大学物理化学3-化学平衡课后习题及答案
程兰征版物理化学习题解答3知识讲解
程兰征版物理化学习题解答3第三章 化学平衡1、气相反应:2SO 3(g)=2SO 2(g)+O 2(g)在1000K 时的平衡常数θc K =3.54×103,求该反应的θK (1000K)和θx K (1000K)。
解:第一问能做,第二问不能做(不知道系统总压)。
解答略。
2、氧化钴(CoO)能被氢或CO 还原为Co ,在721℃、101325Pa 时,以H 2还原,测得平衡气相中H 2的体积分数2H φ=0.025;以CO 还原,测得平衡气相中CO 的体积分数2H φ=0.0192。
求此温度下反应CO(g)+H 2O(g)=CO 2(g)+H 2(g) 的平衡常数θK 。
解:CoO(s) + H 2(g) = Co(s) + H 2O (1)0.025θp (1-0.025) θp390.025025.0-11==θK CoO(s) + CO(g) = Co(s) + CO 2 (2)0.0192θp (1-0.0192) θp510.01920192.0-12==θK (2)-(1)= CO(g)+H 2O(g)=CO 2(g)+H 2(g) ,所以θθθ123/K K K ==51/39=1.313、计算加热纯Ag 2O 开始分解的温度和分解温度。
(1)在101325Pa 的纯氧中;(2)在101325Pa 且2O φ=0.21的空气中。
已知反应2Ag 2O(s)=4Ag(s)+O 2(g)的)(T G m r θ∆=(58576-122T/K)J ·mol -1。
解:分解温度即标态下分解的温度。
令)(T G m r θ∆=(58576-122T/K)<0,得T >480K 开始分解温度即非标态下分解的温度。
令)(T G m r ∆=(58576-122T/K)+8.314×Tln0.21<0,得T >434K4、已知Ag 2O 及ZnO 在温度1000K 时的分解压分别为240及15.7kPa 。
物理化学《化学平衡》习题及答案
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 。
大学物理化学3-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 H < 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 νB B ,在定温定压下当∑B νB >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 νB B ,在定温定压下当∑B νB >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. PCl 5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 a A(g ) == y Y(g) + z Z(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 ;(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N 2O 5(g )== N 2O 4(g )+1/2O 2(g )的∆r H 为41.84kJ ⋅mol -1,∑=0)(,B C mp B ν。
新编[理学]物理化学答案——第四章_化学平衡习题解答[1]
新编[理学]物理化学答案——第四章_化学平衡习题解答[1]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()()()(a A gb B g g G g h H g ??→++←?? bB a A hH g G 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。
物理化学第三章化学平衡课后思考题
1物理化学第三章课后思考题一、选择题1. 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2. 在 298 K 时,气相反应H 2+I 2=2HI 的Δr G m $=-16 778 J ⋅mol -1,则反应的平衡常数 K p $为: ( )(A) 2.0×1012 (B) 5.91×106 (C) 873 (D) 18.94. 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) 15. Ag 2O 分解可用下面两个计量方程之一表示,其相应的平衡常数也一并列出:Ag O s Ag s O g 22212()()()→+ K P ()1 2422Ag O s Ag s O g ()()()→+ K p()2 设气相为理想气体,且已知反应是吸热的,试判断下列结论哪个是正确的: ( )(A )K K P ()()2112= (B )K K p p ()()21= (C )K p ()2随温度的升高而增大 (D )O 2气的平衡压力与计量方程的写法无关6. Ag 2O 分解可用下列两个反应方程之一表示,其相应的平衡常数也一并列出 I. Ag 2O (s) 2Ag (s) + (1/2) O 2 (g) K p (Ⅰ) II. 2Ag 2O (s) 4Ag (s) + O 2 (g) K p (Ⅱ)设气相为理想气体,而且已知反应是吸热的,试问下列哪个结论是正确的:(A) K p (Ⅱ) = K p (Ⅱ)(B) K p (Ⅰ) = K p 2(Ⅱ)(C) O 2 气的平衡压力与计量方程的写法无关(D) K p (Ⅰ) 随温度降低而减小7. 某低压下的气相反应,在 T =200 K 时K p =8.314×102 Pa ,则K c /mol·cm -3是:( )(A) 5×102 (B) 14×106 (C) 14×103 (D) 0.58.理想气体反应CO g H g CH OH g ()()()+=223的r m ΔG $与温度T 的关系为:-1r m /J mol 2166052.92G ∆⋅=-+$(T /K),若使在标准状态下的反应向右进行,则应控制反应的温度: ( )(A )必须高于409.3 K (B )必须低于409.3 K(C )必须等于409.3 K (D )必须低于409.3 °C二、填空题9 在温度为2000 K 时,理想气体反应CO g O g CO g ()()()+=1222的-1r m 45817J mol G ∆=⋅$,则该反应的平衡常数K p = ()kPa -12。
