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Ⅳ 复习指南 第五章 相平衡

一、本章复习提示

本章主要介绍了相平衡的知识，首先讲述了一些基本概念，然后列举了多相系统平衡的一般条件，接着介绍了相率的概念，紧接着讲解了单组分系统的相平衡，最后重点讲述了二组分系统的相图及应用。

在历年的真题中，这一章考的主要是选择、计算与问答题。主要考查了多相系统平衡的一般条件，相率的概念，单组分系统的相平衡，二组分系统的相图及应用，主要以计算和问答题的形式出现。

复习上，这一章比较重要。考生要掌握相平衡的基本知识，并能熟练的掌握运用，尤其是在计算方面需要重点加强。

二、本章知识点框架图

Ⅴ 核心考点解析 第五章 相平衡

一、引言 ★★

相平衡是热力学在化学领域中的重要应用之一。

研究多相系统的平衡在化学、化工的科研和生产中有重要的意义，例如：溶解、蒸馏、重结晶、萃取、提纯及金相分析等方面都要用到相平衡的知识。

研究多相系统的状态如何随温度、压力和组成等强度性质变化而变化，并用图形来表示，这种图形称为。

相律：研究多相平衡系统中，相数、独立组分数与描述该平衡系统的变数之间的关系。它只能作定性的描述，而不能给出具体的数目。

系统内部物理和化学性质完全均匀的部分称为相。相与相之间在指定条件下有明显的界面，在界面上宏观性质的改变是飞跃式的。系统中相的总数称为相数，用?表示。

气体：不论有多少种气体混合，只有一个气相。 液体：按其互溶程度可以组成一相、两相或三相共存。

固体：一般有一种固体便有一个相。两种固体粉末无论混合得多么均匀，仍是两个相（固体溶液除外，它是单相）。

确定平衡系统的状态所必须的独立强度变量的数目称为自由度，用字母f表示。这些强度变量通常是压力、温度和浓度等。

如果已指定某个强度变量，除该变量以外的其它强度变量数称为条件自由度，用例如：指定了压力：指定了压力和温度：

表示。

二、多相系统平衡的一般条件 ★★★★

对具有? 个相系统的热力学平衡，实际上包含四个平衡：热平衡、力学平衡、相平衡、化学平衡。

（1）热平衡条件

设系统有?,? 两个相构成，在系统的组成、总体积和热力学能均不变的条件下，若有微量热自?相流入?相，系统总熵变化为：

当系统达平衡时

dS?0

dS??dS??0

当系统达平衡时，两相的温度相等。这就是热平衡的条件。? ?

??S?（2）压力平衡条件

设系统的总体积为V，在系统的温度、体积及组成均不变的条件下，设?相膨胀了dV，

β

?相收缩了dV当系统达平衡时

α

（3）相平衡条件

设多组分系统中只有? 和? 两相，并处于平衡状态。在定温、定压下， 有dnB的物质B从? 相转移到了? 相 根据偏摩尔量加和公式：因为：

A?A??A??系统达平衡时，两相的压力相等。这就是压力平衡的条件。

A??p?V??p?V ??

平衡时：dG=0，

系统达平衡时，两相的化学势相等，这就是相平衡的条件。dG?dG??dG?? ??dn?（4）化学平衡条件

???dn?在达到化学平衡时，反应物的化学势等于生成物的化学势，化学势的代数和可表示为

?dn??dn?

对于含? 个相的多相平衡系统，这几个平衡可表示为

dG????dn????dn??(?????)dn?

总之，对于多相平衡系统，不论是由多少种物质和多少个相所构成，平衡时系统有共同的压力和温度，并且任一种物质含有该物质的各个向中的化学势都相等。

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Ⅵ 历年真题试卷与答案解析

历年考研真题试卷

南京大学2007年攻读硕士学位研究生入学考试试题

考试科目名称及代码：物理化学（含结构化学） 666 适用专业：无机化学、分析化学、有机化学、物理化学专业

一、选择题（每题2分，共64分）

1.在一简单的（单组分，单相，各向同性）封闭系统中，恒压只做膨胀功的条件下，吉布斯自由能值随温度升高如何变化？（ ）

A.??G/?T）p > 0 B. ??G/?T）p < 0 C. ??G/?T）p =0 D. 视具体体系而定 2.从热力学基本关系式可导出?U/?S）V等于：（ ） A.??H/?S）p B. ??A/?V）T C. ??U/?V）S D.?G/?T）P 3.下列各系统中属于独立粒子系统的是：（ ）

