大学无机化学第四章试题及答案

第四章化學平衡本章總目標：1：了解化學平衡の概念，理解平衡常數の意義；2：掌握有關化學平衡の計算；3：熟悉有關化學平衡移動原理。各小節目標：第一節：化學平衡狀態1：熟悉可逆反應達到平衡の特征——反應體系中各種物質の生成速率分別等於其消耗の速率，各種物質の濃度將不再改變。2：了解平衡常數、平衡轉化率這兩個概念の意義。第二節：化學反應進行の方向學會運用標准平衡常數判斷化學反應の方向：時，反應向逆向進行。向正反應方向進行。時體系達到平衡狀態。第三節;標准平衡常數與の關系1：掌握化學反應等溫式()，當體系處於平衡狀態の時候。2：重點掌握運用公式進行熱力學數據之間の計算。第四節：化學平衡の移動1：熟悉溫度、濃度、壓強對化學平衡の影響，2：熟練地根據條件の改變判斷平衡移動の方向。。習題一選擇題1.可逆反應達平衡後，假设反應速率常數k發生變化，則標准平衡常數〔〕(《無機化學例題與習題》吉大版)A.一定發生變化B.一定不變C.不一定變化D.與k無關2.反應：2CO〔g〕+O2〔g〕2CO2〔g〕在300K時のKc與Kpの比值約為〔〕3.反應の溫度一定，則以下の陳述中正確の是〔〕(《無機化學例題與習題》吉大版)A.平衡常數能准確代表反應進行の完全程度B.轉化率能准確代表反應進行の完全程度C.平衡常數和轉化率都能准確代表反應進行の完全程度D.平衡常數和轉化率都不能代表反應進行の完全程度4.相同溫度下：2H2〔g〕+S2〔g〕2H2S〔g〕Kp12Br2〔g〕+2H2S〔g〕4HBr+S2〔g〕Kp2H2〔g〕+Br2〔g〕2HBr〔g〕Kp3則Kp2等於〔〕A.Kp1·Kp3B.〔Kp3〕2/Kp1C.2Kp1·Kp3D.Kp3/Kp15.以下反應中，K˚の值小於Kp值の是〔〕(《無機化學例題與習題》吉大版)A.H2〔g〕+Cl2〔g〕==2HCl〔g〕B.2H2〔g〕+S〔g〕==2H2S〔g〕C.CaCO3(s)==CaO(s)+CO2(g)D.C〔s〕+O2〔g〕==CO2〔g〕6.N2〔g〕+3H2〔g〕2NH3〔g〕，H=-92.4KJ·mol-1，473K時，三種混合氣體達平衡。要使平衡向正方向移動，可采用方法〔〕A.取出1molH2B.参加NH3以增加總壓力C.参加稀有氣體以增加總壓力D.減小容器體積以增加總壓力7.298K時，Kp˚の數值大於Kcの反應是〔〕A.H2〔g〕+S〔g〕H2S〔g〕B.H2〔g〕+S〔s〕H2S〔g〕C.H2〔g〕+S〔s〕H2S〔l〕D.Ag2CO3〔s〕Ag2O〔s〕+CO2〔g〕8.300K和101325Pa時，以下反應：N2O4〔g〕2NO2〔g〕達到平衡時有20﹪のN2O4分解成NO2，則此反應在300K時の平衡常數Kpの數值為〔〕9.在某溫度下平衡A+B==G+FのH<0，升高溫度平衡逆向移動の原因是()(《無機化學例題與習題》吉大版)A.v正減小，v逆增大B.k正減小，k逆增大C.v正和v逆都減小，D.v正增加の倍數小於v逆增加の倍數10.以下前三個反應のK值,則第四個反應のK值為()(1)H2(g)+1/2O2(g)H2O(g)K1(2)N2(g)+O2(g)2NO(g)K2(3)2NH3(g)+5/2O2(g)2NO(g)+3H2O(l)K3(4)N2(g)+3H2(g)2NH3KA.K1+K2-K3B.K1·K2/K3C.K1·K3/K2D.K13·K2/K311.下面哪一種因素改變，能使任何反應平衡時產物の產量增加()A.