第三章 化学平衡
第三章 化学平衡 练习参考答案
1. 已知298.15K 时，反应H 2 (g)+
2
1O 2 (g) ==== H 2O (g)的Δr G m o 为－228.57
kJ ?mol -1。298.15K 时水的饱和蒸气压为3.1663 kPa ，水和密度为997 kg ?m -3。求298.15K 反应H 2 (g)+
2
1O 2 (g) ==== H 2O (l)的Δr G m o 。
解: 设计下列过程计算Δr G m o 。
H 2(g)+1/2O 2(g)，298.15K ，101.325kPa
H 2O (g)，298.15K ，101.325kPa
H 2O (l)，298.15K ，3.1663kPa
H 2O (g)，298.15K ，3.1663kPa
Δ G o
G ΔG ΔG 1
23
ΔG 1 = -228.57 (kJ ?mol -1) ΔG 2 =
?2
1
p p V d p = nRT ln
1
2p p
= 1×8.314×298.15×ln(3.1663/101.325) = -8591 ( J ) ΔG 3 = 0
Δr G m o = ΔG 1 +ΔG 2 +ΔG 3
=(-228.57) +(-8591×10-3) +0 = -237.17 (kJ ?mol -1)
此题解答有误。H 2O 的压力为101.325KPa 。因此还有应计入液态水压力变化引起的G 变化，但此数值可忽略不计。
解2：
o
o
o
o
r m 2221(2)(H O ,l)(H ,g )(O ,g )2G μμμ?=--
o
o
o
o -1
r m 2221(1)(H O ,g )(H ,g )(O ,g )228.57 kJ m ol 2
G μμμ?=--
=-
在298.15K 时，液态水的化学势与其平衡的水蒸气化学势相等。即
22o o
222o
223
o
23
o
2(H O ,l,3.1663 kPa )(H O ,g,3.1663 kPa)
(H O ,l,3.1663kPa )(H O ,l)(H O ,l)(H O ,l)(H O ,g,3.1663 kPa)
3.166310Pa (H O ,g )ln 101.32510Pa
(H O ,g )8.6kJ
Vdp RT μμμμμμμμμ==+≈≈?=+?=-?
所以 o o
r m
r m (2)(1)8.6kJ -237.2kJ G G ?=?-=
2. 1000K 时，反应C (s)+ 2H 2 (g) ==== CH 4 (g)的Δr G m o
为19397 J ?mol -1。现有与碳反应的气体，其中含有CH 4 (g) 10%，H 2 (g) 80%，N 2 (g)10% (体积%)。试问:
(1) T =1000K ，p =101.325kPa 时，甲烷能否形成？
(2) 在(1)的条件下，压力需加到若干，上述合成甲烷的反应才可能进行？ 解: 体积分数等于物质的量分数，p B =x B p ，p = p o
(1) Δr G m = Δr G m o + RT ln Q p = Δr G m o + RT ln
2
)
/()
/(2
4
o H o
CH p p p p
=19397+ 8.314×1000×ln
2
8
.01.0=3963.7 (J ?mol -1)
Δr G m
＞0，甲烷不能形成。
(2) Δr G m = Δr G m o + RT ln Q p
=19397+ 8.314×1000×ln 1
28.01.0-???
?
??o p p 当Δr G m ＜0时，该合成甲烷的反应才可能进行。
解得 p ＞163220(Pa ) =163.22(kPa )
3. 在一个抽空的容器中引入氯和二氧化硫，若它的之间没有发生反应，则在375.3 K 时的分压应分别为47.836 kPa 和4
4.786 kPa 。将容器保持在37
5.3 K ，经一定时间后，压力变为常数，且等于8
6.096 kPa 。求反应SO 2Cl 2 (g) ==== SO 2(g)
+ Cl 2 (g)的K o
。
解: 根据pV = nRT ，各气体的分压之比等于摩尔数之比。设平衡时SO 2Cl 2的分压为x Pa ，故
SO 2Cl 2 (g) ==== SO 2(g) + Cl 2 (g)
开始(Pa ) 44786 47836 平衡(Pa ) x 44786 -x 47836-x
平衡时的总压力(Pa ): 86096 = x +(44786 -x )+(47836-x )
解得 x = p SO 2Cl 2 = 6526 (Pa )
p SO 2 = 44786 –x = 38260 (Pa ) p Cl 2 = 47836-x = 41310 (Pa )
K o =
)
101325/6526()
101325/41310)(101325/38260(=2.39
4. 445℃时，反应: H 2 (g)+ I 2 (g) ==== 2HI (g)的标准平衡常数为50.1。取
5.3 mol I 2与7.94 mol H 2，使之发生反应，计算平衡时生产的HI 的量。
解: 设平衡时HI 的量为x mol ，常压下(p = 101325Pa )。
H 2 (g) + I 2 (g) ==== 2HI (g)
开始(mol ) 7.94 5.3 0 平衡(mol ) 7.94- x/2 5.3- x/2 x
平衡后混合物总量 = (7.94- x/2)+(5.3- x/2) + x =13.24 (mol )
K o
=
]
24.13/)2/3.5][(24.13/)2/94.7[()
24.13/(2
x x x --=50.1
解得 x 1 = 9.48 (mol ) ，x 2 = 19.29 (mol ) ∵x ＜5.3×2(mol ) ， ∴x = 9.48 (mol )
5. 27℃时，反应: A (g)+ B (g) ==== AB (g)的Δr G m o = －8368J ?mol -1，欲使等摩尔的A 和B 有40%变成AB ，需多大总压力？
解:
Δr G m o = －RT ln K o = －8.314×300 ln K o
= －8368(J ?mol -1)
K o = 28.645
以1mol A 计算。
A (g) +
B (g) ==== AB (g)
开始(mol ) 1 1 0 平衡(mol ) 1- 0.4 1- 0.4 0.4 平衡后混合物总量 = 1.6 (mol )
K o =
1
)101325
(
)
6.1/6.0)(6.1/6.0(6.1/4.0-?p =28.645
解得 p = 6288.5 (Pa )
6. 298.15K 时，反应: A (g) ==== B (g) ，在A 和B 的分压分别为1013250 Pa
和101325 Pa 时达到平衡，计算K o 和Δr G m o
。当A 和B 的分压分别为202650 Pa 和101325 Pa 及A 和B 的分压分别为10132500 Pa 和506625 Pa 时反应的Δr G m ，并指出反应能否自发进行？
解: K o
=
)
/()/(o
A o
B p p p p =
1013250
101325=0.1
Δr G m o = －RT ln K o = －8.314×298.15 ln0.1 = 5707.69(J ?mol -1) Δr G m1 = Δr G m o
+ RT ln Q p = Δr G m o
+ RT ln
)
/()/(o
A o
B p p p p
=5707.69+ 8.314×298.15×ln
202650101325=3989.5 (J ?mol -1)
Δr G m1＞0，反应不能否自发进行。 Δr G m2 = 5707.69+ 8.314×298.15×ln
10132500
506625=－1718.2 (J ?mol -1)
Δr G m2＜0，反应能否自发进行。
7. 合成氨时所用氢和氮的比例为3∶1，在673K 、1013.25kPa 压力下，平衡混合物中氨的摩尔百分数为3.85%。
(1) 求N 2 (g) + 3H 2 (g) ==== 2 NH 3 (g)的K o 。
(2) 在此温度时，若要得到5%氨，总压力为多少？
解:
(1) 平衡混合物中，NH 3 (g)的摩尔百分数=0.0385，则
N 2 (g) = (1-0.0385)×(1/4) = 0.2404 H 2 (g) = (1-0.0385)×(3/4) = 0.7211 K o
=
2
3
2
)
101325
1013250(
7211
.02404.00385
.0-??=1.64×10-4
(2) 平衡混合物中，NH 3 (g)的摩尔百分数=0.05，则
N 2 (g) = (1-0.05)×(1/4) = 0.2375 H 2 (g) = (1-0.05)×(3/4) = 0.7125 K o
=
2
3
2
)
101325
(
7125
.02375.005
.0-??p =1.64×10-4
解得 p = 1.35×106 (Pa )
8. 已知甲醇蒸气的标准生成吉布斯自由能Δf G m o 为－161.92 kJ ?mol -1。试求甲醇(液)的标准生成自由能(假定气体为理想气体，且已知298.15K 的蒸气压为16.343 kPa )。
解: 298.15K 时，设计下列过程计算Δf G m o (l )。
单质(101325Pa)甲醇(l 甲醇(g ，Δ G o
Δ
G f
m o 甲醇(l ，16343Pa)
醇(g ，16343Pa)
1
2
G 3
Δf G m o
(g) = －161920 (J ?mol -1)
ΔG 1 = ?2
1p p V m d p = RT ln 1
2p p
= 8.314×298.15×ln(16343/101325) = -4522.7 ( J ?mol -1 )
ΔG 2 = 0
ΔG 3 = 0 (忽略甲醇液体ΔG 随p 的变化。若知密度，则可计算) Δf G m o (l ) = Δf G m o (g)+ΔG 1 +ΔG 2 +ΔG 3
=(-161920) +(-4522.7)
= -166442.7 (J ?mol -1) = -166.44 (kJ ?mol -1)
9. 25℃时丁二酸(C 4H 6O 4) 在水中的溶解度为0.715 mol ?kg -1，从热力学数据表中得知，C 4H 6O 4(s)、C 4H 5O 4- (m =1)和H + (m =1) 的标准生成吉布斯能Δf G m o 分别为－748.099、－723.037和0 kJ ?mol -1，试求25℃时丁二酸在水溶液中的第一电离常数。
解: 设计下列过程:
C4H6O4(m=1)
C4H6O4(0.715m)C4H6O4(s)
C4H4- (m=1) + H+ (m=1)
ΔG
G
1
ΔG
3
2
o
ΔG1 = RT ln
1
2
c
c
=8.314×298.15×ln(0.715/1) = -831.58 ( J?mol -1)ΔG2 =0
ΔG3 = ()()反应物
产物
∑
∑?