A.绝对零度的晶体 B.理想液体混合物 C.纯气体 D.理想气体的混合物 4.近独立定域粒子系统和经典极限下的非定域粒子系统的（ ） A.最概然分布公式不同 B.某一能量分布类型的微观状态数相同

C.最概然分布公式相同 D.以粒子配分函数表示的热力学函数的统计表达式相同 5.热力学函数与分子配分函数的关系式对应定域粒子系统和离域粒子系统都相同的是：（）

A.G,F,S B.U,H,S C.U,H,CV D.H,G,CV

6.关于配分函数，下面哪一点是不正确的 （ ） A.粒子的配分函数是一个粒子所有可能状态的玻尔兹曼因子之和； B.并不是所有配分函数都无量纲；

C.粒子的配分函数只有在独立粒子体系中才有意义； D.只有平动配分函数才与体系的压力有关。

7.NH3分子的平动、转动、振动、自由度分别为：（ ） A.3，2，7 B.3，2，6 C.3，3，7 D.3，3，6

8.三维平动子的平动能?? = 6h2/8mv2/3能级的简并度为 （ ） A.1 B.3 C.6 D.0

???P?AA9.在温度T时，纯液体A的饱和蒸汽压为，化学势为，并且已知在P压力下的

凝固点为

Tf?，当A中溶入少量与A不形成固态溶液的溶质而形成稀溶液时，上述三物理量

分别为PA,

?A,Tf,则（）

???TTP?P?fA.A＜A A＜A ＜f ???TTP?P?fAB.＞A A＜A ＜f ???TTP?P?fC.A＜A A＜A ＞f ???TTP?P?fD.A＞A A＞A ＞f

10.对于理想液体混合物：（ ）

A.△mixH = 0 △mixS = 0 B.△mixH = 0 △mixG = 0 C.△mixV = 0 △mixH = 0 D.△mixV = 0 △mixS = 0

11.在310K纯H2O（I）的蒸汽压为6.275kPa，现有1mol不挥发物质B（s）溶于4molH2O（I）形成溶液，若溶液中水的活度为0.4I（以纯水为标准态），则溶解过程中1molH2O（I）的Gibbs自由能变化为：（ ）

A.－557J·mol1 B. －2298J·mol1 C. －4148J·mol1 D. 4148J·mol

－

－

－

－1

12.将N2，H2，NH3三种气体冲进773K,32424kPa的合成塔中，在有催化剂存在的情况下，指出下列三种情况是该系统的独立组分数各为多少？（ ）

（1）进入塔之前；（2）在塔内反应达平衡时；（3）若只充入NH3气，待其平衡后 A.3，2，1 B. 3，2，2 C. 2，2，1 D. 3，3，2

13.对恒沸混合物的描述，下列各种叙述中哪一种是不正确的？（ ） A.与混合物一样，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

14.CuSO4与水可生成CuSO4·H2O，CuSO4·3H2O，CuSO45H2O三种水合物，则在一定压力下，与CuSO4水溶液及冰共存的含水盐有：（ ）

A.3中 B.2种 C.1种 D.不可能有共存的含水盐

15.已知445°C时，Ag2O（s）的分解压力为20974kPa，则此时分解反应

的为：（ ）

A.9.32 kJ·mol－1 B.4.66 kJ·mol－1 C.－9.32 kJ·mol－1 D.－4.66 kJ·mol－1

16.能量零点的不同选择，在下面诸结论中哪一种说法是错误的？（ ） A.影响配分函数的计算数值 B.影响U，H，F，G的数值 C.影响Boltzmann分布数Ni*的数值 D. 影响能级能量εi的计算数值 17.下列电解质溶液中，离子平均活度系数最大的是：（ ）

A.0.01 mol·kg－1 NaCl B. 0.01 mol·kg－1 CaCl2 C. 0.01 mol·kg－1 LaCl3 D. 0.01 mol·kg－1 CuSO4

19.对于

一式，正确理解是：（ ）