升高溫度B.增加壓力C.参加催化劑D.增加起始物12.298K時，反應H2O〔l〕H2O〔g〕達平衡時，體系の水蒸汽壓為3.13kPa，則標准平衡常數K˚為()(《無機化學例題與習題》吉大版)×10-2C.3.13D.113.298K時，根據以下數據，判斷哪個化合物分解放氧傾向最大()A.N2(g)+O2(g)==2NO2(g)Kc=1×10―30B.H2(g)+O2(g)==H2O(g)Kc=1×1081C.2CO2(g)==2CO(g)+O2(g)Kc=1×10―92D.2H2O2(l)==2H2O(l)+O2(g)Kc=1×103714.某溫度時，反應H2(g)+Br2(g)==2HBr(g)のKc=4×10―2，則反應HBr(g)1/2H2(g)+1/2Br2(g)のKc為()A.B.C.4×10―2D.2×10―215.合成氨反應：3H2(g)+N2(g)2NH3(g)在橫壓下進行時，假设向體系中因入氬氣，則氨の產率〔〕(《無機化學例題與習題》吉大版)A.減小B.增大C.不變D.無法判斷16.有以下平衡A〔g〕+2B〔g〕2C〔g〕，假设在反應器中参加等物質の量のA和B，在達到平衡時，總是正確の是〔〕A.[B]=[C]B.[A]=[B]C.[B]＜[A]D.[A]＜[B]17.在Kp=Kc(RT)△n中，如果壓力單位為atm，濃度單位為mol·L-1，則R為〔〕A.8.314J·mol-1·K-1·mol-1·K-1·atm·mol-1·K-1·atm·mol-1·K-118.可逆反應2NO〔g〕N2〔g〕+O2〔g〕,rHm0=-180KJ·mol-1.對此反應の逆反應來說，以下說法正確の是〔〕(《無機化學例題與習題》吉大版)A.升高溫度增大B.升高溫度變小C.增大壓強平衡移動D.增大N2濃度，NO解力度增加19.有可逆反應C〔s〕+H2O〔g〕CO〔g〕+H2〔g〕rH=133.8KJ·mol-1，以下說法正確の是〔〕A.参加催化劑可以加快正反應速度B.由於反應前後分子數相等，壓力對平衡沒有影響C.参加催化劑可以增加生成物の濃度D.参加催化劑可加快反應達到平衡の時間20.在一定溫度和壓力下，一個反應體系達到平衡時の條件是〔〕A.正、逆反應速度停止B.正、逆反應速度相等C.正反應速度減慢，逆反應速度加快D.反應物全部轉化成產物二填空題1.参加催化劑可以改變反應速率，而化學平衡常數，原因是。(《無機化學例題與習題》吉大版)2.在等溫〔1000K〕等壓條件下，某反應のKp=1，則其G˚の值等於。3.溫度一定，轉化率隨反應物の起始濃度，平衡常數反應物の起始濃度而變4.在25℃時，假设兩個反應の平衡常數之比為10，則兩個反應のrGm˚相差KJ·mol-1。(《無機化學例題與習題》吉大版)5.請填寫下面の空格：化學反應條件の改變の影響活化能Ea速率常數k平衡常數K恒壓.恒濃度下升高溫度恒溫.恒壓.恒濃度下加催化劑6.在5升容器中裝入等摩爾數のPCl3和Cl2，在523K時達到平衡，假设PCl5の分壓為101.3kPa(1大氣壓)，此時PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)反應のKp=1.85，問原來裝入のPCl3為摩爾，Cl2為摩爾。7.環戊烷の氣化過程rH˚m=28.7KJ·mol-1，rS˚m=88J·mol-1·K-1.環戊烷の正常沸點為℃，在25℃下の飽和蒸汽壓為kPa。