化学平衡热力学习题练习

化学平衡热力学
练习
1.下列说法对吗？为什么？
(1)任何反应物都不能百分之百地变为产物，因此，反应进度永远小于 1。

(2)对同一化学反应，若反应计量式写法不同，则反应进度应不同。

但与选用反应式中何种物质的量
的的变化来进行计算无关。

(3)化学势不适用于整个化学反应体系，因此，化学亲合势也不适用于化学反应体系。

提示
2.从G～ξ函数图证明：对于的理想气体反应，体系实际的G～ξ曲线的最低点应在区
域。

3.下列说法是否正确？为什么？
(1)因为，所以就是标准态下的平衡常数。

(2)的数值不但与温度（和方程式写法）有关，还与标准态的选择有关。

(3)当，反应一定不能自行。

(4)对理想气体的化学反应，当温度一定时，有定值，因此其平衡组成不变。

(5)复相反应中，平衡常数的表达式中并没有出现凝聚相的分压成浓度项，因此，计算此类反应的
只需考虑参与反应的气相物质。

(6)对 Hg(l)＋S(s)＝Hg(s) 反应，因有平衡限制，因此，Hg(l)无法全部参与反应。

提示
4.有 1mol 的 N2和 3mol 的 H2混合气在400℃ 通过催化剂达平衡，平衡压力为，分析 NH3的摩
尔分数是 0.0044，求K p、K c、K x。

提示
5.将固体 NH4I 迅速加热到 308.8K，测得其蒸气压为 3.666×104Pa，在此温度气态 NH4I 实际上完全分
解为 NH3和 HI，因此测得的蒸气压等于 NH3和 HI 分压之和。

如果在每一段时间内保持这个温度不变，则由于 HI 按下式分解：
而使 NH4I(s)上方的压力增大。

已知HI的分解反应在 308.8K 时的=0.127，试计算达到平衡后，固体 NH4I 上方的总压。

提示
6.实践证明，两块没有氧化膜的光滑洁净的金属表面紧靠在一起时，它们会自动地粘合在一起。

假定外
层空间的气压为1.013×10-9Pa，温度的影响暂不考虑，当两个镀铬的宇宙飞船由地面进入外层空间
对接时，它们能否自动地粘合在一起。

已知 Cr2O3(s)的＝-1079kJ·mol-1，设外层空间的温度为
298K，空气的组成与地面相同。

从以上计算结果，你能否解释为什么铁匠在粘合两块烧红的钢铁之前往往先将烧红的钢铁迅速地在酸性泥水中浸一下。

提示
7.在 1000K，时，p＝101.326kPa 反应
的＝19397J·mol-1。

现有与碳反应的气体，其中含有 CH410%，H280%，N210%（体积百分数）。

试问：
(1)上述条件下，甲烷能否生成？
(2)在同样温度下，压力须增加到若干，上述反应才可能进行？提示
8.以下说法是否正确？为什么？
(1)用物理方法测定平衡常数，所用仪器的响应速度不必太快。

(2)一定温度下，由正向或逆向反应的平衡组成所测得的平衡常数应相等。

(3)若已知某气相生成反应的平衡组成，则能求得产物的。

(4)任何情况下，平衡产率均小于平衡转化率。

提示
9.试证明：在一定温度和压力下发生的 PCl3的分解反应，只须测定平衡时混合气体的密度就可以求知
平衡常数了。

10.某弱酸 HA 在水溶液中的电离平衡为
试设计一测定其电离常数的实验方法。

提示
11.把一个容积为 1.0547dm3 的石英器抽空，并导入一氧化氮，直到压力在 297.0K 时达 24.14kPa 为
止，将一氧化氮在容器中冻结，然后再引入 0.7040g 的溴，并使温度升高到达 323.7K，当达到平衡时，压力为 30.82kPa ，求在 323.7K 时反应 2NOBr(g)＝2NO(g)＋Br2(g) 的平衡常数K p。

