大学物理化学化学平衡课后习题及答案
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 。
物理化学第五版课后习题答案解析
第五章 化学平衡5-1.在某恒定的温度和压力下,取n 0﹦1mol 的A (g )进行如下化学反应:A (g )B (g )若0B μ﹦0A μ,试证明,当反应进度﹦0.5mol 时,系统的吉布斯函数G 值为最小,这时A ,B 间达到化学平衡。
解: 设反应进度为变量A (g )B (g )t ﹦0 n A , 0﹦n 0 0 0﹦0t ﹦t 平 n A n B﹦BBn ν n B ﹦B,n A ﹦n 0-n B ﹦n 0-B,n ﹦n A +n B ﹦n 0气体的组成为:y A ﹦A n n ﹦00B n n νξ-﹦01n ξ-,y B ﹦B nn﹦0n ξ各气体的分压为:p A ﹦py A ﹦0(1)p n ξ-,p B ﹦py B ﹦p n ξ各气体的化学势与的关系为:0000ln ln (1)A A AA p p RT RT p p n ξμμμ=+=+- 0000lnln B B B B p p RT RT p p n ξμμμ=+=+⋅ 由 G =n AA+n BB=(n A 0A μ+n B 0B μ)+00ln(1)A p n RT p n ξ-+00ln B p n RT p n ξ⋅ =[n 0-A μ+0B μ]+n 00lnpRT p +00()ln(1)n RT n ξξ--+0ln RT n ξξ 因为 0B μ﹦0A μ,则G =n 0(0A μ+0lnpRT p)+00()ln(1)n RT n ξξ--+0ln RT n ξξ ,0()ln T p G RT n ξξξ∂=∂- 20,20()()T p n RT Gn ξξξ∂=-∂-<0 令 ,()0T p Gξ∂=∂011n ξξξξ==-- ﹦0.5 此时系统的G 值最小。
5-2.已知四氧化二氮的分解反应 N 2O 4 (g ) 2 NO 2(g )在298.15 K 时,0r m G ∆=4.75kJ ·mol -1。
物理化学上册第五版天津大学出版社第五章化学平衡习题答案
物理化学上册第五版天津大学出版社第五章化学平衡习题答案5-1 在某恒定的温度和压力下,取mol n 10=的A (g )进行如下反应:)()(g B g A =若θθμμA B =,试证明,当反应进度mol 5.0=ξ时,系统的吉布斯函数G 值为最小,这时A ,B 间达到化学平衡。
证明:)()(g B g A =设开始时,A 的物质的量为0,A n ,B 的物质的量为0,B n ,而反应过程中A 、B 的物质的量分别为A n 与B n ,此时系统的吉布斯函数为ξμμd dG B B )(-=设反应从A 开始时mol n A 10=,当反应进度mol 5.0=ξ时,mol 5.0n n B A ==,mol nBB1=∑,p 5.0p p B A ==及θθμμA B =代入上式得)}ln ln (){( )}ln ()ln ({)(=-+-=+-+=-=ξμμξνμνμξμμθθθθd p RT p RT d p RT p RT d dG A B A B A A B B B B或 0,=⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂-=pT G A ξ 这就证明了若θθμμA B =,反应进度mol 5.0=ξ时,系统的吉布斯函数G 值为最小,此时0,=⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂-=pT G A ξ,A ,B 间达到化学平衡。
5-2 已知四氧化二氮的分解反应)(42g O N )(22g NO在298.15K 时,θmrG ∆175.4-⋅=mol kJ 。
试判断在此温度及下列条件下,反应进行的自发方向:(1))1000( ),100(242kPa NO kPa O N ;(2))100( ),1000(242kPa NO kPa O N ;(3))200( ),300(242kPa NO kPa O N 。
解:1454.0K ,9283.1)15.298314.8/(1075.4/ln 3=-=⨯⨯-=∆-=θθθRT G K m r(1)100100/100)100/1000(/)/(22422===θθp p p p J O N NO p , ,θK J p >反应向左; (2)1.0100/1000)100/100(/)/(22422===θθp p p p J O N NO p , ,θK J p <反应向右; (3)333.1100/300)100/200(/)/(22422===θθp p p p J O N NO p, ,θK J p >反应向左。
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()()()()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 4第四章 化学平衡
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》相平衡练习题(有答案)
