基础化学习题解答(第四章)

思考与习题

一、填空题：

1.可逆反应 2A(g) + B(g)

2C(g) ；Δr H m θ＜ 0 。反应达到平衡时，容器体积不变，

增加B 的分压，则C 的分压 ___增大_______，A 的分压 ___减小________ ；减小容器的体积，B 的分压 _____减小______， K θ___不变________。

2.由N 2和H 2合成NH 3的反应中，Δr H m θ < 0，当达到平衡后，再适当降低温度则正反应速率将________减小 _____，逆反应速率将___减小__________，平衡将向___右 _____方向移动。

3.一定温度下，反应 PCl 5(g)

PCl 3(g) + Cl 2 (g) 达到平衡后，维持温度和体积不变，

向容器中加入一定量的惰性气体，反应将____不 _______ 移动。

4. 基元反应 2NO + Cl 2 → 2NOCl 是_3 _分子反应，是 3_级反应，其速率方程为

__)Cl (·

)NO ( 2

c c k ?=υ____。 5.在密闭容器中进行N 2(g)+3H 2(g)→2NH 3(g)的反应，若压力增大到原来的2倍，反应速率增大 __16___ 倍。

6.可逆反应: I 2+H 2

2HI 在713K 时K θ＝51,若将上式改写为 ：21

I 2 +

2

1H 2

HI 则其K θ为 __51 ____ 。

7.已知下列反应的平衡常数： H 2(g) + S(s) H 2S(g) K θ1

S(s) + O 2(g)

SO 2(g) K θ2

则反应 H 2(g) + SO 2(g)

O 2(g) + H 2S(g)的K θ为( θ

1K /θ

2K )。

8.反应：2Cl 2 (g) + 2H 2O (g) 4HCl (g) + O 2 (g) Δr H m θ

＞0 ，达到平衡后进行

下述变化，对指明的项目有何影响？

① 加入一定量的O 2，会使n (H 2O ，g) 增大 ，n (HCl) 减小 ； ② 增大反应器体积，n (H 2O ，g) 减小 ； ③ 减小反应器体积，n (Cl 2) 增大 ；

④ 升高温度，K θ 增大 ，n (HCl) 增大 ；

⑤ 加入催化剂，n (HCl) 减小 。

二、选择题

1.对于一个给定条件下的反应，随着反应的进行 ( C )。 A ．速率常数k 变小 B ．平衡常数K 变大 C ．正反应速率降低 D ．逆反应速率降低

2.对反应 2X + 3Y → 2Z ，下列速率表达式正确的是 ( C )。

A ．

t c t c 2d )Y (d 3d )X (d = B ． t c t c 3d )

X (d 2d )Z (d =

C ． t c t c 3d )Y (d 2d )Z (d =

D ．t

c t c 2

d )X (d 3d )Y (d =

3.某一化学反应:2A + B → C 是一步完成的。A 的起始浓度为 2 mol/L ，B 的起始浓度是4 mol/L ,1 s 后，A 的浓度下降到 1 mol/L ，该反应的反应速率为 ( A )。

A ． mol/(L ·s)

B ． － mol /(L ·s)

C ． －1 mol/(L ·s)

D ． 2 mol/(L ·s)

4.某一可逆反应达平衡后，若反应速率常数k 发生变化时，则平衡常数K θ

( A ) 。 A ． 一定发生变化 B ． 不变 C ． 不一定变化 D ．与k 无关 (g) + 3H 2 (g) → 2NH 3 (g) ，Δr H m θ

＝ － kJ/mol ，升高温度时，正反应速率ν 和逆反

应速率ν ' 的变化为 ( C )。

A ．ν 增大，ν ' 减小

B ．ν 减小，ν ' 增大

C ．ν 增大，ν ' 增大

D ．ν 减小，ν ' 减小

6.某反应物在一定条件下的平衡转化率为 35%，当加入催化剂时，若反应条件与前相同，此时它的平衡转化率是 ( B )。

A ．大于35%

B ． 等于35%

C ． 小于35%

D ．无法知道 7.反应 C(s) + O 2(g) → CO 2(g) 的Δr H m θ

< 0，欲增加正反应速率，下列措施中无用的

是( D )。

A ． 增加氧的分压

B ．升温

C ． 使用催化剂

D ．减少CO 2 的分压

8. 500K 时，反应 SO 2 (g)+ 2

1

O 2 (g) SO 3 (g) 的K

θ

＝ 50， 在同温下， 反应2SO 3

(g) 2SO 2 (g)+ O 2 (g) 的K θ

等于 ( D )。

A ．100

B ．2×10

－2

C ．2500

D ．4×10

－4

9.在一定条件下，一个反应达到平衡的标志是 ( B )。

A ．各反应物和生成物的浓度相等

B ．各物质浓度不随时间改变而改变

C ．Δr G m θ ＝ 0

D ．正逆反应速率常数相等 10.已知在一定温度下

SnO 2 (s) + 2CO(g) Sn(s) + 2CO 2 (g) 的K θ ＝ CO(g) + H 2O(g)

