1、考研物理化学（相平衡）历年真题试卷汇编 1及答案解析(总分：50.00，做题时间：90 分钟)一、填空题(总题数：4，分数：8.00)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.在下列物质共存的平衡体系中：Ni(s)，NiO(s)，H 2 O(l)，CO(g)，CO 2 (g)，其独立的化学反应R=_；独立组分数 C=_，自由度 F=_。(西北大学 2015年)（分数：2.00）_3.对于由 A，B，C，D 组成的四组分凝聚系统，在指定的压力下，最多可以有_个相，它们分别是_。(2012 年南京航空航天大学)（分数：2.00）_4.某温度下碳酸钙在一密闭容器中
2、发生分解，则在该温度下体系的自由度为_。(2012 年陕西师范大学)（分数：2.00）_二、单项选择题(总题数：9，分数：18.00)5.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）_6.相律在下列体系中，不适用的是( )(2013 年西北大学)（分数：2.00）A.NaCl水溶液B.NaCl饱和水溶液C.NaCl过饱和水溶液D.NaCl水溶液与纯水达渗透平衡7.液体 A和 B形成蒸气压正偏差很大的溶液，该溶液在精馏塔中精馏，塔釜得到的是( )(2012 年中国科学院)（分数：2.00）A.恒沸混合物B.纯 AC.纯 BD.纯 A或纯 B8.以下各系统中属单相的是(
3、 )(2010 年首都师范大学)（分数：2.00）A.极细的斜方硫和单斜硫混合物B.漂白粉C.大小不一的一堆单斜硫碎粒D.墨汁9.水和苯胺的最高临界熔点温度为 T 0 。在某工艺中需要用水萃取苯胺中的某物质时，操作的最佳温度应该是( )(2010 年中国科技大学；2010 年北京科技大学)（分数：2.00）A.TT 0B.TT 0C.T=T 0D.视具体情况而定10.水蒸气蒸馏通常适用于某有机物与水组成的( )(2013 年浙江工业大学)（分数：2.00）A.完全互溶双液系B.互不相溶双液系C.部分互溶双液系D.所有双液系11.图 62为二元凝聚系统相图，在图中 1区稳定存在的相是( )(20
4、14 年浙江工业大学) （分数：2.00）A.固相 AB.固相 B和固相 A的混合物C.B溶于 A中所形成的不饱和固溶体D.A溶于 B中所形成的不饱和同溶体12.NH 4 HS(s)与任意量的 NH 3 (g)和 H 2 S(g)达平衡时有( )(2011 年陕西师范大学)（分数：2.00）A.F=0B.F=2C.F=3D.F=113.硫酸铜与水可生成一水合硫酸铜、三水合硫酸铜、五水合硫酸铜，则在 2982 K 时与水蒸气平衡的含水盐的个数最多为( )(2010 年陕两师范大学)（分数：2.00）A.不可能有B.3C.2D.1三、计算题(总题数：4，分数：24.00)试求下列体系的自由度，并指
5、出此变量是什么?（分数：10.00）(1).在标准压力下，水和水蒸气达平衡；（分数：2.00）_(2).水和水蒸气达平衡；（分数：2.00）_(3).在标准压力下，在无固体 I 2 存在时，I 2 在水和 CCl 4 中的分配已达平衡；（分数：2.00）_(4).在 25，NaOH 和 H 3 PO 4 的水溶液达平衡；（分数：2.00）_(5).在标准压力下，H 2 SO 4 水溶液与 H 2 SO 4 .2H 2 O(s)达平衡。(2012 年华南理工大学)（分数：2.00）_14.指出图 64中所形成的化合物的经验式，并指出各相区是由哪些相组成的?(2012 年北京科技大学)（分数：2.