相平衡练习题1. 在定压下,NaCl 晶体和蔗糖晶体与它们的饱和混合水溶液平衡共存时,独立组分数C 和条件自由度F ':答a ;(a) C =3, F '=1 (b) C =3, F '=2 (c) C =4, F '=2 (d) C =4, F '=3注意:如果上述题目改为:在定压下,NaCl 晶体和蔗糖晶体与它们的过饱和混合水溶液平衡共存时,相律还是否适用?2. 23Na CO 可形成三种水合盐,232232232Na CO H O, Na CO 7H O Na CO 10H O ⋅⋅⋅及,常压下将23Na CO (s)投入其水溶液中,待达三相平衡时,一相是23Na CO 水溶液,一相是23Na CO (s) ,则另一相是:答d ;(a )冰 (b )232Na CO 10H O(s)⋅ (c )232 Na CO 7H O (s)⋅ (d )232 Na CO H O (s)⋅3. 假设A 、B 二组分混合物可以形成理想液态混合物,则下列叙述中不正确的是: (a )A 、B 分子间的作用力很微弱 (b )A 、B 都遵守拉乌尔定律(c )液态混合物的蒸气压介于A 、B 的蒸气压之间(d )可以用重复蒸馏的方法使A 、B 完全分离。
答a4.自由度为零,意味着:答(c )(a )体系独立组分数C 等于相数 P (b )体系的状态不变(c )确定体系相平衡所需的最少强度变量数为零 (d )三相共存5.在一定压力下,在液态混合物中增加某组分后,液体的沸点下降,则该组分在气相中的相对含量( )它在平衡液相中的相对含量。
答aa.大于b. 小于c.等于d. 不确定6. BaCO 3(s)、BaO(s)、CO 2(g)三种物质处于化学平衡时,体系自由度F 是 答aa.0b.1c.2d.47.在一定压力下,某二组分系统能形成最低恒沸物,该恒沸物的组成(c )a.与系统组成有关b.与温度有关c.与压力有关,压力一定时为定值d.恒定不变,是化合物8. 在一定压力下,A 和B 能形成最低恒沸物C ,设恒沸物的组成为x ,则对组成为x B (x B >x)的混合物进行普通精馏,最后得到(c )a. A 和Bb. A 和Cc. B 和Cd.无法确定例1在101.325 kPa 下,A~B 系统的相图如图所示。
大学物理化学化学平衡课后习题及答案
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。()
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 。
厦门大学物理化学多组分和相平衡习题及答案
作业55-1指出下列平衡体系中的物种数,组分数,相数和自由度数。
(1)CaSO4的饱和水溶液【解答】S=2, C=2, Φ=2, f=C-Φ+2=2(2)5 g氨气通入1 dm3水中,在常温常压下与蒸汽平衡共存【解答】S=3(NH3,H2O,NH4OH),C=2,Φ=2, f=2(虽为常温常压,但并没有确定值。
)(3)Na+,Cl-,K+,NO3-,H2O(l)达平衡【解答】S=5,C=4(有一个电中性条件),Φ=1,f=5(4)NaCl(s),KCl(s), NaNO3(s)与KNO3(s)的混合物与水平衡【解答】S=5,C=5,Φ=5,f=C-Φ+2=2。
(本题若同时考虑离子种类数,则S=9,但由于同时存在四个电离子方程式,因此C=5)5-2在水、苯、苯甲酸体系中,若任意指定下列事项,则体系中最多可能有几个相?并各举一例说明之。
(1)指定温度;【解答】S=3,C=3,f=C-Φ+1=4-Φ,Φ=4(温度指定)max如H2O(l),C6H6(l),C6H5COOH(s),气相。
(2)指定温度与水中苯甲酸的浓度;【解答】Φ=3,H2O(l),C6H6(l),气相。
依题意,当指定水中苯甲max酸的浓度后,苯相中苯甲酸浓度也随之而定,同时,固相消失。
(3)指定温度、压力与苯中苯甲酸的浓度。
【解答】Φ=2,即液相,气相。
max5-4 试求下述体系的自由度并指出变量是什么? (1)在p θ压力下,液体水与水蒸汽达平衡; 【解答】C=1,Φ=2,f=0(无变量) (2)液体水与水蒸汽达平衡;【解答】C=1,Φ=2,f=1(温度或压力)(3)25℃和p θ压力下,固体NaCl 与其水溶液成平衡; 【解答】C=2,Φ=2,f=0(4)固态NH 4HS 与任意比例的H 2S 及NH 3的气体混合物达化学平衡;【解答】C=2,Φ=2,f=2 (5)I 2(s)与I 2(g)成平衡。
【解答】C=1,Φ=2,f=15-6 已知苯胺的正常沸点为185℃,请依据Truton 规则求算苯胺在2666 Pa 时的沸点。
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。
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。
北师大版物理化学化学平衡习题答案
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rmG ∆,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2222222252HO HO 243H O H O (/)(1.0010)1013251013.25(/)(/)(1.0010)p p p p p Q p p p p p p ''⋅⨯⨯====''''⋅⨯由定温方程1r m 7511013.25ln ln ln(/)(8.3142000ln )J mol 1.55101.6010J mol p p G RT K RT Q RT Q K --∆=-+==⨯⨯⋅⨯=-⨯⋅由rmG∆<,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,pQ 