物理化学核心教程(第二版)思考题习题答案—第5章 化学平衡
第五章 化学平衡一.基本要求1.掌握化学反应等温式的各种形式,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 m G ∆在数值上的联系,熟练用热力学方法计算r m G ∆,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 m G ∆的定义和它的应用。
5.掌握温度对化学平衡的影响,记住van ’t Hoff 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,来导出化学反应等温式,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 ξ,如果在一个很大的系统中, 1 mol ξ=。
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 m G ∆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 m G ∆在数值上有联系,r m ln p G RT K ∆=-,所以有了r m G ∆的值,就可以计算p K 的值。
物理化学《相平衡》习题及答案
物理化学《相平衡》习题及答案选择题1.二元恒沸混合物的组成(A)固定(B) 随温度而变(C) 随压力而变(D) 无法判断答案:C2.一单相体系, 如果有3种物质混合组成, 它们不发生化学反应, 则描述该系统状态的独立变量数应为(A) 3个 (B) 4个 (C) 5个 (D) 6个答案:B。
F=C-P+2=3-1+2=43.通常情况下,对于二组分物系能平衡共存的最多相为(A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4 答案:D。
F=2-P+2=4-P,F不能为负值,最小为零。
当F=0时P=4。
4.正常沸点时,液体蒸发为气体的过程中(A) ΔS=0 (B) ΔG=0 (C) ΔH=0 (D) ΔU=0 答案:B。
此为可逆过程故ΔG=0。
5.以下各系统中属单相的是(A) 极细的斜方硫和单斜硫混合物 (B) 漂白粉 (C) 大小不一的一堆单斜硫碎粒(D) 墨汁答案:C。
6.NaCl(s), NaCl水溶液及水蒸汽平衡共存时, 系统的自由度(A) F=0 (B) F=1 (C) F=2 (D) F=3 答案:B。
F=C-P+2,C=2,P=3,故F=2-3+2=1。
7.如果只考虑温度和压力的影响, 纯物质最多可共存的相有(A) P=1 (B) P=2 (C) P=3 (D) P=4答案:C。
F=C-P+2=1-P+2=3-P,当F最小为零时P=3。
8.对于相律, 下面的陈述中正确的是(A) 相律不适用于有化学反应的多相系统 (B) 影响相平衡的只有强度因素(C) 自由度为零意味着系统的状态不变 (D) 平衡的各相中, 系统包含的每种物质都不缺少时相律才正确答案:B9.关于三相点, 下面的说法中正确的是(A) 纯物质和多组分系统均有三相点 (B) 三相点就是三条两相平衡线的交点(C) 三相点的温度可随压力改变 (D) 三相点是纯物质的三个相平衡共存时的温度和压力所决定的相点答案:D10.用相律和Clapeyron•方程分析常压下水的相图所得出的下述结论中不正确的是(A) 在每条曲线上, 自由度F=1 (B) 在每个单相区, 自由度F=2(C)在水的凝固点曲线上, ΔHm(相变)和ΔVm的正负号相反(D)在水的沸点曲线上任一点,压力随温度的变化率都小于零。
北师大版物理化学化学平衡习题答案
化学平衡习题解答1. 有理想气体反应 2H 2(g) + O 2(g)2H 2O(g),在2000 K 时,已知反应的71.5510K=⨯(1) 计算H 2和O 2分压各为1.00×104 Pa ,水蒸气分压为1.00×105 Pa 的混合气中,进行上述反应的r m G ∆,并判断反应自发进行的方向;(2) 当H 2和O 2的分压仍然分别为1.00×104 Pa 时,欲使反应不能正向自发进行,水蒸气的分压最少需要多大? 解:(1) 反应系统的分压比由定温方程由r m 0G ∆<,可判断此时反应能够自发正向进行。
(2) 欲使正向反应不能自发进行,p Q 至少需与K θ相等,即 所以227432142H O 11.5510(1.0010)Pa 1.5310Pa 101325p =⨯⨯⨯⨯=⨯2. 已知反应CO(g) + H 2O(g)CO 2(g) + H 2(g)在700℃时K θ = 0.71,(1) 若系统中四种气体的分压都是 1.5×105 Pa ;(2) 若6CO 1.010 Pa p =⨯,25H O 5.010Pa p =⨯,225CO H ==1.510Pa p p ⨯;试判断哪个条件下正向反应可以自发进行?解:(1) 由定温方程r m r m ln p G G RT Q ∆=∆+,知∵r m r m ln p G G RT Q ∆=∆+=222CO (g)H (g)HO(g)CO(g)()()ln ln()()p p pp RT KRT p p pp''-+''= 551551.510 1.510(-8.314973.2ln 0.71+8.314973.2ln )J mol 1.510 1.510-⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⋅⨯⨯⨯ = 312.7710 J mol -⨯⋅∴ ∆r G m = 2.77×1031J mol -⋅> 0 此反应不能正向自发进行。
