2 3 化学平衡 同步练习2

1、 化学平衡同步练习 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?rGm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。 G?G?是平衡状态时的吉布斯函数变化。，所以因为 = -RTlnK3mmrr 4在等温等压条件下，?rGm 0的反应一定不能进行。 G?来判断其反应进行的方向。 5任何一个化学反应都可以用mr6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?rGm 0，则反应物将完全变成产物，反应将进行到底。 7在等温、等压

2、不作非体积功的条件下，反应的? rGm 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。 G?的大小就决定了反应进行方向。，当pA = pB = pC时， 8理想气体反应 A + B = 2Cmr9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。 10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。 11一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。 12“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？ 13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？ ?G?RTlnK

3、，那么，为什么反应的标准平衡常数与标准反应自由能的关系：14 mr平衡态与标准态是不相同的？ 15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？ 16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？ 172HgO(s) = 2Hg(g) + O2(g)，在反应温度下及p= 101.325kPa时，K= 410-3，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pHg有多大？若在标 准状态下反应，体系的总压力是多少？ 18反应CO(g) + H2O(g) = CO2(g) + H2(g)，在600、100kPa下达到平衡

4、(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： (CO2) = 1.09， (H2) = 1.10， (CO) = 1.23， (H2O) = 0.77，问这时平衡点向何方移动？ 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； (D) 曲线以外某点进行着热力学可逆过程 。 (C) 曲线上的每一点 ； 2对于摩尔反应吉布斯自由能?rGm，下列理解错误的是： (A) ?rGm是在T、p、一定的条件下，进行一个单位反应时吉布斯自由能的改变； (

5、B) ? rGm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) ? rGm是指定条件下反应自发进行趋势的量度，?rGm 1，K随T升高而增大 ； (B) K298 1，K。 (D) K298 Kp ； (B) Kp T2 ； (B) T1 T2 ； (C) T1 = T2 ； (D) T1 T2；且T2越低越好 。 G?与平衡常数的关系为： 7对于理想溶液反应，mr ?G?RTln?lnKG?K?RTln?G?K?RT ； (B) (A) ； (C) ；mrmcxmrr ?RTlnG?K ?RTln?G?Kprm。 (E) ； (D) mrm8下列各反应，其平衡常数K

6、p等于气相总压力的是： 3 2O2(g) = ZnO(s) + SO2(g) ；(A) ZnS(s) + (B) CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g) ； (C) CuSO45H2O(s) = CuSO43H2O + 2H2O(g) ； (D) NH4HS(s) = NH3(g) + H2S(g) ； 22 33KCl(s) + O2(g) 。(E) KClO3(s) = 9298K时，下列反应(1)、(2)的分解压力分别为0.527kPa、5.72kPa： 2 NaHCO3(s)=Na2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g)； NH4HCO3(s)=NH3(g)+H2O(g

7、)+CO2(g)。 若在298K时，将摩尔量相等的NaHCO3(s)、Na2CO3 (s) 与NH4HCO3(s) 放在一个密闭 容器中，那么： (A) NH4HCO3(s) 和Na2CO3(s) 都减少 ； (B) NH4HCO3(s) 与NaHCO3(s) 都减少 ； (C) Na2CO3 (s) 增加，NaHCO3(s) 减少 ； (D) NaHCO3(s) 与NH4HCO3(s) 都减少 ； (E) NaHCO3(s) 与NH4HCO3(s) 都增加 。 10对于理想气体反应 cC(g) + dD(g) = gG(g) + hH(g)，?0，其各种平衡常数K、 ，下列与温度关系式中错误

8、的是：Kc 、Kx Kp 、Kln? K?lnK?ln?lnK KlnK?ln?p?cx? T?T?T?T?TT?pppppp ；(C)；(B)；(A) ?lnK?lnK?ln?lnKK?ppcx? T?TTT?pppp 。(E) ； (D)四、主观题： 1乙烯水合反应C2H4 + H2O C2H5OH的标准摩尔吉布斯函数改变为下式： -14 ?26.4(T/K)ln(T/K)?45.2?G(J?(mol3)?.47?10T/K) 。试求：mr(1) 导出标准反应热与温度的关系； (2) 计算出 573 K 时的平衡常数； (3) 求573K时反应的熵变。 -1 )?232000?160(T?

9、G(J?/molK)，液 ZnO(s) + H2(g) = Zn(s) + H2O(g) 的2已知反应 mr?p6164?lg5.22? Tp?，在800K时，把H2通入盛有ZnO(s) 态锌的蒸气压方程为：和 Zn(l)的密闭容器中，求达成平衡时H2(g)和H2O(g)两种气体物质的量的比n(H2)/n(H2O)。 3化学反应：NaHCO3(s) = Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g) (1) (2) 3H2O(s) + 2H2O(g) CuSO45H2O(s) = CuSO4巳知50时，反应(1)、(2)的分解压力分别为p1 = 3.999 kPa、p2 = 6.052

10、8 kPa。试计算 由NaHCO3、Na2CO3、CuSO45H2O、CuSO43H2O固体物质组成的体系，在50时的 平衡压力是多少？ 4银可能受到H2S(g) 的腐蚀而发生反应：H2S(g) + 2Ag(s) = Ag2S(s) + H2(g)，今在298K、 p下，将Ag放在等体积比的H2与H2S混合气体中，问： (1) 能否发生腐蚀；(2) 在混合气体中，H2S(g) 的百分数小于多少时才不会发生腐蚀。 G?分别为 -40.26、-33.02 kJmol-1 298K时，Ag2S(s) 和 H2S(g) 的。 巳知mf5NaHCO3 的分解反应：2NaHCO3(s) = Na2CO3(