6、00）_二组分凝聚体系相图如图 65所示。 （分数：6.00）(1).指出各部分相的组成；（分数：2.00）_(2).水平线的意义；（分数：2.00）_(3).从 X，Y，Z 点分别开始降低温度，最先析出的固体是什么?(2012 年电子科技大学)（分数：2.00）_A，B 两组分凝聚系统相图如图 66所示。 （分数：6.00）(1).标明各相区相态；（分数：2.00）_(2).各三相线所代表的相平衡关系；（分数：2.00）_(3).画出由 m点冷却的步冷曲线，并标明冷却过程的相变化情况。(2012 年中国科学院大学)（分数：2.00）_考研物理化学（相平衡）历年真题试卷汇编 1答案解析(总分：
7、50.00，做题时间：90 分钟)一、填空题(总题数：4，分数：8.00)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.在下列物质共存的平衡体系中：Ni(s)，NiO(s)，H 2 O(l)，CO(g)，CO 2 (g)，其独立的化学反应R=_；独立组分数 C=_，自由度 F=_。(西北大学 2015年)（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：1，4，2)解析：解析：该体系中的物种数为 5，只有一个独立反应，即 NiO(s)+CO(g)=Ni(s)+CO 2 (g)；独立组分数 C=510=4；有两个固相，一个气相及一个液相，故 P=4。相律表达式为 F
8、=CP42=44+2=2。3.对于由 A，B，C，D 组成的四组分凝聚系统，在指定的压力下，最多可以有_个相，它们分别是_。(2012 年南京航空航天大学)（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：5；A，B，C，D 和凝聚相)解析：解析：指定压力下，相律表达式为 F=CP+1，其中 C=4，令 F=0，解得 P=5，即 A，B，C，D 和凝聚相。4.某温度下碳酸钙在一密闭容器中发生分解，则在该温度下体系的自由度为_。(2012 年陕西师范大学)（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：0)解析：解析：该体系中的物种数为 3，有一个独立反应 CaCO 3 (s)=CaO(s)+CO 2 (g)
9、，没有浓度限制条件，故独立物种数 C=310=2；有两个固相，一个气相，故 P=3；在温度一定时，根据相律表达式，自由度F=CP+1=23+1=0。二、单项选择题(总题数：9，分数：18.00)5.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：6.相律在下列体系中，不适用的是( )(2013 年西北大学)（分数：2.00）A.NaCl水溶液B.NaCl饱和水溶液C.NaCl过饱和水溶液 D.NaCl水溶液与纯水达渗透平衡解析：解析：相律只适合于平衡态，而 NaCl的过饱和溶液是一种亚稳态，非平衡态。7.液体 A和 B形成蒸气压正偏差很大的溶液，该溶液在精馏塔中
10、精馏，塔釜得到的是( )(2012 年中国科学院)（分数：2.00）A.恒沸混合物B.纯 AC.纯 BD.纯 A或纯 B 解析：解析：对正偏差很大的溶液，经过一次分馏可以得到纯 A和恒沸混合物或纯 B和恒沸混合物，精馏是 n次分馏的过程，最终会在塔釜中得到纯 A或纯 B。8.以下各系统中属单相的是( )(2010 年首都师范大学)（分数：2.00）A.极细的斜方硫和单斜硫混合物B.漂白粉C.大小不一的一堆单斜硫碎粒 D.墨汁解析：解析：A 项，含有斜方硫和单斜硫两相；B 项，漂白粉是由氯气和氢氧化钙(消石灰)反应制得的含多种化合物的复合体，为多相；C 项，只含单斜硫相；D 项，墨汁的主要原料为
11、炭烟、胶料、添加剂和溶液等，为多相。9.水和苯胺的最高临界熔点温度为 T 0 。在某工艺中需要用水萃取苯胺中的某物质时，操作的最佳温度应该是( )(2010 年中国科技大学；2010 年北京科技大学)（分数：2.00）A.TT 0B.TT 0 C.T=T 0D.视具体情况而定解析：解析：低于最高临界熔点温度，液体水和苯胺才不会完全互溶，从而可以选择适当的温度进行萃取。10.水蒸气蒸馏通常适用于某有机物与水组成的( )(2013 年浙江工业大学)（分数：2.00）A.完全互溶双液系B.互不相溶双液系 C.部分互溶双液系D.所有双液系解析：解析：水蒸气蒸馏只适用于具有挥发性的、能随水蒸气蒸馏而不被
12、破坏、与水不发生反应，且难溶于水或不溶于水的成分的提取，故选 B。11.图 62为二元凝聚系统相图，在图中 1区稳定存在的相是( )(2014 年浙江工业大学) （分数：2.00）A.固相 AB.固相 B和固相 A的混合物C.B溶于 A中所形成的不饱和固溶体 D.A溶于 B中所形成的不饱和同溶体解析：解析：要解答有关相图解析的考题，就必须知道相图中点线面的特点： 点：F=0，通常为恒沸点、共沸点、会溶点、共熔点； 线：F=1，其中普通的线为单相区与两相共存区的分界线；垂线表示单相，垂线与曲线交点为两相共存点；三相结线表示三相共存； 面：F=2，单相区； 区域：F=0，两相共存区，可应用杠杆定律
