物理化学习题第四章化学平衡.docx
高中化学选修4--化学平衡习题及答案解析
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高中化学选修4--化学平衡习题及答案解析高中化学选修 4-化学平衡习题及答案解析一、单选题1、可逆反应 N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g),在容积为 10L 的密闭容器中进行,开始时加入 2mol N₂和 6mol H₂,达平衡时,NH₃的浓度不可能达到()A 01mol/LB 02mol/LC 005mol/LD 015mol/L答案:B解析:假设 2mol N₂和 6mol H₂完全反应,生成 4mol NH₃,则NH₃的浓度为 04mol/L。
但这是一个可逆反应,不可能完全反应,所以 NH₃的浓度一定小于 04mol/L。
而 02mol/L 接近完全反应时的浓度,所以不可能达到。
2、一定条件下,将 NO₂与 SO₂以体积比 1:2 置于密闭容器中发生反应:NO₂(g) + SO₂(g) ⇌ SO₃(g) + NO(g) ,下列能说明反应达到平衡状态的是()A 体系压强保持不变B 混合气体颜色保持不变C SO₃和 NO 的体积比保持不变D 每消耗 1mol SO₃的同时生成 1mol NO₂答案:B解析:A 选项,该反应是一个气体分子总数不变的反应,压强始终不变,所以压强不变不能说明达到平衡状态。
B 选项,混合气体颜色不变,说明 NO₂的浓度不变,反应达到平衡状态。
C 选项,SO₃和 NO 都是生成物,且按照 1:1 生成,无论是否平衡,体积比始终保持不变,不能说明达到平衡。
D 选项,消耗 1mol SO₃的同时生成 1mol NO₂,都表示的是逆反应,不能说明正逆反应速率相等,不是平衡状态。
3、对于可逆反应:2A(g) + B(g) ⇌ 2C(g) △H < 0,下列各图正确的是()答案:A解析:A 选项,温度升高,平衡逆向移动,C 的百分含量降低,图像正确。
B 选项,增大压强,平衡正向移动,A 的转化率应该增大,图像错误。
C 选项,使用催化剂,只能改变反应速率,不能改变平衡状态,平衡时 C 的百分含量不变,图像错误。
高中化学选修4--化学平衡习题及答案解析
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第 三 节 化 学 平 衡 练 习 题一、选择题1.在一个密闭容器中进行反响: 2SO(g) +O 2(g)2SO 3(g)已知反响过程中某一时辰, SO 2、O 2、SO 3 分别是 0.2mol/L 、0.1mol/L 、0.2mol/L ,当反响达到均衡时,可能存在的数据是()A .SO 2为 0.4mol/L ,O 2 为 0.2mol/LB .SO 2为 0.25mol/LC .SO 2、SO 3(g) 均为 0.15mol/LD .SO 3(g) 为 0.4mol/L2 .在必定温度下,可逆反响A(g)+3B(g)2C(g) 达到均衡的标记是()A. C 生成的速率与 C 分解的速率相等B. A 、B 、C 的浓度不再变化C. 单位时间生成 n molA ,同时生成 3n molBD. A 、B 、C 的分子数之比为 1:3:23.可逆反响 H (g)+I 2(g)2HI(g) 达到均衡时的标记是()2A. 混淆气体密度恒定不变B. 混淆气体的颜色不再改变C. H 2、I 2、HI 的浓度相等D. I 2 在混淆气体中体积分数不变4.在必定温度下的定容密闭容器中,取必定量的A 、B 于反响容器中,当以下物理量不再改变时,表示反响: A(s)+2B(g)C(g)+D(g) 已达均衡的是()A .混淆气体的压强B .C .C 、D 的物质的量的比值D .气体的总物质的量5.在一真空密闭容器中,通入必定量气体 A .在必定条件下,发生以下反响:2A(g)B(g) + x C(g) ,反响达均衡时,测得容器内压强增大为 P %,若此时 A 的转化率为 a %,以下关系正确的选项是( )A .若 x=1,则 P >aB .若 x=2,则 P <aC .若 x=3,则 P=aD.若 x=4,则 P ≥a6.密闭容器中,用等物质的量 A 和 B 发生以下反响: A(g)+2B(g)2C(g) ,反响达到均衡时,若混淆气体中A 和B 的物质的量之和与C 的物质的量相等,则这时 A 的转变率为()A .40%B .50%C .60%D.70%7.在 1L 的密闭容器中通入 2molNH 3,在必定温度下发生以下反响: 2NH 3 N 2+3H 2,达到均衡时,容器内 N 2 的百分含量为 a%。
物理化学《化学平衡》习题及答案
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物理化学《化学平衡》习题及答案选择题1.下面的叙述中违背平衡移动原理的是(A) 升高温度平衡向吸热方向移动 (B) 增加压力平衡向体积缩小的方向移动(C) 加入惰性气体平衡向总压力减少的方向移动 (D) 降低压力平衡向增加分子数的方向移动答案:C 。
加入惰性气体平衡向总压力增大的方向移动2.要使一个化学反应系统在发生反应后焓值不变, 必须满足的条件是(A) 温度和内能都不变 (B) 内能和体积都不变 (C) 孤立系统 (D) 内能, 压力与体积的乘积都不变答案:D 。
因ΔH =ΔU +Δ(pV )3.在等温等压下,当反应的∆r G m ∃ = 5kJ ·mol -1时,该反应能否进行?(A) 能正向自发进行 (B) 能逆向自发进行 (C) 不能判断 (D) 不能进行答案:C 。
应该用∆r G m 判断而不是∆r G m ∃ 。
4.已知反应 2NH 3 = N 2 + 3H 2,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1/2 N 2 + 3/2 H 2 = NH 3 的标准平衡常数为: (A) 4 (B) 0.5 (C) 2 (D) 1 答案:C 。