CO 2 (g) + H 2(g) 的K θ＝

则在相同条件下，反应SnO 2 (s) + 2H 2(g)

Sn(s) + 2H 2O(g) 的K θ为 ( B )。

A ．

B ．21

C ． ×10－4

D ．

11.可使任何反应达到平衡时增加产率的措施是 ( C )。

A ．升温

B ．加压

C ．增加反应物浓度

D ．加催化剂 12.在恒压下进行合成氨反应 3H 2(g)+N 2 (g) 2NH 3(g)时，若系统中积聚不参与反应

的氩气量增加时，则氨的产率将 ( A )。

A ．减小

B ．增加

C ．不变

D ．无法判断

13.可逆反应X + 2Y

2Z Δr H m θ

＞0，X ，Y ，Z 是三种气体，为了有利于Z 的

生成，应采用的反应条件是( A )。

A ．高温高压

B ．常温常压

C ．低温高压

D ．高温低压

14.反应NO(g) + CO(g)

2

1N 2(g) + CO 2(g) Δr H m θ

＝ -427kJ/mol ，下列哪一个条件有利于使NO 和CO 取得较高转化率( B )。

A ．高温、高压

B ．低温、高压

C ．低温、低压

D ．高温、低压 15.下列反应的平衡常数可以用K θ＝1/p ˊ(H 2)表示的是 ( C )。 A ．H 2 (g)+S(g) H 2S(g) B ．H 2 (g)+S(s) H 2S(g) C ． H 2 (g)+S(s)

H 2S(l) D ．H 2 (l)+S(s)

H 2S(s)

三、是非题 (下列叙述中对的打“√”,错的打“×”)

1. 催化剂只能缩短反应达到平衡的时间而不能改变平衡状态。 （ √ ）

2. 凡速率方程式中各物质的浓度的指数等于反应方程式中其化学计量数时，此反应必为基元反应。 （ √ ）

3. 一种反应物的转化率随另一种反应物的起始浓度不同而异。（×）

4. 分几步完成的化学反应的总平衡常数是各步平衡常数之和。（×）

5. 当一个化学反应处于平衡时，平衡混合物中各种物质的浓度都相等。（×）

6. 在一容器中，反应2SO2 (g) + O2 (g) 2SO3 (g)，达到平衡，加一定量N2气体保持总压力不变，平衡向正方向移动。（×）

7. N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)，反应达到平衡后，把p（NH3），p(H2) 各提高到原来的2 倍，p(N2)不变，则平衡向正反应方向移动。（×）

8. 反应CaCO3 (s) CaO(s) + CO2 (g)，在一定条件下达到平衡后，若压缩容器体积，平衡向正反应方向移动。(×)

四、问答题

1．采取哪些措施可以使下列平衡向正反应方向移动。

（1）C (s) + CO2 (g) 2CO (g) Δr H mθ＞0

答案：增加CO2的分压或减小CO的分压，升高温度，减小总压，增大固体C的接触面积答案关键词：压力，温度，接触面积。

（2）2CO (g) + O2 (g) 2CO2 (g) Δr H mθ＜0

答案：增加O2的分压，减小温度，增大总压。

（3）CO2 (g) + H2 (g) CO (g) + H2O (g) Δr H mθ＞0

答案：分别增加CO2或H2的分压或同时增加CO2、或减小CO和H2O的分压，升高温度答案关键词：压力，温度。

（4）3CH4 (g) + Fe2O3 (s) 2Fe (s) + 3CO (g) + 6H2 (g) Δr H mθ＞0

答案：减小总压，升高温度，增大固体Fe2O3的接触面积

2．写出下列反应的标准平衡常数表达式

（1）N2 (g) + O2 (g) 2NO (g)；

答案：

()

{}

()

{}

()

{}θ

θ

θ

P

P

P

P

P

k

O

N

NO

2

2

2

=

（2）C (s) + CO2 (g) 2CO (g)；

答案：

()

{}

()

θ

θθ

P

P

P

P

K

CO

CO

2

2 =

（3） CH 4 (g) + H 2O (g) CO (g) + 3H 2 (g)；

答案：()

{}(){}

(

)

{}

()

{}θ

θ

θ

θθ

P P P P P P P P K

O H CH H CO 2423

=

（4）Fe 3O 4 (s) + 4H 2 (g) 3Fe (s) + 4H 2O (g)。

答案：{}(

)

{}

θ

θ

θ

P P P P

K H O H 224

= 五、计算题

1．已知反应A (g) + 2B (g)

C (g)为基元反应。某温度下，当c (A) ＝ L ，c(B) ＝L

时的反应速率为(L·min)，求该温度下反应的速率常数。

解 由)(·

)( 2

B c A c k ?=υ 得 k = × = (mol 2·min)

计算的最后结果数字：k = (mol 2·min)

2．实验测得反应：2SO 2(g) + O 2

2SO 3(g) 在1000K 温度下达到平衡时，各物质

的平衡分压为：p (SO 2) ＝ ；p (O 2) ＝ ；p (SO 3) ＝ 。计算该温度下的反应的标准平衡常数K θ。

解 {}{}{} )( )( )( 2222

3θ

O p SO p SO p K

'?''=)