程兰征版物理化学习题解答3
第三章化学平衡1、气相反应:2SO3(g)=2SO2(g)+O2(g)在1000K 时的平衡常数K F=3.54 X 103,求该反应的K’(IOOOK) 和K/(1000K)。
解:第一问能做,第二问不能做(不知道系统总压) 。
解答略。
2、氧化钴(CoO)能被氢或CO还原为Co,在721 C、101325Pa时,以H2还原,测得平衡气相中出的体积分数H2=0.025 ;以CO还原,测得平衡气相中CO的体积分数H2 =0.0192。
求此温度下反应CO(g)+H 2O(g)=CO2(g)+H2(g)的平衡常数K 匕解:CoO(s) + H2(g) = Co(s) + H2O (1)0.025 ph (1-0.025) p71a1-0.025Q 390.025CoO(s) + CO(g) = Co(s) + CO2 (2)0.0192 (1-0.0192) p711 -0.0192510.0192(2)-(1)= CO(g)+H 2O(g)=CO2(g)+H2(g),所以K/ - K// K/=51/39=1.313、计算加热纯Ag2O开始分解的温度和分解温度。
(1)在101325Pa的纯氧中;(2)在101325Pa且的空气中。
已知反应2Ag2O(s)=4Ag(s)+O 2(g)的.:r G m(T ) =(58576-122T/K)J • mol-1。
解:分解温度O2=0.21即标态下分解的温度。
令.l r G:(T ) =(58576-122T/K)<0,得T>480K开始分解温度即非标态下分解的温度。
令.「G m(T) =(58576-122T/K)+8.314 X Tin0.21<0,得T>434K4、已知Ag2O及ZnO在温度1000K时的分解压分别为240及15.7kPa。
问在此温度下(1)哪一种氧化物容易分解? (2)若把纯Zn及纯Ag置于大气中是否都易被氧化?( 3)若把纯Zn、Ag、ZnO、Ag2O 放在一起,反应如何进行?(4)反应ZnO(s)+2Ag(s)=Zn(s)+Ag 2O(s)的• : r H m=242.09kJ - mol -,问增加温度时,有利于那种氧化物的分解?解:(1)氧化银易分解;(2)银不易被氧化;(3) Zn + Ag2O = Ag + ZnO ; (4) ZnO5、已知下列反应的冷G;-T关系为:A 5 1Si(s)+O2(g)=SiO2(s); :r G m(T) =(-8.715 X 10 +181.09T/K)J • mol-A 5 12C(s)+O2(g)=2CO(g); :r G m(T) =(-2.234 X 10 -175.41T/K)J • mol-试通过计算判断在1300K时,100kPa下,硅能否使CO还原为C?硅使CO还原的反应为:Si(s)+2CO(g)=SiO 2(s)+2C(s)解:(1) - (2) = (3),贝Ua 5 1:Qm(T) =(-6.481 X 10 +356.5T/K)J • mol-1300K 时,r G m(T) =(-6.481 X 105+356.5 X 1300)=-1.847 X 105J - mol-1<0,可以6、将含水蒸气和氢气的体积分数分别为0.97和0.03的气体混合物加热到1000K,这个平衡气体混合物能否与镍反应生成氧化物?已知Ni(s)+0.5O2=NiO(s); • :^1(1000 K ) =-146.11 kJ • mol-1解:查表得CO(g) +H2O(g) =CO 2(g) + H 2(g):f H F(298K )-110.54 -241.84 -393.5 0 S m (298K )197.9188.74213.64130.58-1K -1 • molH 2(g)+0.5O 2(g)=H 2O(g); .-:r G ^(1000 K) =-191.08 kJ • mol -1解: (1) - (2) 得 Ni(s)+ H 2O(g)= NiO(s)+ H 2(g).■■■:r Gm(1000 K ) =-146.11 + 191.08 =44.97kJ • mol -1 .■■■:rGm (1000 K ) = . :rGm (1000 K ) +RTInQ-1=44970+8.314 X 1000 X ln (0.03/0.97) =16.07 kJ • mol 反应不能正向进行。
物理化学 第03章习题(含答案)
第三章 化学平衡测试练习题选择题:1、化学反应若严格遵循体系的“摩尔吉布斯函数—反应进度”曲线进行,则该反应在( A )[A].曲线的最低点[B].最低点与起点或终点之间的某一侧[C].曲线上的每一点[D].曲线以外某点进行着热力学可逆过程.2、有一理想气体反应A+B=2C ,在某一定温度下进行,按下列条件之一可以用θm r G ∆直接判断反应方向和限度:( C )[A].任意压力和组成[B].总压101.325kPa ,物质的量分数31===C B A x x x [C].总压303.975kPa ,31===C B A x x x [D].总压405.300kPa ,41==B A x x ,21=C x 3、298K 的理想气体化学反应AB=A+B ,当温度不变,降低总压时,反应的转化率( A )[A].增大 [B].减小 [C].不变 [D].不能确定4、已知气相反应)()(3)(126266g H C g H g H C =+在373K 时的143.192-⋅-=∆mol kJ H mr θ,当反应达平衡时,可采用下列哪组条件,使平衡向右移动( C )[A].升温与加压 [B].升温与减压[C].降温与加压 [D].降温与减压5、化学反应的平衡状态随下列因素当中的哪一个面改变? ( A )[A].体系组成 [B].