（容器的热膨胀略去不计）提示
12.将氨基甲酸铵放在一个抽空的容器中，氨基甲酸铵下式分解：
20.8℃ 达到平衡，容器内压力为 0.0871。

在另一次实验中，除氨基甲酸铵外，同时还通入氨气，
使氨的原始分压达到 0.1228。

若平衡时尚有过量固相存在，求各气体分压及总压。

提示
13.将 10 克 Ag2S 与617℃，1.013×105Pa，1dm3的氢气相接触，直至平衡。

已知此反应在617℃ 时的
平衡常数＝0.278。

(1)计算平衡时 Ag2S 和 Ag 各为若干克？气相平衡混合物的组成如何？
(2)欲使 10 克 Ag2S 全部被 H2还原，试问最少需要617℃，1.013×105Pa 的 H2多少立方分
米？提示
14.指出下面说法中的错误
(1)由于公式中的是代表平衡特征的量，所以就是反应处于平衡时的。

(2)与反应进度有关，根据公式
则也与反应进度有关。

(3)在一定温度下，实验测得＝1，因此，＝0 这说明参与反应的所有物质均处于标准
态。

提示
15.已知 298.15K 时，反应
的＝-228.57kJ·mol-1。

298.15K 时水的饱和蒸气压为 3.1663kPa，水的密度为997kg·m-3。

求298.15K 下反应
的。

提示
16.闪锌矿(ZnS)在 1700K 高温干燥空气中焙烧时，出口气含 SO2的体积分数Y(SO2)＝70%，试判断焙烧
产物是 ZnO 还是 ZnSO4。

已知 1700K，101.325kPa 时各物质的摩尔生成吉布斯自由焓为：
ZnO(s) ZnSO4SO2(g) SO3(g)
-181.167 -394.551 -291.625 -233.886
17.提示
19.银可能受到 H2S(g的腐蚀而发生下面的反应：
今在 298.15K 和下，将银放在等体积的 H2和 H2S 组成的混合气中。

(1)试问银是否可能发生腐蚀？
(2)在混合气中，硫化氢的物质的量分数低于多少才不致发生腐蚀？
已知：298.15K 时，Ag2S(s) 和 H2S(g) 的分别为 -40.26kJ·mol-1和 -33.02kJ·mol-1。

提示
20.出土文物青铜器编钟由于长期受到潮湿空气及水溶性氯化物的作用，生成了粉状铜锈，经鉴定含有
CuCl、Cu2O 及 Cu2(OH)3Cl。

有人提出，其腐蚀反应的可能途径是：
即 Cu2(OH)3Cl 可通过（1）+（2）及（3）两种途径生成。

试用热力学方法分析上述看法是否正确。

提示
21.葡萄糖＋磷酸＝葡萄糖-6-磷酸 (1)
(1)＝17.16kJ·mol-1
H2O＋PEP＝丙酮酸＋磷酸 (2)
(1)＝-55.23kJ·mol-1
PEP 为磷酸烯醇式丙酮的缩写，它是葡萄糖代谢的关键性中间产物。

H2＋ATP＝ADP＋Pi (3)
(3)＝-30.54kJ·mol-1
试指出如何耦合，以利于 ATP 的合成。

22.(1)应用路易斯-伦道尔规则及逸度因子图，求在250℃、200下合成甲醇反应
的 Kr；
(2)已知250℃ 时上述反应的＝25.784kJ·mol-1，求此反应的；
(3)原料气以化学计量比在上述条件下达平衡时，求混合物中甲醇的摩尔分数。

提示
23.293.2K 时 O2在水中的亨利系数k m＝3.93×10-6kPa·kg·mol-1，求 303.2K 时空气中 O2在水中的溶
解度。

已知 293～303K 之间 O2在水中的溶解热为 -13.04kJ·mol-1。

提示
24.石灰石分解反应
在不同温度时的平衡总压如下：
t/700 760 800 830 870 900
P/0.040 0.128 0.257 0.395 0.690 1.050
设反应的与温度无关。

求：
(1)反应的；
(2)与T的函数关系式；
(3)CaCO3(s)的分解温度。

25.298K 时，已知反应的＝31.9，＝-9.2，
＝-9.2。

今欲在117℃ 下让含有 CO2的空气流过潮湿的 Ag2CO3使之干燥，试问为避免分解，空气中 CO2的分压应为多少？提示
26.将 6% SO2、12% O2（摩尔百分数）与惰性气体混合，在 101kPa 下进行反应。