-
?
B
O
f
B
O
f
G
G
=1×(-723.037)+ 1×0 - (-748.099) =25.062 (kJ?mol -1) 丁二酸在水溶液中第一步电离的
Δr G m o=ΔG1 +ΔG2 +ΔG3=(-831.58)×10-3+ 0 +25.062
= 24.23(kJ?mol -1)
Δr G m o= －RT ln K o = －8.314×298.15 ln K o =24.23×103
K o = 5.686×10-5
10. 在真空的容器中放入固态的NH4HS，于25℃下分解为NH3(g)与H2S
(g)，平衡时容器内的压力为66.66 kPa。(1)当放入NH4HS(s)时容器中已有39.99 kPa的H2S (g)，求平衡时容器中的压力；(2) 容器中原有6.666 kPa的NH3 (g)，问需加多大压力的H2S (g)，才能形成固体NH4HS？
解:NH4HS (s)==== NH3 (g) + H2S (g)
p NH
3
= 66.66×103×(1/2)= 33.33×103(Pa)
p H
2
S = 66.66×103×(1/2)= 33.33×103(Pa)
K o = )
/
(
)
/
(
2
2
o
O
H
o
O
H
p
p
p
p?=2
3
)
101325
)
10
33
.
33
(
?
=0.1082
(1) 设平衡时NH3 (g)的分压为x Pa，则
K o = ]
101325
/)
10
99
.
39
[(
)
101325
/
(3
?
+
?x
x=0.1082
解得x = p NH
3
=18872.25 (Pa)
p H
2
S = 18872.25+39.99×103= 58862.25 (Pa)
平衡时容器中的压力为
p总= p NH
3
+ p H
2
S= 18872.25+58862.25=77734.5 (Pa)
(2) 设平衡时H2S (g)的分压为y kPa，则
K o = )
325
.
101
/
(
)
325
.
101
/
66
.6(y
?=0.1082
解得y = 166.8 (kPa)
即p H
2
S＞166.8 (kPa) ，才能形成固体NH4HS。
11. 现有理想气体间反应A (g)+ B (g) ==== C (g)+ D (g) 开始时，A与B均为1 mol，25℃下，反应达到平衡时，A与B各为0.3333 mol。
(1) 求反应的K o；
(2) 开始时，A 为1 mol ，B 为2 mol ；
(3) 开始时，A 为1 mol ，B 为1 mol ，C 为 0.5 mol ； (4) 开始时，C 为1 mol ，D 为2 mol ； 分别求反应达平衡时C 的物质的量。 解:
(1) 按反应式，平衡时，
C 为1-0.3333=0.6667 mol
D 为1-0.3333=0.6667 mol
平衡混合物为 0.3333+0.3333+0.6667+0.6667=2 mol
K o
=
2
2)101325
(
)
2/3333.0()2/6667.0(p ?=
2
2)
2/3333.0()2/6667.0(= 4
(2) 设平衡时C 为x mol ，则平衡时
A 为1- x mol
B 为2- x mol D 为x mol
平衡混合物为 (1- x )+(2- x )+ x + x =3 mol
K o
=
]
3/)2[(]3/)1()
3/(2
x x x -?-= 4
解得 x = 0.8453 (mol ) (另一解x = 3.1547舍去) 平衡时C 为0.8453 mol
(3) 设平衡时D 为y mol ，则平衡时
A 为1- y mol
B 为1- y mol
C 为0.5+ y mol
平衡混合物为 (1- y )+( 1- y )+ (0.5+ y )+y =2.5 mol
K o
=
2
)
1()5.0(y y y -+= 4
解得 y = 0.5959 (mol ) (另一解y = 2.2374舍去) 平衡时C 为0.5+ y = 1.0959 mol (4) 设平衡时A 为z mol ，则平衡时
B 为z mol
C 为1- z mol
D 为2- z mol
平衡混合物为 z + z + (1- z )+(2- z ) =3 mol
K o =
2
)
2)(1(z
z z --= 4
解得 z = 0.4574 (mol ) (另一解z ＜0舍去) 平衡时C 为1- z = 0.5426 mol
12. 设在某一温度下，有一定量的PCl 5 (g)在标准压力p o 下的体积为1dm 3，
在该情况下PCl 5(g)的离解度设为50%，用计算说明在下列几种情况中，PCl 5(g)的离解度是增大还是减小。
(1) 使气体的总压力减低，直到体积增加到2dm 3；
(2) 通入氮气，使体积增加到2dm 3，而压力仍为101.325kPa ； (3) 通入氮气，使压力增加到202.65 kPa ，而体积仍为1dm 3； (4) 通入氯气，使压力增加到202.65 kPa ，而体积仍为1dm 3。
解:
(1) PCl 5 (g) === PCl 3 (g) + Cl 2 (g) 开始(mol ) n 0 0 平衡(mol ) n (1- 0.5) 0.5 n 0.5 n 平衡后混合物总量 = 1.5n (mol )
K o
=
)(
5
.1/5.0)5.1/5.0(2
o
o p
p ?=
3
1
设此时PCl 5(g)的离解度为α
PCl 5 (g) === PCl 3 (g) + Cl 2 (g)
开始(mol ) n 0 0 平衡(mol ) n (1-α) αn αn 平衡后混合物总量 = (1+α)n (mol )
定温下，pV =常数，此时p =1×p o /2=p o
/2 K o
=
)2/(
)
1/()1()]
1/([2
o
o
p
p ?+-+αααα=
3
1
解得 α= 0.62 = 62%，PCl 5(g)的离解度增大。 (2) 理想气体反应的总体积一定时（定温下），通入惰性气体（此处为氮气）不影响化学平衡。(2)与(1)的总体积都为2dm 3，所以，PCl 5(g)的离解度也是62%，离解度增大。
可计算如下:
设此时PCl 5(g)的离解度为α2
PCl 5 (g) === PCl 3 (g) + Cl 2 (g) 氮气
开始(mol ) n 0 0
平衡(mol ) n (1-α2) α2n α2n n
0 平衡后混合物总量 = (1+α2)n +n
0 (mol )
K o
=
)(
]
)1/[()1(]}
)1/[({0222
022o
o p
p n n n n n n ?++-++αααα=
3
1
整理得 4n 2α
22
+nn 0α2 -n 2-nn 0 =0 ○(1
由于定温、定压力时，V 2/ V 1= n 2/ n 1
所以，2/1= [(1+α2)n +n
0]/ 1.5n
整理得 n
0 =2n - n α2 ○2
解得 α2= 0.62 = 62%，PCl 5(g)的离解度增大。(求解时n 、n
0可消去) (3) 此时与总体积为1dm 3时PCl 5(g)的离解度相同，即为50%，离解度不变。
(计算方法与(2)类似，略)
(4) 设此时PCl 5(g)的离解度为β
PCl 5 (g) === PCl 3 (g) + Cl 2 (g)
开始(mol ) n 0 m 平衡(mol ) n (1-β) n β n β+m 平衡后混合物总量 = n + n β+m (mol ) K o
=
)2(
)
/()()]
/())][(/([o
o
p
p m n n n n m n n m n m n n n ?++-+++++ββββββ=
3
1
整理得 7n 2β2+7nm β-n 2 - nm =0 ○(1 由于定温、定体积时，p 2/ p 1= n 2/ n 1 所以，2/1=( n + n β+m )/ 1.5n
整理得 n β-2n + m =0 ○2 解得 β= 0. 2 = 20%，PCl 5(g)的离解度减小。
13. 在448～688 K 的温度区间内，用分光光度法研究了下面的气相反应:
I 2 + 环戊烯 → 2HI + 环戊二烯
得到K o 与温度(K )的关系为
ln K = 17.39－
T
575.451034
(1) 计算在573 K 时，反应的Δr G m o 、Δr H m o 和Δr S m o 。
(2) 若开始时用等量的I 2和环戊烯混合，温度为573 K ，起始总压力为101.325kPa ，试求平衡后I 2的分压。
(3) 若起始压力为1013.25kPa ，试求平衡后I 2的分压。 解:
(1) ln K o (573 K ) = 17.39－
573
575.451034?= -2.0777
K o (573 K ) = 0.1252
Δr G m o (573 K ) = -RT ln K o
= -8.314×573(-2.0777) = 9898(J ?mol -1) 设Δr H m o 在448～688 K 内可视为常数，由化学反应等压方程可得 ln K = －
RT
H O
m
r ?+常数，与ln K = 17.39－
T
575.451034比较可得
Δr H m o
(573 K )
=
575
.451034R =
575
.451034×8.314 = 92742 (J ?mol -1)
Δr G m o =Δr H m o -T Δr S m o Δr S m o
(573 K ) =
T
G H
O
m r O m
r ?-?=
573
9898
92742-=144.6(J ?K -1?mol -1)
(2) 设此时I 2 的平衡转化率为α
I 2 + 环戊烯 → 2HI + 环戊二烯
开始(mol ) n n 0 0
平衡(mol ) n (1-α) n (1-α) 2αn αn 平衡后混合物总量 = (2+α)n (mol )
定温、定体积下，由
V
nRT p 2=
始，
V
nRT
p )2(α+=
平，
o
p
p =始
可得 2
)2(α+=
平p o
p
K o =?????
