化学平衡习题

化学平衡

一、简答题

1、化学反应的△r G m与△r G m q有什么不同?用△r G m与△r G m q判断化学反应

进行的方向时有什么不同?

2、化学反应的△r G m< O时，反应可以自发地进行，但一定可以进行到底

吗?为什么?

3、化学反应的乎衡常数是一个确定不变的常数吗?它与什么因素有关?如何

知道它与这些因素有关?

4、对于某一个化学反应，当人为地改变反应体系中各反应物及产物的标准

状态时，反应的△r G m、△r G m q及平衡常数Ka有无变化?为什么?

5、范特荷甫等温方程式申Ka与Qa有何不同?如何利用范特菏甫等温方程式

判断反应的方向和限度?

6、试就理想气体反应体系与真实气体反应体系两种情况分别说明Kf、Kp、

Kc、Kx等平衡常数哪些受温度的影响?哪些受压力的影响?

7、试就理想气体反应体系与真实气体反应体系两种情况说明惰性气体对

Kf、Kp、Kc、Kx的影响?

8、设有理想气体的化学反应A+B=C在温度T,体积V的容器中，三个组分的

分压力分别为Pa、Pb Pc时达到平衡。如果在T、V恒定时注入n摩尔惰性气体，平衡将如何移动?

9、平衡常数改变了，平衡一定改变。平衡改变了，平衡常数是否也一定改

变?为什么?

10、根据△r G m q (T) = －RT ln K p q，气体反应的标准吉布斯函数变化△r G m q

(T) 是指在温度为T，压力为标准压力(100kPa) 下，气体反应系统达平衡时，反应进度为1mol 时的吉布斯函数变化。此说法对吗? 说明理由。(4分)

11、反应C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)，在673K，p0下达到平衡，已知

Δr H m0=133.5 kJ/mol，问下列条件变化时，对平衡有何影响？A、增加温度；B、增加水蒸气的分压；C、增加总压

二、计算题

1、反应2NaHCO3(s) = NaCO3(s) +H2O(g) +CO2(g)

在温度为30 ℃和100 ℃时的平衡总压分别为0.827kPa和97.47kPa。设反应焓 r H m 与温度无关。试求：

(1)该反应的反应焓 r H m 。（128.2kJ·mol－1）

(2)NaHCO3(s)的分解温度（平衡总压等于外压101.325kPa）。（373.8K）

2、反应A(g) = B(g) + C(g) 在恒容容器中进行，453K 达平衡时系统总压为p 。

若将此气体混合物加热到493K，反应重新达到平衡，反应系统总压为4 p ，

B 和C的平衡组成各增加了一倍，而A 减少了一半。假定该反应的反应焓

与温度和压力无关，试求该反应系统在此温度范围内的标准摩尔反应焓。

（161 kJ·mol－1）

3、用丁烯脱氢制丁二烯的反应如下：

CH3CH2CH = CH2(g) === CH2 = CHCH = CH2(g) + H2(g)

反应过程中通入水蒸气，丁烯与水蒸气的摩尔比为1:15，操作压力为2.000×105 Pa。问在什么温度下丁烯的平衡转化率为40%。假设反应焓和过程熵变不随温度变化，气体视为理想气体。已知298.15K时有关数据如下：

△f H m q/(kJ·mol－1) △f G m q/(kJ·mol－1) 丁二

烯

110.16 150.67 丁烯－0.13 71.29

4、已知数据

物质△f H m$ (298K)

/ kJ·mol—1

S m$ (298K)

/J·mol—1·K—1

C p，m

/J·mol—1·K—1

CO(g) —110.52 197.67 26.537 H2(g) 0 130.68 26.88

CH3OH(g) —200.7 239.8 18.40

对于反应CH3OH(g) = CO(g) + 2H2(g)，

试求：(1) 298K时反应的△r G$，△r H$，△r S$值。

(2) 300℃时的标准平衡常数K$。

(3) 300℃总压100 kPa时CH3OH的分解率（只需列出计算公式，不必计算

结果）。

5、用丁烯脱氢制丁二烯的反应如下：

CH3CH2CH＝CH2(g) = CH2＝CHCH＝CH2(g) + H2(g)

