物理化学 第四章 化学平衡 习题
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 。
(完整版)化学平衡练习题及答案
化学平衡练习题一、是非题，以下各题的表达可否正确，对的画√错的画×1、 对于理想气体反应，等温等容下增加惰性组分时平衡不搬动。
（ ）O2、指定状态下的r G或B B 就是定温定压下G ～ 曲线上某一点切线的斜率。
（）B3、化学反应达到平衡时，反应的摩尔吉布斯函数 r G m =0。
（）4、恒 T 、p 、W ˊ=0 下，化学反应的平衡条件为： rGmB B 0 。
（）5、某一反应在等温等压且可是体积功的条件下 rGm0 ，则该反应不能够正向进行。
（ ）6、理想气体化学反应A( g)B( g)C ( g) ，在恒温下增大总压时，反应物转变率将增大。
（ ）7、对理想气体反应： 0 =B B ，在定温定压下当 B >0 时，随着惰性气体的加入而平衡向右搬动。
（）8、由 r G =－RTlnK ，因为 K 是平衡常数，所以 r G是化学反应达到平衡时的摩尔吉布斯函数变化值。
（）9、等温等压且不涉及非体积功条件下，所有吸热且熵减小的反应，均不能够自动发生。
（ ）10、 对于B的理想气体反应，等温等压下增加惰性组分时平衡不搬动。
（ ）B11、标准平衡常数变了，平衡必然会搬动。
反之，平衡搬动了，标准平衡常数必然会改变。
（）(χeq) Bx12、对理想液态混杂物中的反应，标准平衡常数 K （ T ）≈ B。
（ ）BK 13、任何一个化学反应都能够用标准摩尔吉布斯函数来判断反应的方向。
（）14、某反应的平衡常数是一个不变的常数。
（ ）15、在必然温度和压力下， 某反应的 r G 0，所以要采纳合适的催化剂， 使反应得以进行。
（）二、选择题1、温度高升时，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。
12、 HgO(s)的标准摩尔生成吉布斯函数f G为 - 58.52 kJ ·mol -1，其分解反应为： 2HgO(s) == 2Hg(l) + O 2(g)，HgO(s)在 298K 的分解压力是：（ ）。
物理化学第四章 化学平衡(重要例题)
rGm(1) rGm(2) rGm(3)=0 rGm(4)0
得: H2 (g)+ 1/2O2(g)=H2O(l)
∴ rGm = rGm (1)+ rGm(2)+ rGm(3)+ rGm(4)
= rGm(1)+ rGm(2)+ 0+0 其中 rGm(2)＝RTln(p/p) = –8.584 kJmol-1
2、通过盖斯定律从已知反应的rGm 求未知反应的 rGm ；
3、实验测定平衡时组成求K ；
4、定义式rGm = rHm – TrSm （查表） 其中rHm = ifHm,i rSm = iSm,i
5、标准电动势rGm = – nFE ；
例1 求298K时反应H2(g)+ 1/2O2(g)=H2O(l)的K
aG
g eq
aH
h eq
aA
a eq
aB
b eq
K :（标准平衡常数）无量纲，仅是温度的函数
则 rGm =i i = – RTln K
范特霍夫(Van’t Hoff )等温方程。
令
a i i
Qa
i
（活度商）
i i =i i + RTln Q a
rGm = rGm + RTln Qa
已知298K时H2O (g)的fHm = – 241.8 kJmol-1 ;H2
(g)、O2(g)、H2O(g)的标准熵值Sm分别为130.6,
205.0, 188.7 J K-1 mol-1 ; 水的蒸气压为3.17 kPa
解：先求反应 H2 (g)+ 1/2O2(g)=H2O(g)
物理化学答案——第四章_化学平衡习题解答[1]
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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()()()()aA g bB g gG g hH g −−→++←−− bB a A hH gG 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。
物理化学第四章化学平衡练习题及答案教案资料
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。
物理化学 4第四章 化学平衡
第四章 化学平衡内容提要1、反应进度反应进度描述了化学反应体系的状态，反应进度的变化表示为： Δξ=B∨∆Bn （4-1）当ξ =1时，就表示按给定的反应式进行了一个完整反应，也称发生了一个单位反应。
对于同一反应方程式，可以用任一反应物或任一产物表示反应进度ξ，与物质的选择没有关系；当化学反应方程式的写法不同时，反应进度ξ的数值不同。
2、吉布斯自由能变在等温等压、W ＇＝0时，一定组成、无限大量的体系中，体系的吉布斯自由能随反应进度而改变的变化率表示为：Δr G m =P T ∂∂,)(ξG=∑νB μB （4-2） Δr G m 是反应系统在任意情况下的吉布斯自由能变化，是强度性质，与体系物质的量无关，单位为 J/mol 或kJ/mol 。
对同一反应来讲，Δr G m 的具体数值与化学方程式的写法有关。
Δr G m 值可以表明反应的自发方向和进行趋势的大小，具有化学反应推动力的含义。
当Δr G m ＜0时，反应物化学势高，反应能自发地由左向右进行； 当Δr G m ＞0时，产物化学势高，反应不能自发地由左向右进行； 当Δr G m ＝0时，产物和反应物的化学势相等，反应体系处于平衡状态。