试问在什么温度下，反
应达到平衡时有 80% 的 SO2转变为 SO3？提示
27.将4.4gCO2在1000时通入一只体积为1c/m3的装有过量固体碳的烧瓶中，从而达到如下平衡
CO2+C(s)=2CO(g) 已知平衡时气体的密度相当平均分子量等于36时的密度。

(1)试计算平衡压力和K
(2)如果通入一定的惰性气体He直到总量增加一倍，CO的平衡量将如何变化？
(3)若代之加入He使总质不变，而使烧瓶的体积增加一倍，CO的平衡量又将如何？
(4)若(1)中实际上有1.2gC(s)，为使平衡时只留痕量的碳，这时需加入多少摩尔CO2?
(5)若温度增加10，其平衡常数Kp增加一倍，请问该反应的等于多少？提示
28.(1)反应 CO2(g)＋C(s)＝2CO(g)的平衡结果如下：
T/K p总/kPa 摩尔分数X CO2
1073 260.40 26.45%
1173 233.10 6.92%
29.(2)计算 1173K 时反应 2CO2(g)＝2CO(g)＋O2(g)的及。

已知该反应的＝1.25×10-16，
1173K 时碳的燃烧焓＝-390.66kJ·mol-1。

提示
31.已知反应
2NaHCO3(s)＝Na2CO3(s)＋H2O(g)＋CO2(g) (1)
NH4HCO3(s)＝NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g) (2)
有人设想在25℃ 时，利用 NaHCO3(s)、Na2CO3(s) 与 NH4HCO3(s) 共同放在一个密闭容器中，以使NH4HCO3(s) 免受更大分解。

试分析这种设想能否成立？提示
32.上世纪大气中 CO2(g)的含量大大增加，预期今后将继续增加，有人预测，到 2020 年大气中 CO2(g)
的分压可达到大约4.40×10-4。

有关热力学数据如下：
25℃ 下，下，CO2(g)（在水中）的亨利常数是0.0343mol·dm-3/
/kJ·mol-1/kJ·mol-1
CO2(aq) -386.2 -412.9
H2O(l) -237.2 -285.8
HCO3-(aq) -587.1 -691.2
H+(aq) 0.0 0.0
33.
(1)计算下列反应的平衡常数
34.
(2)计算 2020 年溶解在与大气平衡的蒸馏水中的 CO2的浓度（以mol·dm-3为单位）；
(3)计算(2)溶液中的 pH 值；
(4)计算 CO2(aq) 和 H2O 反应的焓变。