至少需与K θ相等,即2222H O7H O 1.5510p p p Q K p p ⋅==⨯=⋅所以227432142H O11.5510(1.0010)Pa 1.5310Pa 101325p=⨯⨯⨯⨯=⨯27H O 1.2410Pap =⨯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 Pap =⨯,25H O 5.010Pap =⨯,225CO H ==1.510Pa pp ⨯;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rmr m ln pGG RT Q ∆=∆+,知11r m ln (8.314973.2ln 0.71)kJ mol 2.77 kJ mol G RT K --∆==-⨯⨯⋅=⋅∵rmr m ln pGG 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。
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。
物理化学上册第五版天津大学出版社第五章化学平衡习题答案
物理化学上册第五版天津大学出版社第五章化学平衡习题答案5-1 在某恒定的温度和压力下,取mol n 10=的A (g )进行如下反应:)()(g B g A =若θθμμA B =,试证明,当反应进度mol 5.0=ξ时,系统的吉布斯函数G 值为最小,这时A ,B 间达到化学平衡。
证明:)()(g B g A =设开始时,A 的物质的量为0,A n ,B 的物质的量为0,B n ,而反应过程中A 、B 的物质的量分别为A n 与B n ,此时系统的吉布斯函数为ξμμd dG B B )(-=设反应从A 开始时mol n A 10=,当反应进度mol 5.0=ξ时,mol 5.0n n B A ==,mol nBB1=∑,p 5.0p p B A ==及θθμμA B =代入上式得)}ln ln (){( )}ln ()ln ({)(=-+-=+-+=-=ξμμξνμνμξμμθθθθd p RT p RT d p RT p RT d dG A B A B A A B B B B或 0,=⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂-=pT G A ξ 这就证明了若θθμμA B =,反应进度mol 5.0=ξ时,系统的吉布斯函数G 值为最小,此时0,=⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂-=pT G A ξ,A ,B 间达到化学平衡。
5-2 已知四氧化二氮的分解反应)(42g O N )(22g NO在298.15K 时,θmrG ∆175.4-⋅=mol kJ 。
试判断在此温度及下列条件下,反应进行的自发方向:(1))1000( ),100(242kPa NO kPa O N ;(2))100( ),1000(242kPa NO kPa O N ;(3))200( ),300(242kPa NO kPa O N 。
解:1454.0K ,9283.1)15.298314.8/(1075.4/ln 3=-=⨯⨯-=∆-=θθθRT G K m r(1)100100/100)100/1000(/)/(22422===θθp p p p J O N NO p , ,θK J p >反应向左; (2)1.0100/1000)100/100(/)/(22422===θθp p p p J O N NO p , ,θK J p <反应向右; (3)333.1100/300)100/200(/)/(22422===θθp p p p J O N NO p, ,θK J p >反应向左。
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。
物理化学第五版课后习题答案解析
第五章 化学平衡5-1.在某恒定的温度和压力下,取n 0﹦1mol 的A (g )进行如下化学反应:A (g )垐?噲? B (g ) 若0B μ﹦0A μ,试证明,当反应进度﹦时,系统的吉布斯函数G 值为最小,这时A ,B 间达到化学平衡。
解: 设反应进度为变量A (g )垐?噲?B (g )t ﹦0 n A , 0﹦n 0 0 0﹦0 t ﹦t 平 n A n B ﹦BBn ν n B ﹦B ,n A ﹦n 0-n B ﹦n 0-B ,n ﹦n A +n B ﹦n 0气体的组成为:y A ﹦A n n ﹦00B n n νξ-﹦01n ξ-,y B ﹦B nn﹦0n ξ各气体的分压为:p A ﹦py A ﹦0(1)p n ξ-,p B ﹦py B ﹦p n ξ各气体的化学势与的关系为:0000ln ln (1)A A AA p p RT RT p p n ξμμμ=+=+- 0000lnln B B B B p p RT RT p p n ξμμμ=+=+⋅ 由 G =n AA +n BB =(n A 0A μ+n B 0B μ)+00ln(1)A p n RT p n ξ-+00ln B p n RT p n ξ⋅ =[n 0-0A μ+0B μ]+n 00lnpRT p +00()ln(1)n RT n ξξ--+0ln RT n ξξ 因为 0B μ﹦0A μ,则G =n 0(0A μ+0lnpRT p)+00()ln(1)n RT n ξξ--+0ln RT n ξξ ,0()ln T p G RT n ξξξ∂=∂- 20,20()()T p n RT Gn ξξξ∂=-∂-<0 令 ,()0T p Gξ∂=∂011n ξξξξ==-- ﹦ 此时系统的G 值最小。
