大学物理化学3-化学平衡课后习题及答案

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程兰征版物理化学习题解答3知识讲解

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程兰征版物理化学习题解答3第三章 化学平衡1、气相反应:2SO 3(g)=2SO 2(g)+O 2(g)在1000K 时的平衡常数θc K =3.54×103,求该反应的θK (1000K)和θx K (1000K)。

解:第一问能做,第二问不能做(不知道系统总压)。

解答略。

2、氧化钴(CoO)能被氢或CO 还原为Co ,在721℃、101325Pa 时,以H 2还原,测得平衡气相中H 2的体积分数2H φ=0.025;以CO 还原,测得平衡气相中CO 的体积分数2H φ=0.0192。

求此温度下反应CO(g)+H 2O(g)=CO 2(g)+H 2(g) 的平衡常数θK 。

解:CoO(s) + H 2(g) = Co(s) + H 2O (1)0.025θp (1-0.025) θp390.025025.0-11==θK CoO(s) + CO(g) = Co(s) + CO 2 (2)0.0192θp (1-0.0192) θp510.01920192.0-12==θK (2)-(1)= CO(g)+H 2O(g)=CO 2(g)+H 2(g) ,所以θθθ123/K K K ==51/39=1.313、计算加热纯Ag 2O 开始分解的温度和分解温度。

(1)在101325Pa 的纯氧中;(2)在101325Pa 且2O φ=0.21的空气中。

已知反应2Ag 2O(s)=4Ag(s)+O 2(g)的)(T G m r θ∆=(58576-122T/K)J ·mol -1。

解:分解温度即标态下分解的温度。

令)(T G m r θ∆=(58576-122T/K)<0,得T >480K 开始分解温度即非标态下分解的温度。

令)(T G m r ∆=(58576-122T/K)+8.314×Tln0.21<0,得T >434K4、已知Ag 2O 及ZnO 在温度1000K 时的分解压分别为240及15.7kPa 。

物理化学《化学平衡》习题及答案

物理化学《化学平衡》习题及答案

物理化学《化学平衡》习题及答案选择题1.下面的叙述中违背平衡移动原理的是(A) 升高温度平衡向吸热方向移动 (B) 增加压力平衡向体积缩小的方向移动(C) 加入惰性气体平衡向总压力减少的方向移动 (D) 降低压力平衡向增加分子数的方向移动答案:C 。

加入惰性气体平衡向总压力增大的方向移动2.要使一个化学反应系统在发生反应后焓值不变, 必须满足的条件是(A) 温度和内能都不变 (B) 内能和体积都不变 (C) 孤立系统 (D) 内能, 压力与体积的乘积都不变答案:D 。

因ΔH =ΔU +Δ(pV )3.在等温等压下,当反应的∆r G m ∃ = 5kJ ·mol -1时,该反应能否进行?(A) 能正向自发进行 (B) 能逆向自发进行 (C) 不能判断 (D) 不能进行答案:C 。

应该用∆r G m 判断而不是∆r G m ∃ 。

4.已知反应 2NH 3 = N 2 + 3H 2,在等温条件下,标准平衡常数为0.25,那么,在此条件下,氨的合成反应1/2 N 2 + 3/2 H 2 = NH 3 的标准平衡常数为: (A) 4 (B) 0.5 (C) 2 (D) 1 答案:C 。

5.反应 2C(s) + O 2(g) ←→ 2CO(g),其∆r G m ∃ /(J ·mol -1) = -232600 - 167.7T /K ,若温度升高,则:(A) ∆r G m ∃ 变负,反应更完全 (B) K p ∃ 变大,反应更完全 (C) K p ∃ 变小,反应更不完全 (D )无法判断 答案:C6.对于气相反应,当体系总压力p 变化时(A) 对K f ∃ 无影响 (B) 对K r 无影响 (C) 对K p ∃ 无影响 (D) 对K f ∃ 、K r 、K p ∃ 均无影响答案:A 。