?
??
???
?+?+-+?+o
o p p )2
2()]2/()1[()]2/([)]2/(2[22
ααααααα=0.1252
解得 α=0.31
平衡后I 2的分压:
101325
2
31
.012
1)2
2(
)]2/()1[(?-=
-=
+?+-o
o
p
p
αααα=34957 (Pa)
(3) 设此时I 2 的平衡转化率为β
I 2 + 环戊烯 → 2HI + 环戊二烯
开始(mol ) n n 0 0
平衡(mol ) n (1-β) n (1-β) 2βn βn 平衡后混合物总量 = (2+β)n (mol ) 定温、定体积下，由V
nRT p 2=始，V
nRT
p )2(β+=
平，o p p 10=始
可得 )2(5β+=平p o p
K o
=
??
????+?+-+?+o
o
p p )2(5)]
2/()1[()]
2/([)]2/(2[2
2
βββββββ=0.1252 解得 β=0.164 平衡后I 2的分压:
101325)164.01(5)1(5)2(5)]2/()1[(?-=-=+?+-o
o p p ββββ
=423539 (Pa)
14. CO 2与H 2S 在高温下有如下反应:
CO 2 (g)+ H 2S (g) ==== COS (g)+ H 2O (g)
今在610 K 时，将4.4×10-3 kg 的CO 2加入2.5dm 3体积的空瓶中然后再充入H 2S 使总压力为1013.25kPa 。平衡后水的摩尔分数为0.02。同上试验，在620 K ，平衡后水的摩尔分数为0.03 (计算时可假定气体为理想气体)。
(1) 计算610 K 时的K o 。
(2) 求610 K 时的Δr G m o
。
(3) 计算反应的热效应Δr H m o 。 解:
(1) 定T 、定V 反应。
p CO 2 = (n CO 2)RT /V =(4.4×10-3/44×10-3)×8.314×610/(2.5×10-3)
=202861.6 (Pa)
p H 2S =p 总 - p CO 2 = 1013.25×103 - 202861.6 = 810388.4 (Pa) n CO 2 = 4.4×10-3/44×10-3 = 0.1 (mol)
n H 2S = p H 2S V / RT =810388.4×2.5×10-3/ 8.314×610 = 0.4 (mol) 设610 K 时H 2S 的平衡转化率为α
CO 2 (g) + H 2S (g) ==== COS (g)+ H 2O (g)
开始(mol ) 0.1 0.4 0 0
平衡(mol ) 0.1-0.1α 0.4-0.1α 0.1α 0.1α
平衡后混合物总量 = 0.5 (mol )
平衡后水的摩尔分数为0.02，0.1α/0.5=0.02，α=0.1=10%
K o
(610K ) =
]
5.0/)01.04.0][(5.0/)01.01.0[()
5.0/01.0(2
--=2.849×10-3
(2) Δr G m o (610K ) = -RT ln K o
= -8.314×610ln2.849×10-3 = 29723(J ?mol -1)
(3) 620 K 时，平衡后水的摩尔分数为0.03，
0.1α/0.5=0.03， α=0.15=15%
K o
(620K ) =
]
5.0/)015.04.0][(5.0/)015.01.0[()
5.0/015.0(2
--=6.875×10-3
设Δr H m o 在610～620 K 为常数。由化学反应等压方程可得
ln
1
2
K K
=
)11(
2
1
T T R
H o m
r -
?
代入数据，解得
Δr H m o = 277×103 (J ?mol -1)
15. (1) 在1120℃下用H 2 (g)还原FeO(s)，平衡时混合气体中H 2 (g)的摩尔分数为0.54。求FeO(s)的分解压。已知同温度下，2 H 2O (g) ==== 2 H 2 (g) + O 2 (g) K o =3.4×10-13 ；(2) 在炼铁炉中，氧化铁按如下反应还原:
FeO(s) +CO (g) ==== Fe(s) + CO 2 (g)
求: 1120℃下，还原1 mol FeO 需要CO 若干摩尔？
已知同温度下2CO 2 (g) ==== 2CO (g) + O 2 (g) K o =1.4×10-12。 解:
(1) 设用H 2 (g)还原FeO(s)时H 2的平衡转化率为α
FeO(s) + H 2 (g) ==== Fe (s)+ H 2O (g) ○1
开始(mol ) n 0
平衡(mol ) n (1-α) αn
平衡后混合物总量 = n (mol )
平衡时H 2 (g)的摩尔分数为0.54，(1-α)/1=0.54，α=0.46
K o 1 =
1
/)46.01(1/46.0-=0.8519
2 H 2O (g) ==== 2 H 2 (g) + O 2 (g) ○2 已知 K o 2 =3.4×10-13
因为反应2○1+○2得FeO(s)的分解反应。
2FeO(s) ==== 2Fe (s) + O 2 (g) ○3
所以，K o 3 = (K o 1)2K o 2 =(0.8519)2×3.4×10-13 = 2.4675×10 –13
K o
3 = (
o
p
p 分解)
FeO(s)的分解压 p 分解= 2.4675×10 –13×101325 = 2.5×10 – 8 (Pa)
(2) 上述反应的温度均相同。
2CO 2 (g) ==== 2CO (g) + O 2 (g) ○4
已知 K o 4=1.4×10-12
因为反应[○3-○4]/2得该氧化铁还原反应:
FeO(s) +CO (g) ==== Fe(s) + CO 2 (g) ○5
所以，K o 5 = (K o 3/K o 4)1/2 =(2.4675×10 –13/1.4×10-12 )1/2 = 0.4198
设还原1 mol FeO 需要CO n 摩尔
FeO(s) +CO (g) ==== Fe(s) + CO 2 (g)
开始(mol ) n 0 平衡(mol ) n -1 1
平衡后混合物总量 = n (mol ) K o 5 =
n
n n /)1(/1-= 0.4198
解得 n =3.3821 (mol )
16. 已知298.15K ，CO (g) 和CH 3OH (g) 标准摩尔生成焓Δf H m o 分别为-110.52及-200.7 kJ ?mol -1，CO (g)、H 2 (g)、CH 3OH (l)的标准摩尔熵S m o 分别为197.67、130.68及127 J ?mol -1?K -1。又知298.15K 甲醇的饱和蒸气压为16.59 kPa ，摩尔汽化热Δvap H m o =38.0 kJ ?mol -1，蒸气可视为理想气体。
利用上述数据，求298.15K 时，反应CO (g) +2H 2 (g) ==== CH 3OH (g)的Δr G m o 及K o
。
解:
Δr H m =()
(
)
反应物
产物
∑
∑?-
?B
O
f B
O
f H
H
=1×(-200.7)- 1×(-110.52)-0 = -90.18 (kJ ?mol -1)
设计下列路线来计算CH 3OH (g)的标准摩尔熵S m o (g) 。
S m o (l, p o )→S m o (g, 16.59 kPa )→S m o (g, p o ) S m o
(g) = S m o
(l) +
汽化汽化T H ?+
?
