合肥工业大学-物理化学习题-第五章、化学平衡合并
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00-7-15
B. 低温稳定
C. 根据题给条件尚不能判断
1
C 时可 4 理想气体反应A + B = 2C 在一定温度T 下进行, 当___ 以用rGm(T) 直接判断反应的方向. A. 任意压力和组成 B. 总压100kPa, xA = xB = xC = 1/3 C. 总压300kPa, xA = xB = xC = 1/3 D. 总压400kPa, xA = xB =1/4, xC = 1/2 5 分解反应 A(s) = B(g) + 2C(g) 的平衡常数 Kp与分解压 p 的关 系为 ____. C A. Kp = 4p3 B. Kp = p2 C. Kp = 4p3/27 D. Kp = 3p C 6 真实气体的标准平衡常数Kf与 ______ 无关. A. 标准态
= 1.01325B
G 100 － G 101 = － B RTln1.01325
K100 ( p )
B B
K p (100kPa) K p (101 kPa)
B
B B
Kp Kp
B
K101 ( p )
00-7-15
B. 无法判断
C. 向右移动
D. 向左移动
4
1 判断下列说法的正误: (1)恒温恒压下的反应, rGm > 0时就不能进行._______________ 错;仅是不能自发 (2)所有标准平衡常数都是无量纲的. _______________________ 对 (3)化学反应亲和势愈大, 反应趋势愈强, 反应速率愈快._______ 错 (4)平衡常数因条件变化而改变, 则化学平衡一定发生移动; 但平 衡的移动则不一定是由于平衡常数的改变. ____________ 对 2 判断下列说法的正误: (1)气相反应的平衡常数Kp只与温度有关.___________________ 错;须是理想气体反应 (2)化学反应处于平衡态时, rGm = 0. _____________________ 错, 应是 rGm = 0 (3)K = 1的反应, 在标准态下可以达到平衡. ________________ 对, 此时rGm = 0 对 (4)确定条件下化学反应只有一个平衡态, 标准态却可选择.____ 3 影响K大小的因素有 ______; 温度 影响化学平衡状态的因素有 温度, 压力, 反应物配比, 惰性气体等 ________________________________.
8 对恒温恒压不做非体积功的反应系统, 若 rG D m > 0, 则___. A. 反应不能正向进行 B. 反应能正向进行 C. 须用rGm 判断反应限度后才知反应方向 D. 当Ja < K 时仍能正向进行
9 影响化学反应标准平衡常数的因素有 _____. A A. 温度
00-7-15
求标准平衡常数
2NOBr(g) 平衡pB /Pa x
=
2NO(g) 26306－x
+ Br2(g) 11241－x/2
总压p /Pa ＝30823 = x + (26306－x) + (11241－x/2) 得 x = 13448
B 2 1 p ( NO ) p( B r2 ) K K p p 2 p p( NO Br) ( 26306 x ) 2 (11241 x / 2) 0.04129 5 2 10 x
00-7-15 7
例 101.325kPa和100kPa分别是以前和现在所选定的标准压力, 相应地标准平衡常数K101与K100, 及标准摩尔反应吉布斯函数 G
101
标准压力与标准平衡常数 与 G 大小均不同. 对理想气体反应0 = B, 试证:
100
B
K
100 / K
101
G G r m r m RT ln J p 6 化学反应等温方程为__________________________;
dlnK r H m 范特霍夫等压方程为____________________. dT RT 2
00-7-15
6
7 下列对化学反应的rGm的各种理解是否正确: 错 (1) rGm是反应开始至平衡之间的摩尔Gibbs函数的增量._____ 错 (2)对指定温度和压力下的某反应, rGm具有定值. _______ (3)在恒温恒压反应的任一进度, 系统的Gibbs函数随反应进度 对 的变化率(折合1mol反应引起的G)即是该进度的rGm. ____ (4) rGm等于反应在一定进度时各反应物质的化学势与其计量 对 系数(反应物取负)乘积的代数和. ____ (5)化学反应等温方程中的压力商Jp(或活度商Ja)与rGm都随反 对 应进度的增大而不断变化._______ (6) rGm的正负反映出相应时刻的Jp与K的相对大小. _______ 对 (7) rGm愈负, 表明此时反应趋势愈强, 反应速率愈快.______ 错 错 (8) rGm的大小与各反应物质的标准态的选择有关. _______ 对 (9) rGm的大小与计量系数的大小有关. _____ (10) rGm可用来判断反应的方向和限度. _____ 错