5.反应 2C(s) + O 2(g) ←→ 2CO(g),其∆r G m ∃ /(J ·mol -1) = -232600 - 167.7T /K ,若温度升高,则:(A) ∆r G m ∃ 变负,反应更完全 (B) K p ∃ 变大,反应更完全 (C) K p ∃ 变小,反应更不完全 (D )无法判断 答案:C6.对于气相反应,当体系总压力p 变化时(A) 对K f ∃ 无影响 (B) 对K r 无影响 (C) 对K p ∃ 无影响 (D) 对K f ∃ 、K r 、K p ∃ 均无影响答案:A 。
理想气体的K p ∃ 不受压力的影响而真实气体的K p ∃ 将随压力而变。
7.理想气体反应CO(g)+2H 2(g) = CH 3OH(g)的∆r G m ∃与温度T 的关系为:∆r G m ∃ = -21660+52.92T ,若要使反应的平衡常数K p ∃ >1,则应控制的反应温度: (A) 必须低于409.3℃ (B) 必须高于409.3K (C) 必须低于409.3K (D) 必须等于409.3K 答案:C8.某化学反应在298K 时的标准吉布斯自由能变化为负值,则该温度时反应的K p ∃将是: (A)K p ∃= 0 (B) K p ∃ < 0 (C) K p Θ > 1 (D) 0 < K p ∃ < 1 答案:C 。
物理化学《化学平衡》习题及答案
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物理化学《化学平衡》习题及答案选择题1.下面的叙述中违背平衡移动原理的是(A) 升高温度平衡向吸热方向移动 (B) 增加压力平衡向体积缩小的方向移动(C) 加入惰性气体平衡向总压力减少的方向移动 (D) 降低压力平衡向增加分子数的方向移动答案:C 。
加入惰性气体平衡向总压力增大的方向移动2.要使一个化学反应系统在发生反应后焓值不变, 必须满足的条件是(A) 温度和内能都不变 (B) 内能和体积都不变 (C) 孤立系统 (D) 内能, 压力与体积的乘积都不变答案:D 。
因ΔH =ΔU +Δ(pV )3.在等温等压下,当反应的∆r G m ∃ = 5kJ ·mol -1时,该反应能否进行?(A) 能正向自发进行 (B) 能逆向自发进行 (C) 不能判断 (D) 不能进行答案:C 。
应该用∆r G m 判断而不是∆r G m ∃ 。
4.已知反应 2NH 3 = N 2 + 3H 2,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1/2 N 2 + 3/2 H 2 = NH 3 的标准平衡常数为: (A) 4 (B) 0.5 (C) 2 (D) 1 答案:C 。
5.反应 2C(s) + O 2(g) ←→ 2CO(g),其∆r G m ∃ /(J ·mol -1) = -232600 - 167.7T /K ,若温度升高,则:(A) ∆r G m ∃ 变负,反应更完全 (B) K p ∃ 变大,反应更完全 (C) K p ∃ 变小,反应更不完全 (D )无法判断 答案:C6.对于气相反应,当体系总压力p 变化时(A) 对K f ∃ 无影响 (B) 对K r 无影响 (C) 对K p ∃ 无影响 (D) 对K f ∃ 、K r 、K p ∃ 均无影响答案:A 。
理想气体的K p ∃ 不受压力的影响而真实气体的K p ∃ 将随压力而变。
7.理想气体反应CO(g)+2H 2(g) = CH 3OH(g)的∆r G m ∃与温度T 的关系为:∆r G m ∃ = -21660+52.92T ,若要使反应的平衡常数K p ∃ >1,则应控制的反应温度: (A) 必须低于409.3℃ (B) 必须高于409.3K (C) 必须低于409.3K (D) 必须等于409.3K 答案:C8.某化学反应在298K 时的标准吉布斯自由能变化为负值,则该温度时反应的K p ∃将是: (A)K p ∃= 0 (B) K p ∃ < 0 (C) K p Θ > 1 (D) 0 < K p ∃ < 1 答案:C 。
(完整版)化学平衡练习题及答案
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化学平衡练习题一、是非题,以下各题的表达可否正确,对的画√错的画×1、 对于理想气体反应,等温等容下增加惰性组分时平衡不搬动。
( )O2、指定状态下的r G或B B 就是定温定压下G ~ 曲线上某一点切线的斜率。
()B3、化学反应达到平衡时,反应的摩尔吉布斯函数 r G m =0。
()4、恒 T 、p 、W ˊ=0 下,化学反应的平衡条件为: rGmB B 0 。
()5、某一反应在等温等压且可是体积功的条件下 rGm0 ,则该反应不能够正向进行。
( )6、理想气体化学反应A( g)B( g)C ( g) ,在恒温下增大总压时,反应物转变率将增大。
( )7、对理想气体反应: 0 =B B ,在定温定压下当 B >0 时,随着惰性气体的加入而平衡向右搬动。
()8、由 r G =-RTlnK ,因为 K 是平衡常数,所以 r G是化学反应达到平衡时的摩尔吉布斯函数变化值。
()9、等温等压且不涉及非体积功条件下,所有吸热且熵减小的反应,均不能够自动发生。
( )10、 对于B的理想气体反应,等温等压下增加惰性组分时平衡不搬动。
( )B11、标准平衡常数变了,平衡必然会搬动。
反之,平衡搬动了,标准平衡常数必然会改变。
()(χeq) Bx12、对理想液态混杂物中的反应,标准平衡常数 K ( T )≈ B。
( )BK 13、任何一个化学反应都能够用标准摩尔吉布斯函数来判断反应的方向。
()14、某反应的平衡常数是一个不变的常数。
( )15、在必然温度和压力下, 某反应的 r G 0,所以要采纳合适的催化剂, 使反应得以进行。
()二、选择题1、温度高升时,固体氧化物的分解压力(分解反应是吸热反应):( )。
( 1)降低;(2)增大;( 3)恒定;(4)无法确定。
12、 HgO(s)的标准摩尔生成吉布斯函数f G为 - 58.52 kJ ·mol -1,其分解反应为: 2HgO(s) == 2Hg(l) + O 2(g),HgO(s)在 298K 的分解压力是:( )。
物理化学第四章 化学平衡(重要例题)
