第六章 化学平衡练习题说课材料

第六章化学平衡练习题第六章 化学平衡练习题解答练习6.1 反应的r m G ∆是(),/T p G ξ∂∂，它可表示为G －ξ图中的 线。

化学亲和势是 。

练习6.2 T 、p 及组成恒定时反应n 的摩尔反应吉布斯函数变r m G ∆与化学势的关系是 。

练习6.3 已知气相反应A(g)+B(g)D(g)−−→←−−在温度T 时的标准摩尔反应吉布斯函数变r m G ∆(T )，用r mG ∆(T )判断反应自动进行的方向和限度的条件是 。

练习6.4 如用化学亲和势判断反应的方向和程度的判式是 。

练习6.5 混合吉布斯自由能的定义是 ，化学反应通常不能进行到底的本质原因是 。

练习6.6 假设让反应能够进行到底，则使其反应在 中进行，使反应物和产物 。

讨论6-1 化学平衡的热力学条件是什么？它遵循什么原则？化学反应为何不能进行到底？怎样才能进行到底？ 练习6.7 p K 与p Q 与分压力的关系不同的地方在于 。

练习6.8 在298 K 时反应N 2O 4(g)=2NO 2(g)的p K = 0.1132，当242(N O )(NO )1kPa p p ==时反应将向 移动。

当24(N O )10kPa,p =p (NO 2)=1 kPa 时，反应将向 移动。

练习6.9 若用下列两个化学计量方程来表示合成氨的反应， （1）2233H (g)+N (g)2NH (g) r m,1G ∆ ，,1p K（2）22331H (g)+N (g)NH (g)22r m,2G ∆ ，,2p K 。

,1p K = ；r m,1G ∆ = 。

练习6.10 标准平衡常数与经验平衡常数的区别是 。

练习6.11 298.15 K 时，平衡C 6H 6（l ）C 6H 6（g ）的平衡常数 ，298.15 K 时苯的蒸汽压 。

（已知苯的正常沸点为80.15 ℃，它在10℃时的蒸汽压为5.96 kPa 。

）讨论6-2 Van t Hoff 等温方程有两种形式，哪种形式更严格？二者之间的差异如何？练习6.12 在温度T ，压力p 时，理想气体反应()()()26224C H g H g +C H g 的平衡常数c x K K 比值为 。

练习6.13 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 。

练习6.14 已知化学反应为A B BA+B νν0，试证明该反应的()()BAeqeq B A B A b K T x b νν≠⎛⎫= ⎪⎝⎭∏。

练习6.15 合成氨反应为3H 2（g ）＋N 2（g ）2NH 3（g ），所用反应物氢气和氮气的摩尔比为3:1，在673 K 、1000 kPa 压力下达成平衡，平衡产物中氨的摩尔分数为0.0385。

试求：该反应在该条件下的标准平衡常数。

练习6.16 K与pK 、fK 、aK的区别是 。

讨论6-3 标准平衡常数是如何定义的？它与平衡时的压力和浓度关系是不是标准平衡常数的定义式？它们的等式关系是否绝对成立？如果不成立，其差异何在？练习6.17 K 与平衡的压力的关系式中只出现气相的物质压力原因是 。

练习6.18 分解压是 ，解离压是 ，分解压和解离压的区别和联系是 。

练习6.19 设某分解反应为()()()A s B g +2C g →，若某平衡常数和解离压力分别为K ，p ，写出平衡常数与解离压力的关系式 。

练习6.20 373 K 时，()()()()323222NaHCO s Na CO s CO g H O g =++反应的0.231p K =。

（1）在 2310m - 的抽空容器中，放入0.1 mol ()23Na CO s ，并通入0.2 mol ()2H O g ，问最少需通入物质的量为多少的()2CO g ，才能使()23Na CO s 全部转化成()3NaHCO s ？（2）在373 K ，总压为101 325 Pa 时，要在()2CO g 及()2H O g 的混合气体中干燥潮湿的()3NaHCO s ，问混合气体中()2H O g 的分压应为多少才不致使()3NaHCO s 分解？讨论6-4 对于纯固相的反应有没有平衡问题？它们与纯物质之间有没有平衡常数的浓度表达式？练习6.21 试估计能否像炼铁那样，直接用碳来还原TiO 2(s),TiO 2(s)+C(s) ＝Ti(s)+CO 2( g)已知： ()1r m 2CO ,g 394.38kJ mol G -∆=-⋅, ()1f m 2CO ,g 852.9kJ mol G -∆=-⋅练习6.22 化学反应等温式r m r m =ln G G RT Q ∆∆+，当选取不同标准态时，反应的r m G ∆将 和Q 。

练习6.23 已知298.15 K ，水蒸气的标准摩尔生成吉布斯函数f m G ∆(H 2O ，g)＝－228.572 kJ ⋅mol -1。

在同样的温度下，反应2H 2O(g)2H 2(g)＋O 2(g)的标准平衡常数K ＝ 。

练习6.24 NH 3(g)制备HNO 3的一种工业方法，是将NH 3(g)与空气的混合物通过高温下的金属Pt 催化剂，主要反应为4NH 3(g)+5O 2(g)=4NO(g)+6H 2O(g)。