13、进行组分计算。 类似的考题均按照上面的规律进行分析。12.NH 4 HS(s)与任意量的 NH 3 (g)和 H 2 S(g)达平衡时有( )(2011 年陕西师范大学)（分数：2.00）A.F=0B.F=2 C.F=3D.F=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：NH 4 HS(s)=NH 3 (g)+H 2 S(g)， R=1；无独立限制条件，R=0；存在一个固相和一个气相，P=2；所以 F=C 一 P+2=(S一 R一 R)一 P+2=(310)一 2+2=213.硫酸铜与水可生成一水合硫酸铜、三水合硫酸铜、五水合硫酸铜，则在 2982 K 时与水蒸气平衡的含水盐
14、的个数最多为( )(2010 年陕两师范大学)（分数：2.00）A.不可能有B.3C.2 D.1解析：解析：该平衡系统物种数 S=5，即硫酸铜、水、一水合硫酸铜、三水合硫酸铜、五水合硫 酸铜；有三个独立的化学反应，R=3，即 CuSO 4 (S)+H 2 O(g)=CuSO 4 .H 2 O(S) CuSO 4 (S)+3H 2 O(g)=CuSO 4 .3H 2 O(S) CuSO 4 (S)+5H 2 O(g)=CuSO 4 .5H 2 O(S) 无独立限制条件，R=0。 在 2982 K 时 F=C 一P+1=(S一 R一 R)一 P+1=(530)一 P+1=3一 P 故最多存在三相，
15、因已有水蒸气一相，故固相为两相，即含水盐的个数最多为 2。三、计算题(总题数：4，分数：24.00)试求下列体系的自由度，并指出此变量是什么?（分数：10.00）(1).在标准压力下，水和水蒸气达平衡；（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：F=CP+1=12+1=0，无变量；)解析：(2).水和水蒸气达平衡；（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：F=CP+2=12+2=1，变量为温度或压力；)解析：(3).在标准压力下，在无固体 I 2 存在时，I 2 在水和 CCl 4 中的分配已达平衡；（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：F=CP+1=32+1=2，变量为温度、I 2 在水或
16、 CCl 4 中的物质的量；)解析：(4).在 25，NaOH 和 H 3 PO 4 的水溶液达平衡；（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：F=CP+1=31+1=3，变量为压力、NaOH 和 H 3 PO 4 的浓度；)解析：(5).在标准压力下，H 2 SO 4 水溶液与 H 2 SO 4 .2H 2 O(s)达平衡。(2012 年华南理工大学)（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：F=CP+1=22+1=1，变量为温度。)解析：14.指出图 64中所形成的化合物的经验式，并指出各相区是由哪些相组成的?(2012 年北京科技大学)（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：化合物 c
17、的成分点为 x B =025，x A =1一 x B =075，即 x A x B =31，故该化合物的经验式为 A 3 B。 各相区的组成如下表所示。 )解析：二组分凝聚体系相图如图 65所示。 （分数：6.00）(1).指出各部分相的组成；（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：各部分相的组成分别为 1：液相 l； 2：固溶体；3：l+I；4：l 1 +l 2 ； 5：l+C； 6：l+B； 7：+； 8：； 9：+l； 10：l+C； 11：C+B； 12：+C； 13：+C。)解析：(2).水平线的意义；（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：平线的意义分别为 l+C+B；l 1
18、+l 2 +C；+l；+l+C；+C。)解析：(3).从 X，Y，Z 点分别开始降低温度，最先析出的固体是什么?(2012 年电子科技大学)（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：降温时最先析出的固体分别为 X：；Y：；Z：C。)解析：A，B 两组分凝聚系统相图如图 66所示。 （分数：6.00）(1).标明各相区相态；（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：各相区相态为 1：固溶体； 2：l+固溶体； 3：l+固溶体；4：l+C； 5：C+固溶体； 6：固溶体； 7：C+固溶体。)解析：(2).各三相线所代表的相平衡关系；（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：各三相线所代表的相平衡关系为 E 2 d：C l+固溶体，nE 1 c：l )解析：(3).画出由 m点冷却的步冷曲线，并标明冷却过程的相变化情况。(2012 年中国科学院大学)（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：m 点冷却的步冷曲线和冷却过程的相变化情况如图 619所示。 )解析：