理想气体的K p ∃ 不受压力的影响而真实气体的K p ∃ 将随压力而变。

7.理想气体反应CO(g)+2H 2(g) = CH 3OH(g)的∆r G m ∃与温度T 的关系为:∆r G m ∃ = -21660+52.92T ,若要使反应的平衡常数K p ∃ >1,则应控制的反应温度: (A) 必须低于409.3℃ (B) 必须高于409.3K (C) 必须低于409.3K (D) 必须等于409.3K 答案:C8.某化学反应在298K 时的标准吉布斯自由能变化为负值,则该温度时反应的K p ∃将是: (A)K p ∃= 0 (B) K p ∃ < 0 (C) K p Θ > 1 (D) 0 < K p ∃ < 1 答案:C 。

大学物理化学3-化学平衡课后习题及答案

大学物理化学3-化学平衡课后习题及答案

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“√”,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∆r G m <0时,则该反应能正向进行。

( )2. 如果某一化学反应的∆r H < 0,该反应的K 随着温度升高而减小。

( )3. 对理想气体反应:0 = ∑B νB B ,在定温定压下当∑B νB >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 = ∑B νB B ,在定温定压下当∑B νB >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∆r H 不随温度变化,那么其∆r S 也不随温度变化,但是其∆r G 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. PCl 5的分解反应PCl 5(g) == PCl 3(g) + Cl 2(g) 在473 K 达到平衡时PCl 5(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 a A(g ) == y Y(g) + z Z(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N 2O 5(g )== N 2O 4(g )+1/2O 2(g )的∆r H 为41.84kJ ⋅mol -1,∑=0)(,B C mp B ν。

新编[理学]物理化学答案——第四章_化学平衡习题解答[1]

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新编[理学]物理化学答案——第四章_化学平衡习题解答[1]第四章化学平衡⼀、基本公式和内容提要 1. 化学反应的⽅向和限度(1)反应系统的吉布斯⾃由能和反应进度反应进⾏过程中,A 和B 均各以纯态存在⽽没有相互混合,则在反应进度为ξ时反应体系的总吉布斯⾃由能G *为:G * = n A µA * + n B µB * = (1-ξ)µA * +ξµB * = µA * +ξ(µB * -µA *)对于封闭体系在定温定压下在反应实际进⾏过程中,A 和B 是不可能以纯态存在的。

它们是混合在⼀起的,因此还存在混合吉布斯⾃由能△mix G 。

△mix G = RT (n A lnX A + n B lnX B ) = RT [(1-ξ)ln(1-ξ) + ξlnξ](2)化学反应标准平衡常数理想⽓体的化学反应()()()(a A gb B g g G g h H g ??→++←?? bB a A hH g G P P P P P P P P )/()/()/()/(θθθθ= e)--(1θθθθµµµµB A H G b a h g RT-+= 常数 = K θK θ称为标准平衡常数。

(3)化学反应的等温⽅程式(a )对任意反应达平衡时:△r G m θ = -RTlnK θ△r G m θ是指产物和反应物均处于标准态时,产物的吉布斯⾃由能和反应物的吉布斯⾃由能总和之差,称为反应的“标准吉布斯⾃由能变化”。

(b )反应在定温定压条件下△r G m = △r G m θ+ RT ln Q p上式称为范特霍夫(Vait Hoff) 等温⽅程。

(c )依据吉布斯⾃由能函数可判断反应进⾏的⽅向,在温度、压⼒⼀定的条件下:RT ln Q a < RTlnK θ Q a <K θ△r G m <0 反应正向⾃发进⾏若 RT ln Q a >RTlnK θ Q a >K θ△r G m >0 反应逆向⾃发进⾏若 RT ln Q a = RTlnK θ Q a = K θ△r G m =0 反应达平衡 2. 反应的标准吉布斯⾃由能变化(1)化学反应的△r G m 与△r G m θ(a )在⼀定温度和压⼒为p θ下,任何物质的标准态化学势µi θ都有确定值,所以任何化学反应的△r G m θ都是常数;(b )△r G m 不是常数,在⼀定T ,p 下,它与各物质的活度(分压、浓度)等有关,即与Q a 有关;(c )在定温定压条件下0W '=时,△r G m 的正负可以指⽰化学反应⾃发进⾏的⽅向,在定温下△r G m θ的正负通常不能指⽰反应进⾏的⽅向,根据公式△r G m = △r G m θ+ RT ln Q p ,但当△r G m θ的数值很⼤时,也可⽤其值估计反应的⽅向。

