大学物理化学化学平衡课后习题及答案【骄阳教育】

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“Ö”，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DrGm<0时，则该反应能正向进行。 ( )2. 如果某一化学反应的DrH< 0，该反应的K随着温度升高而减小。（ ）3. 对理想气体反应：0 = SBnBB，在定温定压下当SBnB>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 = SBnBB，在定温定压下当SBnB>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DrH不随温度变化，那么其DrS也不随温度变化，但是其DrG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PCl5(g) = PCl3(g) + Cl2(g) 在473 K达到平衡时PCl5(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 ； （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）= N2O4（g）+1/2O2（g）的DrH为41.84kJ×mol1，。要增加N2O4（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DrS_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fHmy和Smy的数值为：物质C4H8(g)C4H6(g)H2(g)fHmy/(kJ·mol-1)0.125110.060Smy/(J·mol-1·K-1)305.3278.5130.6(1) 计算该反应298K的rHmy和rSmy;(2) 计算该反应在298K的rGmy和Ky;(3) 计算该反应830K的Ky（假定该反应的rHmy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,202.65kPa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rGmy与温度T的关系为：()2Ni(s)+O2(g)=2NiO(s), rGm,iy=(489.1+0.1917T/K)kJ·mol-1()2C(石墨)+O2(g)=2CO(g), rGm,iiy=(223.00.1753T/K)kJ·mol-1()C(石墨)+O2(g)=CO2(g), rGm,iiiy=(394.00.84×10-3T/K)kJ·mol-13已知下列反应在373时，Ky=1.25×108 CO(g)+Cl2(g)=COCl2(g)（）已知上述反应的rSmy(373k)=-125.52J·mol-1·K-1 ，求COCl2(g)的解离反应在373下的rHmy=_;() 设反应的nBCp,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_(py=100kPa)。4在200K400K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:(1)计算300K时，反应的rHmy,rGmy,rSmy；(2)在300K时，若反应开始只有NH4Cl(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. Ö 2. Ö 3. ´ 4. Ö 5. Ö 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) rHmy(298K)=nBfHmy(B,298K) =110.6(0.125)kJ·mol-1 =110.19kJ·mol-1rSmy(298K) =nB Smy(B,298K)=103.8J·mol-1·K-1(2) rGmy(298K)= rHmy(298K)298K×rSmy(298K) =(110.19-298×103.8×10-3)kJ·mol-1 =79.26kJ·mol-1由 rGmy(298K)=298RlnKy(298K) Ky(298K)= 解得 Ky=1.278×10-14(3)由 解得Ky(830K)=3.07×10-2(4) C4H8(g) = C4H6(g) + H2(g)开始：n/mol 1 0 0平衡：neq/mol 1xA xA xA平衡：neq=(1xA)+xA+xA+15=(16+xA)mol代入p=202.65kpa,解得，C4H8(g)的平衡转化率xA=0.389【剖析】：本题从物质的热力学数据fHmy(298K)、Smy(298K)出发计算反应的rHmy(298K)及rSmy(298K),继而算出rGmy(298K),并算得Ky(298K)，再忽略温度对rHmy的影响，由范特荷夫方程算出830K时的Ky(830K),最后利用Ky(830K),计算C4H8(g)脱氢制取丁二烯时，C4H8(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=,故可能进行的反应的则 得 rGmy(1500K)=55.45kJ·mol由 rGmy(T)=RTlnKy(T)rGmy(1500K)=1500KRlnKy(1500K)55.45kJ·mol-1=-1500K×8.0314J·mol-1·K-1Ky(1500K)解得 Ky(1500K)=0.0117而 为使可能进行的反应不发生，则根据范特荷夫定温方程rGm(1500K)=RTlnKy(1500K)+RTlnJy(1500K)Jy>Ky, rGm(1500K)>0才行。故 即p(CO2)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rGmy与温度T的关系式通过线性组合求出可能发生的反应的rGmy(1500K) ，进而求出Ky(1500K)；(ii)再列出Jy (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，CO2(g)分压的最大值。3【题解】：（）已知COCl2(g)的合成反应Ky(373K)=1.25×108，则其解离反应的故COCl2解离反应的rGmy(373K)=-RTlnKy(3773K) =-8.314J·mol-1·K-1×373Kln(0.8×10-8) =57816.8J·mol-1而解离反应的rSmy(373K)=-rSmy(373K)=125.52J·mol-1·K-1所以解离反应rHmy(373K)= rGmy(373K)+373KrSmy(373 K) =57816.8J·mol-1+373K×125.52J·mol-1·K-1 =104635J·mol-1（） COCl2(g)=CO(g)+Cl2(g)开始n/mol： 1 0 0平衡neq/mol：1-0.001 0.0010.001平衡 neq/mol=1-0.001+0.001+0.001=1+0.001代入p=200kPa,解得Ky(T)=2×10-6因解离反应的rCp,m=0，即rHmy与温度无关，则由范特荷夫方程：代入Ky(373K)=0.8×10-8, rHmy(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COCl2(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)以及热力学函数变化值的关系正、负号相反，如 , , 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。4【题解】：（）若视rHmy与温度无关，可视为常数，则rHmy=9127K×8.314J·mol-1·K-1=75882 J·mol-1300K时，由Ky=f(T)关系式，代入T=300K ,得Ky=6.65×10-7rGmy(300K)=-RTln Ky(300K)=-8.314 J·mol-1·K-1×300Kln(6.65×10-7)=35476 J·mol-1rGmy (300K)= rHmy(300K)-300K×rSmy(300K)则rSmy(300K)=134.69 J·mol-1·K-1(2)解得p(HCl)=81.55Pa【剖析】：所给反应为纯固体与理想气体的反应，应明确其标准平衡常数表示式的表示法；6辅导工具a