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rGm(1) rGm(2) rGm(3)=0 rGm(4)0
得: H2 (g)+ 1/2O2(g)=H2O(l)
∴ rGm = rGm (1)+ rGm(2)+ rGm(3)+ rGm(4)
= rGm(1)+ rGm(2)+ 0+0 其中 rGm(2)=RTln(p/p) = –8.584 kJmol-1
2、通过盖斯定律从已知反应的rGm 求未知反应的 rGm ;
3、实验测定平衡时组成求K ;
4、定义式rGm = rHm – TrSm (查表) 其中rHm = ifHm,i rSm = iSm,i
5、标准电动势rGm = – nFE ;
例1 求298K时反应H2(g)+ 1/2O2(g)=H2O(l)的K
aG
g eq
aH
h eq
aA
a eq
aB
b eq
K :(标准平衡常数)无量纲,仅是温度的函数
则 rGm =i i = – RTln K
范特霍夫(Van’t Hoff )等温方程。
令
a i i
Qa
i
(活度商)
i i =i i + RTln Q a
rGm = rGm + RTln Qa
已知298K时H2O (g)的fHm = – 241.8 kJmol-1 ;H2
(g)、O2(g)、H2O(g)的标准熵值Sm分别为130.6,
205.0, 188.7 J K-1 mol-1 ; 水的蒸气压为3.17 kPa
解:先求反应 H2 (g)+ 1/2O2(g)=H2O(g)
物理化学答案——第四章_化学平衡习题解答[1]
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第四章 化学平衡一、基本公式和内容提要 1. 化学反应的方向和限度(1)反应系统的吉布斯自由能和反应进度反应进行过程中,A 和B 均各以纯态存在而没有相互混合,则在反应进度为ξ时反应体系的总吉布斯自由能G *为:G * = n A μA * + n B μB * = (1-ξ)μA * +ξμB * = μA * +ξ(μB * -μA *)对于封闭体系在定温定压下在反应实际进行过程中,A 和B 是不可能以纯态存在的。
它们是混合在一起的,因此还存在混合吉布斯自由能△mix G 。
△mix G = RT (n A lnX A + n B lnX B ) = RT [(1-ξ)ln(1-ξ) + ξlnξ](2)化学反应标准平衡常数理想气体的化学反应()()()()aA g bB g gG g hH g −−→++←−− bB a A hH gG P P P P P P P P )/()/()/()/(θθθθ= e )--(1θθθθμμμμB A H G b a h g RT-+= 常数 = K θK θ称为标准平衡常数。
(3)化学反应的等温方程式(a )对任意反应达平衡时:△r G m θ = -RTlnK θ△r G m θ是指产物和反应物均处于标准态时,产物的吉布斯自由能和反 应物的吉布斯自由能总和之差,称为反应的“标准吉布斯自由能变化”。
(b )反应在定温定压条件下△r G m = △r G m θ+ RT ln Q p上式称为范特霍夫(Vait Hoff) 等温方程。
(c )依据吉布斯自由能函数可判断反应进行的方向,在温度、压力一定的条件下:RT ln Q a < RTlnK θ Q a <K θ △r G m <0 反应正向自发进行 若 RT ln Q a >RTlnK θ Q a >K θ △r G m >0 反应逆向自发进行若 RT ln Q a = RTlnK θ Q a = K θ △r G m =0 反应达平衡 2. 反应的标准吉布斯自由能变化 (1)化学反应的△r G m 与△r G m θ(a )在一定温度和压力为p θ下,任何物质的标准态化学势μi θ都有确定值,所以任何化学反应的△r G m θ都是常数;(b )△r G m 不是常数,在一定T ,p 下,它与各物质的活度(分压、浓度)等有关,即与Q a 有关;(c )在定温定压条件下0W '=时,△r G m 的正负可以指示化学反应自发进行的方向,在定温下△r G m θ的正负通常不能指示反应进行的方向,根据公式△r G m = △r G m θ+ RT ln Q p ,但当△r G m θ的数值很大时,也可用其值估计反应的方向。
物理化学第四章化学平衡练习题及答案教案资料
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第四章 化学平衡练习题一、判断与问答题:1.反应的吉布斯函数变就是反应产物与反应物之间的吉布斯函数的差值。
2.在恒定的温度和压力条件下,某化学反应的∆r G m 就是在一定量的系统中进行1mol 的 化学反应时产物与反应物之间的吉布斯函数的差值。
3.因为m r G ∆= -RT ln K ,所以m r G ∆是平衡状态时的吉布斯函数变化。
4.m r G ∆是反应进度的函数。
5.在等温等压条件下,∆r G m > 0的反应一定不能进行。
6.∆r G m 的大小表示了反应系统处于该反应进度ζ时反应的趋势。
7.任何一个化学反应都可以用m r G ∆来判断其反应进行的方向。
8.在等温、等压、W’ = 0的条件下,系统总是向着吉布斯函数减小的方向进行。
若某化 学反应在给定条件下∆r G m < 0,则反应物将完全变成产物,反应将进行到底。
9.在等温、等压不作非体积功的条件下,反应的∆ r G m < 0时,若值越小,自发进行反应 的趋势也越强,反应进行得越快。
10.某化学反应的∆ r G m 若大于零,则K 一定小于1。
11.理想气体反应 A + B = 2C ,当p A = p B = p C 时,m r G ∆的大小就决定了反应进行方向。
12.标准平衡常数的数值不仅与方程式的写法有关,而且还与标准态的选择有关。
13.在给定温度和压力下发生的PCl 5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。
14.因 K = f (T ),所以对于理想气体的化学反应;当温度一定时,其平衡组成也一定。