物理化学第三章化学平衡课后思考题

物理化学第三章化学平衡课后思考题

1物理化学第三章课后思考题一、选择题1. 在刚性密闭容器中,有下列理想气体的反应达到平衡 A(g) + B(g) =C(g) 若在恒温下加入一定量的惰性气体,则平衡将 ( )(A) 向右移动(B) 向左移动(C) 不移动(D) 无法确定2. 在 298 K 时,气相反应H 2+I 2=2HI 的Δr G m $=-16 778 J ⋅mol -1,则反应的平衡常数 K p $为: ( )(A) 2.0×1012 (B) 5.91×106 (C) 873 (D) 18.94. 已知反应 2NH 3= N 2+ 3H 2在等温条件下,标准平衡常数为 0.25,那么,在此条件下,氨的合成反应 (1/2) N 2+(3/2) H 2= NH 3 的标准平衡常数为: ( )(A) 4(B) 0.5(C) 2(D) 15. Ag 2O 分解可用下面两个计量方程之一表示,其相应的平衡常数也一并列出:Ag O s Ag s O g 22212()()()→+ K P ()1 2422Ag O s Ag s O g ()()()→+ K p()2 设气相为理想气体,且已知反应是吸热的,试判断下列结论哪个是正确的: ( )(A )K K P ()()2112= (B )K K p p ()()21= (C )K p ()2随温度的升高而增大 (D )O 2气的平衡压力与计量方程的写法无关6. Ag 2O 分解可用下列两个反应方程之一表示,其相应的平衡常数也一并列出 I. Ag 2O (s) 2Ag (s) + (1/2) O 2 (g) K p (Ⅰ) II. 2Ag 2O (s) 4Ag (s) + O 2 (g) K p (Ⅱ)设气相为理想气体,而且已知反应是吸热的,试问下列哪个结论是正确的:(A) K p (Ⅱ) = K p (Ⅱ)(B) K p (Ⅰ) = K p 2(Ⅱ)(C) O 2 气的平衡压力与计量方程的写法无关(D) K p (Ⅰ) 随温度降低而减小7. 某低压下的气相反应,在 T =200 K 时K p =8.314×102 Pa ,则K c /mol·cm -3是:( )(A) 5×102 (B) 14×106 (C) 14×103 (D) 0.58.理想气体反应CO g H g CH OH g ()()()+=223的r m ΔG $与温度T 的关系为:-1r m /J mol 2166052.92G ∆⋅=-+$(T /K),若使在标准状态下的反应向右进行,则应控制反应的温度: ( )(A )必须高于409.3 K (B )必须低于409.3 K(C )必须等于409.3 K (D )必须低于409.3 °C二、填空题9 在温度为2000 K 时,理想气体反应CO g O g CO g ()()()+=1222的-1r m 45817J mol G ∆=⋅$,则该反应的平衡常数K p = ()kPa -12。

物理化学核心教程(第二版)思考题习题答案—第5章 化学平衡

物理化学核心教程(第二版)思考题习题答案—第5章 化学平衡

第五章 化学平衡一.基本要求1.掌握化学反应等温式的各种形式,并会用来判断反应的方向和限度。

2.了解标准平衡常数的定义,掌握标准平衡常数的各种表示形式和计算方法。

3.掌握标准平衡常数K 与r m G ∆在数值上的联系,熟练用热力学方法计算r m G ∆,从而获得标准平衡常数的数值。

4.了解标准摩尔生成Gibbs 自由能f m G ∆的定义和它的应用。

5.掌握温度对化学平衡的影响,记住van ’t Hoff 公式及其应用。

6.了解压力和惰性气体对化学平衡的影响。

二.把握学习要点的建议把本章放在多组分系统之后的目的,就是要利用多组分系统中介绍的化学势的概念和各种表示方式,来导出化学反应等温式,从而用来判断化学反应的方向与限度。

