。 11．写出恒温槽构造中的两个部件：和。 12．用氧弹量热计测量得到的是恒容热Q V，则恒压热Q p= 。 13．在液体饱和蒸气压测量的实验中，若空气未被抽净，则所得蒸气压的数值偏。 14．测量电解质溶液的电导可采用电桥法，测量电池的电动势采用 法。
15．在最大泡压法测量液体表面张力的实验中，直接测量的物理量是 。 16．接触温度计是用作 ，而贝克曼温度计是用作 。 17．热分析法所测量的“步冷曲线”是以 为纵坐标，以 为横坐标所得的曲线。 18．惠斯登（wheatston ）电桥法测量电解质溶液的电导时，需要 作电源和 作示零装置。 19．对消法测量电池电动势需要用到 电池和 电池。 20．在偶极矩测量实验中，介电常数是通过测量 而得的。 21．在蔗糖水解反应速率常数测定的实验中，C 0/C = 。 22．乙酸乙酯皂化反应体系的电导随时间逐渐 ，反应体系的pH 随时间逐渐 。 23．贝克曼温度计测量温度的范围为 ℃，最小分度为 ℃。 24．获得真空时所使用的仪器是 ；测量真空度的仪器是 。 25．在测量液体表面张力的实验中，从毛细管中逸出泡的半径越 ，则最大液柱差△h m 越 。 二、单项选择题：将所选择的答案号添入括号中 1. 下面四条曲线分别代表A 、B 、C 、D 四个恒温槽的灵敏度曲线，其中恒温效果最好的是（ ）。 控温灵敏度曲线 2. 在氧弹量热计中萘的燃烧反应为： C 10H 8(s)+12O 2(g)→10CO 2(g)+4H 2O(l) 在K 2.298时，测得反应的恒容热?-=kJ 5152v Q mol -1，则萘的燃烧焓= ?m c H
物理化学试题A 一、选择题：（每题3分共30分） 1. 在pθ， K下过冷水结成同温度下的冰，则该过程中：（） (A) ΔS=0 ΔG=0 (B) ΔS>0 ΔG<0 (C) ΔS <0 ΔG<0 (D) ΔS>0 ΔG >0 2.在α、β两相中都含有A和B两种物质,当达到相平衡时,下列三种情况,正确的是：（） (A)； (B) ；
(C)； (D)以上答案均不正确。 3.下列的过程可应用公式ΔH=Q进行计算的是：( ) (A) 不做非体积功，终态压力相同但中间压力有变化的过程 (B) 不做非体积功，一直保持体积不变的过程 (C) K，pθ下液态水结成冰的过程 (D) 恒容下加热实际气体 和 O 2在绝热钢瓶中化学反应生成CO 2 的过程：( ) (A) ΔH = 0 (B) ΔU = 0 (C) ΔS = 0 (D) ΔG = 0 5.在恒温恒压不做非体积功的情况下，下列哪一个过程肯定可以自发进行：（） (A) ΔH>0，且ΔS>0 (B) ΔH>0，且ΔS<0 (C) ΔH<0，且ΔS>0 (D) ΔH<0，且ΔS<0 6.公式 d G = V d p -S d T可适用下述哪一过程：( ) (A) 298K、101325Pa 下的水蒸发过程 (B) 理想气体真空膨胀
(C) 电解水制取氢 (D) N 2(g) + 3H 2 (g)＝2NH 3 (g) 未达平衡 7.同一温度压力下,一定量某纯物质的熵值：（） (A) S(气)＞S(液)＞S(固); (B) S(气)＜S(液)＜S(固); (C) S(气)＝S(液)＝S(固)； (D)以上答案均不正确 8.已知2NO(g)+O 2(g)=2NO 2 (g)为放热反应，反应达平衡后，欲使平衡向右移动以 获得更多NO 2 ，应采取的措施是：（） (A) 降温和减压 (B) 降温和增压 (C) 升温和减压 (D) 升温和增压 9. 对于二组分系统能平衡共存的最多相数为： ( ) (A) 1 (B)2 (C)3 (D)4 10.下述分子熵最大是：（）， （A）CH4 （B）C2H6 （C）C3H8 （D）C10H22 二、问答（30分） 1. （5分）冰在0℃转变为水，dS>0，但在0℃ P=Pθ时，冰与水处于平衡状态，而dS=0是平衡条件，对吗 2. （5分）在绝热过程中，∵Q=0∴dS=0，对吗 3. （10分）试问下列过程哪些状态函数的改变值等于零