15.若已知某气相生成反应的平衡组成,则能求得产物的m r G ∆。
16.温度T 时,若K = l ,说明这个反应在此温度,压力为100kPa 的条件下已达到平衡。
17.一个已达平衡的化学反应,只有当标准平衡常数改变时,平衡才会移动。
18.因K = ∏(a B ν),所有化学反应的平衡状态随化学反应计量系数而改变。
物理化学 4第四章 化学平衡
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第四章 化学平衡内容提要1、反应进度反应进度描述了化学反应体系的状态,反应进度的变化表示为: Δξ=B∨∆Bn (4-1)当ξ =1时,就表示按给定的反应式进行了一个完整反应,也称发生了一个单位反应。
对于同一反应方程式,可以用任一反应物或任一产物表示反应进度ξ,与物质的选择没有关系;当化学反应方程式的写法不同时,反应进度ξ的数值不同。
2、吉布斯自由能变在等温等压、W '=0时,一定组成、无限大量的体系中,体系的吉布斯自由能随反应进度而改变的变化率表示为:Δr G m =P T ∂∂,)(ξG=∑νB μB (4-2) Δr G m 是反应系统在任意情况下的吉布斯自由能变化,是强度性质,与体系物质的量无关,单位为 J/mol 或kJ/mol 。
对同一反应来讲,Δr G m 的具体数值与化学方程式的写法有关。
Δr G m 值可以表明反应的自发方向和进行趋势的大小,具有化学反应推动力的含义。
当Δr G m <0时,反应物化学势高,反应能自发地由左向右进行; 当Δr G m >0时,产物化学势高,反应不能自发地由左向右进行; 当Δr G m =0时,产物和反应物的化学势相等,反应体系处于平衡状态。
在温度T 时,把物质的化学势µ B=OB μ + RTlna B代入式(4-2),得:Δr G m =∑νB OB μ + RTlnQa(4-3)3、化学平衡的条件化学平衡的条件为:等T 、等P 、W '=0 时, Δr G m =p T G,)(ξ∂∂=∑νB μB =0 (4-4) 4、化学平衡常数在一定条件下,当化学反应达到平衡时,产物活度的计量系数次方幂的乘积与反应物活度的计量系数次方幂的乘积的商为一常数,称为化学平衡常数(equilibrium constant)。
标准平衡常数(standard equilibrium constant) 表示反应所能达到的最大限度,单位是1,用OK(上角标“Ө”表示处于标准态)表示,也称为热力学平衡常数,表达式为:OK = (Q a )eq = (d Da A r Rg G a a a a ⋅⋅)eq (4-5)O K 越大,则反应进行的程度越大。
大学物理化学化学平衡课后习题及答案
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1.PC∣5的分解反应PC∣5(g) == PCI3(g)+C∣2(g)在473 K达到平衡时PC∣5(g)有48∙5%分
解,在573 K达到平衡时,有97%分解,则此反应是()
(1)吸热反应;(2)放热反应;
(3)反应的标准摩尔焓变为零的反应;
(4)在这两个温度下标准平衡常数相等的反应。
2.设反应aA(g ) == yY(g)+zZ(g),在101.325 kPa、300 K下,A的转化率是600 K的2
倍,而且在300 K下系统压力为101 325 Pa的转化率是2×101 325 Pa的2倍,故可推断该 反应()
(1)标准平衡常数与温度,压力成反比;
(2)是一个体积增加的吸热反应;
(iii)C(石墨)+O2(g)=CO2(g),△rGm,iii=(-394.0-0.84×0-3T∕K)kJ mol-1
8
3.已知下列反应在373K时,K =1.25×0
CO(g)+Cl2(g)=COCl2(g)
(1)已知上述反应的厶rSm(373k)=-125.52J mo∙-1K-1,求COCl2(g)的解离反应在373K下的△rHm=___;
化学平衡课后习题
、是非题
下列各题中的叙述是否正确?正确的在题后括号内画“√∖错误的画“X”。
1.某一反应在定温、定压且无非体积功的条件下,当该反应的.■:rGm<0时,则该反应能
正向进行。()
2.如果某一化学反应的ArHi:::0,该反应的K随着温度升高而减小。()
3.对理想气体反应:0 =[b'∙.bB,在定温定压下当[b'∙.b>0时,随着惰性气体的加入而平 衡向左移动。()
大学物理化学化学平衡课后习题及答案
![大学物理化学化学平衡课后习题及答案](https://img.taocdn.com/s3/m/84e5822403020740be1e650e52ea551810a6c9bc.png)
大学物理化学化学平衡课后习题及答案化学平衡课后习题一、是非题下列各题中的叙述是否正确?正确的在题后括号内画“”,错误的画“”。
1.某一反应在定温、定压且无非体积功的条件下,当该反应的r G m<0时,则该反应能正向进行。
()2.如果某一化学反应的r H0,该反应的K 随着温度升高而减小。
()3.对理想气体反应: 0 =B B B,在定温定压下当 B B>0时,随着惰性气体的加入而平衡向左移动。
()4.对理想气体反应: 0 =B B B,在定温定压下当 B B>0时,随着惰性气体的加入而平衡向左移动。
(9.如果某一化学反应的r H不随温度变化,那么其r S也不随温度变化,但是其r G却与温度有关。
()5.对于真实气体混合物的反应,该反应的标准平衡常数K仅仅是温度的函数。
()二、选择题选择正确答案的编号,填在各题后的括号内:1. PCl5的分解反应PCl 5(g) == PCl 3(g) + Cl 2 (g) 在 473 K 达到平衡时PCl 5(g) 有 48.5%分解,在 573 K 达到平衡时,有97 %分解,则此反应是()( 1)吸热反应;(2)放热反应;(3)反应的标准摩尔焓变为零的反应;(4)在这两个温度下标准平衡常数相等的反应。
