第五章化学平衡

第五章 化学平衡 考研辅导题答案

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1、化学反应体系的ΔrGmθ是指（ B ）。天津工业2006

A 、 反应体系处于平衡状态下，体系G 的改变量；

B 、由标准状态下各自独立的反应物变为标准状态下各自独立的产物，Δξ=1mol 假想变化中体系G 的改变量；

C 、与ΔrGm 有相同的物理含义及数值；

D 、总压力为101.325kPa 下，Δξ=1mol 的化学反应体系G 的改变量。 2、根据某一反应的ΔrGmθ，下列（ D ）不能确定。浙江工业2005

A 、 标准状态下，反应自发变化的方向；

B 、在ΔrGmθ下所对应的平衡位置；

C 、在标准状态下，系统所能做的最大非膨胀功；

D 、提高温度反应速率的变化趋势。 3、摩尔反应吉布斯函数变∆rGm 不仅是___T__ 的函数，而且还是__P__ 的函数。在G-ξ曲

线上的最低点处∆rGm__=0_，此点即为系统的平衡点。在平衡点的左边∆rGm<0_；在平衡点的右边∆rGm_>0__。

4、在恒T 、恒P 、非体积功为零的条件下，某反应的△G 负值很大，表明该反应进行的程度

大，反应速度也快 （ 错 ）

5、在 中， 是化学反应达到平衡时的摩尔吉布斯函数的变化值。 （ 错 ）

6、在T 、P 条件下化学反应2A(g)+B(g)⇔3C(g)自发地由反应物变为产物，则反应体系中化学势之间应满足( A )

A 、 2μA+μ

B >3μ

C B 、2μA+μB <3μC C 、2μA+μB=3μC

D 、 μA+μB >μC 7、在恒T ，恒P ，非体积功为零的条件下，反应2O3 =3O2在任何温度下都能自发进行，这说明该反应的（ C ）

A 、 △H>0△S>0

B 、△H>0 △S<0

C 、△H<0 △S>0

D 、△H<0 △S<0 8. 若某一化学反应的ΣνBμB <0，那该反应能自发向正反应方向进行，此叙述能成立的条件是体系处于（ C ）

A 、等温

B 、等压.等温

C 、等温等压，除膨胀功外无其它功

D 、等温无非膨胀功

9、化学反应CaCO3=CaO+CO2,在某温度下若将CO2的压力保持在这样一个值，使得

µ(CaCO3 )> µ(CaO) + µ(CO2),则CaCO3将_分解_.

10、恒温恒压下，某反应的 =5kJ/mol ，无法判断该反应是否自发。 （ 对 ）

θθK RT G m r ln -=∆θ

m r G ∆θ

m r G ∆

11、反应器中盛有液态Sn 和SnCl 2，相互溶解度可以忽略，在900 K 通入总压为101.325 kPa

的H 2—Ar 混合气体。H 2与SnCl 2起反应，实验测出逸出反应器的气体组成是：50% H 2，7% HCl ，43% Ar(均为体积分数)，试问在反应器中气相与液相达到平衡没有?

已知： H 2＋Cl 2==== 2HCl(g) Θ

∆m r G ＝(-188289-13.134Ｔ)J·mol -1

Sn (l)＋Cl 2==== SnCl ２ (l) Θ

∆m r G ＝(-333062＋118.4Ｔ)J·mol -1

解：反应：

H 2＋Cl 2==== 2HCl(g) (1)

Θ

∆m1

r G = -188289－13.134×900= -200109.6 J=-200110J

Sn (l)＋Cl 2==== SnCl 2 (l) (2)

Θ

∆m2

r G = -333062＋118.4×900= -226502 J

SnCl 2(l) +H 2(g)= Sn (l)＋2HCl(g) (3)

Θ

∆m3

r G =？

由（1）－（2）得（3）：

∴Θ

∆m3r G = -200110-（-226502）= 26392 J lnK 3Θ=-26392/（8.314×900）=-3.5271 K 3Θ=2.94×10-2

J P =(P HCl /P Θ)2/(P H2/P Θ)=0.072/（0.5）= 9.8×10-5

∵ K Θ与 J P 相差很远

∴ 未达平衡。

12、反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)在973K 时压力平衡常数Kp=0.71，若各物质分压为CO 100kPaH2O 50kPa,CO2和H2各10kPa ，则反应（ A ）浙江工业2003 A 、向右进行 B 、向左进行 C 、处于平衡 D 、反应方向难确定

13、某反应A(s) == Y(g) + Z(g)的ΔrGm 与温度的关系为ΔrGm = (－45000＋110 T/K)J ·mol-1，

在标准压力下，要防止该反应发生，温度必须 ( A )

A 、高于136 ℃

B 、低于184 ℃

C 、高于184 ℃

D 、低于136 ℃ 14、在T = 600K ，总压p = 3×105Pa ，反应A(g) + B(g)= 2D(g)，达平衡时，各气体物质的量

之比为n A/n B = n B/n D =1，则此反应的 （ 0 ）； （ 0 ） （ 1 ） r m G ∆=r m G

θ

∆=K θ=

15、

16、Ag 可能受到H2S(g)的腐蚀，发生下列反应H2S(g)+2Ag(s)=Ag2S(s)+H2(g)

25℃,将Ag(s)放到总压为p θ的H2与H2S 混合气体中，求在什么浓度下H2S 不使Ag 腐

蚀。已知此温度下 分别为Ag2S(s)=-40.25kJ/mol ，H2S=-32.93kJ/mol 解：

得p(H2S)≤4.96kPa

所以混合气体中H2S 的摩尔分数应低于x(H2S) ≤0.0496

17、反应 MgO(s)＋H 2O(g)=== Mg(OH)2(s)， Θ

∆m r G ＝(-46024＋100.42Ｔ) J·mol -1，

试问：(1)在298 K 、相对湿度64%的空气中MgO(s)是否会水解成Mg(OH)2(s)?

(2)在298 K ，为避免MgO 的水解，允许的最大相对湿度为多少? 已知298 K 时水的饱和蒸气压为2338 Pa 。 解： (1) MgO(s)＋H 2O(g)=== Mg(OH)2(s)

οrGm ∆=-46024+100.42T=-46024+100.42×298=-16098.8 J·mol -1

相对湿度 RH=P H2O /P’H2O =0.64 P H2O =0.64 P’H2O =0.64×2338=1496.3 Pa

rGm ∆=οrGm ∆+RTln(P o /P H2O )=-16098.8+8.314×298ln(100000/1496.3) =-5687.6 J·mol -1 rGm ∆<0 故 MgO(s)会水解

(2) rGm ∆=ο

rGm ∆+RTln （P o /P H2O ）≥0

-16098.8+8.314×298ln(100000/ P H2O ) ≥0 ln P H2O ≤5.015， P H2O ≤150.66

即相对湿度 RH= P H2O /P’H2O =150.66/2338=0.0644=6.44%

18、潮湿的Ag ２CO 3在383 K 时于空气流中干燥，为防止分解，空气中CO 2的分压应为多少?

已查得有关热力学数据如下：

Θ

m

S /(J·mol -1·K -1)

Θ

∆m

f H /(J·mol -1)

m

,p C /(J·mol -1·K -1)

θm f G ∆)

2()2(100ln 1015.298314.893.3225.40)

()

(ln

)()(/)(/)(ln

)()(0

ln 322222222S H p S H p S H p H p RT S H G S Ag G p S H p p H p RT S H G S Ag G J RT G G m f m f m f m f p m r m r -⨯⨯⨯++-=+∆-∆=+∆-∆=≥+∆=∆-θ

θθ

θ

θ

θ

θ