在温度T 时，把物质的化学势µ B=OB μ + RTlna B代入式（4-2），得：Δr G m =∑νB OB μ + RTlnQa（4-3）3、化学平衡的条件化学平衡的条件为：等T 、等P 、W ＇＝0 时， Δr G m ＝p T G,)(ξ∂∂＝∑νB μB ＝0 （4-4） 4、化学平衡常数在一定条件下，当化学反应达到平衡时，产物活度的计量系数次方幂的乘积与反应物活度的计量系数次方幂的乘积的商为一常数，称为化学平衡常数(equilibrium constant)。
标准平衡常数(standard equilibrium constant) 表示反应所能达到的最大限度，单位是1，用OK(上角标“Ө”表示处于标准态)表示，也称为热力学平衡常数，表达式为：OK = (Q a )eq = (d Da A r Rg G a a a a ⋅⋅)eq （4-5）O K 越大，则反应进行的程度越大。
大学物理化学化学平衡课后习题及答案
1.PC∣5的分解反应PC∣5（g） == PCI3（g）+C∣2（g）在473 K达到平衡时PC∣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aA（g ） == yY（g）+zZ（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；
(iii)C(石墨)+O2(g)=CO2(g),△rGm,iii=(-394.0-0.84×0-3T∕K)kJ mol-1
8
3.已知下列反应在373K时，K =1.25×0
CO(g)+Cl2(g)=COCl2(g)
(1)已知上述反应的厶rSm(373k)=-125.52J mo∙-1K-1,求COCl2(g)的解离反应在373K下的△rHm=___；
化学平衡课后习题
、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“X”。
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.■:rGm<0时，则该反应能
正向进行。（）
2.如果某一化学反应的ArHi：:：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'∙.bB,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。（）
物理化学 化学平衡
- RT ln K f
称为热力学平衡常数，它仅是温度的函数。 在数值上等于平衡时的“逸度商”，是量纲为1的 量，因为它与标准化学势有关，所以又称为标准 平衡常数。
根据公式 ，所以说 是在平衡状态时的 吉布斯函数的变化值，这样说对不对?
K f
若用下列两个化学计量方程式来表示合成氨反 应，两者的 和 的关系如何？ •
这主要是由于混合吉布斯函数存在的缘故。
R点，D和E未混合时吉布斯 函数之和； P点，D和E混合后吉 布斯函数之和； T点，反应达平衡时， 所有物质的吉布斯函 数之总和，包括混 合吉布斯函数；
S点，纯产物F的吉 布斯函数。
若要使反应进行到底，须在van’t Hoff
平衡箱中进行，防止反应物之间或反应物与
化学反应的平衡条件
• 一、反应的Gibbs函数变化：
dG - SdT + Vdp +
B
B
dnB
封闭体系中，恒温恒压，W'=0： （dG）, p B dnB B B d (dnB Bd ) T
G ( )T , p B B B
B B
(a)
定义：rGm=(G/)T,p=∑B B
r Gபைடு நூலகம் (T ) + RT ln Q f
(quotient)
这就是化学反应等温方程式。Q f 称为“逸度商”， r G 可以通过各物质的逸度求算。 m (T ) 值也可以通过 多种方法计算，从而可得r Gm 的值。
三、热力学平衡常数
当体系达到平衡，
rGm 0 ，则
( f G / p )g ( f H / p )h r Gm (T ) - RT ln ( f D / p )d ( f E / p )e
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3.气相反应中标准平衡常数与经验平衡常数之间的关系
K K P ( p)
p
B
K (c RT / p)
C
B
Kx ( p / p )
B
Kn (
p
n
p
)
B
B
三、平衡常数的计算
rG RT ln K
1. r Gm ( P f Gm )产 ( R f Gm )反
2．溶液反应的标准平衡常数 理想溶液： 非理想溶液：
g h ( c / c ) ( c / c ) G H Kc ( c A / c ) a ( cB / c ) b
(aG ) g (aH ) h Ka ( a A ) a ( aB ) b
对于复相反应平衡常数表达式中不出现凝聚相。
3．惰性气体对化学平衡的影响
g h g h x x n p B =K（ p ） B B G H G nH K p K（ a b（p） a b（ ） n x p） x A xB nA nB n B nB
B
B
0
加入惰性气体
nB 增加 （
p B ） nB
(×) 4.在等温等压W，=0的条件下，△rGm＜
0时，若此值越小，自发反应的趋势越大，反 应进行的越快。
(×) 5.某化学反应
r Gm 0 则K 一定小于1。
(×) 6.一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 .