求标准平衡常 数
G1 0 ; G2 = 0 ; G3 = RTln(p /p ) = 8.314 J · K 1 · mol1×298.15Kln(100/16.59) = 4.45×103J ·mol1 25℃时CH3OH(g)的f Gm = (－166.23 + 4.45 ) kJ· mol1 =－161.8 kJ· mol1 25℃时所求反应的 rGm =－109.91－(－161.8) kJ· mol1 = 51.87 kJ· mol1 则 K = exp(－rGm /RT) = 8.2×1010 10
B. 逆向进行 C. 达到平衡 D. 方向不能确定
11 在某温度下, 一密闭刚性容器内PCl5 (g)达到分解平衡, 若往 此容器中充入氮气使系统压力增大一倍(此时气体仍可按 C 理想气体处理), 则PCl5(g)的离解度将____. A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 视温度而定
12 反应 CO(g) + H2O(g) = CO2(g) + H2(g) 在600, 100kPa达到平 衡后, 将压力增大到5000kPa, 这时各气体的逸度系数 f CO2 = 1.09, f H2 =1.10, f CO = 1.23, f H2O = 0.77. 这时平衡点 将____. D A. 保持不变
rGm = G1+G4 =－228580 J· mol1
1 228580J mol K e xp 1 1 8.134J K mol 298K
8
例 将一个容积为1.0547dm3的石英容器抽空, 在温度为297.0K时 导入NO直至压力为24136Pa. 然后再引入0.7040g溴, 并升温到 323.7K, 达到平衡时压力为30823Pa. 求323.7K时下列反应的K 2NOBr(g) = 2NO(g) + Br2(g)
p0 (NO) 24136 (323.7 / 297.0)Pa 26306Pa n(Br2 ) RT 0.7040 8.314 323.7 p0 (Br2 ) Pa 11241 Pa 3 V 159.8 1.0547 10
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4 反应 CaCO3(s) = CaO(s) +CO2(g) 在常温下分解压不为零, 古代大理石建筑能够留存至今而不瓦解倒塌的原因是 _________________________________________________. 空气中CO2(g)的分压已超过了CaCO3(s)的平衡分解压 5 指出下列等式成立的条件: (1)BB = 0. ________________________ 处于平衡态的多组分系统 (2)理想气体反应, K = Kp = Kx . _________ B = 0 (3)真实气体反应, K = Kp(p)－ B. _____________________ 逸度系数商为1( K= 1) _ (4)溶液中反应, K = Kx . _______________________ 活度系数商为1( Kf = 1)
00007715153300007715154410反应cs1929kjmol1为101325kpa气相组成是h70ch10的条件下上述反应11在某温度下一密闭刚性容器内pclg达到分解平衡若往此容器中充入氮气使系统压力增大一倍此时气体仍可按理想气体处理则pcl12反应cog在600100kpa达到平衡后将压力增大到5000kpa这时各气体的逸度系数077
9
例 已知25℃时CH3OH(l), HCHO(g)的f Gm分别为－166.23 kJ· mol1 , －109.91 kJ· mol1 , 且CH3OH(l)的饱和蒸气压力为 16.59 kPa. 设CH3OH(g)服从理想气体状态方程, 试求反应 CH3OH(g) = HCHO(g) + H2(g) 在25℃的标准平衡常数. CH3OH(l) 25℃, p G1 CH3OH(l) G CH3OH(g) G3 CH3OH(g) 2 25℃, p* 25℃, p* 25℃, p
第五章、化学平衡
1 若化学反应严格遵循系统的 “ G - ” 曲线进行, 则该反应 在______ 进行着热力学可逆过程. A A. 曲线的最低点 C. 曲线上的每一点 B. 最低点的左侧 D. 曲线外的某一点
