第06章选择题练习解答参考(2)

=
1 2
-1=
-0.5
<
0
，所以
ççèæ
¶
ln K ¶p
x
÷÷øöT
> 0 ，即得
K x 随压力的增加而增加。
【题 03】物理化学（上册）page388-题 7（复习题）
Page388-7 解：
（1）C(s)是固相，对平衡无影响；
（2）由
ççèæ
¶
ln K ¶T
Æ p
÷ö ÷ø p
=
D
r
H
Æ m
RT 2
=
xH 2 × xCO2 xCO × xH 2O
=
0.24 ´ 0.11 0.25 ´ 0.40
则有， ln K Æ > ln Qp ，解得T < 1312.9K 。
【题 06】物理化学（上册）page389-题 2
解：（1）计算 PCl5 (g) 的解离度
反应方程式： PCl5 (g) ==== PCl3 (g) + Cl2 (g)
当 pN2O4 = pNO2 = 1kPa ，反应将向【填空 1】移动。当时 pN2O4 = 10kPa ，pNO2 = 1kPa
时，反应将向【填空 2】移动。
【填空 1】
【填空 2】
解：（解题思路）由反应等温方程式， DrGm
=
-RT
ln
K
Æ p
+
RT
ln Qp ，进行计算，
即可得出判断反应的方向性。
反应前，
n
达平衡，
n(1- a )
na
na
达平衡时，总的物质的量为 n(1+ a ) ，设气体为理想气体，
pV
= n(1+ a )RT ，其中， n =
mPCl5 M PCl5
=
m混 M PCl5
，mPCl5
= m混 （质量守恒）
m混 （1+ a）
p = n(1 + a ) RT = M PCl5
（2）
D
GÆ
r m,1
=
2Dr
GÆ m,2
，
KÆ p,1
=
KÆ 2 p,2
【题 02】物理化学（上册）page388-题 6（复习题）
Page388-6 解：
（1）
K
Æ p
仅是温度的函数，
ççèæ
¶K
Æ p
¶p
÷÷øö
=
0
，即
K
Æ p
不随压力而变化。
（2）由
K
Æ p
与
Kx
的关系，
K
Æ p
=
Kx(
p pÆ
å K Æ
=
K
p
(
p
Æ
)
-ån
B
B
，其中 Dn =
nB = 2+1-2 =1
B
KÆ
=
Kp pÆ
= 29.0kPa 101.325kPa
= 0.286
DrGmÆ = -RT ln K Æ = -8.314 ´1000 ´ ln K Æ = 10.4kJ × mol -1
计算结果符合选项（B）。
【题
08】（《南指》p319）已知
ln K ¶p
x
÷÷øöT
< 0 ，增加系统的总压力， K x 减小，平衡向左移动。
（4）由
K
Æ p
=
pCO
/ pÆ × pH2 / pH2O / pÆ
pÆ
，在温度和总压力不变的条件下，增加 H 2O 的分
压，则 CO 和 H2 的分压亦增加，平衡向右移动。
（5）N2
为惰性气体，不参与反应。由
K
Æ p
改写为， ln K Æ = 4950.56 - 5.103 ； T
系统中各组分初始的质量分数换算为摩尔分数分别为 xH2 = 0.24、xCO2 = 0.11、
xCO = 0.25 和 xH2O = 0.40 而， Qp
=
pH 2 / pÆ × pCO2 / pÆ pCO / pÆ × pH 2O / pÆ
K
Æ f
与下述物理量中有关的是（）。 （A）系统的总压力 （C）温度
（B）催化剂 （D）惰性气体的数量
答案【 C 】
解：
K
Æ f
仅是温度的函数，与压力无关（page353）。选项（C）。
【题 05】（《南指》p319）反应 CO(g) + H2O(g) CO2 (g) + H2 (g) 在 873K，100kPa
)Dn
，取对数得
ln
K
Æ p
=
ln
Kx
+
Dn
ln
p
-
Dn
ln
pÆ
偏微分，