5-2.已知四氧化二氮的分解反应 N 2O 4 (g )垐?噲? 2 NO 2(g )在 K 时,0r m G ∆=·mol -1。
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。
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。
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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 = ∑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 Bν。
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 S⎽⎽⎽⎽⎽0,此反应在40 ℃时的K⎽⎽⎽⎽⎽25 ℃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)各物质在298K的△ 和S 的数值为:r m 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,202.65kP a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101。
325kPa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 =(-489。
1+0。
1917T/K)kJ·mol—1(ⅱ)2C(石墨)+O2(g)=2CO(g),△r G m,ii =(-223。
0-0。
1753T/K)kJ·mol-1(ⅲ)C(石墨)+O2(g)=CO2(g),△r G m,iii =(-394.0-0.84×10—3T/K)kJ·mol-13.已知下列反应在373K时,K =1.25×108CO(g)+Cl2(g)=COCl2(g)(1)已知上述反应的△r S m (373k)=-125。
52J·mol—1·K-1,求COCl2(g)的解离反应在373K下的△r H m =___;(2)设反应的∑νB 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0。
001,则反应温度为_______(p =100kPa)。
4.在200K~400K湿度范围内,反应NH4Cl(s)=NH3(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 )=∑νB △f H m (B ,298K )=[110.6-(-0.125)]kJ·mol —1=110。
19kJ·mol —1△r S m (298K) =∑νB S m (B,298K)=103。
8J·mol —1·K —1(2)△r G m (298K )=△r H m (298K )-298K×△r S m (298K )=(110。
19—298×103。
8×10-3)kJ·mol —1 =79.26kJ·mol —1由△r G m (298K)=-298Rln K (298K)㏑K (298K)=1113K mol 8.314J 298K mol J 1079.26---⋅⋅⨯⋅⨯-解得K =1。
278×10-14 (3)由㏑)K 8301K 2981()K 298()K 298()K 830(m r -∆=R H K K)K 8301K 2981(Kmol 8.314J mol J 10110.191113-⋅⋅⋅⨯=--- 解得 K (830K )=3.07×10—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 =202.65kp a ,解得,C 4H 8(g)的平衡转化率x A =0。
389【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)=55。
45kJ·mol由 △r G m (T )=-RT lnK (T )△r G m (1500K)=-1500K R ln K (1500K ) 55.45kJ·mol -1=-1500K×8.0314J·mol -1·K -1K (1500K)解得K (1500K )=0。
0117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100。
15kPa【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)=1.25×108,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)=-8。
314J·mol —1·K -1×373Kln (0。
8×10-8) =57816.8J·mol -1 而解离反应的△r S m ’(373K)=-△r S m (373K)=125.52J·mol —1·K -1 所以解离反应△r H m ’(373K)=△r G m ’(373K )+373K △r S m ’(373 K)=57816。