标准态 [C].浓度标度[D].化学反应式中的计量系数νB6、在相同条件下有反应式(1)C B A 2=+,(θ1,m r G ∆);(2) C B A =+2121,(θ2,m r G ∆)则对应于(1),(2)两式的标准摩尔吉不斯函数变化以及平衡常数之间的关系为:( B )[A].θθ2,1,2m r m r G G ∆=∆,θθ21K K =[B].θθ2,1,2m r m r G G ∆=∆,221)(θθK K =[C].θθ2,1,m r m r G G ∆=∆,221)(θθK K =[D].θθ2,1,m r m r G G ∆=∆,θθ21K K = 7、反应)()()()(222g H g CO g O H g CO +=+,在600℃、100 kPa 下达到平衡后,将压力增大到5000kPa ,这时各气体的逸度系数为09.12=CO γ,10.12=H γ,23.1=CO γ,77.02=O H γ。
中南大学物化课后习题答案 4章 化学平衡热力学原理
中南大学物化课后习题答案 4章化学平衡热力学原理中南大学物化课后习题答案4章化学平衡热力学原理第六章化学平衡热力学原理1.1000k,101.325kpa时,反应2so3(g)====2so2(g)+o2(g)的kc=3.54molm-3。
(1)求此反应的kp和ky;(2)求反应so3(g)====so2(g)+1/2o2(g)的kp和kc。
(答案:①kp=29.43kpa,ky=0.29,②kp=171.6kpa,kc=1.88mol1/2m-3/2)解:(1)2so3(g)====2so2(g)+o2(g)kp=kc(rt)∑ νβ=三点五四×八点三一四×1000=29.43×103pa=29.43k paky=kpp-∑ νβ=贰万玖仟肆佰叁拾×(101325)-1=0.29(2)so3(g)====二氧化硫(g)+1/2o2(g)==2.在温度t容积v的容器中,充入1molh2和3moli2,设平衡后有xmolhi生成。
若再加入2molh2,则平衡后hi的物质的量为2xmol。
试计算kp值。
(答案:4)溶液:当平衡已知时,生成的hi摩尔数为Xh2(g)+i2(g)====2hi反应前的摩尔数为130,平衡时的摩尔数为1-0.5x3-0.5xx总摩尔数∑n=1-0.5x+3-0.5x+x=4mol∵∑νb=0如果在上述平衡体系中加入2摩尔H2h2(g)+i2(g)====2hi再平衡期间的摩尔数:3-x3-x2x总摩尔数=3-x+3-x+2x=6在同一温度t,,当解这个方程时,我们得到:x=1.5,所以3.将含有50%co、25%co2、25%h2(均为摩尔分数)的混合气体通入1173k的炉子中,总压为202.65kpa。
试计算平衡气相的组成。
已知反应当CO2(g)+H2(g)==H2O(g)+CO(g)为1173K时,KP=1.22。
(答案:co2:18.03%,h2:18.03%,h2o:6.97%;co:56.97%)解:co2(g)+h2(g)===h2o(g)+co(g)反应前的物质量为0.250.2500.5mol和0.25-x0。
物理化学习题课相平衡参考答案
物理化学习题(相平衡)一.选择1.在α、β两相中均有A和B两种物质,达到相平衡时,下列各式正确的是(1)。
(1)μαB=μβB(2)μαA=μβA(3)μαB=μαA(4)μαB=μβA2.组分B从α相扩散到β相中,则下列说法中正确的是(4)。
(1)总是从浓度高的相扩散到浓度低的相(2)平衡时两相的浓度相等(3)总是从浓度低的相扩散到浓度高的相(4)总是从高化学势移向低化学势3. 室温下氨基甲酸铵分解反应为NH2CO2NH4(s)====2NH3(g)+CO2 (g)若在300K时向系统中加入一定量的氨基甲酸铵固体,则此系统的物种数S和组分数C应为(3)。
(1)1,1(2)3,2(3)3,1(4)3,34.将克拉贝龙方程应用于水的液固两相,随压力的增长,水的凝固点将(2)。
(1)上升(2)下降(3)不变(4)无法判断5.在一定温度下,在水和CCl4组成的互不相溶的系统中,向水层中加入1:1的KI和I2,此系统的自由度是(2)。
(1)1(2)2(3)3(4)46.对于二组分系统,能平衡共存的最多相数为(4)。
(1)1(2)2(3)3(4)47.对于恒沸混合物,下列说法中错误的是(4)。
(1)不具有确定的组成(2)平衡时气相和液相组成相同(3)其沸点随外压的改变而改变(4)与化合物一样具有确定的组成二.填空1.在水的平衡相图中。
线是水的蒸发曲线,线是冰的升华曲线,线是冰的融化曲线,点是水的三相点。
.2.将过量NH4HCO3(s)放入密闭真空容器,50℃时,按NH4HCO3(s)按下式进行分解:NH4HCO3(s)=NH3(g)+CO2(g)+H2O(g)。
达平衡后则该体系的相数P=,独立组分数C=,自由度数F=。
(2,1,0)3.(2)最合适的组成应配成w(联苯醚)=0.78,这一组成具有最低共熔点12℃,其凝固点最低,所以不至于因为凝固而堵塞管道。
4. 求下列系统③从X B=0.5开始蒸馏,馏出物或残留物分别是什么?(1)T M,T N,(2)所处的T,p及气液相组成y B、x B,达两相平衡气液相的相对量不同,(3)0。
物理化学《化学平衡》习题及答案
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 。
物理化学第四章化学平衡练习题及答案
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 rG ∆= -RT ln K ,所以m r G ∆是平衡状态时的吉布斯函数变化。
4.m rG ∆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 rG ∆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 rG ∆。