2 反应 2NO + O2 = 2NO2的rHm < 0 , 当此反应达平衡后, 若 C 要使平衡向产物方向移动, 可以_____. A. 升温升压 B. 升温降压 C. 降温升压 D. 降温降压 3 某固体恒温恒压下分解产生气体, 此过程吸热, 试问此固体的 热稳定性如何? _____ B A. 高温稳定
求标准平衡 kJ· mol 常数 ห้องสมุดไป่ตู้ 又知水在298 K时的蒸气压力为3370 Pa, 则反应
例 水在298 K时的标准摩尔生成吉布斯函数为－237.14
1
H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(g) 的 K(298 K)为多少? 恒温298K下 H2(g) rGm 100kPa (1/2)O2(g) 100kPa G1 =－237.14 kJ· mol1 H2O (l) 100kPa H2O (g) 100kPa G4 H2O (g) 3 370 Pa G4 = RTln(p /p) = 8.314 J· mol1 1 105 ×298 K ln 3370 = 8400 J· mol1
K 100 100k Pa K 101 101 k Pa
101 100
因
rGm RT ln K
rG100 rG101 RT ln(K100 / K101 ) ( B )RT ln1.01325
B. 压力
C. 反应物配比
D. 惰性气体
3
10 反应 C(s) + 2H2(g) = CH4(g) 在1000K时的 rG m = 19.29 kJmol－1 . 当总压为101.325kPa, 气相组成是H270%, CH4 20%, N210%的条件下, 上述反应_____. B
A. 正向进行
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B. 温度
C. 压力
D. 平衡组成
2
7 对反应式(1) A + B = 2C 和 (2) (1/2)A + (1/2)B = C, 在相同条 件下存在关系 _____. B A. G = 2 ; = K (1) K (2) G (2) r m r m (1) 2 B. rG m (1) = 2 rG m (2); K (1) = {K (2) } 2 C. rG m (1) = rG m (2) ; K (1) = {K (2)} D. rG m (1) = rG m (2) ; K (1) = K (2)
B. 低温稳定
C. 根据题给条件尚不能判断
1
C 时可 4 理想气体反应A + B = 2C 在一定温度T 下进行, 当___ 以用rGm(T) 直接判断反应的方向. A. 任意压力和组成 B. 总压100kPa, xA = xB = xC = 1/3 C. 总压300kPa, xA = xB = xC = 1/3 D. 总压400kPa, xA = xB =1/4, xC = 1/2 5 分解反应 A(s) = B(g) + 2C(g) 的平衡常数 Kp与分解压 p 的关 系为 ____. C A. Kp = 4p3 B. Kp = p2 C. Kp = 4p3/27 D. Kp = 3p C 6 真实气体的标准平衡常数Kf与 ______ 无关. A. 标准态
= 1.01325B
G 100 － G 101 = － B RTln1.01325
K100 ( p )
B B
K p (100kPa) K p (101 kPa)
B
B B
Kp Kp
B
K101 ( p )
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B. 无法判断
C. 向右移动
D. 向左移动
4
1 判断下列说法的正误: (1)恒温恒压下的反应, rGm > 0时就不能进行._______________ 错;仅是不能自发 (2)所有标准平衡常数都是无量纲的. _______________________ 对 (3)化学反应亲和势愈大, 反应趋势愈强, 反应速率愈快._______ 错 (4)平衡常数因条件变化而改变, 则化学平衡一定发生移动; 但平 衡的移动则不一定是由于平衡常数的改变. ____________ 对 2 判断下列说法的正误: (1)气相反应的平衡常数Kp只与温度有关.___________________ 错;须是理想气体反应 (2)化学反应处于平衡态时, rGm = 0. _____________________ 错, 应是 rGm = 0 (3)K = 1的反应, 在标准态下可以达到平衡. ________________ 对, 此时rGm = 0 对 (4)确定条件下化学反应只有一个平衡态, 标准态却可选择.____ 3 影响K大小的因素有 ______; 温度 影响化学平衡状态的因素有 温度, 压力, 反应物配比, 惰性气体等 ________________________________.