2. 设反应 aA(g ) == yY(g) + zZ(g), 在 101.325 kPa、 300 K 下,A 的转化率是600K 的 2倍,而且在300 K 下系统压力为101 325 Pa 的转化率是2× 101 325 Pa 的 2 倍,故可推断该反应()(1)标准平衡常数与温度,压力成反比;(2)是一个体积增加的吸热反应;(3)是一个体积增加的放热反应;(4)标准平衡常数与温度成正比,与压力成反比。
3.理想气体反应N2O5( g ) == N 2O4( g ) +1/2O 2( g)的r H为41.84kJ mol -1,B C p ,m(B) 0。
化学平衡习题
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第四章 化学平衡选择题(A) 体系的总压力 (B) 催化剂 (C) 温度 (D)惰性气体的量2. 化学反应体系在等温等压下发生 = 1 mol 反应所引起体系吉氏自由能的改变值厶rGm 的数值正好等于体系化学反应吉氏自由能 (北)T , P , m 的条件是 ( )(A) 体系发生单位反应 (B) 反应达到平衡(C)反应物处于标准状态 (D)无穷大体系中所发生的单位反应9.根据某一反应的 △ rG m 值,下列何者不能确定: (A) 标准状态下自发变化的方向 (B) 在△ rG 鳥所对应的温度下的平衡位置(C)在标准状态下体系所能作的最大非膨胀功(D) 提高温度反应速率的变化趋势10.d的关系有:对一个理想气体化学反应的平衡常数与其标准吉布斯自由能变化(△ rGm )(1) K> exp(- △ rG : /RT) (2)K ;= exp(- △ rG m /RT)(3) Kx =exp(- △ rG m /RT)其中以()关系为正确?(A) (1) 、(2)和(3) 式均正确 (B) (1) 式正确(C) (2)式正确(D) (3)式正确11. 卜列物理量中,哪一组与压力无关()(A) Kc 、( )T ,P (B) Kr 、△ rGm (C) Kx 、△ rHm (D) Kf>△ rG :1.某实际气体反应,用逸度表示的平衡常数K :随下列哪些因素而变:()3.化学反应等温式 △ rGm = △ rG + RTInQa,当选取不同标准态时,反应的厶 rG将改变, 该反应的△ rGm 和Qa 将(A)都随之改变(B) 都不改变(C) Q(变, )△ rGm 不变(D) Q 不变,△ rGm 改变4.在等温等压下,当反应的 △ rG 0; = 5 kJ -mol - 时,该反应能否进行? (A) 能正向自发进行 (B) 能逆向自发进行 (C) 不能判断 (D) 不能进行5.若298K 时反应N2Q(g) =2NQ(g)的 K :=0.1132,贝U(1) 当 P (N 2O 4) = P (NO (2)当 P (N 2O 4) = 10 kPa (A)向生成NO 2的方向进行(C)正好达化学平衡状态(D)难于判断其进行方向。
物理化学 第四章 化学平衡 习题
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物理化学第四章化学平衡习题物理化学第四章:化学平衡习题第四章的学习在物理化学中具有重要意义,主要探讨了化学反应的平衡常数以及反应进度等概念,帮助我们深入理解化学反应的平衡状态和平衡移动。
以下是本章的一些习题,以帮助巩固和拓展相关知识。
一、选择题1、在一定温度下,可逆反应A(g) + B(g) ⇌ C(g) + D(g)的平衡常数为K。
下列说法正确的是: A. K越大,达到平衡时,反应进行的程度越大 B. K越小,达到平衡时,反应进行的程度越小 C. K越大,达到平衡时,反应物的转化率越高 D. K越小,达到平衡时,生成物的产率越高答案:A2、一定条件下,可逆反应2SO2(g) + O2(g) ⇌ 2SO3(g)在一定范围内达到平衡。
当向容器中充入一定量He,在下列各物理量中,哪些会发生变化? A. 反应速率 B. 平衡常数 C. 体系的压强 D. SO3的浓度答案:C二、填空题1、在一定温度下,可逆反应A(g) + 3B(g) ⇌ 2C(g)的平衡常数K=0.16,则该反应达到平衡时,n(A) : n(B) : n(C) 的比值为_____。
答案:1 : 3 : 22、对于反应3A(g) + B(g) ⇌ C(g),在恒温恒容的条件下,加入3molA 和1molB,达到平衡时,C的浓度为m mol/L。
若再加入a mol A和b mol B,则重新达到平衡时,C的浓度仍为m mol/L。
则a与b的比值为_____。
答案:3三、计算题1、在一定温度下,可逆反应A(g) + B(g) ⇌ C(g)在某密闭容器中反应达到平衡。
请计算在该温度下,将以下起始物质充入容器中,达到平衡时C的物质的量分数为多少?反应开始时:n(A) = 1.0 mol,n(B) = 2.0 mol,n(C) = 0 mol。
答案:0.4857 或 48.57%2、已知反应A(g) + B(g) ⇌ C(g)在某温度下的平衡常数为K=0.1。
《无机化学》第四章化学平衡课后习题参考答案(第五版)
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第四章化学平衡课后习题参考答案4解:由2×②-2×①得反应:4H 2(g)+2SO 2(g) == 4H 2O(g) + S 2(g)5解:反应开始时: 平衡时: 即平衡时NOCl 的分压增加了(8.53-6.97)×105=1.56×105(Pa )对于反应: 2NO(g) + Cl 2(g) === 2NOCl(g)平衡分压/Pa (4.18-1.56)×105 (2.79-1/2×1.56)×105 8.53×1058解:(1)2.2710252383142.0)10252383145.0(525=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=θKPCl 5的分解率=0.5/0.7×100%=71.4%(2) 加入Cl 2,平衡向左移动,设生成物转化了x mol/LPCl 5 ===== PCl 3 + Cl 2平衡浓度 (0.1+x)×8314×523 (0.25-x)×8314×523 (0.25+0.05-x)×8314×523x= 0.01074(mol/L) PCl 5的分解率=%4.68%10035.0)01074.01.0(35.0=⨯+-平衡向左移动,其分解率减小到68.4%.