本章又用到了反应进度的概念,不过其值处在0 1 mol -的区间之内。

因为在利用化学势的表示式来计算反应的Gibbs 自由能的变化值时,是将化学势看作为一个定值,也就是在有限的反应系统中,化学进度为d ξ,如果在一个很大的系统中, 1 mol ξ=。

严格讲,标准平衡常数应该用绝对活度来定义,由于本教材没有介绍绝对活度的概念,所以利用标准态化学势来对标准平衡常数下定义,其含义是一样的。

从标准平衡常数的定义式可知,标准平衡常数与标准化学势一样,都仅是温度的函数,因为压力已指定为标准压力。

对于液相反应系统,标准平衡常数有其相应的形式。

对于复相化学反应,因为纯的凝聚态物质本身就作为标准态,它的化学势就是标准态化学势,已经归入r m G ∆中,所以在计算标准平衡常数时,只与气体物质的压力有关。

学习化学平衡的主要目的是如何判断反应的方向和限度,知道如何计算平衡常数,了解温度、压力和惰性气体对平衡的影响,能找到一个经济合理的反应条件,为科研和工业生产服务。

而不要过多地去考虑各种浓度表示式和各种平衡常数表示式之间的换算,否则会把自己搞糊涂了,反而没抓住主要内容。

由于标准平衡常数与r m G ∆在数值上有联系,r m ln p G RT K ∆=-,所以有了r m G ∆的值,就可以计算p K 的值。

物理化学《相平衡》习题及答案

物理化学《相平衡》习题及答案

物理化学《相平衡》习题及答案选择题1.二元恒沸混合物的组成(A)固定(B) 随温度而变(C) 随压力而变(D) 无法判断答案:C2.一单相体系, 如果有3种物质混合组成, 它们不发生化学反应, 则描述该系统状态的独立变量数应为(A) 3个 (B) 4个 (C) 5个 (D) 6个答案:B。

F=C-P+2=3-1+2=43.通常情况下,对于二组分物系能平衡共存的最多相为(A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4 答案:D。

F=2-P+2=4-P,F不能为负值,最小为零。

当F=0时P=4。

4.正常沸点时,液体蒸发为气体的过程中(A) ΔS=0 (B) ΔG=0 (C) ΔH=0 (D) ΔU=0 答案:B。

此为可逆过程故ΔG=0。

5.以下各系统中属单相的是(A) 极细的斜方硫和单斜硫混合物 (B) 漂白粉 (C) 大小不一的一堆单斜硫碎粒(D) 墨汁答案:C。

6.NaCl(s), NaCl水溶液及水蒸汽平衡共存时, 系统的自由度(A) F=0 (B) F=1 (C) F=2 (D) F=3 答案:B。

F=C-P+2,C=2,P=3,故F=2-3+2=1。

7.如果只考虑温度和压力的影响, 纯物质最多可共存的相有(A) P=1 (B) P=2 (C) P=3 (D) P=4答案:C。

F=C-P+2=1-P+2=3-P,当F最小为零时P=3。

8.对于相律, 下面的陈述中正确的是(A) 相律不适用于有化学反应的多相系统 (B) 影响相平衡的只有强度因素(C) 自由度为零意味着系统的状态不变 (D) 平衡的各相中, 系统包含的每种物质都不缺少时相律才正确答案:B9.关于三相点, 下面的说法中正确的是(A) 纯物质和多组分系统均有三相点 (B) 三相点就是三条两相平衡线的交点(C) 三相点的温度可随压力改变 (D) 三相点是纯物质的三个相平衡共存时的温度和压力所决定的相点答案:D10.用相律和Clapeyron•方程分析常压下水的相图所得出的下述结论中不正确的是(A) 在每条曲线上, 自由度F=1 (B) 在每个单相区, 自由度F=2(C)在水的凝固点曲线上, ΔHm(相变)和ΔVm的正负号相反(D)在水的沸点曲线上任一点,压力随温度的变化率都小于零。