试计算1073 K 时的标准平衡常数。

设反应的r m H ∆不随温度而改变，所需要热力学数据从附录查询。

练习6.25 已知下列氧化物的标准生成自由能与温度的关系为: ()31r m 2CO 395410J mol G -∆=⨯⋅()()21r m MnO 38491074.48/K J mol G T -∆=-⨯+⋅,()()21r m CO 11631083.89/K J mol G T -∆=-⨯-⋅（1）试用计算说明在0.133 Pa 的真空条件下，用碳粉还原固态MnO 生成纯Mn 及CO(g)的最低还原温度是多少？（2）在(1)的条件下，用计算说明还原反应能否按下列方程式进行？MnO(s)+C(s)=2 Mn(s)+ CO 2(g).讨论6-5 用r m G ∆判断反应方向的前提条件是什么？K 的计算有几种方法？Ellingham 图有何用途？练习6.26 对于实际气体温度对K 的影响是 ，对K 的随温度的变化趋势是 。

练习6.27 已知FeO(s)+C(s)=CO(g)+Fe(s)，反应的r m H ∆为正，（设r m H ∆随温度而变化），欲使反应正向进行，则 有利。

练习6.28 某反应的r m H ∆与T 的关系为r m H ∆/(J ⋅mol -1)＝83.145T /K －0.83145，则此反应的dln /d K T ＝ 。

练习6.29 实际气体反应CO(g)+H 2O(g)=CO 2(g)+H 2(g)在873 K 、100 kPa 下达化学平衡，当压力增至5000 kPa 时，各气体的逸度系数为：2(CO ) 1.90ϕ=，2(H ) 1.10ϕ=，(CO) 1.23ϕ=，2(H O)0.77ϕ=，K ϕ= ，p K变 ，则平衡点将 移动。

练习6.30 对于理想气体反应CH 4(g) + 2O 2(g)CO 2(g) + 2H 2O(g)，在恒温下，增加反应系统的总压力，而使系统的体积变小，这时 2CO y 。

练习6.31 在刚性密闭容器中，有下列理想气体反应达平衡A(g)+B(g)=C(g)，若在恒温下加入一定量惰性气体，则平衡将 。

练习6.32 在T ＝380 K ，总压p ＝2.00 kPa 下，反应C6H 5C 2H 5(g)C 6H 5C 2H 3(g) ＋H 2(g)的平衡系统中，加入一定量的惰性组分H 2O(g)，则反应的标准平衡常数 ；C 6H 5C 2H 5(g)的平衡转化率 ；C 6H 5C 2H 3(g)的摩尔分数6523C H C H y 。

讨论6-6 温度、压力、浓度和惰性气体对化学平衡移动的影响体现在哪几个方面？练习6.33 甲烷，水蒸气为1:5的混合气体，在600 ℃，101.325 MPa 下通过催化剂，以生产合成氨用的氢气。

设同时发生如下反应：CH 4(g)＋H 2O(g) → CO(g)＋3H 2(g) 10.589K =，CO(g)＋H 2O(g) → CO 2(g)＋H 2(g)2 2.21K =，求平衡组成。

练习6.34 已知反应 (1)32322(s)(NaHCO Na CO H O(g))CO (g)s +=+ 31r m (1)[129.110334.2(/K)] J mol G T -∆=⨯-⋅ (2)43322NH HCO (s)=NH (g)+H O(g)+CO (g) 31r m (2)476.4(/K)] J mol G T -∆⨯-⋅=[171.510试回答：（a ）在298 K ，当3NaHCO (s)，23Na CO (s)和43NH HCO (s)平衡共存时3NH (g)的3NH p 是多少？（b ）当35NH 0.510 Pa p =⨯，欲使三者平衡共存，需T 为多少？若T 超过此值，物相将发生何种变化？讨论6-7 在同时平衡的反应系统计算中，主要需要考虑的是什么？练习6.35 反应Fe 2O 3(s)+2CO(g)2Fe(s)+3CO 2(g)，在不同温度时的K 如下：T /K373.15 523.15 1273.15K11001000.0721在1393.15 K 时，反应2 CO 2(g)2CO(g)+O 2(g)的K 为1.4×10-12，则在1393.15 K 时，在含有Fe 2O 3的容器中，O 2的分压应该多大才能阻止Fe 2O 3变为Fe ？练习6.36 在723K 时，将0.10 mol H 2(g)和0.20 mol CO 2(g)通入抽空的瓶中，发生如下的反应：(1) H 2(g)+ CO 2(g)＝CO(g)+ H 2O(g)，平衡后瓶中的总压为50.66 kPa ，经分析知共中水蒸气的摩尔分数为0.10。

今在容器中加入过量的氧化钴CoO(s)和金属钴，在容器中又增加了如下两个反应：(2) CoO(s)+ H 2(g) ＝ Co(s)+ H 2O(g)；(3) CoO(s)+ CO(g) ＝Co(s)+ CO 2(g)。

经分析知容器中的水蒸气的摩尔分数为0.30.试分别计算这三个反应用摩尔分数表示的平衡常数。

讨论6-8 耦合反应和同时平衡反应有无区别？耦合反应的真正用途是什么？练习6.37 在T ＝600 K ，总压p ＝3×105 Pa 下，反应A(g)＋B(g)2D(g) 达平衡时，各气体物质的量之比为nA /n B＝n B /n D ＝1，则此反应的r m S ∆＝( )；r m G ∆＝( )；()r m 1823K 45489.0kJ mol G -∆= ⋅＝( )。