Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Фазовое равновесие. Задачи и упражнения. Учебно-методическое пособие

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

08.09.2026

Размер:

2 Мб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 23 / 63 4 5 6 > Следующая >>>

3. Определите число степеней свободы в точках 1, 2, 3 и 4.

Точка 1 Точка 2 Точка 3 Точка 4 А. 0 1 1 0 Б. 2 2 1 0 В. 2 1 1 1 Г. 2 1 1 0

4. Какова температура начала и конца кристаллизации и каков состав первых выпавших кристаллов, если расплав, содержащий 1,3 моль В и 8,7 моль А, охлаждать, начиная с 500°?

А. 200°, 200°, тв. А и тв. В. Б. 436°, 200°, тв. В. В. 275°, 200°, тв. А. Г. 300°, 200°, тв. А.

5. Какой компонент и в каком количестве (в г) выкристаллизуется из системы массой 900 г, содержащей 80 % (мольн.) В, если ее охладить до 300°? М(А) = 100, M(В) = 200.

А. 300 г А. Б. 580 г В. В. 710 г В. Г. 540 г В + 360 г А.

6. Какое минимальное количество и какого компонента надо добавить к системе, состоящей из 4 моль В и I моль А, при 300° для того, чтобы эта смесь полностью расплавилась без повышения температуры?

А. 2,55 моль А. Б. 6,15 моль В. В. 3,10 моль В. Г. 4,38 моль А.

7. Постройте кривую охлаждения и покажите изменения составов фаз при охлаждении системы, содержащей 80 % А, от 300 до 100°.

Вариант № 4

1. Укажите полное название диаграммы.

А. Диаграмма плавкости двух веществ, неограниченно взаимно растворимых друг в друге в твердом и жидком состояниях и образующих неустойчивое химическое соединение. Б. Диаграмма плавкости двух изоморфно кристаллизующихся веществ, образующих устойчивое химическое соединение и полностью взаимно растворимых в жидком состоянии. В. Диаграмма плавкости двух веществ с двумя эвтектиками.

Г. Диаграмма плавкости двух неизоморфно кристаллизующихся веществ, образующих химическое соединение и полностью взаимно растворимых в жидком состоянии.

2. Какие фазы находятся в равновесии в условиях, обозначенных точками 1, 2, 3 и 4?

Точка 1 Точка 2 Точка 3 Точка 4

Жидкий А + жидкий В Жидкость + твердое

А.

Твердое химическое

Б.

соединение Жидкость + твердое

В.

химическое соединение

Жидкость + твердое

Г.

химическое соединение

химическое соединение Жидкость + твердый В + твердый А Жидкость + твердый А + твердое химическое соединение Жидкость + эвтектика твердый А + твердое

твердый А + твердое химическое соединение твердый В + твердое химическое соединение твердый А + твердое химическое соединение

химическое соединение

Жидкость + твердый В

Жидкость + твердый А

3. Определите число степеней свободы в точках 1, 2, 3 и 4.

Точка 1 Точка 2 Точка 3 Точка 4 А. 1 0 1 2 Б. 1 1 1 1 В. 0 0 1 1 Г. 2 0 1 1

4. При какой температуре начнется, и при какой закончится плавление системы; содержащей 80 % В, и каков состав первых капель жидкости?

A. 250°, 600°, 40 % А. Б. 250°, 840°, 55 % В. В. 600°, 750°, 100 % В. Г. 600°, 640°, 77 % В.

5. До какой температуры нужно охладить 12 кг жидкого расплава, содержащего 90 % А, чтобы выкристаллизовать 4 кг компонента А?

А. 250°. Б. 300°. В. 400°. Г. 1500.

6. Какое минимальное количество (в кг,) и какого компонента нужно добавить при 400° к системе, содержащей 200 моль и имеющей состав – 60 % (вес.) В, чтобы она полностью расплавилась без повышения температуры? М(А) = 80, М(В) = 40.