ççèæ
¶
ln K ¶p
Æ p
÷÷øöT
=
ççèæ
¶
ln K ¶p
x
÷÷øöT
+
Dn
ççèæ
¶
ln ¶p
p
÷÷øöT
-
Dn
ççèæ
¶
ln pÆ ¶p
÷÷øöT
=
0
则得，
ççèæ
¶
ln K ¶p
x
÷÷øöT
=
- Dn p
由题的反应计量方程式，得 Dn
下达化学平衡，当压力增至 5 000kPa 时，各气体的逸度因子为 g CO2 =1.90，
g H2 =1.10， g CO =1.23， g H2O =0.77，则平衡点将（）。
答案【 C 】
（A）向右移动 （B）不移动
（C）向左移动 （D）无法确定
解：
K
Æ f
仅是温度的函数，与压力无关。该题
Dn
【题 04】物理化学（上册）page388-题 9（复习题）
解：反应方程式为： A(s) === B(g) + 2C(g)
平衡时的离解压力为
p,则组分的平衡分压
pB
=
1 3
p，
pC
=
2 3
p。
K
Æ p
与离解压力
p
的关系为
K
Æ p
=
ççèæ
pB pÆ
÷÷øö ×ççèæ
pC pÆ
÷÷øö 2
=
1 3
p×
=
0 ，有 K p
=
K
Æ f
Kg
(page352)。
在低压时，近似为理想气体， Kg
=1，
K p,1
=
K
Æ f
。在高压时，计算得 Kg
=
1.90 ´1.10 1.23´ 0.77
=
2.2 ，K p,2
=
0.45K
Æ f
。比较得
K p,1
>
K p,2
，则平衡向左移动，选项（C）。
【题 06】（《南指》p319）在刚性密闭容器中，有下列理想气体反应达平衡
《南指》书上所给的结果是（A）。我计算的结果与（A）相差 2 个数量级，与其
它各选项结果差别较大。我的解题计算方法正确吗？（请同学们思考及讨论。）
【题 03】（《南指》p318）标准态的选择对某些物理量有影响的是下述几种物理
量中的（）。
答案【 C 】
（A） f , m, DrGmÆ
（B） m, m Æ , DA
r
H
Æ m
RT 2
（page362），因为
D
r
H
Æ m
>
0，
则有 d ln K Æ > 0 ，温度升高，平衡常数增大，有利于反应正向进行，选项（A）。 dT
第六章 II 填空题练习解答参考
【题 01】（《南指》p319）在 298K 时，反应 N2O4 (g)
2NO2 (g) 的
K
Æ p
=
0.1132 ，
FeO(
s)
+
C
(
s)
=
CO(
g
)
+
Fe(
s)
，反应的
D
r
H
Æ m
为正，
D
r
S
Æ m
为正（设
D
r
H
Æ m
和
D
r
S
Æ m
不随温度而变化），欲使反应正向进行，则一定（）。
答案【 A 】
（A）高温有利
（B）低温有利
（C）与温度无关
（D）与压力有关
解：由平衡常数与温度的变化关系 d ln K Æ dT
=
D
与
K
n
的关系，
K
Æ p
=
Kn(
p
p Æ n总
)
Dn
，取
对数得，
ln
K
Æ p
=
ln
Kn
+
Dn
ln
p
- Dn
ln
pÆ
-
Dn
ln n总
偏微分，
ççèæ
¶
ln
K
Æ p
¶n总
÷ö ÷øT , p
=
ççèæ
¶ ln Kn ¶n总
÷÷øöT , p
+
Dn ççèæ
¶ ln p ¶n总
÷÷øöT , p
-
Dn ççèæ
第六章答案简表
第六章 选择题练习 I 答案简表 题 01 D 题 02 A 题 03 C 题 04 C 题 05 C 题 06 C 题 07 B 题 08 A
第六章 I 选择题练习解答参考
【 题 01 】（《 南 指 》 p318 ） 在 温 度 T ， 压 力 p 时 ， 理 想 气 体 反 应
C2H6 (g)
pÆ) =
Kc (RT
/
pÆ ) ，则得， Kc Kx
=
p RT
，选项（D）.