2
1
V V p d V / T
= S m o (l) + 汽化
汽化T H ?+ R ln
2
1p p
=127 +
15
.298100.383
?+8.314ln
101325
16590=239.4(J ?mol -1?K -1)
Δr S =Σ(S m o ) 产物 -Σ(S m o )反应物
=1×239.4 -1×197.67 - 2×130.68 = -219.63 (J ?K -1)
Δr G m o =Δr H m o -T Δr S m o
=(-90.18)- 298.15×(-219.63)×10 –3 = -24.7 (kJ ?mol -1)
Δr G m o = －RT ln K o
= -8.314×298.15 ln K o = -24.7×103
K o
= 2.13×104
17. 试求25℃时，下述反应的K a o
CH 3COOH (l) + C 2H 5OH (l) ==== CH 3COOC 2H 5 (l) +H 2O(l)
已知各物质的标准生成自由能Δf G m o
物质 Δf G m o
(kJ ?mol -1) CH 3COOH (l) -395.8 CH 3COOC 2H 5 (l) -341.1 H 2O(l) -236.6 C 2H 5OH (l) -175.1 解:
Δr G m =()
(
)
反应物
产物
∑
∑?-
?B
O
f B
O f G
G
=1×(-341.1)+ 1×(-236.6)- 1×(-395.8)- 1×(-175.1) = -6.8 (kJ ?mol -1) Δr G m o = －RT ln K o
= -8.314×298.15 ln K o = -6.8×103
K o
= 15.54
18. 反应: 2SO 2 (g) + O 2 (g)==== 2SO 3 (g)在727℃时的K o =3.4×10-5，计算827℃时的K o 。已知该反应的Δr H m o =-189 kJ ?mol -1，并设在此温度范围内Δr H m o 为常数。
解: 由化学反应等压方程可得
ln
1
2
K K
=
)11(
2
1
T T R
H o m
r -
?
代入数据，ln
5
2
10
4.3-?K =
))
273827(1)
273727(1(
314
.8101893
+-
+?-
解得 K o (827℃) =4.3×10-6
第三章化学反应速率及化学平衡答案解析
第三章 化学反应速率和化学平衡 习题3-1 什么是反应的速率常数？它的大小与浓度、温度、催化剂等因素有什么关系？ 答：反应的速率大都可以表示为与反应物浓度方次的乘积成正比： υ=k·c (A)·c (B)，式中比例常数k 就是速率常数。速率常数在数值上等于反应物浓度均 为1 mol·L -1 时的反应速率。k 的大小与反应物浓度无关，改变温度或使用催化剂会使速率常数k 的数值发生变化。 习题 3-2 什么是活化能？ 答：Arrhenius 总结了大量实验事实，提出一个经验公式：速率常数k 的对数与1/T 有线形关系：C T R E k a +?-=1ln 式中E a 就是活化能，它表示活化分子具有的最低能量与反应分 子平均能量之差。 习题3-3 什么是催化剂？其特点有哪些？ 答：某些物质可以改变化学反应的速率，它们就是催化剂。催化剂参与反应，改变反应历程，降低反应活化能。催化剂不改变反应体系的热力学状态，使用催化剂同样影响正、逆反应的速率。不影响化学平衡，只能缩短达到平衡的时间。 习题3-4 NOCl 分解反应为2NOCl→2NO+Cl 2实验测得NOCl 的浓度与时间的关系如下： t/s 0 10 20 30 40 50 c （NOCl ）/mol·L -1 2.00 1.42 0.99 0.71 0.56 0.48 求各时间段内反应的平均速率；用作图法求t =25s 时的瞬时速率。 解：t=0-10s 时，10 42.100.2-=??= t c υ= 0.058mol·L -1·s -1 t=10-20s 时，102099.042.1--=??=t c υ= 0.043mol·L -1·s -1 t=20-30s 时，203071.099.0--=??=t c υ= 0.028mol·L -1·s -1 t=30-40s 时，304056.071.0--=??=t c υ= 0.015mol·L -1·s -1 t=40-50s 时，40 5048.056.0--=??=t c υ= 0.008mol·L -1·s -1 作图法略。 习题3-5 660K 时反应2NO + O 2→2NO 2 ，NO 和O 2的初始浓度c (NO)和c (O 2)及反应的初始速率υ的实验数据：
高三化学反应原理第三章《物质在水溶液中的行为》第三章
化学测试题 I卷（５４分） 2008、4、2 一、选择题（每小题３分，共５４分） 1.下列溶液一定是碱性的是 A．pH = 8的某电解质的溶液. B．c(OH－)＞1×10-7mol/L C．溶液中含有OH－. D．溶液中c(OH－)＞c(H＋) 2. 0.1mol/L K2CO3溶液中，若使c (CO32—)更接近0.1 mol/L，可采取的措施是 A. 加入少量盐酸 B. 加水 C. 加KOH固体 D. 加热 3．在60℃时，水的离子积Kw==1×10-13mol2·L－2，下列同体积的各水溶液中所含H+和OH-粒子数之和最小的是： A、pH = 4 B、pH = 6 C、pH = 8 D、pH = 11 4．在已达到电离平衡的0.1 mol/L的醋酸溶液中，欲使平衡向电离的方向移动，同时使溶液的pH 降低，应采取的措施是（） A. 加热 B. 加少量水 C. 加少量盐酸 D. 加少量醋酸钠晶体 ５．将足量BaCO3粉末分别加入下列溶液中，充分溶解至溶液饱和。各溶液中Ba2+的浓度最小的为（） A．40mL 水B．10mL 0.2mol/LNa2CO3溶液 C．50mL 0.01mol/L 氯化钡溶液D．100mL 0.01mol/L盐酸 ６. 下列有关滴定操作的顺序正确的是（） ①检查滴定管是否漏水②用蒸馏水洗涤玻璃仪器③用标准溶液润洗盛标准溶液的滴定管，用待测液润洗盛待测液的滴定管④装标准溶液和待测液并调整液面（记录初读数） ⑤取一定体积的待测液于锥形瓶中⑥滴定操作 A. ①③②④⑤⑥ B. ①②③④⑤⑥ C. ②③①④⑤⑥ D. ④⑤①②③⑥ ７．下列反应的离子方程式正确的是（） A．等体积等物质的量浓度的氢氧化钡溶液与碳酸氢铵溶液混合 Ba2＋＋2 OH—＋NH4＋＋HCO3— = BaCO3↓ ＋NH3·H2O ＋H2O
药物化学第三章习题及答案
第三章外周神经系统药物 一、单项选择题 3-1、下列哪种叙述与胆碱受体激动剂不符： B A. 乙酰胆碱的乙酰基部分为芳环或较大分子量的基团时，转变为胆碱受体拮抗剂 B. 乙酰胆碱的亚乙基桥上位甲基取代，M样作用大大增强，成为选择性M受体激动剂 C. Carbachol作用较乙酰胆碱强而持久 D. Bethanechol chloride的S构型异构体的活性大大高于R构型异构体 E. 中枢M受体激动剂是潜在的抗老年痴呆药物 3-2、下列有关乙酰胆碱酯酶抑制剂的叙述不正确的是：E A. Neostigmine bromide是可逆性乙酰胆碱酯酶抑制剂，其与AChE结合后形成的二甲氨基甲酰化酶，水解释出原酶需要几分钟 B. Neostigmine bromide结构中N, N-二甲氨基甲酸酯较physostigmine结构中N-甲基氨基甲酸酯稳定 C. 中枢乙酰胆碱酯酶抑制剂可用于抗老年痴呆 D. 经典的乙酰胆碱酯酶抑制剂结构中含有季铵碱阳离子、芳香环和氨基甲酸酯三部分 E. 有机磷毒剂也是可逆性乙酰胆碱酯酶抑制剂 3-3、下列叙述哪个不正确：D A. Scopolamine分子中有三元氧环结构，使分子的亲脂性增强 B. 托品酸结构中有一个手性碳原子，S构型者具有左旋光性 C. Atropine水解产生托品和消旋托品酸 D. 莨菪醇结构中有三个手性碳原子C1、C3和C5，具有旋光性 E. 山莨菪醇结构中有四个手性碳原子C1、C3、C5和C6，具有旋光性 3-4、下列合成M胆碱受体拮抗剂分子中，具有9-呫吨基的是：C
A. Glycopyrronium bromide B. Orphenadrine C. Propantheline bromide D. Benactyzine E. Pirenzepine 3-5、下列与epinephrine 不符的叙述是：D A. 可激动α和β 受体 B. 饱和水溶液呈弱碱性 C. 含邻苯二酚结构，易氧化变质 D. β-碳以R 构型为活性体，具右旋光性 E. 直接受到单胺氧化酶和儿茶酚氧位甲基转移酶的代谢 3-6、临床药用(－)- ephedrine 的结构是C A. (1S2R) H N OH N E. 上述四种的混合物 3-7、Diphenhydramine 属于组胺H1受体拮抗剂的哪种结构类型：E A. 乙二胺类 B. 哌嗪类 C. 丙胺类
物理化学第03章化学平衡热力学原理