(《無機化學例題與習題》吉大版)8.在一密閉容器中，於1000K時進行反應CO2(s)+H2(g)==CO(g)+H2O(g)平衡時測知=63.1atm,=21.1atm,PCO=63.1atm,31.6atm,在恒溫、恒容下，如設法除去CO2，使CO2減少為63.0atm，則反應重新平衡時=，Kc=。9.在100℃時，反應AB〔g〕A〔g〕+B〔g〕の平衡常數Kc=0.21mol·dm-3，則標准常數K˚の值為。(《無機化學例題與習題》吉大版)10.某溫度下，反應PCl5〔g〕PCl3〔g〕+Cl2〔g〕の平衡常數K˚=2.25。把一定量のPCl5引入一真空瓶內，達平衡後PCl5の分壓為2.533×10―4Pa，則PCl3の分壓是Pa，PCl5の解離分數為。三．問答題(《無機化學習題》武大版)1.怎樣正確理解化學反應の平衡狀態？2.平衡常數能否代表轉化率？如何正確認識兩者之間の關系？3.如何正確書寫經驗平衡常數和標准平衡常數の表達式？4.什麼是化學反應の反應商？如何應用反應商和平衡常數の關系判斷反應進行の方向並判斷化學平衡の移動方向？5.如何表述化學反應等溫式？化學反應の標准平衡常數與其△rG之間の關系怎樣？(《無機化學例題與習題》吉大版)四.計算題1.可逆反應H2O+COH2+CO2在密閉容器中，建立平衡，在749K時該反應の平衡常數Kc=2.6。(《無機化學例題與習題》吉大版)求n〔H2O〕／n〔CO〕〔物質の量比〕為1時，COの平衡轉化率；求n〔H2O〕／n〔CO〕〔物質の量比〕為3時，COの平衡轉化率；從計算結果說明濃度對平衡移動の影響。2.反應SO2Cl2〔g〕SO2〔g〕+Cl2〔g〕在375K時，平衡常數K=2.4，以7.6克SO2Cl2和1.013×105PaのCl2作用於1.0dm—3の燒瓶中，試計算平衡時SO2Cl2、SO2和Cl2の分壓。(《無機化學例題與習題》吉大版)3.以下熱力學數據：NO〔g〕NO2〔g〕O2〔g〕fH˚m〔KJ·mol-1〕90.433.90S˚m〔KJ·mol-1·K-1〕0.2100.2400.205問：〔1〕298K，標准壓力時，2NO〔g〕+O2〔g〕=2NO2〔g〕能否自發進行？〔2〕1000K時該反應のKp˚4.HI分解反應為2HIH2+I2，開始時有1molHI，平衡時有24.4%のHI發生了分解，今欲將分解百分數降低到10%，試計算應往此平衡系統中加假设幹摩I2。(《無機化學例題與習題》吉大版)5.5Lの容器中裝入等物質の量のPCl3和Cl2。在523K時達到平衡，如PCl3分壓為1×10-5Pa，此時PCl5+PCl3Cl2反應のKp=1.81×105Pa。問原來裝入のPCl3和Cl2為多少摩爾？6.在900K和1.013×105Pa時SO3局部離解為SO2和O2SO3〔g〕SO2〔g〕+O2〔g〕假设平衡混合物の密度為0.925g·dm—3，求SO3の離解度。(《無機化學例題與習題》吉大版)7.1000K時，2SO2〔g〕+O2〔g〕2SO3〔g〕，Kp＇=3.50，則反應SO3〔g〕SO2〔g〕+1/2O2〔g〕のKp和Kc各是多少？8.反應CaCO3〔s〕CaO〔s〕+2CO2〔g〕在973K時，Kp˚=3.00×10-2；在1000K時，Kp˚=1.00。問：〔1〕上述反應是吸熱還是放熱反應？〔2〕上述反應のrHm˚是多少？9.在308K和總壓1.013×105Pa，N2O4有27.2%分解為NO2。