(5)若 CO2和 H2O 的反应已达平衡，溶液的温度升高，而溶解的 CO2的浓度不变，则溶液的 pH 是升
高或降低？提示
35.
测试Ⅰ
选择题(共15小题,每题2分)
1.反应，当 O2(g)因反应消耗了 0.2mol 时，反应进
度ξ为
A. 0.2mol
B. 0.1mol
C. 0.4mol
D. 无法确定
2.化学反应若严格遵循体系的"摩尔吉布斯"自由能--反应进度（即G～ξ）
曲线进行，则该反应在
A. 曲线的最低点
B. 曲线上的每一点
C. 最低点与起点或终点之间的某一侧
D. 曲线以外某点进行着热力学可逆过程
3.有一理想气体反应 A＋B＝2C，在某一定温度下，按下列条件之一可以用
直接判断反应方向和限度：
A. 任意压力和组成
B. 总压 303.975kPa，
C. 总压 101.325kPa，
D. 总压 405.300kPa，
4.已知反应 2NH3＝N2＋3H2在等温条件下，标准平衡常数为 0.25，那么，
在此条件下，氨的合成反应的标准平衡常数为：
A. 4
B. 0.5
C. 1
D. 2
5.在温度为T，压力为p时，反应 3O2(g)＝2O3(g)的K p与K x的比值为
A. RT
B. p-1
C. (RT)-1
D. p
6.对于理想气体间反应，以各种形式表示的平衡常数中，其值与温度和压力
皆有关系的是
A. K a
B. K c
C. K p
D. K x
7.真实气体反应的平衡常数K f的数值与下列因素中的哪一个无关？
D. 体系的平衡组A. 标准态 B. 温度 C. 压力
成
8.在T、p恒定下，化学反应达到平衡时，下列式子何者不一定成立？
A. ＝0
B.
C. D.
9.理想气体反应，若压缩使其体积减小，则体系颜色
A. 变深
B. 不变
C. 变淡
D. 无法确定
10.理想气体反应，和K p之间的关系是
A. B.
C. D.
11.对于任一化学反应，下列式子正确的是
A. B.
C. D.
12.对于气相反应，当体系总压力p变化时，
A. 对无影响
B. 对K r无影响
C. 对无影响
D. 对均无影响
13.理想气体化学反应 A(g)＝C(g)＋D(g)，在恒温下增大总压时，反应物转
化率
A. 增大
B. 减少
C. 不变
D. 不能确定
14.反应 2NO＋O2＝2NO2的负值，当此反应达到平衡时，若要使平衡向
产物方向移动，可以采用
A. 升温升压
B. 升温降压
C. 降温升压
D. 降温降压
15.对于实际气体反应体系，下列式子正确的是
A. B.
C. D.
测试Ⅱ
选择题(共15小题,每题2分)
1.在一定温度下，(1)Kn，(2)，(3)，(4)四个量中，不
随化学反应体系压力及组成而改变的量是：
A. (1)(3)
B. (3)(4)
C. (2)(4)
D. (2)(3)
2.等温等压下，化学反应发生 1mol 反应所引起体系吉布斯函数变化值
的条件是
A. 反应物、产物均处于标准态
B. 反应达到平衡
C. 反应物完全转变为产物
D. 无穷大量的体系中发生了 1mol 反应
3.假设 CO2(g)＋H2(g)＝CO(g)＋H2O(g)为理想气体反应，则之
间的关系是
A. B.
C. D.
4.气相反应 2NO＋O2＝2NO2在27℃ 时的与之比值约为
A. 4×10-4
B. 4×10-3
C. 2.5×103
D. 2.5×102
5.已知 718K 时 Ag2O(s)的分解压力为 20.9743MPa，则此时分解反应
的为
A. -9.865kJ·mol-1
B. -15.96kJ·mol-1
C. -19.73kJ·mol-1
D. -31.83kJ·mol-1
6.气相反应 A＋B＝2L＋M，在25℃ 下和恒定容器内进行，最初 A 和 B 各
为 101.325kPa，而没有 L 和 M，平衡时 A 和 B 均为，
则该反应的K c/mol·dm-3为：
A. 8
B. 16
C. 10.67
D. 0.435
7.理想气体反应，问增加平衡产率的条件是
A. 降低温度
B. 提高温度
C. 提高压力
D. 等容下加入惰性气体
8.在温度 117～237℃ 区间得出甲醇脱氧反应的平衡常数与温度关系为：。

该反应在此温度区间的为
A. 38.247
B. -38.247
C. 88.082
D. -88.082
9.某反应的，该反应的转折温度
为
A. 300K
B. 309K
C. 400K
D. 无法确定
10.在标准状态下，红辰砂α－HgS 与黑辰砂β－HgS 的转化反应：
，其，则在 373K 时
A. α－HgS 较β－HgS 稳定
B. 反应达到平衡
C. β－HgS 较α－HgS 稳定
D. 无法判断
11.PCl3的分解反应是 PCl5(g)＝PCl3(g)＋Cl2(g)。

在 473K 达平衡时，PCl3
有 48.5% 分解，在 573 达到平衡时，有 97% 分解，则此反应为
A. 放热反应
B. 不吸热也不放热
C. 吸热反应
D. 无法确定
12.反应 CO(g)＋H2O(g)＝CO2(g)＋H2(g)在600℃、100kPa 下达到化学平衡，
当压力增大到 5000kPa 时各气体的逸度因子为：
则平衡点
A. 向右移动
B. 向左移动
C. 不移动
D. 无法判断
13.在刚性密闭容器中，有下列理想气体的反应达到平衡
A(g)＋B(g)＝C(g)
若在恒温下加入一定量的惰性气体，则平衡将
A. 向右移动
B. 向左移动
C. 不移动
D. 无法确定
14.反应 C(s)＋2H2(g)＝CH4(g)在 1000K 时的。

当总压为
101kPa，气相组成是：H2 70%、CH4 20%、N2 10% 的条件下，上述反应
A. 正向进行
B. 逆向进行
C. 平衡
D. 无法定
15.下列反应，若恒温下增大总压，哪一个反应平衡向生成产物方向移动？
A.
B.
C.。