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课后习题答案
物理化学简明教程第四版课后习题答案物理化学简明教程第四版课后习题答案物理化学是一门研究物质的性质、结构和变化规律的学科。
它是化学和物理学的交叉领域,涉及到了许多基本概念和理论。
为了帮助学生更好地理解和掌握物理化学的知识,教材通常会提供一些课后习题。
下面是物理化学简明教程第四版课后习题的答案。
1. 习题一:化学平衡答案:化学平衡是指化学反应在一定条件下达到动态平衡的状态。
在平衡状态下,反应物和生成物的浓度保持不变,但是反应仍在进行。
平衡常数K是描述平衡状态的一个重要参数,它的大小决定了反应的方向和强度。
平衡常数的计算方法是根据反应物和生成物的浓度之比来确定。
2. 习题二:热力学答案:热力学是研究能量转化和能量传递的学科。
热力学第一定律是能量守恒定律,它表明能量可以从一种形式转化为另一种形式,但总能量守恒。
热力学第二定律是热力学不可逆性原理,它表明自然界中存在着一种趋势,即熵增加的趋势。
熵是描述系统无序程度的物理量,熵增加意味着系统的无序程度增加。
3. 习题三:电化学答案:电化学是研究电与化学反应之间相互作用的学科。
电化学反应可以分为两类:电解反应和电池反应。
电解反应是指在外加电势的作用下,将化学物质分解成离子的反应。
电池反应是指利用化学反应产生电能的反应。
电化学反应的关键是电子的转移,它通过氧化还原反应来实现。
4. 习题四:量子力学答案:量子力学是研究微观世界的物理学理论。
它描述了微观粒子的运动和相互作用。
量子力学的基本假设是波粒二象性,即微观粒子既可以表现出波动性,又可以表现出粒子性。
量子力学的基本方程是薛定谔方程,它描述了微观粒子的波函数演化规律。
波函数可以用来计算微观粒子的位置、动量和能量等物理量。
5. 习题五:分子动力学答案:分子动力学是研究分子运动的理论和方法。
它基于牛顿力学和统计力学的原理,通过求解分子运动方程来描述分子的运动轨迹。
分子动力学可以用来研究分子的结构、动力学性质和相互作用。
物理化学第四章化学平衡练习题及答案
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《相平衡》习题及参考答案
物理化学《相平衡》习题及答案2-3 选择题1、水煤气发生炉中共有)()()()(22g CO g CO g O H s C 、、、及)(2g H 5种物质,它们能发生下述反应:)(2)()(2g CO s C g CO ⇒+,)()()()(222g O H g CO g H g CO +⇒+,)()()()(22g CO g H s C g O H +⇒+,则此体系的组分数、自由度为( C )A.5、3B.4、3C.3、3D.2、22、物质A 与B 可形成低共沸混合物E ,已知纯A 的沸点小于纯B 的沸点,若将任意比例的A+B 混合在一个精馏塔中精馏,则塔顶的馏出物是( C )A.纯AB.纯BC.低共沸混合物D.都有可能3、克拉贝隆-克劳修斯方程适用于( C )A.)()(22g I s I ⇔B.)()(金刚石石墨C C ⇔C.),,(),,(222112p T g I p T g I ⇔D.)()(22l I s I ⇔4、将一透明容器抽成真空,放入固体碘,当温度为50℃时,可见到明显的碘升华现象,有紫色气体出现。
若温度维持不变,向容器中充入氧气使之压力达到100kPa 时,将看到容器中( C )A.紫色变深B.紫色变浅C.颜色不变D.有液态碘出现5、在一定温度下,水在其饱和蒸汽压下汽化,下列各函数增量中那一项为零( D )A.U ∆B.H ∆C.S ∆D.G ∆6、在一定外压下,多组分体系的沸点( D )A.有恒定值B.随组分而变化C.随浓度而变化D.随组分及浓度而变化7、压力升高时,单组份体系的沸点将( A )A.升高B.降低C.不变D.不一定8、进行水蒸气蒸馏的必要条件是( A )A.两种液体互不相容B.两种液体蒸汽压都较大C.外压小于101kPaD.两种液体的沸点相近9、液体A 与液体B 不相混溶。
在一定温度T ,当有B 存在时,液体A 的蒸汽压为( B )A.与体系中A 的摩尔分数成比例B.等于T 温度下纯A 的蒸汽压C.大于T 温度下纯A 的蒸汽压D.与T 温度下纯B 的蒸汽压之和等于体系的总压力10、氢气和石墨粉在没有催化剂时,在一定温度下不发生化学反应,体系的组分数是( A )A.2B.3C.4D.511、上述体系中,有催化剂存在时可生成n 种碳氢化合物,平衡是组分数为( A )A.2B.4C.n+2D.n12、相率适用于( D )A.封闭体系B.敞开体系C.非平衡敞开体系D.以达到平衡的多向敞开体系13、某物质在某溶剂中的溶解度( C )A.仅是温度的函数B.仅是压力的函数C.同是温度和压力的函数D.除了温度压力以外,还是其他因素的函数14、在实验室的敞口容器中装有单组份液体,对其不断加热,则看到( A )A.沸腾现象B.三项共存现象C.临界现象D.生化现象15、相图与相率之间的关系是( B )A.相图由相率推导得出B.相图由实验结果绘制得出,不能违背相率C.相图决定相率D.相图由实验结果绘制得出,与相率无关16、下述说法中错误的是( C )A.通过相图可确定一定条件下体系由几相构成B.相图可表示出平衡时每一相的组成如何C.相图可表示达到相平衡所需时间的长短D.通过杠杆规则可在相图上计算各相的相对含量17、三组分体系的最大自由度及平衡共存的最大相数为( D )A.3;3B.3;4C.4;4D.4;518、定容条件下)(4s HS NH 的分解压力为1θp 时,反应)()()(234g S H g NH s HS NH +⇔的标准平衡常数是( C )A.1B.1/2C.1/4D.1/819、水的三相点附近其蒸发热为44.821-⋅mol kJ ,熔化热为5.991-⋅mol kJ ,则在三相点附近冰的升华热约为( B )A.38.831-⋅mol kJB.50.811-⋅mol kJC.-38.831-⋅mol kJD.