А. 4 кг А. Б. 1,5 кг В. В. 16 кг А. Г. 0,4 кг В.

7. Постройте кривую нагревания и покажите стрелками изменение составов фаз при нагревании системы, содержащей 2 кг В и 8 кг А, от 100 – до

600°.

Вариант № 5

1. Укажите полное название диаграммы.

А. Диаграмма плавкости двух компонентов с ограниченной взаимной растворимостью в твердом и жидком состояниях. Б. Диаграмма плавкости двух неизоморфно кристаллизующихся веществ, полностью взаимно растворимых в жидком состоянии и образующих неустойчивое химическое соединение. В. Диаграмма плавкости двух неизоморфно кристаллизующихся веществ, ограниченно взаимно растворимых в жидком Г. Диаграмма плавкости двух изоморфно кристаллизующихся веществ, образующих устойчивое химическое соединение.

2. Какие фазы находятся в равновесии в условиях, обозначенных точками 1, 2, 3 и 4?

состоянии.

Точка 1 Точка 2 Точка 3 Точка 4

А. Расплав Твердый раствор Расплав Жидкий CuCl Б. Расплав Твердый CuCl + тв.

химическое соединение

В. Расплав + тв. KCl Твердый CuCl + тв.

химическое соединение

Г. Твердый KCl Твердая смесь тв. CuCl + тв. хи-

Расплав + твердая эвтектика

Расплав + тв. CuCl + тв. химическое соединение

мическое соединение

Твердый CuCl

Жидкий CuCl + твердый CuCl

3. Определите число степеней свободы в точках 1, 2, 3, 4, 5.

Точка 1 Точка 2 Точка 3 Точка 4 Точка 5 А. 1 1 0 0 0 Б. 2 2 0 1 1 В. 1 1 1 0 0 Г. 0 0 3 2 0

4. При какой температуре начнется, и при какой закончится кристаллизация системы, содержащей 40 % хлорида меди (I), если вести охлаждение от 600 ºС до 100ºС?

А. 600 ºС и 125ºС; Б. 435 ºС и 125ºС; В. 235 ºС и 125 ºС; Г. 435 ºС и 235 ºС.

5. До какой температуры нужно охладить 10 моль жидкого расплава, содержащего 10 % хлорида калия, чтобы выкристаллизовалось 3,3 моль хлорида меди (I)?

А. 250 ºС; Б. 320 ºС; В. 200 ºС; Г. 125 ºС.

6. Какое минимальное количество (в граммах) и какого компонента нужно добавить к системе, обозначенной фигуративной точкой 1 и имеющей массу 1,191 кг, чтобы без изменений температуры система полностью расплавилась?

А. 343 г CuCl; Б. 198 г СuCl; В. 74,5 г KCl; Г. 373 г KCl.

7. Постройте кривую нагревания и укажите на ней изменение составов фаз при нагревании системы, содержащей 60 % KCl от 0 до 600ºС.

Вариант № 6

1. Укажите полное название диаграммы.

А. Диаграмма плавкости неизоморфно кристаллизующейся бинарной системы. Компоненты ограниченно растворимы друг в друге в жидком состоянии и неограниченно – в твердом. Б. Диаграмма плавкости неизоморфно кристаллизующейся бинарной системы. Компоненты ограниченно растворимы друг в друге в твердом состоянии и неограниченно – в жидком. В. Диаграмма плавкости изоморфно кристаллизующейся бинарной

системы. Компоненты ограниченно растворимы друг в друге в жидком и твердом состояниях. Г. Диаграмма плавкости изоморфно кристаллизующейся бинарной системы. Компоненты неограниченно растворимы друг в друге в жидком состоянии.

2. Какие фазы находятся в равновесии в условиях, обозначенных точками 1, 2, 3 и 4?