【题 02】（《南指》p318）气相反应 A + B ==== 2C + D 在 298K，恒定容器内进行，
A 和 B 的初始分压分别为 101.325kPa，当反应达平衡后，A 和 B 的平衡分压均
为 1 ´101.325kPa ， 起 始 时 容 器 内 不 含 C 和 D ， 则 该 反 应 在 298K 时 的 3
¶ ln pÆ ¶n总
÷÷øöT , p
-
Dn
ççèæ
¶ ln n总 ¶n总
÷÷øöT , p
=
0
得，
ççèæ
¶
ln K ¶n总
n
÷÷øöT , p
=
Dn n总
，其中 Dn
=
2
-
1
>
0
，所以
ççèæ
¶
ln K ¶n总
n
÷÷øöT , p
> 0 ，增加 N2 的分
压，即为 n总 的增加， Kn 增大，平衡向右移动。
应的计量关系，则 C 和 D 的平衡分压分别为 4 pÆ 和 2 pÆ ，则
3
3
Kp
=
pC2 × pA ×
pD pB
=
(4 / 3)2 × (2 / 3) × pÆ3 (1/ 3) × (1/ 3) × pÆ2
=
32 3
pÆ
从 K Æ 与 K p 、 Kc 的关系： K Æ = K p ( pÆ )-Dn = Kc (RT / pÆ )Dn ，其中 Dn = 1，得，
当 DrGm < 0 时，反应自发向右进行；当 DrGm = 0 时，反应达到平衡；当
DrGm > 0 时，反应自发向左进行。
第六章 III 计算题练习（要求解析）
【题 01】物理化学（上册）page388-题 2（复习题） Page388-2 解：
（1）在 DrGm 中下标“m”的含义是 1 个单位（mol）的含义。
H 2 (g) + C2H 4 (g) 的平衡常数
Kc Kx
比值为（）。
答案【 D 】
（A） RT
（B） 1 RT
（C） RT p
（D） p RT
解：从 K Æ 与 K x 、 Kc 的关系： K Æ = K x ( p / pÆ )Dn = Kc (RT / pÆ )Dn ，其 Dn = 1，
得， K x ( p /
A(g) + B(g) C(g) ，若在恒容下加入一定量惰性气体，则平衡将（）。
答案【 C 】
（A）向右移动 （B）向左移动 （C）不移动
（D）无法确定
解：在恒容下加入一定量惰性气体，总压力增加，不影响反应组分的平衡分压，
该反应不发生移动。选项（C）。 【 题 07 】（《 南 指 》 p319 ） 在 温 度 为 1000K 时 的 理 想 气 体 反 应
4 9
p2
/
pÆ3
=
4 27
ççèæ
p pÆ
÷÷øö3
【题 05】物理化学（上册）page389-题 1
解: 由反应等温式
DrGm = -RT ln K Æ + RT ln Qp
（1）
要使反应能正向进行，要求 DrGm < 0 。其中， K Æ 是温度的函数，其为
lg K Æ = 2150 - 2.216 （为方便计算，改变为 ln 形式， ln x = ln10 × lg x ） T
RT = r × (1+ a ) × RT
V
V
M PCl5
（1）
p = 100kPa ，M PCl5 = 280.2 ´10-3 kg × mol -1 ，r = 2.695kg × m-3 ，T=523K 及 R 值代
入（1）式，计算得a =0.777 （0.776684）。
（2）计算
Kc /(mol × dm-3 ) 为（）。
答案【 A 】
（A）4.31×10-3 （B）8
（C）10.67
（D）16
解：
A + B ==== 2C + D
反应前：
pÆ
pÆ
0
0
达平衡：
1 pÆ 3
1 pÆ 3
4 pÆ 3
2 pÆ 3
pÆ = 101.325kPa 。当反应达平衡后，A 和 B 的平衡分压均为 1 pÆ ，按照化学反 3
（C） a, m Æ , DrGmÆ
（D） a, m,ççèæ
¶G ¶x
÷÷øöT , p,W f
=0
=
0
å 解：标准态的选择不同，活度 a 值不同，mÆ 值不同，由 DrGmÆ =
n
B
m
Æ B
，则
D r GmÆ
B
值不同。
【题
04】（《南指》p318）某实际气体反应的平衡常数用逸度表示为
K
Æ f
，则
பைடு நூலகம்Kc
=
Kp RT
=
(32 / 3) × pÆ ´1000 8.314 ´ 298
=
436.2mol × m-3
在反应系统中的某组分
B，
pB
=
cB RT
， cB
的量纲为 mol
×
m -3
=
mol 1000dm3
，则
Kc
=
436.2mol × m-3