-50.811-⋅mol kJ20、在相图上,当物系点处于哪一点时,只存在一个相( C )A.恒沸点B.熔点C.临界点D.最低共沸点21、具有最低恒沸温度的某两组份体系,在其T-x 相图的最低点有( A )A.l g x x f ==;0B.l g x x f ==;1C.l g x x f >=;0D.l g x x f >=;122、80℃时纯苯的蒸汽压为0.991θp ,纯甲苯的蒸汽压为0.382θp ,若有苯-甲苯气、液平衡混合物在80℃时气相中苯的摩尔分数为30.0=苯y 则液相组成苯x 接近于( D )A.0.85B.0.65C.0.35 D0.1423、体系处于标准状态时,能与水蒸气共存的盐可能是: CA. Na 2CO 3B. Na 2CO 3 Na 2CO 3•H 2O Na 2CO 3•7H 2OC. Na 2CO 3 Na 2CO 3•H 2OD. 以上全否24.一个水溶液共有S 种溶质,相互之间无化学反应。
相平衡和化学平衡(含答案)
物理化学习题三《相平衡、化学势与化学平衡》部分一 判断题1、二组分完全互溶双液系理想溶液,若P A *> P B *则Y A <X A ( ) 2、等温等压条件下,0>=∆∑BB B mr u v G 的化学反应一定不能进行。
( ) 3、一个含有K +、Na +、NO 3-及SO 42-离子的不饱和水溶液,其组分数K 为4。
( ) 4、拉乌尔定律和亨利定律既适合于理想溶液,也适合于稀溶液。
( )5、在水的三相点,物种数S 和组分数C 相等,都等于1,自由度数等于F=0。
( )6、定温、定压及W /=0时,化学反应达平衡,反应物的化学势之和等于产物的化学势之和。
( ) 7、由CaCO 3(s)、CaO(s)、BaCO 3(s)、及CO 2(g )构成的平衡物系的自由度为0。
( ) 8、I 2(s )= I 2(g )平衡共存,因S = 2, R = 1, R /= 0所以C = 1。
( ) 9、对于放热反应C B A +=2,提高转化率的方法只能降低温度或减小压力。
( )10、下列反应的平衡常数0K 为22CO O C =+为01k ;222CO O CO =+为02K ;CO O C =+221为03K ,则三个平衡常数间的关系为:020103/k k k =。
( )11、某化学反应00<∆m r H ,00<∆m r S ,则反应的标准平衡常数10>K ,且随温度升高而减小。
( )12、反应)()()()(222323g CO g O H s CO Na s NaHCO ++=的平衡常数p K 与分解压力P 的关系为P/2。
( )13、反应)()(2)(42g CH g H C →+石墨,在873K 时的0m r H ∆=-8805.23J·mol -1,减小H 2的压力,可获得更大的平衡产率。
( )14、二元溶液中A 组分若在某浓度区间内服从拉乌尔定律,B 组分也必在该浓度区间内服从拉乌尔定律。
北师大版物理化学化学平衡习题答案
化学平衡习题解答1.有理想气体反应 2H 2(g) + 02(g)—- 2H 20(g),在2000 K 时,已知反应的K 9 1.55 107(1)计算H 2和02分压各为1.00 x 1(Pa ,水蒸气分压为1.00x FPa 的混合气中,进 行上述反应的rG m ,并判断反应自发进行的方向⑵ 当H 2和02的分压仍然分别为1.00 x1Pa 时,欲使反应不能正向自发进行 ,水蒸气的分压最少需要多大 ? 解:(1)反应系统的分压比由定温方程6种气体的分压都是1.5 x 1QPa ; (2)若P CO 1.0 10 Pa ,5P CO 2=P H 2=1.5 10 Pa ;试判断哪个条件下正向反应可以自发进行解:⑴由定温方程 r G mrG m RT lnQ p ,知rG m RTI nQ p/ P c°2(g)pH 2(g)、e (有)(歹) RTl nK 「RTl n — -——/ p C0(g)PH 20(g) x〒(苗2Q(P H 20/P-)Q p2~(P H 2/p 「)(P 02/P )P H % P曰(1.00 105)2 101325p H 2p O24 3(1.00 10 )1013.25r G mRT l nK^ RTl n Q p RT l n(Q p /d)(8.314 2000ln^A)J mol 11.55 101.60 5 ■! 110 J molr G m0 ,可判断此时反应能够自发正向进行。
欲使正向反应不能自发进行 ,Q p 至少需与K 相等,即Q PK? 1.55 107P H 2O P Sp H 2P Q2 7所以 P H 2O 1.55 104 312 14 2(1.00 10 )Pa 1.53 10 Pa101325PH 2O1.24 107Pa2.已知反应 CO(g) + H 20(g)-CO 2(g) + H 2(g)在 700 C 时 K 0= 0.71 ,(1)若系统中四pH 2O5.0 105Pa ,r G m"RT lnK&( 8.314 973.2 ln 0.71)kJ mol 12.77 kJmol 11.5 105 1.5 105 =(-8.314973.2 In 0.71+8.314 973.2 In5 5)J mol 1.5 10 1.5 1031=2.77 10 J mol••• rGm = 2.77X 1C J mol 1 > 0 此反应不能正向自发进行。
物理化学上策化学平衡1、2、3及答案
