第3章 化学平衡(习题解)

第三章 化学平衡

1. 反应NO(g)

(g)O 2

1(g)NO 22+⇔

在某温度下（设T ＝300K ）的θ

P K ＝1.2×10-2，

计算该温度下，下面两个反应的θ

P K 。

①NO(g)2(g)O (g)2NO 22+⇔ ②(g)3NO NO(g)3(g)O 23

22⇔+

解： n

(R T )

Δθ

c

θ

p

K K =

＝2.4×10-4

① 21)(θθp

p K K ==(1.2×10-2)2=1.44×10-4

21)(θθc c K K ==(2.4×10-4)2=5.76×10-4

② 3

2)1(θ

θ

p

p

K K ==5.79×105

3

2)

1(θ

θ

c

c

K K ==7.23×1010

2. g)

(22CO

(g)O 2

1CO(g)⇔+

，计算：

①反应的Δf G m ○－

②25℃的θP K

③100℃的θP K 和Δf G m ○－

解：查表： Δf H m ○－

(KJ/mol) Δf G m ○－

( KJ/mol) θm S (mol K J 1⋅⋅-)

CO(g) -110.5 -137.2 197.6 O 2(g) 0 0 205.03 CO 2(g) -393.5 -394.4 213.6 ① Δf G m ○－

=(-394.4)－0－(-137.2)＝-257.2(KJ/mol)

② 298K 时：RT

G

p e

K ∆-

=θ

=1.21×1045

③ 373K 时：θ

反应Δθ反应Δθ反应

ΔS T H G -= =(-393.5)-(-110.5)-373×(213.6-197.6-2

1

×205.03)

=-250.7(KJ/mol) RT

G

p e K ∆-

=θ

=1.28×1035

3. 计算反应O(g)

6H (s)NiSO O 6H NiSO

2424+=⋅

的Δf G m ○－

及θ

P K 。

已知：Δf G m ○

－分别为-2222KJ/mol ，-773.6 KJ/mol ，-225.9 KJ/mol 解： Δf G m ○－

＝6×(-225.9)+(-773.6)-(-2222)=93(KJ/mol)

RT

G

p

e K ∆-

=θ=4.99×10-17

4. PCl 5加热后它的分解反应式为： (g )Cl (g)PCl (g)PCl 235+⇔

在10升密闭容器中2molPCl 5，某温度时是1.5mol 分解，求该温度下的平衡常数。若在该密闭容器中通入1molCl 2后，有多少摩尔PCl 5分解。 解： n(PCl 5)=

M

2.010

2= n(Cl 2)=

M

1.010

1=

(g )Cl (g)PCl (g)PCl 235+⇔ 初始 0.2

平衡 0.2-0.15 0.15 0.15 K c =

45.005

.015

.02

= 答：平衡常数为0.45。

设：有xMPCl 5分解

(g )Cl (g)PCl (g)PCl 235+⇔ 0.2-x x x+0.10

45

.020.010.0(=-+x

x x ）

x=1.3M

n ＝1.3×10=1.3mol 答：有1.3molPCl 5分解

5. PCl 5加热分解为PCl 3和Cl 2，将2.659克PCl 5装入1升容器中，在523K 时达

到平衡后，总压力为101.3KPa ，求PCl 5的分解率，P K 和θ

P K 。

解: P 0=5

PCl P ＝

MV

mRT ＝5.65×104Pa

(g)

Cl (g)PCl (g)PCl 235+⇔

初始 P 0

平衡 P 0(1-α) P 0α P 0α

总压： P 0(1-α)＋P 0α＋P 0α＝101.3×103 ∴α=80%

)

1()

(02

0αα-=

P P K p =2.1×105(Pa)

21.0)1()

(

02

0=-=θ

θ

θαα

P

P P P K p

6. 5升容器中装入等摩尔数的PCl 3和Cl 2。在523K 时达到平衡，如PCl 5的分压为101.3KPa ，此时：(g)Cl (g)PCl (g)PCl 235+⇔反应的K p ＝185KPa ，问原来装入的PCl 3和Cl 2为若干摩尔？

解： (g )Cl (g)PCl (g)PCl 235+⇔

初始 P 0 P 0

平衡 101.3 P 0-101.3 P 0-101.3 1853

.101)

3.101(2

0=-=

P K p

∴P 0=238.2Kpa m o l RT

PV n 27.0== 答：原来装入的PCl 3和Cl 2为0.27mol

7. CuSO 4的风化若用式O(g)5H (s)CuSO O(s)5H CuSO 2424+⇔⋅表示。

①求25℃时的Δf G m ○－

及θ

P K

②在25℃，若空气中水蒸气相对湿度为60％，在敞开容器中上诉反应的△G 是多少？此时O 5H CuSO 24⋅是否会风化？（25℃O H 2

P ＝3.167KPa ） 解： 查表： CuSO 4·5H 2O(s) CuSO4(s) H 2O(g)

Δf G m ○

－ (KJ/mol) -1880 -661.9 -228.6 ① Δf G m ○－

=5×(-228.6)+(-661.9)-(-1880)=75.1(KJ/mol)

RT

G

p e

K ∆-

=θ

=6.85×10-14

② 8

5O H 10

98.2)3

.101167.3(

P

P K 2-⨯===θ

θ反应

9.42ln -=-=∆θ

反应

K RT G (KJ/mol)<0 此时O 5H CuSO 24⋅会风化