第三章 化学平衡热力学原理 复习思考题 1．化学反应的m r G ?与Θ?m r G 有什么不同?用m r G ?及Θ ?m r G 判断化学反应进行的方向有什 么不同? 2．“Θ Θ -=?K RT G ln m r ，可见Θ ?m r G 就是反应处于平衡时的吉布斯自由能变化。”这种说 法对吗?为什么? 3．平衡常数改变了，平衡是否移动?平衡发生了移动，平衡常数是否改变? 4．什么是标准平衡常数ΘK ?“标准平衡常数数值上总是等于1”的说法对吗? Θ K 值能否 根据某温度、任一压强下反应达平衡时各气体的分压按 ∏B B ν p 计算? 5．对于一个化学反应，当人为地改变反应体系中各反应物及生成物所取的标准状态时，反 应的m r G ?Δ、Θ ?m r G 及Θ K 有无变化?为什么? 6．为什么有纯凝聚相参加的反应其平衡数表示式中没有凝聚相物质的平衡分压出现? 7．下列碳的不完全燃烧反应为： 2Ｃ（ｓ）＋Ｏ２（ｇ）==== 2ＣＯ（ｇ） Θ?m r G ＝（－232 600－167.8 T)J ·mol －１ 当升高温度时， Θ ?m r G 变得更负，从而使Θ K 更大，反应就更完全，对吗? 8．在H 2S 气体中加入较多的NH 3，体系中可有下列二反应进行： ① ＮＨ３（ｇ）＋Ｈ２Ｓ（ｇ）==== ＮＨ４ＨＳ（ｇ） ② ＮＨ３（ｇ）＋Ｈ２Ｓ（ｇ）==== ＮＨ４ＨＳ（ｓ） 当达到平衡时，二反应的Θ ?m r G 、m r G ?是否相等? 9．ＣＯ２（ｇ）＋Ｃ（ｓ）==== ２ＣＯ（ｇ）反应是气体物质的量增加的反应，反应向右进行时，压强会增大。这就不是恒温恒压条件下的反应了，是否还能用等温方程式计算m r G ?并用以判定反应的方向呢? 10．在相同温度下，下列两反应的平衡常数是否相同?(［Ｃ］表示溶解在铁液中的碳) C(石墨)＋CO ２（ｇ）==== 2CO(ｇ） ［Ｃ］＋CO ２（ｇ）==== ２ＣＯ（ｇ） 11．工业上制取水煤气的反应为：Ｃ（ｓ）＋Ｈ２Ｏ（ｇ）==== ＣＯ（ｇ）＋Ｈ２（ｇ） 已知Θ ?m r H ＝133.5 kJ ·mol －１ ，设在673 K 时达到平衡，试讨论下列因素对平衡的影响： ①提高反应温度；②增加体系的总压；③增加水蒸气的分压；④增加碳的数量；⑤加N ２气。 12．已知一理想气体化学反应：Ａ（ｇ）==== 2Ｂ（ｇ），在298.15 K ，Θ p K ＝0.027，试问：
第三章 化学平衡
第三章 化学平衡 1．写出下列可逆反应的平衡常数Kc 、Kp 或K 的表达式 （1）2NOCl (g) ? 2NO (g) +Cl 2 (g) （2）Zn (s) +CO 2 (g) ? ZnO (s) +CO (g) （3）MgSO 4 (s) ? MgO (s) +SO 3 (g) （4）Zn (s) +2H + (aq) ? Zn 2+ (aq) +H 2 (g) （5）NH 4Cl (s) ? NH 3 (g)+HCl (g) 解：（1） Kc=222 ] [][][NOCl Cl NO Kp= 2 2 2 NOCl Cl NO P P P ? (2) Kc=] [][2CO CO Kp=2 CO CO P P (3) Kc=[SO 3] Kp=P 3SO (4) Kc=2 22][]][[++ H H Zn (5) Kc=[NH 3][HCl] Kp=P 3NH ?P HCl 2．已知下列反应的平衡常数：HCN ? H + + CN － K 1Θ=4.9×10-10 NH 3 +H 2O ? NH 4+ +OH － K 2Θ=1.8×10-5 H 2O ? H + + OH － K w Θ=1.0×10-14 试计算下面反应的平衡常数： NH 3 + HCN ? NH 4+ + CN － 解：因为所求反应式=[反应式（1）+反应式（2）－反应式（3）] 根据多重平衡规则： K Θ= Θ Θ Θ ?W K K K 21=145 10100.110 8.1109.4---????=0.88 88.0100.1108.1109.414 5 1021---????== θ θ θθ W K K K K 3．在699K 时，反应H 2 (g) +I 2 (g) ? 2HI (g)的平衡常数Kp=55.3，如果将2.00mol 的H 2和2.00mol 的I 2作用于4.00L 的容器内，问在该温度下达到平衡时有多少HI 生成？ 解：设平衡时有x mol 的HI 生成 H 2 (g) + I 2 (g) ? 2HI (g) 起始浓度 4 00.2 =0.5 4 00.2=0.5 0 （mol ·L -1） 平衡浓度 0.5－2 4?x 0.5－2 4?x 4 x （mol ·L -1） Kc=n RT Kp ?)(=0 ) (RT Kp = Kp = ]][[][222 I H HI = ) 8 5.0)(85.0()4(2x --= 55.3 解得 X= 3.15mol 4．反应H 2 +CO 2 ? H 2O +CO 在1259K 达到平衡，平衡时[H 2]=[CO 2] =0.440mol·L － 1， [H 2O]=[CO] =0.560mol·L － 1。求此温度下反应的经验平衡常数及开始时H 2和CO 2的浓度。 解： H 2 (g) + CO 2 (g) ? H 2O(g) + CO(g) 平衡浓度（mol ·L -1） 0.440 0.440 0.560 0.560 Kc=]][[]][[222CO H CO O H =2 2 440.0560.0 =1.62 Kp=Kc · (RT)n ? = Kc · (RT)0 = Kc = 1.62 开始时 [H 2]=[CO 2]=0.440+0.560=1.00 （mol ·L -1）
鲁科版《化学反应原理》 基础知识思维导图-第3章-物质在水溶液中的行为
鲁科版《化学反应原理》 基础知识思维导 图-第 3 章-物质在水溶液中的行为.DOCX
（20XX——20XX 学年 第 X 学期）
单位 姓名 20XX 年 X 月
极其微弱，水中含极少量离子，几乎不导电
特点
吸热：升温电离程度增大
水
的 电
表达式：Kw=[H+]·[OH-]
离
单位：mol2·L-2
水的离子积（Kw）
适合于任何稀水溶液
影响因素
只与温度有关，升温，Kw增大 加酸碱盐，只影响平衡和电离程度，不改变Kw
强电解质
强酸：HCl、H2SO4、HNO3、HBr、HI 强碱：KOH、NaOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2 盐：NaCl、BaSO4、CaCO3、AgCl、NH4HCO3
电解质
活泼金属氧化物：K2O、CaO、Na2O、MgO、Al2O3 弱酸：CH3COOH、H2CO3、H2SO3、H2S、H3PO4、HClO
弱电解质
弱碱：NH3·H2O、Mg(OH)2、Al(OH)3、Fe(OH)3、Cu(OH)2 水
络合物：Fe(SCN)3
电
解
非金属氧化物：SO2、NO2、CO2
质
与 非
非电解质
气态氢化物：CH4、NH3
电
解
大多有机物：蔗糖、酒精、CCl4
质
本质
电解质能电离 非电解质不能电离
电解质和非电解质区别
所属化合物
电解质是离子化合物或共价化合物 非电解质是共价化合物
电离方程式书写
强电解质： =、一步
判断方法：熔融状态是否导电
弱电解质：可逆号、多元弱酸分步，其他一步
形态：水合离子或水和分子
导电性：
决定因素：与离子浓度有关，与离子多少无关
向盐酸中加少量NaOH固体导电性几乎不变 向醋酸中通NH3导电性增强
药物化学第三章习题
第三章外周神经系统用药 一、单项选择题 1.下列有关莨菪类药物构效关系的叙述，（）是错的 A.阿托品结构中6,7位上无三元氧桥 B.东莨菪碱结构中6,7位上有三元氧桥 C.山莨菪碱结构中有6β-羟基 D.中抠作用:阿托品>东莨菪碱>山莨菪碱 E.中枢作用;东莨菪碱>阿托品>山莨菪碱 2.马来酸氯苯那敏属于下列（）抗过敏药 A.氨基醚类 B.乙二胺类 C.丙胺类 D.三环类 E.哌啶类 3.(-)-去甲肾上腺素水溶液,室温放置或加热时，使效价降低,是因为发生了（） A.水解反应 B.还原反应 C.氧化反应 D.开环反应 E.消旋化反应 4.异丙肾上腺素易被氧化变色不稳定的部分为（） A.侧链上的羟基 B.侧链上的氨基 C.烃氨基侧链 D.儿茶酚胺结构 E.苯乙胺结构 5.苯乙胺类拟肾上腺素药,侧链氨基上被非极性较大烷基(例如异丙基或叔丁基)取代（） A.对α1受体亲和力增大 B.对α2受体亲和力增大 C.对β受体亲和力增大 D.对β受体亲和力减小 E.对α和β-受体亲和力均增大 6. 盐酸普鲁卡因与NaNO2液反应后再与碱性β-萘酚偶合成红色沉淀,其依据为（） A.因为有苯环 B.酯基的水解 C.第三胺的氧化 D.因有芳伯氨基 E.苯环上有亚硝化反应 7.阿托品在碱性水溶液中易被水解,因为化学结构中含有（） A.酰胺键 B.内酯键 C.亚酰胺键 D.酯键 E.内酰胺键 8.关于拟肾上腺素药的一般构效关系的叙述下列说法不正确的是（） A.常用的拟肾上腺素具有一个苯环和乙胺侧链的基本结构 B.苯环上引入羟基，作用强度增强 C.左旋体活性通常大于右旋体 D.α碳原子上引入甲基，通常作用强度增强 E.通常β受体效应随着侧链胺基上烃基的增大而增大 9.关于麻黄碱的叙述不正确的是（） A.具有与肾上腺素相似的升压作用 B.不能口服C平喘作用缓慢而温和D.性质较稳定E.平喘作用持续时间较长 10.溴新斯的明的化学名为（） A.溴化-N,N,N-三甲基-3- [(二甲氨基)甲酰氧基]苯胺 B.溴化-N,N,N-三甲基-3- [(三甲氨基)甲酰氧基]苯胺 C.溴化-N,N,N-三甲基-1- [(二甲氨基)甲酰氧基]苯胺 D.溴化-N,N,N-三甲基-2- [(三甲氨基)甲氧基]苯胺 E. 溴化-N,N,N-三甲基-3-[(二甲氨基)甲氧基]苯胺 11.下列叙述中哪条是不正确的（）