Точка 1 Точка 2 Точка 3 Точка 4

А. Жидкий С3Н8 +

твердый С

Б. Жидкий С3Н8 +

твердый С

В. Жидкий С3Н8 + Жидкий 7 % С5Н12 Жидкий 75 % С5Н12 Жидкий С5Н12 +

3Н8

Жидкий С3Н8 + твердый 40 % С

5Н12

Жидкий С3Н8 + твердый 40 % С

5Н12

Жидкий С3Н8 + твердый 95 % С

5Н12

Жидкий С5Н12 + твердый 95 % С

5Н12

Жидкий С5Н12 + твердый С

5Н12

Точка 1 Точка 2 Точка 3 Точка 4

твердый С3Н

Г. Жидкий С5Н12 +

твердый С

5Н12

+ твердый 40 %

5Н12

Жидкий 12 % С5Н12 + твердый 40 %

5Н12

+ твердый 95 %

5Н12

Жидкий 65 % С5Н12 + твердый 85 %

5Н12

твердый С5Н

Жидкий С3Н8 + твердый С

3Н8

3. Определите число степеней свободы в точках 1, 2, 3 и 4.

Точка 1 Точка 2 Точка 3 Точка 4 А. 0 2 2 0 Б. 0 1 1 0 В. 0 1 2 0 Г. 0 2 1 0

4. При какой температуре начнется, и при какой закончится плавление системы, содержащей 60 % С

? Каков состав первых капель жидкости?

5Н12

А. -15°; +15°; 12,5 % С5Н12. Б. -25°; + 5°; 7% С5Н12. В. -25°; +15°; 7% C

. Г. -15°; +5°; 12,5 % С5Н12.

5H12

5. 550 г смеси, содержащей 40 % (мольн.) С5Н12, находится при -5º. Сколько граммов жидкого раствора и сколько граммов твердого раствора находится в этой смеси?

А. 200 г жидкого раствора, 350 г твердого раствора. Б. 250 г жидкого раствора, 300 г твердого раствора. В. 325 г жидкого раствора, 225 г твердого раствора. Г. 275 г жидкого раствора, 275 г твердого раствора.

6. Какое минимальное количество (в кг) и какого компонента надо добавить к смеси, указанной в пункте 5, чтобы система целиком перешла в твердое состояние без изменения температуры?

А. 1,58 кг С3Н8. Б. 0,53 кг С3Н8. В. 1,01 кг С5Н12. Г. 1,25 кг С5Н12.

7. Изобразите кривую охлаждения системы, содержащей 50 % С5Н12 при охлаждении от +20° до -40°. Покажите изменение составов фаз.

Вариант № 7

1. Укажите полное название диаграммы.

А. Диаграмма плавкости двух изоморфно кристаллизующихся веществ, образующих устойчивое химическое соединение и полностью растворимых друг в друге в жидком состоянии. Б. Диаграмма плавкости двух неизоморфно кристаллизующихся веществ, образующих устойчивое химическое соединение и полностью растворимых друг в друге в жидком состоянии. В. Диаграмма плавкости двух неизоморфно кристаллизующихся веществ, образующих неустойчивое химическое соединение и полностью растворимых друг в друге в жидком состоянии. Г. Диаграмма плавкости двух изоморфно кристаллизующихся веществ, образующих неустойчивое химическое соединение.

2. Какие фазы находятся в равновесии в условиях, обозначенных точками 1, 2, 3, 4?

Точка 1 Точка 2 Точка 3 Точка 4

А. Твердый В

Б. Химическое соеди-

нение + жидкость

В. Химическое соеди-

нение + жидкость

Г. Химическое соеди-

нение + жидкость

Твердый В + твердый А + жидкость

Жидкость + эвтектика Химическое соединение + жидкость + тве

дый В Твердый В + твердый А + жидкость

Химические соединение + твердый А Химическое соединение + эвтектика Химические соединение + твердый А Химические соединение + твердый А

Твердый В + жидкость

Химическое соединение + жидкость Химическое соединение + жидкость

Химическое соединение + жидкость

3. Определите число степеней свободы в точках 1, 2, 3, 4.