北师大版物理化学化学平衡习题答案

北师大版物理化学化学平衡习题答案

化学平衡习题解答1. 有理想气体反应 2H 2(g) + O 2(g)2H 2O(g),在2000 K 时,已知反应的71.5510K=⨯(1) 计算H 2和O 2分压各为1.00×104 Pa ,水蒸气分压为1.00×105 Pa 的混合气中,进行上述反应的r m G ∆,并判断反应自发进行的方向;(2) 当H 2和O 2的分压仍然分别为1.00×104 Pa 时,欲使反应不能正向自发进行,水蒸气的分压最少需要多大? 解:(1) 反应系统的分压比由定温方程由r m 0G ∆<,可判断此时反应能够自发正向进行。

(2) 欲使正向反应不能自发进行,p Q 至少需与K θ相等,即 所以227432142H O 11.5510(1.0010)Pa 1.5310Pa 101325p =⨯⨯⨯⨯=⨯2. 已知反应CO(g) + H 2O(g)CO 2(g) + H 2(g)在700℃时K θ = 0.71,(1) 若系统中四种气体的分压都是 1.5×105 Pa ;(2) 若6CO 1.010 Pa p =⨯,25H O 5.010Pa p =⨯,225CO H ==1.510Pa p p ⨯;试判断哪个条件下正向反应可以自发进行?解:(1) 由定温方程r m r m ln p G G RT Q ∆=∆+,知∵r m r m ln p G G RT Q ∆=∆+=222CO (g)H (g)HO(g)CO(g)()()ln ln()()p p pp RT KRT p p pp''-+''= 551551.510 1.510(-8.314973.2ln 0.71+8.314973.2ln )J mol 1.510 1.510-⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⋅⨯⨯⨯ = 312.7710 J mol -⨯⋅∴ ∆r G m = 2.77×1031J mol -⋅> 0 此反应不能正向自发进行。

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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“”,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r G m <0时,则该反应能正向进行。

( )2. 如果某一化学反应的r H 0,该反应的K 随着温度升高而减小。

( )3. 对理想气体反应:0 = BB B ,在定温定压下当B B >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 = BBB ,在定温定压下当B B>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r H 不随温度变化,那么其r S 也不随温度变化,但是其r G 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. PCl 5的分解反应PCl 5(g) == PCl 3(g) + Cl 2(g) 在473 K 达到平衡时PCl 5(g) 有%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 a A(g ) == y Y(g) + z Z(g),在 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N 2O 5(g )== N 2O 4(g )+1/2O 2(g )的rH 为mol -1,∑=0)(,B C mp B ν。

要增加N 2O 4(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r S0,此反应在40 ℃时的K25 ℃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)f m m物质C4H8(g)C4H6(g)H2(g)△f H m/(kJ·mol-1)0S m/(J·mol-1·K-1)(1)计算该反应298K的△r m和△r m;(2)计算该反应在298K的△r G m和K;(3)计算该反应830K的K(假定该反应的△r H m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,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△r G m与温度T的关系为:(ⅰ)2Ni(s)+O2(g)=2NiO(s), △r G m,i=(-+K)kJ·mol-1(ⅱ)2C(石墨)+O2(g)=2CO(g), △r G m,ii=(--K)kJ·mol-1(ⅲ)C(石墨)+O2(g)=CO2(g), △r G m,iii=(--×10-3T/K)kJ·mol-13.已知下列反应在373K时,K=×108CO(g)+Cl2(g)=COCl2(g)(1)已知上述反应的△r S m(373k)=·mol-1·K-1,求COCl2(g)的解离反应在373K下的△r H m=___;(2) 设反应的∑B C p,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,则反应温度为_______(p=100kPa)。