(3)设生成PCl 3 x mol/LPCl 5 ===== PCl 3 + Cl 2平衡浓度 (0.35-x)×8314×523 x ×8314×523 (0.05+x)×8314×523代入平衡常数表达式x=0.239(mol/L ) PCl 5的分解率=0.239/0.35=68.4%8242121006.5)80.0108.1()(⨯=⨯==θθθK K K 2.27105238314)1.0(105238314)3.0(105238314)25.0(555=⨯⨯+⨯⨯-⋅⨯⨯-=x x x K θ2.27105238314)35.0(105238314)05.0(105238314555=⨯⨯-⨯⨯+⋅⨯⨯=x x x K θ)(1018.40.155038314500.1)()(500Pa V RT NO n NO p ⨯=⨯⨯==)(1079.20.155038314000.1)()(52020PaV RT Cl n Cl p ⨯=⨯⨯==)(1097.60.155038314500.2)()(500PaV RT NOCl n NOCl p ⨯=⨯⨯==)(1053.80.155038314060.3)()(5Pa V RT NOCl n NOCl p ⨯=⨯⨯==)(940.050383140.1510)56.118.4()()(5mol RT V NO p NO n =⨯⨯⨯-==27.5)1/01.2()1/62.2()1/53.8(]/)([]/)([]/)([22222===θθθθp Cl p p NO p p NOCl p K(2)和(3)的情况下PCl 5的分解率相同,说明不论是达到平衡后再加入相同量的Cl 2还是一开始就加入,其分解率不变。
物理化学第四章化学平衡练习题及答案
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第四章 化学平衡练习题一、判断与问答题:1.反应的吉布斯函数变就是反应产物与反应物之间的吉布斯函数的差值。
2.在恒定的温度和压力条件下,某化学反应的∆r G m 就是在一定量的系统中进行1mol 的 化学反应时产物与反应物之间的吉布斯函数的差值。
3.因为m r G ∆= -RT ln K,所以m r G ∆是平衡状态时的吉布斯函数变化。
4.m r G ∆是反应进度的函数。
5.在等温等压条件下,∆r G m > 0的反应一定不能进行。
6.∆r G m 的大小表示了反应系统处于该反应进度ζ时反应的趋势。
7.任何一个化学反应都可以用m r G ∆来判断其反应进行的方向。
8.在等温、等压、W’ = 0的条件下,系统总是向着吉布斯函数减小的方向进行。
若某化学反应在给定条件下∆r G m < 0,则反应物将完全变成产物,反应将进行到底。
9.在等温、等压不作非体积功的条件下,反应的∆ r G m < 0时,若值越小,自发进行反应 的趋势也越强,反应进行得越快。
10.某化学反应的∆ r G m 若大于零,则K一定小于1。
11.理想气体反应 A + B = 2C ,当p A = p B = p C 时,m r G ∆的大小就决定了反应进行方向。
12.标准平衡常数的数值不仅与方程式的写法有关,而且还与标准态的选择有关。
13.在给定温度和压力下发生的PCl 5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。
14.因 K= f (T ),所以对于理想气体的化学反应;当温度一定时,其平衡组成也一定。
15.若已知某气相生成反应的平衡组成,则能求得产物的m r G ∆。
16.温度T 时,若K = l ,说明这个反应在此温度,压力为100kPa 的条件下已达到平衡。
17.一个已达平衡的化学反应,只有当标准平衡常数改变时,平衡才会移动。
18.因K = ∏(a B ν),所有化学反应的平衡状态随化学反应计量系数而改变。
物理化学简明教程(第四版)第四章 化学平衡
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μA*
↑
G
μB *
0
ξ→
ξeq
1
图4.1 反应系统吉布斯函数变化示意图
在一定温度和压力条件下,总吉布斯函数 最低的状态就是反应系统的平衡态。因此,图 4.1中曲线的极小点就是化学平衡的位置,相应 的 就是反应的极限进度eq。eq越大,平衡产 物就越多;反之,eq越小,平衡产物就越少。 很显然,上例中反应系统总物质的量为1 mol, 故eq必然在0和l mol之间,表明反应只能进行 到一定限度,而不能按照反应方程式进行到底。
推广到任意化学反应,只需用aB代替 pB/p。在不同的场合,可以赋于aB不同的含 义:对于理想气体,aB表示比值pB/p ;对 于高压实际气体,aB表示fB/p ;对于理想 液态混合物,aB表示浓度xB ;对于非理想溶 液,aB就表示活度等。于是,等温方程可统 一表示为
rGm RT ln K RT ln Qa
G 为了能够比较方便地求算反应的 r m
r G
m
vB f G
B
m,B
(4.11)
f Gm,B 数据可从手册中查到
G 3.反应 r m 的和标准平衡常数的求算 由上可知,利用物质的标准生成吉布斯函数 G 数据可以求算反应的 r m 。除此之外,反应的 rGm 还可以通过其它方法求算。例如: (i)通过测定反应的标准平衡常数来计算; G (ii)用己知反应的 r m 计算所研究反应 的 rGm ; (iii)通过反应的 r Sm 和r Hm 用公式
例题1 有理想气体反应2H2(g)+O2(g) = 2H2O(g), 在2000K时,已知KӨ=1.55×107。 (1)计算H2和O2分压各为1.00×104Pa,水蒸气分 压为1.00×105Pa 的混合气中,进行上述反应的 rGm,并判断反应能够进行的方向; (2)当H2和O2的分压仍然分别为1.00×104Pa时, 欲使反应不能正向进行,水蒸气的分压最少需要 多大?