Точка 1 Точка 2 Точка 3 Точка 4 А. 0 0 1 1 Б. 0 1 1 1 В. 1 0 1 1 Г. 0 0 0 1

4. Укажите температуры начала и конца плавления систем. содержащих а) 55 % В; б)50 % В; в) 60 % В.

А. а) 250° и 805°; б) 840° и 840°; в) 600° и 815°. Б. а) 250° и 600°; б) 805° и 805°; в) 600° и 770°.

В. а) 250° и 840°; б) 250° и 805°; в) 600° и 840°. Г. а) 820° и 820°; б) 250° и 780°; в) 600° и 800°.

5. Какие фазы и какого состава находятся в равновесия в системе, содержащей 40 % (мас.) В, при 550° и каково их количество в граммах, если общий вес системы равен 250 г?

А. 25 г твердого В и 225 г твердого химического соединения. Б. 125 г жидкого раствора, содержащего 27 % В, и 125 г твердого химического соединения. В. 150 г жидкого раствора, содержащего 30 % В, и 100 г твердого химического соединения. Г. 100 г жидкого раствор, содержащего З0 % В, и 150

г твердого химического

соединения.

6. Какое минимальное число моль и какого компонента надо прибавить к указанной в пункте 5 смеси, чтобы вся твердая фаза расплавилась без изменения температуры ? М(А) = 10, М(В) = 20.

А. 1,5 моль вещества А. Б. 8,33 моль вещества В. В. 1,5 моль вещества В. Г. 8,33 моль вещества А.

7. Постройте кривую нагревания системы, содержащей 55 % В, от 100° до 900°. Покажите стрелками изменение составов фаз в этом процессе.

Вариант № 8

1. Укажите полное название диаграммы.

А. Диаграмма плавкости системы с неограниченной взаимной растворимостью компонентов в твердом и в жидком состояниях. Б. Диаграмма плавкости неизоморфной системы, образующей устойчивое химическое соединение. В. Диаграмма плавкости системы с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии в полной растворимостью в жидком состоянии. Г. Диаграмма плавкости неизоморфной системы, образующей неустойчивое химическое соединение стоянии.

, с полной растворимостью компонентов в жидком со-

2. Какие фазы и какого состава находятся в равновесии в системах, обозна-

ченных точками 1 ,2, 3 и 4?

Точка 1 Точка 2 Точка 3 Точка 4

А. Твердый висмут +

жидкий висмут

Б. Жидкий висмут +

твердый раствор α

В. Твердый висмут +

жидкий висмут

Г. Твердый висмут +

жидкий висмут

Жидкость (32 % Pb) + твердый раствор α (8 % Pb)

Жидкость (32 % Pb) + твердый висмут

Жидкость (32 % Pb) + твердый раствор α (8 % Pb)

Твердый раствор α (9 % Pb) + твердый раствор β (89 % Pb) + жидкость (42 % P Твердый раствор α (9 % Pb) + твердый раствор β (89 % Pb) + жидкость (42 % P Твердый раствор α (9 % Pb) + твердый раствор β (89 % Pb) + жидкость (42 % P Твердый висмут + твердый свинец + жидкость (42 % Pb)

)

Твердый раствор α (4 % Pb) + твердый

раствор β (95 % Pb)

Твердый раствор α (4 % Pb) + твердый раствор β (95 % Pb)

Твердый висмут + твердый свинец

3. Определите число степеней свободы в точках 1, 2, 3 и 4.

Точка 1 Точка 2 Точка 3 Точка 4 А. 0 1 0 1 Б. 1 2 0 1 В. 1 0 0 1 Г. 1 1 1 0

4. При какой температуре начнется, и при какой закончится плавление системы, содержащей 4 % свинца?

