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。

19．有供电能力(W f ≠ 0)的可逆电池反应体系的状态，在“G ～ξ”曲线上可存在的位置？

20．“纯是相对的，绝对纯的物质是没有”，试从反应的亲合能A 上分析这句话的道理？

21．化学反应亲合势愈大，则自发反应趋势越强，反应进行得愈快，对否？

22．标准平衡常数与标准反应自由能的关系：K RT G ln m r -=∆，那么，为什么反应的 平衡态与标准态是不相同的？

23．欲使反应产物的平衡浓度最大，反应物的投料比一般为多大？

24．对于计量系数∆ν = 0的理想气体化学反应，哪些因素变化不改变平衡点？

25．平衡常数 K = 1的反应，在标准态下反应，反应朝什么方向进行？

26．在空气中金属不被氧化的条件是什么？

27．反应PCl 5(g) = PCl 3(g) + Cl 2(g) 在212℃、p 容器中达到平衡，PCl 5 离解度为0.5，

反应的m r H ∆= 88 kJ·mol -1，以下情况下，PCl 5的离解度如何变化：

(A) 通过减小容器体积来增加压力； (B) 容器体积不变，通入N 2气来增加总压力；

(B) 升高温度； (D) 加入催化剂。

28．对于复分解反应，如有沉淀、气体或水生成，则容易进行到底，试以化学平衡理论 分析其道理？

29．2HgO(s) = 2Hg(g) + O 2(g)，在反应温度下及p = 101.325kPa 时，K = 4×10-3，试问

HgO(s) 的分解压力多大？当达到分解温度时，与HgO(s) 平衡的p Hg 有多大？若在标 准状态下反应，体系的总压力是多少？

30．反应CO(g) + H 2O(g) = CO 2(g) + H 2(g)，在600℃、100kPa 下达到平衡(各物质的逸度 系数均为1)，当压力增大到500kPa 时，各物质的逸度系数分别为：γ (CO 2) = 1.09， γ (H 2) = 1.10，γ (CO) = 1.23，γ (H 2O) = 0.77，问这时平衡点向何方移动？

31．反应CaCO 3(s) = CaO(s) + CO 2(g) 在常温常压下的分解压力并不等于零，那么古代大 理石建筑物何以能够保留至今而不倒？

32．说明下列等式成立的条件：

(A) 对于任何反应 ∑νB μB = 0 ；

(B) 气体反应2ln RT U T K p c ∆=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂； (C) 理想气体 p x p c p p T K T K T K ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ln ln ln ；

(D) 实际气体 K f = K p ； (E) 液相反应 K a = K x ；

(F) 温度对 K 的影响公式：()2112m 12ln T RT T T H K K -∆=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛；

(G) 压力对凝聚态反应影响：()RT p p V K K 12m 1

2ln -∆-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛；

(H) 估算转换温度：298298S H T ∆∆=。

33．反应C(s) + H 2O(g) = CO(g) + H 2(g)，在673K 、p 下达到平衡，巳知∆H m =133.5kJ·mol -1，

问下列条件变化时，对平衡有何影响？

(A) 增加温度； (B) 增加水蒸气的分压；

(C) 增加总压； (D) 通入N 2 ； (E)增加碳的数量。

34．25℃时，下列反应⑴、⑵的分解压力分别为：p 1 = 0.527 kPa ，p 2 = 5.72 kPa 。 ⑴ 2NaHCO 3(s) = Na 2CO 3(s) + H 2O(g) + CO 2(g)

⑵ NH 4HCO 3(s) = NH 3(g) + H 2O(g) + CO 2(g)

若在25℃将物质的量相等的NaHCO 3(s)、Na 2CO 3(s) 和NH 4HCO 3(s) 放在一个密闭的 容器中，试问：(A) 这三种物质的数量将如何变化；(B) 体系最终能否实现平衡。

二、单选题：

1．化学反应若严格遵循体系的“摩尔吉布斯自由能－反应进度”的曲线进行，则该反应最 终处于：

(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．对于摩尔反应吉布斯自由能∆r G m ，下列理解错误的是：

(A) ∆r G m 是在T 、p 、ξ一定的条件下，进行一个单位反应时吉布斯自由能的改变；

(B) ∆ r G m 是在有限反应系统终态和始态吉布斯自由能的差值，即实际过程的∆G ；

(C) ∆ r G m 是指定条件下反应自发进行趋势的量度，∆r G m < 0，反应自发向右进行；

(D)

p T G G ,m r ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=∆ξ，等于G ～ξ图中反应进度为ξ时的曲线斜率 。

3．25℃时反应 1

-m r 322mol kJ 5.16NH H 23N 21⋅-=∆，＝＋G ，在25℃、101325Pa 下，将

1mol N 2、3mol H 2和2mol NH 3(g) 混合，则反应：

(A) 正向自发进行 ； (B) 逆向自发进行 ；

(C) 系统处于平衡 ； (D) 无反应发生 。

4．设反应 A(s) = D(g) + G(g) 的∆r G m (J·mol -1) = -4500 + 11(T /K)，要防止反应发生，温度

必须：

(A) 高于409K ； (B) 低于136K ；

(C) 高于136K 而低于409K ； (D) 低409K 。