8 对恒温恒压不做非体积功的反应系统, 若 rG D m > 0, 则___. A. 反应不能正向进行 B. 反应能正向进行 C. 须用rGm 判断反应限度后才知反应方向 D. 当Ja < K 时仍能正向进行
9 影响化学反应标准平衡常数的因素有 _____. A A. 温度
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求标准平衡常数
2NOBr(g) 平衡pB /Pa x
=
2NO(g) 26306－x
+ Br2(g) 11241－x/2
总压p /Pa ＝30823 = x + (26306－x) + (11241－x/2) 得 x = 13448
B 2 1 p ( NO ) p( B r2 ) K K p p 2 p p( NO Br) ( 26306 x ) 2 (11241 x / 2) 0.04129 5 2 10 x
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例 101.325kPa和100kPa分别是以前和现在所选定的标准压力, 相应地标准平衡常数K101与K100, 及标准摩尔反应吉布斯函数 G
101
标准压力与标准平衡常数 与 G 大小均不同. 对理想气体反应0 = B, 试证:
100
B
K
100 / K
101
G G r m r m RT ln J p 6 化学反应等温方程为__________________________;
dlnK r H m 范特霍夫等压方程为____________________. dT RT 2
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7 下列对化学反应的rGm的各种理解是否正确: 错 (1) rGm是反应开始至平衡之间的摩尔Gibbs函数的增量._____ 错 (2)对指定温度和压力下的某反应, rGm具有定值. _______ (3)在恒温恒压反应的任一进度, 系统的Gibbs函数随反应进度 对 的变化率(折合1mol反应引起的G)即是该进度的rGm. ____ (4) rGm等于反应在一定进度时各反应物质的化学势与其计量 对 系数(反应物取负)乘积的代数和. ____ (5)化学反应等温方程中的压力商Jp(或活度商Ja)与rGm都随反 对 应进度的增大而不断变化._______ (6) rGm的正负反映出相应时刻的Jp与K的相对大小. _______ 对 (7) rGm愈负, 表明此时反应趋势愈强, 反应速率愈快.______ 错 错 (8) rGm的大小与各反应物质的标准态的选择有关. _______ 对 (9) rGm的大小与计量系数的大小有关. _____ (10) rGm可用来判断反应的方向和限度. _____ 错
求标准平衡常 数
G1 0 ; G2 = 0 ; G3 = RTln(p /p ) = 8.314 J · K 1 · mol1×298.15Kln(100/16.59) = 4.45×103J ·mol1 25℃时CH3OH(g)的f Gm = (－166.23 + 4.45 ) kJ· mol1 =－161.8 kJ· mol1 25℃时所求反应的 rGm =－109.91－(－161.8) kJ· mol1 = 51.87 kJ· mol1 则 K = exp(－rGm /RT) = 8.2×1010 10
B. 逆向进行 C. 达到平衡 D. 方向不能确定
11 在某温度下, 一密闭刚性容器内PCl5 (g)达到分解平衡, 若往 此容器中充入氮气使系统压力增大一倍(此时气体仍可按 C 理想气体处理), 则PCl5(g)的离解度将____. A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 视温度而定
12 反应 CO(g) + H2O(g) = CO2(g) + H2(g) 在600, 100kPa达到平 衡后, 将压力增大到5000kPa, 这时各气体的逸度系数 f CO2 = 1.09, f H2 =1.10, f CO = 1.23, f H2O = 0.77. 这时平衡点 将____. D A. 保持不变
rGm = G1+G4 =－228580 J· mol1
1 228580J mol K e xp 1 1 8.134J K mol 298K
8
例 将一个容积为1.0547dm3的石英容器抽空, 在温度为297.0K时 导入NO直至压力为24136Pa. 然后再引入0.7040g溴, 并升温到 323.7K, 达到平衡时压力为30823Pa. 求323.7K时下列反应的K 2NOBr(g) = 2NO(g) + Br2(g)
p0 (NO) 24136 (323.7 / 297.0)Pa 26306Pa n(Br2 ) RT 0.7040 8.314 323.7 p0 (Br2 ) Pa 11241 Pa 3 V 159.8 1.0547 10