А. 113° и 200°. Б. 50° и 254°. В. 200° и 254°. Г. 50°и 200°.

5. Какое минимальное количество, и какого компонента следует добавить при 275° к системе, содержащей 90 % свинца, чтобы она полностью перешла в твердое состояние при неизменной температуре? Начальный вес системы – 100 г.

А. 7 % свинца. Б. 234 г свинца. В. 230 г висмута. Г. 6,9 г свинца.

6. Определите соотношение масс жидкой и твердой фаз (mж/m

), если

тв.

расплав, содержащий 3,02 моль свинца и 6,98 моль висмута, охладить до

125°. M(Pb) = 207; M(Bi) = 209.

А. 0,41. Б. 2,44. В. 2,04. Г. 0,49.

7. Постройте кривую нагревания системы, содержащей 5% свинца, от 350° до 0°. Покажите стрелками изменение составов фаз в этом процессе.

2.2. Равновесие жидкость – пар. Диаграммы кипения

Различают три типа диаграмм кипения бинарного жидкого раствора:

1. Летучие компоненты раствора

неограниченно растворимы друг в друге и не образуют азеотропную смесь (системы 1-го типа). Для построения диаграммы состояния на графике откладывается зависимость температуры кипения раствора от состава раствора и зависимость температуры кипения раствора от состава равновесного

2. Летучие компоненты раствора неограниченно растворимы друг в друге и образуют азеотропную смесь с точкой минимума (системы 2-го типа) и с точкой максимума (смеси 3-го типа).

пара.

Температура кипения азеотропных растворов при постоянном внешнем давлении неизменна, и состав раствора при перегонке не изменяется (как у индивидуальных веществ). Диаграммы состояния системы 2-го и 3-го типов в принципе можно рассматривать как совокупность диаграмм состояния двух систем первого типа, в каждой из которых в роли одного

из компонентов выступает азеотропная смесь. Следует, однако, помнить, что отождествление азеотропной смеси с индивидуальным веществом является сугубо условным. При изменении внешнего давления происходит смещение экстремума на кривой зависимости температуры кипения от состава (в некоторых случаях может произойти исчезновение экстремума).

Задачи

Задача 1.

На рисунке 14 изображены кривые зависимости температуры кипения смесей бензола и этилового спирта от состава жидкой смеси и состава пара при давлении 100,0 кПа. Пользуясь диаграммой:

1) найти состав жидкой смеси, кипящей при 74 °С, и состав равновесного с ней пара;

2) найти состав и температуру кипения азеотропной смеси;

3) определить, какой компонент может быть выделен в чистом виде при помощи дистилляции из смесей, состоящих: а) из 20 % спирта и 80 % бензола и б) из 80 % спирта и 20 % бензола.

Задача 2.

Кривые зависимости температуры кипения смеси этилового спирта и четыреххлористого углерода от состава жидкой смеси и состава пара при давлении 100,9 кПа представлены на рисунке 15. Пользуясь диаграммой:

Рис. 14

1) найдите состав смеси, кипящей при 70

С,

и состав ее пара;

2) определите состав и температуру кипения азеотропной смеси;

3) определите, какой компонент может быть

выделен в чистом виде при помощи фракци-

онной перегонки из смесей, состоящих из а) 20% ССl С

2Н5

и 80% С2Н5ОН; б) 85% ССl4 и 15%

ОН, и где он будет находиться – в при-

емнике или в перегонной колбе.

Задача 3.

На рисунке 16 изображены кривые зависимости температуры кипения смеси ацетона и хлороформа от состава жидкой смеси и состава пара при давлении 99,9 кПа. Пользуясь диаграммой:

1) найдите состав смеси, кипящей при

С, и состав ее пара;

62,5

2) найдите состав и температуру кипения азеотропной смеси;

Рис. 15

Рис. 16

<<< < Предыдущая 1 23 / 63 4 5 6 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]