物理化学上策化学平衡1、2、3及答案物理化学化学平衡1试卷一、选择题 ( 共21题 40分 )1. 2 分 (3338) 下述说法中哪一种正确(A) 增加压力一定有利于液体变为固体 (B) 增加压力一定不利于液体变为固体(C) 增加压力不一定有利于液体变为固体 (D) 增加压力与液体变为固体无关2. 2 分 (2799) 对反应CO(g)+H 2O(g)=H 2(g)+CO 2(g)(A) K p $=1 (B) K p $=K c (C) K p $>K c (D) K p $<K c3. 2 分 (2913) Ag 2O 分解可用下面两个计量方程之一表示,其相应的平衡常数也一并列出: Ag O s Ag s O g 22212()()()→+ K P ()1 2422Ag O s Ag s O g ()()()→+ K p ()2设气相为理想气体,且已知反应是吸热的,试判断下列结论哪个是正确的:()(A )K K P P ()()2112= (B )K K p p ()()21=(C )K p ()2随温度的升高而增大(D )O 2气的平衡压力与计量方程的写法无关4. 2 分 (3339) 反应 A+3B 2C ,已知:A B C Δf H m $(298 K)/kJmol -1 0 0 -44 S m $(298 K) /JK -1mol -1 180 120 180 C ,m p $(298 K)/JK -1mol -1 30 20 30298 K 时反应的: ( )(A) (ΔS m $/T )p > 0 , (Δr G m $/T )p > 0 , (ln K /T )p > 0 ;(B) (ΔS m $/T )p < 0 , (Δr G m $/T )p < 0 , (ln K /T )p < 0 ;(C) (ΔS m $/T )p < 0 , (Δr G m $/T )p > 0 , (ln K /T )p > 0 ;(D) (ΔS m $/T )p < 0 , (Δr G m $/T )p >0 , (ln K /T )p < 0 。
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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 H 0,该反应的K 随着温度升高而减小。
( )3. 对理想气体反应:0 = BB 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 = BBB ,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. PCl 5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%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 a A(g ) == y Y(g) + z Z(g),在 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 ; (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N 2O 5(g )== N 2O 4(g )+1/2O 2(g )的rH 为mol -1,∑=0)(,B C mp B ν。
要增加N 2O 4(g )的产率可以( )(1)降低温度; (2)提高温度;(3)提高压力; (4)定温定容加入惰性气体。
4. 影响任意一个化学反应的标准平衡常数值的因素为:( )。
(1) 催化剂 ;(2) 温度 ; (3) 压力 。
5. 温度升高时,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。
6. 反应 2NO(g) + O2(g) == 2NO2(g) 是放热的, 当反应在某温度、压力下达平衡时,若使平衡向右移动。
则应采取的措施是:()(1)降低温度和减小压力;(2)降低温度和增大压力;(3)升高温度和减小压力;(4)升高温度和增大压力。
三、填空题在以下各小题的“”处填上答案。
1. 某气相反应A ==Y+ Z是吸热反应, 在 25 ℃时其标准平衡常数K=1 , 则25 ℃时反应的r S0,此反应在40 ℃时的K25 ℃时的K。
(选填,=,)四、计算题1.将丁烯脱氢制取丁二烯的反应如下:C4H8(g)=C4H6(g)+H2(g)f m m物质C4H8(g)C4H6(g)H2(g)△f H m/(kJ·mol-1)0S m/(J·mol-1·K-1)(1)计算该反应298K的△r m和△r m;(2)计算该反应在298K的△r G m和K;(3)计算该反应830K的K(假定该反应的△r H m不隨温度而变);(4)为提高丁烯的转化率,在反应时加入惰性气体水蒸气。
若反应开始时,丁烯与水蒸气物质的量之比为1:15,反应在830K,条件下进行,C4H8(g)的平衡转化率为多少?2.在1500K下,金属Ni土存在总压为的CO(g)和CO2(g)混合气体,可能进行的反应为:Ni(s)+CO2(g)=NiO(s)+CO(g)为了不使Ni(s)被氧化,在上述混合气体中CO2(g)的分压力p(CO2)不得大于多大的压力?已知下列反应的△r G m与温度T的关系为:(ⅰ)2Ni(s)+O2(g)=2NiO(s), △r G m,i=(-+K)kJ·mol-1(ⅱ)2C(石墨)+O2(g)=2CO(g), △r G m,ii=(--K)kJ·mol-1(ⅲ)C(石墨)+O2(g)=CO2(g), △r G m,iii=(--×10-3T/K)kJ·mol-13.已知下列反应在373K时,K=×108CO(g)+Cl2(g)=COCl2(g)(1)已知上述反应的△r S m(373k)=·mol-1·K-1,求COCl2(g)的解离反应在373K下的△r H m=___;(2) 设反应的∑B C p,m=0,且反应开始时系统中只有COCl2(g),则保持系统压力的条件下,若要COCl2(g)的解离度为,则反应温度为_______(p=100kPa)。