物理化学 第四章 化学平衡习题
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2NH3(g)=N2(g)+3H2(g)
的K1=0.25,则同一温度下反应
1 2
N2
(
g
)
3 2
H2
(
g
)
NH3
(
g
)
的K2=(
1 )。
K1
3.800K时 C6H5C2H5(g)=C6H5C2H3(g)+H2(g)
的Kp=4.688×10-2,则反应的 KC=( 7.048×10-4 )。
Kc
K
p
rGm RT ln K
1. rGm ( P f Gm)产 ( R f Gm)反
2.
rGm
r
H
m
T rSm
3. rGm zFE
4.通过测K→求
r Gm 组合后再求
K
P
四、吉布斯焓变的近似计算
rGmT
r
H m298
T
r
S m298
五、温度、压力和惰性气体对化学平衡的影响
1.温度对化学平衡的影响—范特霍夫等压式
微分式:(
ln K T
p
)P
r
H
m
RT 2
rH
m
0
吸热反应
(
ln K T
p
)P
0
K
p
随温度升高而增加 .
rH
m
0
放热反应
(
ln K T
p
)P 0
K
p
随温度升高而下降
积分式 :
ln
K
p
rH
m
RT
A
或
ln
K
p2
ln
K
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第四章化学平衡一.基本要求1.掌握化学反应定温式的各种形式,并会用来判断反应的方向和限度。
2.了解标准平衡常数的定义,掌握标准平衡常数的各种表示形式和计算方法。
3.掌握标准平衡常数K与r G m在数值上的联系,熟练用热力学方法计算r G m,从而获得标准平衡常数的数值。
4.了解标准摩尔生成Gibbs 自由能 f G m的定义和它的应用。
5.掌握温度对化学平衡的影响,记住van’tHoff 公式及其应用。
6.了解压力和惰性气体对化学平衡的影响。
二.把握学习要点的建议把本章放在多组分系统之后的目的,就是要利用多组分系统中介绍的化学势的概念和各种表示方式,来导出化学反应定温式,从而用来判断化学反应的方向与限度。
本章又用到了反应进度的概念,不过其值处在 0 1 mol 的区间之内。
因为在利用化学势的表示式来计算反应的 Gibbs 自由能的变化值时,是将化学势看作为一个定值,也就是在有限的反应系统中,化学进度为d,如果在一个很大的系统中, 1 mol 。
严格讲,标准平衡常数应该用绝对活度来定义,由于本教材没有介绍绝对活度的概念,所以利用标准态化学势来对标准平衡常数下定义,其含义是一样的。
从标准平衡常数的定义式可知,标准平衡常数与标准化学势一样,都仅是温度的函数,因为压力已指定为标准压力。
对于液相反应系统,标准平衡常数有其相应的形式。
对于复相化学反应,因为纯的凝聚态物质本身就作为标准态,它的化学势就是标准态化学势,已经归入r G m中,所以在计算标准平衡常数时,只与气体物质的压力有关。
学习化学平衡的主要目的是如何判断反应的方向和限度,知道如何计算平衡常数,了解温度、压力和惰性气体对平衡的影响,能找到一个经济合理的反应条件,为科研和工业生产服务。
而不要过多地去考虑各种浓度表示式和各种平衡常数表示式之间的换算,否则会把自己搞糊涂了,反而没抓住主要内容。
由于标准平衡常数与r G m在数值上有联系,r G m RT ln K p,所以有了r G m的值,就可以计算 K p的值。
定义了标准摩尔生成Gibbs 自由能 f G m,就可以很方便地用热力学数据表中个物质的f G m值,来计算反应的r G m,从而可以求出标准平衡常数。
为什么说r G m与K p仅是在数值上有联系呢?因为它们处于不同的状态,r G m 处于标准态,而K p处于平衡态,它们之间的关系可以这样来理解。
根据公式:在定温、定压不做非膨胀功时,化学反应达到平衡,(r G m)T , p0 ,才得到所以, K p是处于平衡状态时的压力商,而它又与标准化学势有关(根据它的定义式),,故将 K p称为标准平衡常数,它始终与系统的化学平衡状态相连。
而r G m B BB是处于标准态时化学势的代数和,故称为反应的标准摩尔Gibbs 自由能变化值,它是处于标准状态下的物理量。
只有在化学反应达到平衡时,才与K p联系在一起。
之所以要强调这一点是因为,如果把r G m看作是平衡状态下的物理量,它的数值永远等于零;如果把 K p看作是标准状态下的平衡常数,那它就永远等于1,显然这些结论是荒谬的。
标准平衡常数的数值与r G m一样,因为用到了化学反应进度的概念,所以与方程式的计量系数是有关系的。
方程式的计量系数成倍数的关系,则r G m的值也呈倍数的关系,而 K p则成指数的关系。
所以在计算 K p时,一定要与化学计量方程对应。
温度是影响化学平衡的最主要的因素,温度会改变平衡常数的数值。
根据van’t Hoff 公式,对于吸热反应,升高温度,使平衡常数值增大。
反之,对于放热反应,降低温度,使平衡常数值增大。
要熟练掌握 van’t Hoff定积分公式的应用。
压力不影响平衡常数的数值,而只可能影响有气体参与反应的平衡组成,或通常说的会影响 K x的数值。
对于反应前后气体分子数不变的反应,或受压力影响较小的凝聚相反应,则压力对平衡几乎没有影响。
只有在反应前后,气体分子数发生改变的反应,压力才会影响平衡的组成,增加压力对气体分子数减少的反应有利,反之,降低压力对气体分子数增加的反应有利,使产物的比例提高。
把不参与反应的气体称为惰性气体,惰性气体对平衡的影响与压力相似,只有在反应前后气体分子数改变的反应,加入惰性气体才会影响平衡的组成。
加入惰性气体,降低了各个组成的分压,相当于起了降压和稀释作用,对气体分子数增加的反应是有利的。
反之,对气体分子数减少的反应,惰性气体的存在会使产物在平衡组成中的比例下降,必须定期清除这种反应物带入的或反应中产生的惰性气体。
三.思考题参考答案1.反应达到平衡时,宏观和微观特征有何区别?答:反应到达平衡时,宏观上反应物和生成物的数量不再随时间而变化,好像反应停止了。