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4 反应 CaCO3(s) = CaO(s) +CO2(g) 在常温下分解压不为零, 古代大理石建筑能够留存至今而不瓦解倒塌的原因是 _________________________________________________. 空气中CO2(g)的分压已超过了CaCO3(s)的平衡分解压 5 指出下列等式成立的条件: (1)BB = 0. ________________________ 处于平衡态的多组分系统 (2)理想气体反应, K = Kp = Kx . _________ B = 0 (3)真实气体反应, K = Kp(p)－ B. _____________________ 逸度系数商为1( K= 1) _ (4)溶液中反应, K = Kx . _______________________ 活度系数商为1( Kf = 1)
00007715153300007715154410反应cs1929kjmol1为101325kpa气相组成是h70ch10的条件下上述反应11在某温度下一密闭刚性容器内pclg达到分解平衡若往此容器中充入氮气使系统压力增大一倍此时气体仍可按理想气体处理则pcl12反应cog在600100kpa达到平衡后将压力增大到5000kpa这时各气体的逸度系数077
9
例 已知25℃时CH3OH(l), HCHO(g)的f Gm分别为－166.23 kJ· mol1 , －109.91 kJ· mol1 , 且CH3OH(l)的饱和蒸气压力为 16.59 kPa. 设CH3OH(g)服从理想气体状态方程, 试求反应 CH3OH(g) = HCHO(g) + H2(g) 在25℃的标准平衡常数. CH3OH(l) 25℃, p G1 CH3OH(l) G CH3OH(g) G3 CH3OH(g) 2 25℃, p* 25℃, p* 25℃, p
第五章、化学平衡
1 若化学反应严格遵循系统的 “ G - ” 曲线进行, 则该反应 在______ 进行着热力学可逆过程. A A. 曲线的最低点 C. 曲线上的每一点 B. 最低点的左侧 D. 曲线外的某一点
2 反应 2NO + O2 = 2NO2的rHm < 0 , 当此反应达平衡后, 若 C 要使平衡向产物方向移动, 可以_____. A. 升温升压 B. 升温降压 C. 降温升压 D. 降温降压 3 某固体恒温恒压下分解产生气体, 此过程吸热, 试问此固体的 热稳定性如何? _____ B A. 高温稳定
求标准平衡 kJ· mol 常数 ห้องสมุดไป่ตู้ 又知水在298 K时的蒸气压力为3370 Pa, 则反应
例 水在298 K时的标准摩尔生成吉布斯函数为－237.14
1
H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(g) 的 K(298 K)为多少? 恒温298K下 H2(g) rGm 100kPa (1/2)O2(g) 100kPa G1 =－237.14 kJ· mol1 H2O (l) 100kPa H2O (g) 100kPa G4 H2O (g) 3 370 Pa G4 = RTln(p /p) = 8.314 J· mol1 1 105 ×298 K ln 3370 = 8400 J· mol1
K 100 100k Pa K 101 101 k Pa
101 100
因
rGm RT ln K
rG100 rG101 RT ln(K100 / K101 ) ( B )RT ln1.01325
B. 压力
C. 反应物配比
D. 惰性气体
3
10 反应 C(s) + 2H2(g) = CH4(g) 在1000K时的 rG m = 19.29 kJmol－1 . 当总压为101.325kPa, 气相组成是H270%, CH4 20%, N210%的条件下, 上述反应_____. B
A. 正向进行
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B. 温度
C. 压力
D. 平衡组成
2
7 对反应式(1) A + B = 2C 和 (2) (1/2)A + (1/2)B = C, 在相同条 件下存在关系 _____. B A. G = 2 ; = K (1) K (2) G (2) r m r m (1) 2 B. rG m (1) = 2 rG m (2); K (1) = {K (2) } 2 C. rG m (1) = rG m (2) ; K (1) = {K (2)} D. rG m (1) = rG m (2) ; K (1) = K (2)