第四章 化学平衡
第四章化学平衡 一、填空题 2、反应的标准平衡常数K0=＿＿＿＿只是＿＿＿＿的函数，而与＿＿＿＿无关。＿＿＿＿=K0 也是系统达到平衡的标志之一。 3、表达K0-T关系的指数式为＿＿＿＿＿＿＿＿；微分式为＿＿＿＿＿＿＿＿；定积分式为＿＿＿＿＿＿ ＿＿。 4、对有纯态凝聚相参加的理想气体反应，平衡压力商中只出现＿＿＿＿，而与＿＿＿＿无 关。但对有因熔体或溶液参加的反应，压力商中则不仅出现气相组分的压力，还出现＿＿＿＿＿＿＿＿。 5、对理想气体反应，K0、K P 均只是温度的函数，与压力、组成无关；而对真实气体反应，＿＿＿＿＿＿＿＿仍只是温度的函数，但＿＿＿＿＿的值还与压力无关。 6、对放热反应A=2B+C，提高转化率的方法有：＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿。12、设理想气体反应达化学平衡，在等温下维持系统总压不变，向系统中加入 惰性气体，平衡＿＿＿＿移动；若将气体置于钢筒内加入惰性气体后，则平衡＿＿＿＿移动。 二、单选题 4、在恒温恒压下，某一化学反应达到平衡时，一定成立的关系式是( ) A.Δ r G m >0 B.Δ r G m <0 C.Δ r G m =0 D.Δ r G m ?>0 5、当产物的化学势之和小于反应物的化学势之和时一定是( ) A.Δ r G m (ξ)<0 B.Δ r G m (ξ)>0 C.Δ r G m ?=0 D.Δ r G m (ξ)=(G/ξ) T，p 6、已知1000K时，(1)CO(g)+1/2 O 2(g)=CO 2 (g) K?⑴=1.659×1010
(2)C(s)+CO 2 (g)=2CO(g) K?⑵=1.719 则反应C(s)+1/2 O 2 (g)=CO(g)的K?⑶为（） A.9.651×1010 B.1.036×1010 C.4.731×1010 D.2.852×1010 8、某反应的Δ r G m ?=a-bT(a，b均大于零)，下列说法中正确的是( ) A.升高温度有利于反应正向进行 B.降低温度，K?增大 C.温度对平衡的影响不能确定 D.降低温度，有利于反应正向进行 9、当某一化学反应的Δ r G m (ξ)小于零时一定是( ) A.正向自发进行 B.逆向自发进行 C.处于平衡态 D.不能确定 10、反应 2NaHCO 3(s)=Na 2 CO 3 (s)+H 2 O(g)+CO 2 (g) 在温度T时的标准平衡常数为90，该反应的压力平衡常数 是( ) A.9119.25(kPa) B.924008(kPa)2 C.9119.25 D. 924008 12、在350K及100kPa总压力下，下列理想气体反应( ) ⑴ PCl 5(g)=PCl 3 (g)+Cl 2 (g) ⑵ H 2(g)+Cl 2 (g)=2HCl(g) ⑶ N 2O 4 (g)=2NO 2 (g) ⑷ N 2(g)+3H 3 (g)=2NH 3 (g) ⑸ 2NO(g)+O 2(g)=2NO 2 (g)
化学反应工程原理第二版(华东理工大学版)第三章答案
解：01A A A x c kt x = - 把数据代入得100.2m in A c k -= 当x A =0.75时解得t=15min 所以，增加的时间为15-5=10min 3-2 解：() ()11 0111n n A A x n c kt ---=+- （式A ） 把x A =0.75和t=10min 代入解得1 0.1n A c k -= 再把t=30min 代入（式A ）解得x A =1.25 所以，转化率应为1 3-3 解：设反应动力学方程为：n A A dc kc dt -= 则()()11 0111n n A A x n c kt ---=+-，且c A0=1 因此有 ()()() ()1110.811810.91118 n n n k n k ---=+--=+- 解得：n=2;k=0.5L/mo l ·min -1 3-4 1）计算进料中酸、醇和水的摩尔浓度c A0、c B0、c S0（注意进料中水的浓度c S0不为0）。 2）列出当酸的转化率为x A 时，各组分浓度的表示式： ()0000001A A A B B A A R A A S S A A c c x c c c x c c x c c c x =-=-==+ 3)将上列各式及各组分初浓度代入反应速率式，整理得 ()6 2 7.9310 10.220.1 2.58A A A dx x x dt -=-?-+ 4）计算转化率达35%所需的时间为 () 0.356 20 7.9310 10.220.1 2.58A A A dx t x x -= ?-+? 上述积分可查积分表用公式计算，也可用MA TLAB 语言的quad 解算子计算，结果为 71532t s h =≈ 5）计算所需反应器体积。先计算每天的反应批数，再计算每m 3反应体积每天的生产量，然后再计算达到要求产量所需反应器体积。答案为 V R =51.9m 3
化学反应原理第三章第一节
化学反应原理第三章第一节 一、水的电离 1、水的电离是一个过程，水的电离方程式是 在一定条件下，其平衡常数表达式为： 2、称为水的离子积常数，简称为，其表达式为： 25℃时，纯水中的[H+] 和[OH-] 都是mol/L，所以K W为 注意：①K W适用于任何稀溶液，在25℃时，任何稀溶液中都有K W＝[H+]·[OH-]＝ ②在纯水中，温度升高，K W数值变，[H+] [OH-] 1.0×10-7 mol?L-1 水显性。 ③任何稀溶液中都存在着H+ 和OH－，强酸溶液中的H+来自酸电离出的H+ 和水电离出 的H+，强碱溶液中的OH－来自碱电离出的OH－和水电离出的OH－。 ④任何稀溶液中，水电离出的H+ 和OH－的物质的量浓度始终相等。 [练习] 1、室温下，某酸溶液中的[H+] ＝1.0×10-5 mol?L-1。则该溶液中的[OH-]＝， 由水电离产生的[H+] ＝。 2、某温度下，纯水的[H+] ＝2.0×10-7 mol?L-1，则此时[OH-]＝，在相同温度下的某酸溶液中[OH-]＝2.0×10-10 mol?L-1，则此溶液中[H+] ＝，由水电离产生的[H+] ＝。 3、水的电离在某种意义上可以看成是中和反应的逆反应，因此下列说法不正确的是（） A、水的离子积K W随温度的升高而升高 B、水的电离程度很小 C、在一定温度下，当溶液中的[H+]变小时，[OH-]一定变大 D、在任何条件下，溶液中的[H+]变大时，[OH-]一定变小 二、电解质在水溶液中存在的形式 1、知识回顾： 电解质： 非电解质： 注意：①电解质和非电解质的物质范畴都是 ②电解质导电的条件是：或 ③有些物质的水溶液虽然能够导电，但不是电解质。如： ④电解质溶液的导电能力取决于 2、强电解质： 弱电解质： 注意：①书写电离方程式时，强电解质用“＝”，弱电解质用“” ②强电解质包括：强酸、强碱和大多数的盐。 弱电解质包括：弱酸、弱碱和极少数的盐[如：Fe(SCN)3]。 [练习]（1）写出下列物质的电离方程式： Al2(SO4)3；H2S BaSO4；Fe（OH）2 （2）判断：①能导电的物质就是电解质。（） ②水溶液导电性强的是强电解质，导电性弱的是弱电解质。（） ③氨水能够导电，所以氨气是电解质。（） ④在水溶液中，以分子和离子的形式共存的电解质是弱电解质。（） ⑤NaHSO4在熔融状态和水溶液中的电离方程式一样，NaHSO4＝Na++HSO4－ 3、溶剂化作用： 电解质溶于水后形成的分子或离子不是单独存在的，而是以或
物理化学第四章化学平衡练习题及答案