4.在200K~400K湿度范围内,反应NH 4Cl(s)=NH 3(g)+HCl(g)的标准平衡常数与T 的关系为:K/91272.16lg T K -= (1)计算300K 时,反应的△r H m ,△r G m ,△r S m ;(2)在300K 时,若反应开始只有NH 4Cl(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. 2. 3. 4. 5.二、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) △r H m (298K)=∑B△f H m (B,298K)=[-(-]kJ·mol -1=·mol -1△r S m (298K) =∑B S m (B,298K)=·mol -1·K -1(2) △r G m (298K)= △r H m (298K)-298K×△r S m (298K)=××10-3)kJ·mol -1=·mol -1由 △r G m (298K)=-298Rln K (298K)㏑K (298K)=1113K mol 8.314J 298K mol J 1079.26---⋅⋅⨯⋅⨯-解得 K =×10-14(3)由㏑)K 8301K 2981()K 298()K 298()K 830(m r -∆=R H K K)K8301K 2981(K mol 8.314J mol J 10110.191113-⋅⋅⋅⨯=---解得 K (830K)=×10-2(4) C 4H 8(g) = C 4H 6(g) + H 2(g)开始:n /mol 1 0 0平衡:n eq/mol 1-x A x A x A 平衡:∑n eq=[(1-x A )+x A +x A +15]=(16+x A )mol2AA 2AA 1007.3/)161()/16()K 830(-⨯=+-+= p p x x p p x x K代入p =,解得,C 4H 8(g)的平衡转化率x A =【剖析】:本题从物质的热力学数据△f H m (298K)、S m (298K)出发计算反应的△r H m (298K)及△r S m (298K),继而算出△r G m (298K),并算得K (298K),再忽略温度对△r H m 的影响,由范特荷夫方程算出830K 时的K (830K),最后利用K (830K),计算C 4H 8(g)脱氢制取丁二烯时,C 4H 8(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=11(i)(ii)(iii)22⨯+⨯-反应反应反应, 故可能进行的反应的iii m,ii m,i m,m r r 21r 21)(r G G G T G ∆-∆⨯+∆⨯=∆则11()[(489.10.1917/K)(223.00.1753/K)r m 2231(394.00.8410/K)] kJ mol G T T T T ∆=⨯-++⨯-------⨯⋅ 1m ol K)kJ /0117.09.37(-⋅+=T得 △r G m (1500K)=·mol由 △r G m (T )=-RT lnK (T )△r G m (1500K)=-1500K R ln K (1500K)·mol -1=-1500K×·mol -1·K -1K (1500K)解得 K (1500K)=而 )CO ()CO (kPa 325.101/)CO (/)CO ()K 1500(222p p pp p p J -==为使可能进行的反应不发生,则根据范特荷夫定温方程△r G m (1500K)=-RT ln K (1500K)+RT ln J (1500K)J >K , △r G m (1500K)>0才行。

故 0117.0)CO ()CO (kPa 325.10122>-p p即p (CO 2)不得大于【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△r G m与温度T 的关系式通过线性组合求出可能发生的反应的△r G m (1500K) ,进而求出K (1500K);(ii)再列出J (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,CO 2(g)分压的最大值。

3.【题解】:(1)已知COCl 2(g)的合成反应K (373K)=×108,则其解离反应的88108.01025.11)K 373(1)K 373(-⨯=⨯=='K K 故COCl 2解离反应的△r G m ’(373K)=-RT ln K ’(3773K)=·mol -1·K -1×373Kln×10-8)=·mol -1而解离反应的△r S m ’(373K)=-△r S m (373K)=·mol -1·K -1所以解离反应△r H m ’(373K)= △r G m ’(373K)+373K △r S m ’(373 K)=·mol -1+373K×·mol -1·K -1=104635J·mol -1(2) COCl 2(g)=CO(g)+Cl 2(g) 开始n /mol : 1 0 0平衡n eq/mol :平衡 ∑n eq/mol=++=1+pp p p p p T K/)COCl (]/)Cl (][/)CO ([)(22=')/(001.1001.01)/001.1001.0(2p p p p -= 代入p =200kPa,解得K ’(T)=2×10-6因解离反应的△r C p ,m =0,即△r H m ’与温度无关,则由范特荷夫方程:)1K 3731(r )K 373()(ln m T R H K T K -'∆=''代入K ’(373K)=×10-8, △r H m ’(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COCl 2(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)(1)(T K T K=')以及热力学函数变化值的关系[正、负号相反,如 )()(m r m r T S T S∆='∆, )()(m r m r T H T H∆='∆,)()(m r m r T G T G ∆='∆]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。

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