反应过程中通入水蒸气，丁烯与水蒸气的摩尔比为1:15，操作压力为2.026×105 Pa。已知25℃时的热力学数据：

f H m$/kJ?mol-1Δf G m$/kJ?mol-1

丁二烯110.16 150.67

丁烯-0.13 71.29

试求：(1) 反应在25℃时的 r H m$， r S m$和 r G m$。

(2) 问在什么温度下丁烯的平衡转化率为40%。假设反应热效应和过程熵

变不随温度变化，气体视为理想气体。

(3) 增加压力和水蒸汽是否对提高转化率有利？

6、已知反应A(g) + B(g) ==2D(g) 的Δr H mθ及Δr S mθ分别为180.50kJ mol-1与24.81kJ.K-1.mol-1。设反应的Δr C p.m= 0。

（1）计算当反应的Δr G mθ为125.52kJ.mol-1时反应的温度的温度是多少？（2）反应在（1）的温度下，等摩尔比的A(g)与B(g)开始进行，求反应达平衡时A的平衡转化率是多少？

（3）求上述反应在1000K下的Kθ。

7、理想气体反应如下：3A（g）= B（g），在压力为101.325kPa、300.15K下测

得平衡时40%A（g）转化掉。在压力不变时，将温度提高10K，则A（g）有41%转化。求上述反应的ΔrHθm及ΔrSθm( 设ΔrC P.m= 0)

8、在101.325kPa下，有反应如下：A（s）+ 2B（g）?L（s）+ M（g）此反

应的标准平衡常数Kθ与温度T的关系式为lg Kθ=6550/T - 6.11

求：(1)求上述反应的标准反应焓ΔrH θm （ΔrH θm 与T 无关）

(2)若要求B(g)的平衡组成y=0.01，则反应的温度应为多少？

9、PCl 5(g)=PCl 3(g)+Cl 2(g)在400K 到500K 间标准自由能变化如下:

(1) 试计算反应在450K 的?G 0、?H 0、?S 0、Kp 及Kc 。

(2) 1升容器中装入1克PCl 5(分子量为208.2)，求450K 达平衡时PCl 5的解离度及总压。

10、在高温下，水蒸气通过灼热煤层反应生成水煤气；

C(s)+H 2O(g)=H 2(g)+CO(g)

已知：在1000K 及1200K 时，K Θ分别为2.472及37.58。

（1）求算该反应在此温度范围的△rHm Θ。

（2）求算1100K 时该反应的K Θ及△rGm Θ。

11、已知反应A(g) + B(g) ==2D(g) 的Δr H m θ及Δr S m θ分别为180.50kJ mol -1与24.81kJ.K -1.mol -1。设反应的Δr C p.m = 0。

（1）计算当反应的Δr G m θ为125.52kJ.mol -1时反应的温度的温度是多少？

（2）反应在（1）的温度下，等摩尔比的A(g)与B(g)开始进行，求反应达平衡

时A 的平衡转化率是多少？

（3）求上述反应在1000K 下的K θ。

12、 在某温度T 下，一定量的PCl 5气体在P Θ下分解为PCl 3和Cl 2气体，当达到平衡时，体积V 为1dm 3，PCl 5的离解度α为0.5。试求：反应的K Θ以及下列情况下的α：

（1）通入N 2，使V ＝2 dm 3，而P 仍为1 P Θ。

（2）通入Cl 2，使P ＝2 P Θ，而V 仍为1 dm 3。

13、 某分解反应半衰期与起始浓度无关，活化能为217.57kJ.mol -1。（1）若该反应在380℃时半衰期为363min ，则其速率常数为多少？ （2）若反应在450℃条件下完成75％，所需要的时间是多少？

14、已知气相反应2SO 2(g)+O 2(g)=2SO 3(g)的标准平衡常数K c 0与温度T 的函数关系为 lg K c 0=10373K/T+2.222lgT/K-14.585

上述反应视为理想气体反应。

T

k

k p 3101.1069.8ln ?-=θ

（1）求该反应在1000K时的Δr U m0、Δr H m0、Δr G m0。

（2）在1000K、2×101325Pa下若有SO2、O2、SO3的混合气体，其中SO2占20%，O2占20%（体积百分比），是判断在此条件下的反应方向。

15、在288K，将适量CO2引入某容器，测的CO2压力为0.0259p o，若加入过量

NH4COONH2(s),平衡后测的体系总压为0.0639 p o，求288K时反应NH4COONH2(s)=2NH3(g)+CO2(g)的K p0。