第四章 化学平衡练习题 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?r G m 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。 3．因为m r G ?= -RT ln K ，所以m r G ?是平衡状态时的吉布斯函数变化。 4．m r G ?是反应进度的函数。 5．在等温等压条件下，?r G m > 0的反应一定不能进行。 6．?r G m 的大小表示了反应系统处于该反应进度ζ时反应的趋势。 7．任何一个化学反应都可以用m r G ?来判断其反应进行的方向。 8．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?r G m < 0，则反应物将完全变成产物，反应将进行到底。 9．在等温、等压不作非体积功的条件下，反应的? r G m < 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。 10．某化学反应的? r G m 若大于零，则K 一定小于1。 11．理想气体反应 A + B = 2C ，当p A = p B = p C 时，m r G ?的大小就决定了反应进行方向。 12．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。 13．在给定温度和压力下发生的PCl 5的分解反应，只须测定平衡时混合气体的密度就可 以求知平衡常数了。 14．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。 15．若已知某气相生成反应的平衡组成，则能求得产物的m r G ?。 16．温度T 时，若K = l ，说明这个反应在此温度，压力为100kPa 的条件下已达到平衡。 17．一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。 18．因K = ∏(a B ν)，所有化学反应的平衡状态随化学反应计量系数而改变。 19．有供电能力(W f ≠ 0)的可逆电池反应体系的状态，在“G ～ξ”曲线上可存在的位置？ 20．“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？ 21．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？ 22．标准平衡常数与标准反应自由能的关系：K RT G ln m r -=?，那么，为什么反应的 平衡态与标准态是不相同的？ 23．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？ 24．对于计量系数?ν = 0的理想气体化学反应，哪些因素变化不改变平衡点？ 25．平衡常数 K = 1的反应，在标准态下反应，反应朝什么方向进行？ 26．在空气中金属不被氧化的条件是什么？ 27．反应PCl 5(g) = PCl 3(g) + Cl 2(g) 在212℃、p 容器中达到平衡，PCl 5 离解度为0.5， 反应的m r H ?= 88 kJ·mol -1，以下情况下，PCl 5的离解度如何变化： (A) 通过减小容器体积来增加压力； (B) 容器体积不变，通入N 2气来增加总压力； (B) 升高温度； (D) 加入催化剂。 28．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？ 29．2HgO(s) = 2Hg(g) + O 2(g)，在反应温度下及p = 101.325kPa 时，K = 4×10-3，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p Hg 有多大？若在标 准状态下反应，体系的总压力是多少？ 30．反应CO(g) + H 2O(g) = CO 2(g) + H 2(g)，在600℃、100kPa 下达到平衡(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：γ (CO 2) = 1.09， γ (H 2) = 1.10，γ (CO) = 1.23，γ (H 2O) = 0.77，问这时平衡点向何方移动？ 31．反应CaCO 3(s) = CaO(s) + CO 2(g) 在常温常压下的分解压力并不等于零，那么古代大 理石建筑物何以能够保留至今而不倒？
第四章化学平衡课后习题参考答案(第五版)
第四章化学平衡课后习题参考答案 4解：由2×②-2×①得反应：4H 2(g)+2SO 2(g) == 4H 2O(g) + S 2(g) 5解：反应开始时： 平衡时： 即平衡时NOCl 的分压增加了（8.53-6.97）×105=1.56×105（Pa ） 对于反应： 2NO(g) + Cl 2(g) === 2NOCl(g) 平衡分压/Pa (4.18-1.56)×105 (2.79-1/2×1.56)×105 8.53×105 8解：（1）2.2710252383142.0)10252383145.0(5 2 5 =??????=θK PCl 5的分解率=0.5/0.7×100%=71.4% （2） 加入Cl 2,平衡向左移动,设生成物转化了x mol/L PCl 5 ===== PCl 3 + Cl 2 平衡分压 (0.1+x)×8314×523 (0.25-x)×8314×523 (0.25+0.05-x)×8314×523 x= 0.01074(mol/L) PCl 5的分解率=%4.68%10035.0) 01074.01.0(35.0=?+- 平衡向左移动,其分解率减小到68.4%. （3）设生成PCl 3 x mol/L PCl 5 ===== PCl 3 + Cl 2 平衡分压 (0.35-x)×8314×523 x ×8314×523 (0.05+x)×8314×523 代入平衡常数表达式 x=0.239（mol/L ） PCl 5的分解率=0.239/0.35=68.4% 8 24 21 210 06.5)80.0108.1()(?=?==θθθK K K 2 .27105238314)1.0(10523 8314)3.0(105238314)25.0(5 5 5=??+??-???-=x x x K θ2 .2710523 8314)35.0(10523 8314)05.0(10523 83145 55=??-??+???=x x x K θ) (1018.40.15503 8314500.1)()(500Pa V RT NO n NO p ? =??==) (1079.20.15503 8314000.1)()(52020Pa V RT Cl n Cl p ?=??==) (1097.60.15503 8314500.2)()(500Pa V RT NOCl n NOCl p ?=??==) (1053.80 .155038314060.3)()(5Pa V RT NOCl n NOCl p ?=??==) (940.050383140.1510) 56.118.4()()(5mol RT V NO p NO n =???-==27 .5)1/01.2()1/62.2()1/53.8(]/)([]/)([]/)([22 222===θθθθp Cl p p NO p p NOCl p K
第三章--化学反应速率和化学平衡答案
第三章 化学反应速率和化学平衡 习题3-1 什么是反应的速率常数？它的大小与浓度、温度、催化剂等因素有什么关系？ 答：反应的速率大都可以表示为与反应物浓度方次的乘积成正比： υ=k·c α(A)·c β(B)，式中比例常数k 就是速率常数。速率常数在数值上等于反应物浓度均为1 mol·L -1时的反应速率。k 的大小与反应物浓度无关，改变温度或使用催化剂会使速率常数k 的数值发生变化。 习题 3-2 什么是活化能？ 答：Arrhenius 总结了大量实验事实，提出一个经验公式：速率常数k 的对数与1/T 有线形关系：C T R E k a +?-=1ln 式中E a 就是活化能，它表示活化分子具有的最低能量与反应分 子平均能量之差。 习题3-3 什么是催化剂？其特点有哪些？ 答：某些物质可以改变化学反应的速率，它们就是催化剂。催化剂参与反应，改变反应历程，降低反应活化能。催化剂不改变反应体系的热力学状态，使用催化剂同样影响正、逆反应的速率。不影响化学平衡，只能缩短达到平衡的时间。 习题3-4 NOCl 分解反应为2NOCl→2NO+Cl 2实验测得NOCl 的浓度与时间的关系如下： t/s 0 10 20 30 40 50 c （NOCl ）/mol·L -1 2.00 1.42 0.99 0.71 0.56 0.48 求各时间段内反应的平均速率；用作图法求t =25s 时的瞬时速率。 解：t=0-10s 时，10 42 .100.2-= ??= t c υ= 0.058mol·L -1·s -1 t=10-20s 时，102099 .042.1--= ??=t c υ= 0.043mol·L -1·s -1 t=20-30s 时，203071 .099.0--= ??=t c υ= 0.028mol·L -1·s -1 t=30-40s 时，304056 .071.0--= ??=t c υ= 0.015mol·L -1·s -1 t=40-50s 时，40 5048.056.0--=??=t c υ= 0.008mol·L -1·s -1 作图法略。 习题3-5 660K 时反应2NO + O 2→2NO 2 ，NO 和O 2的初始浓度c (NO )和c (O 2)及反应的初始速率υ的实验数据：