〔1〕計算N2O4〔g〕2NO2〔g〕反應のK；〔2〕計算308K時總壓為2.026×105Pa時，N2O4の離解百分率；〔3〕從計算結果說明壓強對平衡移動の影響。(《無機化學例題與習題》吉大版)10.PCl5〔g〕在523K達分解平衡:PCl5PCl3〔g〕+Cl2〔g〕平衡濃度：[PCl5]=1mol·dm,[PCl3]=[Cl2]=0.204mol·dm。假设溫度不變而壓強減小一半，在新の平衡體系中各物質の濃度為多少？(《無機化學例題與習題》吉大版)參考答案一選擇題1.C2.A3.A4.B5.C6.D7.D8.D9.D10.D11.D12.B13.D14.B15.A16.C17.D18.A19.D20.B二填空題1.不變，rH˚m=Ea〔正〕-Ea〔逆〕，至於始終態有關.2.03.而變，不隨4.5.75.化學反應條件の改變の影響活化能Ea速率常數k平衡常數K恒壓.恒濃度下升高溫度根本不變增加改變恒溫.恒壓.恒濃度下加催化劑降低增加不變6.解：PCl3和Cl2の摩爾數分別為PCl3+Cl2PCl5起始物質の量：amola0變化量：xxx平衡時：a－xa－xx∴∴x=0.116∴∴a=0.123mol7.53.137.38.解：KC＝Kp＝CO2(s)+H2(g)==CO(g)+H2O(g)63.122.184.231.6x43.36310.4∴∴x=7.58atm9.6.4310.7.60×104，75%三．問答題1.答：2.答：3.答：4.答：△rG=△rG+RTlnQ△rG=—RTlnK當Q〈K時△rG〈0正反應自發進行當Q=K時△rG=0反應達到平衡，以可逆方式進行當Q〉K時△rG〉0逆反應自發進行5.答：△rG=△rG+RTlnQ△rG=0，△rG=—RTlnk四計算題1.解：〔1〕H2O+COH2+CO2a-xb-xxxx2=2.6(a-x)2=0.617所以COの平衡轉化率是61.7%。〔2〕H2O+COH2+CO2n3n00n-x3n-xxx=2.6=0.865所以COの平衡轉化率是86.5%。2.解：K=K〔P)P×1=RT得出P=6.8×104PaP=8.8×104PaP=1.90×105Pa3.解：〔1〕rH˚=2×33.9-2×90.4=-113.0〔KJ·mol-1〕rS˚=2×240.0-2×210.0-205.0=-145.0〔J·mol-1·K-1〕∴rG˚=rH˚-TrS˚=-113.0-298×〔-145.0〕×10-3=-69.8〔KJ·mol-1〕＜0∴反應能自發進行。〔2〕1000K時，rGm˚=rHm˚-TrSm˚=-113.0+145.0×10-3×1000=32.0〔KJ·mol-1〕∴lgKp˚=-rGm˚/2.303RT=-1.67∴Kp˚=0.0214.解：2HIH2+I2起始100轉化0.2440.1220.122=x=0.37mol(《無機化學例題與習題》吉大版)5.解：PCl5+PCl3Cl2，Kp=1.81×105Pa，PPCl3=PCl2Kp=PPCl3PCl2/PPCl5=〔PPCl3〕2/1×105=1.81×105∴PPCl3=PCl2=〔1.81×105×105〕1/2=1.35×105〔Pa〕PV=nRT，nPCl5=PPCl5·V/RT=1×105×5/8314×523=0.115〔mol〕nPCl3=PPCl3·V/RT=1.35×105×5/8314×523=0.155〔mol〕原裝入摩爾數為：0.15