11、s) + H2O(g) + CO2(g)，实验测定的分解 压力在30时为0.0082p，110时为1.6481p。若反应热与温度无关，试求： 与T的关系式； NaHCO3在常压下的分解温度； 平衡常数K 反应的?rHm ； 恒压下通入惰性气体对平衡有何影响？ 6设某一温度下，有一定量的PCl5(g) 在p、体积为1升的条件下达到平衡，离解度 为50%，说明下列情况下PCl5(g) 的离解度是增加，还是减少？ 使气体的总压力降低，直到体积为2升 ； 恒压下，通入N2，使体积增加到2升 ； 恒容下，通入N2，使压力增加到2p ； ，而体积仍为1升 。 2p通入 Cl2(g)，使压力增到 7在884

12、时CO2与5.62摩尔的K2CO3和11.10摩尔的CaCO3共同加热，平衡时CO2 。CaO，固相为纯K2CO3和CaCO3，熔融液中有)不分解101.325kPa (K2CO3的分压为 冷却后称量，发现整个体系失去相当于3.98摩尔的CO2质量，试求： 熔融物中CaCO3 的摩尔分数? 巳知反应：CaCO3(l) = CaO(s)+ CO2(g) 的标准平衡常数为3.50，若以 的活度与活度系数？CaCO3为标准态，求熔融物中CaCO3纯 练习答案 一、判断题 时，反应产物与反应物的偏摩尔吉布斯函数的代数和。1错，是反应进度为 2错，是在大量系统中的差值。 3错，达到平衡时，反应的吉布斯函

13、数变为零。 4错，当有非体积功时，rGm 0的反应可以进行，如电解冰。 rGm 0来判断方向。5错，只能用 错，rGm 1答：18 向左移动； 二、单选题；13.A 11,D 12.B8.D； ； 9.B； 10.D；1. A；2. B；3. A；4. A；5. C； 6. D； 7.D 21.C。 20.A； 17.A； 18.D； 19.C；14.A；15.B； 16.B； 三、多选题 6. B；5. BE； 3. BC； 4. AC； 1. AE； 2. AD； 9. A； 10. CE。 8. BE；7. AC； 四、主观题? TG?H?mmrr? 2T?T?p 亥姆霍兹方程，有 解：

14、(1) 根据吉布斯-14 G?10?3.47mr245.lnT?26.4? TT4 H?4263.47?10.?4-1mr KT/?10?26?.HJ?4mol?3.47?mr 22TTT ?-14 .47?10?26.4?573?ln573?45.2?573?G87271573KJ?3?mol (2) mr G?87271?8?mr ?1.11exp?K?exp?10? RT8.314?573? G?1-1mr K/T264?SJ?K71mol?.6?ln? mrT?p(3) ?-1-1 mol?K239?71.6?26.4ln573?S?573KJ? mr ?G?232000?160T?R

15、TlnK；当 2解：由 T = 800K 时 mr ?G232000?160?800?77rm ?exp?1.?K1.62?1062p?K?exp?10?p RT8.314?800? ?p6164?225.?lg? 800p? Zn 的蒸气压为 800K 时，液态 p(Zn) = 3.27 10-3p= 331.3 Pa; 根据化学反应方程式，得 = 1.62 10-7 = p(Zn) K p(H2O) / p(H2) p 所以 p(H2) /p(H2O) = 2.02 104 则 n(H2)/n(H2O) = 2.02 104 3解：由反应(2)：平衡时，p(H2O) = 6.0528 kP

16、a 由反应(1)：平衡时，Kp(1) = p(CO2)p(H2O) = ? p2 = ? 3.9992 = 3.998 kPa2 共同平衡时： p(H2O) p(CO2) = Kp(1) 6.0528 p(CO2) = 3.998 p(CO2) = 0.6605 kPa 平衡压力 p = p(CO2) + p(H2O) = 6.7133 kPa -1 molkJ7?.?.?G40263302?.24? 解：4 (1) H2S(g) + 2Ag(s) = Ag2S(s) + H2(g)，m ?p50.? 0?72407240?8.314?298ln?G?G?RTlnQ?amm p.50? Ag

17、会被腐蚀。 所以在恒温恒压下， 的摩尔分数为 x：(2) 设不发生腐蚀时 H2S(g)x1?%?5.107298ln?0 x?0.05107?7240?8.314? x? 解：(1) Kp = p(CO2)p(H2O) = ? p2 5 10-5 ， K(1) = ? 0.00822 = 1.681 T1 = 303 K = A/T+B T2 = 383 K， KlnK(2) = ? 1.64812 = 0.6791 由等压式： ln0.6791 = A/383 + B 10-5) = A/303 + B 与ln(1.681 = -15386/T + 39.79 lnK解得：A = -1538

18、6，B = 39.79 (p= ? ，/p)2 = 0.25 (2) p = p ，K T = 373.2 K ln0.25 = -15386/T + 39.79 代入 (-15385) = 127.9 kJ/mol ，(3) Hm = - 8.314 (4) 通入惰性气体，平衡向右移动。 = 1 6解： PCl5(g) = PCl3(g) + Cl2(g) p = p ni = 1 + ， 1- ?22?pp1.50? ?K?K?x 22 3pp?10.51?2?RT，0.5)RT(pV?1?00 3 ?121?311? p，RT?p?V?2pV?1?dm1 33 ，设离解度为1 (1) 2?1?p12311? 0?2?，整理得：?K?K1即?1x1 2 33p?1?1?2?，离解度增加所以?0?1，解得：.618?1?0 1111Vp21?22?3?n?1?n?Ni2 3RT22 p = p2 ，(2) 设离解度为 ?2?3?p122? ，离解度增加61