100/7.40()100/7.27()100/9.32(2

2

?= 计算的最后结果数字：47.3θ=K

3．已知二氧化碳气体与氢气的反应为：CO 2 (g) + H 2 (g)

CO (g) + H 2O (g)。在某

温度下达到平衡时CO 2 和H 2 的浓度为 mol/L ，CO 和H 2O 的浓度为 mol/L ，计算： ①起始时CO 2 和H 2 的浓度；

②此温度下的平衡常数K θ； ③CO 2的平衡转化率。

解 ① CO 2 (g) + H 2 (g) CO (g) + H 2O (g)

起始浓度/(mol/L

) x y 0 0 平衡浓度/(mol/L ) x – = x = y – = y =

即起始时c (CO 2) =c (H 2)= mol/L

② θK =

[][][][]

222H CO O H CO ??= 44

.044.056

.056.0?? =

③ %56%10000

.156

.0)CO (2=?=

α 计算的最后结果数字：① c (CO 2) =c (H 2)= mol/L ， ② θK = ，③%56)CO (2=α。

4．密闭容器中有下列反应：2SO 2 (g) + O 2 (g)

2SO 3 (g)。若将和的混合物，在873K

和100kPa 下缓慢通过V 2O 5催化剂，达到平衡后(压力不变)，测得剩余的O 2为。求该温度下反应的标准平衡常数K θ。

解 2SO 2 (g) + O 2 (g) 2SO 3 (g) 起始时物质的量/（mol ） 0 平衡时物质的量/（mol ） 1-x= 1-2

1

x= x= n =++ = mol 根据分压定律 p i = p ×

n

n i

平衡时物质各物质的分压：p (SO 3) = 100×

62.176

.0= p (SO 2) =100×62.124

.0= kPa

p (O 2) = 100×62

.162

.0= kPa

{}{}{}

)( )( )( 22

22

3θ

O p SO p SO p K

'?''= = )

100/27.38()100/81.14()100/91.46(22

?=

计算的最后结果数字：θ

K =

5．在一密闭容器中存在下列反应：NO (g) +

2

1

O 2 (g) NO 2 (g)。已知反应开始时

NO 和O 2的分压分别为和。973K 达到平衡时有12%的NO 转化为NO 2。计算： ① 平衡时各组分气体的分压； ② 该温度下的标准平衡常数K θ。

2

22起始时物质的分压/（kPa ） 0 平衡时物质的分压/（kPa ）

2

1

××12% ×12% 平衡时物质各物质的分压：p (NO 2) = p (NO) = p (O 2) =

{}

{}{}2

1

22θ )( )( )( O p NO p NO p K '?''=

=

2

1)

100/18.89()100/74.601()

100/12.12(?

=

6．反应：CO 2 (g) + H 2 (g)

CO (g) + H 2O (g)在1023K 达到平衡时有90%的H 2变成

H 2O (g)，此温度下的K θ＝1。问反应开始时，CO 2和H 2按什么比例混合?

解 NO (g) +

2

1

O 2 (g) NO 2 (g)

起始时物质的分压/（kPa ） 0 平衡时物质的分压/（kPa ）

2

1

××12% ×12% 平衡时物质各物质的分压：p (NO 2) = p (NO) = p (O 2) =

{}

{}{}2

1

22θ )( )( )( O p NO p NO p K '?''=

=

2

1)

100/18.89()100/74.601()

100/12.12(?

=

7．反应：Sn + Pb 2+

Sn 2+ + Pb 在298K 达到平衡，该温度下的K θ＝。若反应开始

时c (Pb 2+) ＝ L ，c (Sn 2+) ＝ L 。计算平衡时Pb 2+ 和 Sn 2+的浓度。

2

22起始时物质的分压/（kPa ） 0 平衡时物质的分压/（kPa ）

2

1

××12% ×12% 平衡时物质各物质的分压：p (NO 2) = p (NO) = p (O 2) =

{}

{}{}2

1

22θ )( )( )( O p NO p NO p K '?''=

=

2

1)

100/18.89()100/74.601()

100/12.12(?

=

8．反应：CaCO 3 (s) CaO (s) + CO 2 (g)在973K 时的K θ＝×10-2，在1173K 时K θ＝。

问：

① 该反应是吸热反应还是放热反应? ② 在973K 和1173K 时CO 2的分压分别为多少?

解 ①该反应为吸热反应

② 在973K 时： CaCO 3 (s)

CaO (s) + CO 2

平衡时物质的分压/（kPa ） p

)(2θCO p K '==×10-2

p (CO 2) = kPa

在1173K 时： CaCO 3 (s)

CaO (s) + CO 2

平衡时物质的分压/（kPa ） p

)(2θCO p K '==

p (CO 2) = 105kPa

计算的最后结果数字：①该反应为吸热反应，②p (CO 2) = kPa ，p (CO 2) = 105kPa