4.在200K~400K湿度范围内,反应NH 4Cl(s)=NH 3(g)+HCl(g)的标准平衡常数与T 的关系为:K/91272.16lg T K -= (1)计算300K 时,反应的△r H m ,△r G m ,△r S m ;(2)在300K 时,若反应开始只有NH 4Cl(s)放在一真空容器内,求平衡时HCl(g)的分压;化学平衡习题答案一、是非题1. 2. 3. 4. 5.二、选择题1.(1)2.(2)3.(1)4.(2)5.(2) 6(2)三、填空题 1. >, >四、计算题 1.【题解】:(1) △r H m (298K)=∑B△f H m (B,298K)=[-(-]kJ·mol -1=·mol -1△r S m (298K) =∑B S m (B,298K)=·mol -1·K -1(2) △r G m (298K)= △r H m (298K)-298K×△r S m (298K)=××10-3)kJ·mol -1=·mol -1由 △r G m (298K)=-298Rln K (298K)㏑K (298K)=1113K mol 8.314J 298K mol J 1079.26---⋅⋅⨯⋅⨯-解得 K =×10-14(3)由㏑)K 8301K 2981()K 298()K 298()K 830(m r -∆=R H K K)K8301K 2981(K mol 8.314J mol J 10110.191113-⋅⋅⋅⨯=---解得 K (830K)=×10-2(4) C 4H 8(g) = C 4H 6(g) + H 2(g)开始:n /mol 1 0 0平衡:n eq/mol 1-x A x A x A 平衡:∑n eq=[(1-x A )+x A +x A +15]=(16+x A )mol2AA 2AA 1007.3/)161()/16()K 830(-⨯=+-+= p p x x p p x x K代入p =,解得,C 4H 8(g)的平衡转化率x A =【剖析】:本题从物质的热力学数据△f H m (298K)、S m (298K)出发计算反应的△r H m (298K)及△r S m (298K),继而算出△r G m (298K),并算得K (298K),再忽略温度对△r H m 的影响,由范特荷夫方程算出830K 时的K (830K),最后利用K (830K),计算C 4H 8(g)脱氢制取丁二烯时,C 4H 8(g)的平衡转化率。
比较全面考察了标准平衡常数的热力学计算及其应用。
这一整套热力学计算的思路,是必须掌握的重点内容。
2.【题解】:可能进行的反应=11(i)(ii)(iii)22⨯+⨯-反应反应反应, 故可能进行的反应的iii m,ii m,i m,m r r 21r 21)(r G G G T G ∆-∆⨯+∆⨯=∆则11()[(489.10.1917/K)(223.00.1753/K)r m 2231(394.00.8410/K)] kJ mol G T T T T ∆=⨯-++⨯-------⨯⋅ 1m ol K)kJ /0117.09.37(-⋅+=T得 △r G m (1500K)=·mol由 △r G m (T )=-RT lnK (T )△r G m (1500K)=-1500K R ln K (1500K)·mol -1=-1500K×·mol -1·K -1K (1500K)解得 K (1500K)=而 )CO ()CO (kPa 325.101/)CO (/)CO ()K 1500(222p p pp p p J -==为使可能进行的反应不发生,则根据范特荷夫定温方程△r G m (1500K)=-RT ln K (1500K)+RT ln J (1500K)J >K , △r G m (1500K)>0才行。
故 0117.0)CO ()CO (kPa 325.10122>-p p即p (CO 2)不得大于【剖析】:本题所给反应是理想气体纯固体的多相反应。
(i)先由给定的三个反应△r G m与温度T 的关系式通过线性组合求出可能发生的反应的△r G m (1500K) ,进而求出K (1500K);(ii)再列出J (1500K)的表达式,此时应注意对有纯固体参加的多相反应的表达式,式中只出现气体的分压;(iii)最后根据范特荷夫定温方程,确定防止可能进行的反应发生,CO 2(g)分压的最大值。
3.【题解】:(1)已知COCl 2(g)的合成反应K (373K)=×108,则其解离反应的88108.01025.11)K 373(1)K 373(-⨯=⨯=='K K 故COCl 2解离反应的△r G m ’(373K)=-RT ln K ’(3773K)=·mol -1·K -1×373Kln×10-8)=·mol -1而解离反应的△r S m ’(373K)=-△r S m (373K)=·mol -1·K -1所以解离反应△r H m ’(373K)= △r G m ’(373K)+373K △r S m ’(373 K)=·mol -1+373K×·mol -1·K -1=104635J·mol -1(2) COCl 2(g)=CO(g)+Cl 2(g) 开始n /mol : 1 0 0平衡n eq/mol :平衡 ∑n eq/mol=++=1+pp p p p p T K/)COCl (]/)Cl (][/)CO ([)(22=')/(001.1001.01)/001.1001.0(2p p p p -= 代入p =200kPa,解得K ’(T)=2×10-6因解离反应的△r C p ,m =0,即△r H m ’与温度无关,则由范特荷夫方程:)1K 3731(r )K 373()(ln m T R H K T K -'∆=''代入K ’(373K)=×10-8, △r H m ’(373K)=104635J·mol -1,解得 T =446K 【剖析】:解本题需要正确应用最基本的热力学公式外,关键还在于要把COCl 2(g)解离反应与合成反应的标准平衡常数的关系(互为倒数,即)(1)(T K T K=')以及热力学函数变化值的关系[正、负号相反,如 )()(m r m r T S T S∆='∆, )()(m r m r T H T H∆='∆,)()(m r m r T G T G ∆='∆]理顺,这是是否得到正确结果的关键所在,稍不留神就会铸成错误。