而微观上,反应仍在不断的进行,反应物分子变为生成物分子,而生成物分子又不断变成反应物分子,只是正、逆反应的速率恰好相等,使反应物和生成物的数量不再随时间而改变。
2.为什么化学反应通常不能进行到底?答:严格讲,反应物与产物处于同一系统的反应都是可逆的,不能进行到底。
只有逆反应与正反应相比小到可以忽略不计的反应,可以粗略地认为可以进行到底。
这主要是由于存在混合 Gibbs 自由能的缘故,反应物与产物混合,会使系统的 Gibbs 自由能降低。
如果没有混合 Gibbs 自由能,在 Gibbs 自由能对反应进度的变化曲线上,应该是一根不断下降的直线,不会出现最低点。
如果将反应在 van’tHoff 平衡箱中进行,反应物与生成物的压力都保持不变,反应物与生成物也不发生混合,反应物反应掉一个分子,向平衡箱中补充一个分子。
生成一个生成物分子,则从平衡箱中移走一个分子,这样才能使反应进行完全。
3.什么是复相化学反应?其平衡常数有何特征答:有气相和凝聚相(液相、固体)共同参与的反应称为复相化学反应。
对凝聚相,只考虑是纯态的情况,纯态的化学势就是它的标准态化学势,所以复相化学反应的标准平衡常数只与气态物质的压力有关。
4.什么是物质的解离压?答:在一定温度下,某纯的固体物质发生解离反应,如果只产生一种气体,达到平衡时,这气体的压力就称为该固体在该温度时的解离压。
如果产生的气体不止一种,达到平衡时,所有气体压力的总和称为该固体在该温度时的解离压。
显然物质的解离压在定温下有定值。
5.什么是标准摩尔生成Gibbs 自由能?答:因为 Gibbs 自由能的绝对值不知道,所以只能用相对值,需要规定一个共同的相对标准。
即将标准压力下稳定单质(包括纯的理想气体,纯的固体或液体)的生成Gibbs自由能看作零,在标准压力下,反应温度时,由稳定单质生成计量系数B 1 的物质B 时,标准摩尔Gibbs 自由能的变化值称为物质 B 的标准摩尔生成Gibbs 自由能,用符号f G m(B, P,T )表示。
热力学数据表上一般列出的是在K 时的数值。
6.根据公式,r G m RT ln K,所以说r G m是在平衡状态时的Gibbs 自由能的变化值,这样说对不对答:不对。
在定温、定压、不作非膨胀功时,化学反应达到平衡时的Gibbs 自由能的变化值等于零,这样才得到上述公式。
而r G m是指在标准状态下Gibbs自由能的变化值,在数值上等于反应式中各参与物质的标准化学势的代数和,即:r G m (T )B B (T ),因此不能认为r G m是在平衡状态时的Gibbs自由能的变化值,B否则在标准状态下。
它的数值永远等于零。
7.在一定的温度、压力且不作非膨胀功的条件下,若某反应的r G m> 0,能否研制出一种催化剂使反应正向进行?答:不能。
催化剂只能同时改变正向和逆向反应的速率,使平衡提前到达,而不能改变反应的方向和平衡的位置,催化剂不能影响r G m的数值。
用热力学函数判断出的不能自发进行的反应,用加催化剂的方法也不能使反应进行,除非对系统做非膨胀功。
8.合成氨反应的化学计量方程式可以分别用如下两个方程来表示,两者的r Gm和K 的关系如何?答:r G m的下标“m”表示反应进度为1 mol 时 Gibbs 自由能的变化值,现在两个反应式中各物的量成倍数关系,当反应进度都等于 1 mol 时,得:9.工业上,制水煤气的反应方程式可表示为:设反应在 673 K 时达到平衡,讨论下列因素对平衡的影响。
①增加碳的含量;②提高反应温度;③增加系统的总压力;④增加水气分压;⑤增加氮气分压。
答:①只要碳是纯的固态,则它的活度等于 1,它的化学势就等于标准态时的化学势,在复相化学平衡中,纯固态不出现在平衡常数的表达式中,则增加碳的含量对平衡无影响。
② 提高反应温度会使平衡向右移动,因为这是一个吸热反应,提高反应温度对正反应有利。
③ 增加系统的总压力,虽然不影响平衡常数的数值,但是会影响平衡的组成。
因为这是一个气体分子数增加的反应,增加压力,会使平衡向体积变小的方向移动,会使平衡向左方移动,不利于正向反应。
所以,工业上制备水煤气时,一般在常压下进行。
④ 水是反应物,增加水气的分压,会使平衡向正向移动。
⑤ 氮气在这个反应中是惰性气体,增加氮气虽然不会影响平衡常数的数值,但会影响平衡的组成。
因为这是个气体分子数增加的反应,增加惰性气体,使气态物质的总的物质的量增加,相当于将反应系统中各个物质的分压降低了,这与降低系统的总压的效果相当,起到了稀释、降压的作用,可以使产物的含量增加,对正向反应有利。
10.五氯化磷的分解反应为PCl 5 (g)=Cl 2 (g)+PCl 3 (g) ,在一定温度和压力下,反应达平衡后,改变如下条件,五氯化磷的解离度将如何变化?并解释为什么?设所有气体均为理想气体。
(1)降低系统的总压;(2)通入氮气,保持压力不变,使体积增加一倍;(3)通入氮气,保持体积不变,使压力增加一倍;(4)通入氯气,保持体积不变,使压力增加一倍。
答:( 1)降低总压有利于正向反应,使五氯化磷的解离度增加,因为这是一个气体分子数增加的反应。
(2)通入氮气,保持压力不变,这对气体分子数增加的反应有利,相当于起了稀释、降压的作用,所以五氯化磷的解离度会增加。
(3)通入氮气,因保持体积不变,压力和气体的总物质量同时增加,它们的比值不变,所以平衡组成也不变,五氯化磷的解离度亦不变。
(4)通入氯气,增加了生成物的含量,使平衡向左移动,对正向反应不利,会使五氯化磷的解离度下降。
四.概念题参考答案1.在定温、定压且不做非膨胀功的条件下,当反应的r G m 5 kJ mol 1 时,该反应自发进行的方向为()(A) 正向自发进行(C) 无法判断(B) 逆向自发进行(D) 反应不能进行答: (C)。
判断反应能否自发进行,要用定温、定压且不做非膨胀功的条件下r G m 的变化值,而不能用r G m的值。
除非该反应是在标准压力下进行,则r G m> 0,反应能逆向自发进行。