化学人教版高中选修4 化学反应原理《第三章 第二节 水的电离和溶液的酸碱性》章节知识点归纳
第三章第二节水的电离和溶液的酸碱性 一、水的电离及水的离子积 1、水的电离 电离方程式：H2O＋H2O H3O＋＋OH－简写：H2O H＋＋OH－ 2、水的离子积常数 （1）表达式：K w＝c(H＋)·c(OH－) 常温下：K w＝1.0×10－14，此时c(H＋)＝c(OH－)＝1.0×10－7mol/L （2）影响因素：K w随温度的变化而变化，温度升高，K w增大；温度降低，K w减小。（3）适用范围：K w不仅适用于纯水，还适用于酸、碱、盐的稀溶液，且由水电离的c 水(H ＋)＝c 水(OH －)。此时，水溶液中水的离子积常数不变。 （4）表达式的应用 K w表达式中，c(H＋)、c(OH－)均表示整个溶液中相应离子总物质的量浓度。但是一般情 况下有： 酸溶液中K w＝c(H＋)酸·c(OH－)水(忽略水电离出的H＋的浓度)。 碱溶液中K w＝c(H＋)水·c(OH－)碱(忽略水电离出的OH－的浓度)。 3、纯水电离的影响因素 （1）加入酸或碱，抑制水的电离，Kw不变； （2）升高温度，电离过程是一个吸热过程，促进水的电离，水的离子积增大，在常温时，K W=1×10－14；在100℃时，K W=1×10－12。 注意：①任何水溶液中H+和OH－总是同时存在的,只是相对含量不同. ②K w大小只与温度有关,与是否为酸碱性溶液无关。 25℃时，K w =1×10-14 100℃时，K w =1×10-12 ③不论是在中性溶液还是在酸碱性溶液，水电离出的C(H+)＝C(OH－) ④根据Kw=C(H＋)×C(OH－) 在温度一定时为定值,C(H＋) 和C(OH-) 可以互求，酸性溶
化学反应工程原理(华东理工大学版)第三章答案
华东版 3-1 解：01A A A x c kt x = - 把数据代入得1 00.2min A c k -= 当x A =0.75时解得t=15min 所以，增加的时间为15-5=10min 3-2 解：() ()11 0111n n A A x n c kt ---=+- （式A ） 把x A =0.75和t=10min 代入解得1 00.1n A c k -= 再把t=30min 代入（式A ）解得x A =1.25 所以，转化率应为1 3-3 解：设反应动力学方程为：n A A dc kc dt -= 则() ()11 0111n n A A x n c kt ---=+-，且c A0=1 因此有()()()()1110.8118 10.91118 n n n k n k ---=+--=+- 解得：n=2;k=0.5L/mo l ·min -1 3-4 1）计算进料中酸、醇和水的摩尔浓度c A0、c B0、c S0（注意进料中水的浓度c S0不为0）。 2）列出当酸的转化率为x A 时，各组分浓度的表示式： ()0000001A A A B B A A R A A S S A A c c x c c c x c c x c c c x =-=-==+ 3)将上列各式及各组分初浓度代入反应速率式，整理得 ()62 7.931010.220.1 2.58A A A dx x x dt -=-?-+ 4）计算转化率达35%所需的时间为 () 0.35 62 7.931010.220.1 2.58A A A dx t x x -=?-+? 上述积分可查积分表用公式计算，也可用MA TLAB 语言的quad 解算子计算，结果为 71532t s h =≈ 5）计算所需反应器体积。先计算每天的反应批数，再计算每m 3反应体积每天的生产量，然
第三章化工原理-修订版-天津大学-
第三章 机械分离和固体流态化 1. 取颗粒试样500 g ，作筛分分析，所用筛号及筛孔尺寸见本题附表中第1、2列，筛析后称取各号筛面上的颗粒截留量列于本题附表中第3列，试求颗粒群的平均直径。 习题1附表 解：颗粒平均直径的计算 由 11i a i G d d G =∑ 2204080130110 (500 1.651 1.168 1.1680.8330.8330.5890.5890.4170.4170.295 603015105 0.2950.2080.2080.1470.1470.1040.1040.0740.0740.053 = ?++++ +++++++++++++++ ） 2.905=(1/mm) 由此可知，颗粒群的平均直径为d a =0.345mm. 2. 密度为2650 kg/m 3的球形石英颗粒在20℃空气中自由沉降，计算服从斯托克斯公式的最大颗粒直径及服从牛顿公式的最小颗粒直径。 解：20C 时，351.205/, 1.8110kg m Pa s ρμ-==??空气 对应牛顿公式，K 的下限为69.1，斯脱克斯区K 的上限为2.62 那么，斯脱克斯区： max 57.4d m μ= ==
min 1513d m μ= = 3. 在底面积为40 m 2的除尘室回收气体中的球形固体颗粒。气体的处理量为3600 m 3/h ，固体的密度3/3000m kg =ρ，操作条件下气体的密度3/06.1m kg =ρ，黏度为2×10-5 P a·s。试求理论上能完全除去的最小颗粒直径。 解：同P 151.例3-3 在降尘室中能被完全分离除去的最小颗粒的沉降速度u t ， 则 36000.025/4003600 s t V u m s bl = ==? 假设沉降在滞流区，用斯托克斯公式求算最小颗粒直径。 min 17.5d um === 核算沉降流型：6min 5 17.5100.025 1.06 R 0.0231210t et d u ρ μ --???= ==
鲁科版化学反应原理第三章《物质在水溶液中的行为》寒假复习学案及答案
《第三章物质在水溶液中的行为》寒假统考复习学案 编辑人：高二化学组 2013.12.23 一、水的电离：精确实验表明，水是一种极弱电解质，存在有电离平衡： 在25℃时纯水中 ,[H+]=[OH-] = ，Kw = [H+][OH-] = mol-2·L-2 ［结论］ 1、水的电离是个过程，故温度升高，水的Kw。 2、水的离子积是水电离平衡时的性质，它不仅适用于纯水，也适用于任何稀 溶液。即25℃时溶液中[H+][OH-] = 1.0× 10-14mol-2?L-2 3、在酸溶液中，[H+]近似看成是酸电离出来的H+浓度，[OH-]则来自于水的电离。 4、在碱溶液中，[OH-]近似看成是碱电离出来的OH-浓度，而[H+]则是来自于水的电离。 【练习】1．常温下，某溶液中由水电离出来的c(H＋)＝1.0×10-13mol·L－1，该溶液可能是( ) ①二氧化硫②氯化铵水溶液③硝酸钠水溶液④氢氧化钠水溶液A．①④B．①② C．②③D．③④ 2. 某溶液中水电离产生的C(H+)=10-3mol/L，,该溶液中溶质可能是（）①Al2(SO4)3 ②NaOH ③NH4Cl ④NaHSO4 A、①②B、①③C、②③D、①④ 3. 25℃时，水的电离达到平衡：H 2O H＋＋OH－；ΔH＞0，下列叙述正确的是（） A．将水加热，K W增大，溶液的pH增大 B．向水中加入稀氨水，平衡正向移动，c(OH－)增加 C．向水中加入少量固体硫酸氢钠，c(H＋)降低，K W不变 D．向水中加入少量固体CH3COONa，平衡正向移动，c(OH－)增加 4. 能促进水的电离，并使溶液中C(H+)>C(OH—)的操作是（） （1）将水加热煮沸（2）向水中投入一小块金属钠（3）向水中通CO2 （4）向水中通NH3 （5）向水中加入明矾晶体（6）向水中加入NaHCO3固体（7）向水中加NaHSO4固体 A、（1）（3）（6）（7） B、（1）（3）（6） C、（5）（7） D、（5） 二、溶液的酸碱性和pH值 1.溶液酸性、中性或碱性的判断依据是：看和的相对大小. 在任意温度的溶液中：若c（H+）>c（OH-） c（H+）=c（OH-） c（OH-）>c（H+）溶液的pH值:氢离子浓度的负对数。pH= ； 3．pH值计算的基本规律（1）. 两种强酸溶液混和，先求c(H+)，再求pH。C(H+)= （2）.两种强碱溶液混和,先求c(OH-),再通过求c(H+),最后求pH值.C(OH-)= （3）.强酸和强碱混和,先确定过量离子的浓度:若H+过量 c(H+)= 若碱过量 c(OH-)= 当酸过量时，必须以剩余的氢离 子浓度来计算溶液的 PH 值；当碱过量时，必须以剩余的氢氧根离子浓度通过K W来计算溶 液的c(H+)值,再求pH值。 （4）. 有关酸、碱溶液的稀释 强酸溶液每稀释10倍，pH增大一个单位，弱酸溶液每稀释10倍，pH增大不到一个单位； 强碱溶液每稀释10倍，pH减小一个单位。弱碱溶液每稀释10倍，pH减小不到一个单位。 [提醒]：混和后溶液呈酸性时，一定用c(H+)计算pH；呈碱性时，一定用c(OH-)通过K W来 计算溶液的c(H+)值,再计算pH值 【练习】1. 下列溶液一定呈中性的是（） A.PH=7的溶液 B.C(H+)=1.0×10-7mol/L的溶液 C.C(H+)= C(OH-) D.PH=3的酸与PH=11的碱等体积混合后的溶液