二、选择题 1．已知温度T时反应 H2O（g）=H2（g）+O2（g） 的Kp1,及反应 CO2（g）= CO（g）+O2（g） （4） 的Kp2，则同温度下反应 CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g） 的Kp3为 （1）Kp3= Kp1+ Kp2 （2）Kp3= Kp1· Kp2 （3）Kp3= Kp2/Kp1 （4）Kp3= Kp1/Kp2
∵(1)-(2)=(3)
2．在标准状态下，红辰砂 HgS 与黑辰砂 HgS 的转化反应 HgS HgS G 其 r m =17154-25.48TJ，则在100℃时 （1） HgS 较 HgS 稳定
HgS 与 HgS 处于平衡态 （2）
p 1/ 2
pO2
(2)
rGm RT ln K p 15.96kJ mol 1
H r m 微分式: （ ） P T RT 2 ln K p
ln K p
rH 0 吸热反应 （
m
T
ln K p
） 0 p P
随温度升高而增加 .
rH 0 放热反应 （
m
T
随温度升高而下降 K p ） 0 P
rH m A 积分式 : ln K p RT
4．已知718K时Ag2O（s）的分解压力为
20.9743MPa，则此分解反应
Ag2O（s）=2Ag（s）+1/2O2（g）
的 rGm 为
（1）-9.865kJ· mol-1 （2）-15.96 kJ· mol-1
（3）-19.73 kJ· mol-1（4）-31.83 kJ· mol-1
20974.3 1/ 2 K ( ) ( ) 14.48 p 100
rH 1 1 m （ - ） 或 ln K p 2 ln K p1 R T1 T2
2．压力对化学平衡的影响 B K K（p/p）
p x
只是温度的函数，与压力无关 Kp
B 0 （
lnK x p增加，Kx增大，平衡向右移动 ） T 0 p p增加，Kx减小,平衡向左移动 B 0 （ lnK x ） T 0 p
m
2. r Gm r H m T r Sm
G zFE 3. r m
4.通过测K→求
rG
m 组合后再求
K
P
四、吉布斯焓变的近似计算
r G r H
mT
m 298
T S
r m 298
五、温度、压力和惰性气体对化学平衡的影响 1．温度对化学平衡的影响—范特霍夫等压式
第 四 章
化学平衡
主要解决的问题 化学反应的方向限度
基本要求及主要公式
一、化学反应的方向和限度的判据
1．化学势判据 dGp T=∑μBdnB≤0
＜0 自发 =0 可逆
2．化学反应等温式 △rGm=-RTlnKp+RTlnQp Qp<Kp Qp=Kp △rGm<0 反应正向进行 △rGm=0 反应达平衡
HgS 较 HgS 稳定 （3）
（4）无法判断何者稳定
rGm 0
(1)
不能转化
3．有一理想气体反应A+B=2C，在某一温度下
rG 进行，按下列条件之一可以用 m 直接判断反应
方向。 （1）任意压力和组成 （2）总压100kPa，xA=xB=xC=1/3 （3）总压300kPa，xA=xB=xC=1/3 （4）总压400kPa，xA=xB=1/4，xC=1/2 (3)
减小
Kn增大，平衡向右移动。
B
0 加入惰性气体
n 增加 平衡向左移动。
B
练 习 题
一、判断题 以下说法对吗？ (×) 1.在等温等压下,△rGm＞0的反应不能进行。 (√) 2.△rGm的大小表示反应系统处于该反应 进度ζ时的反应趋势。 (×) 3.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 在给定的条件下△rGm＜0，则反应物将完全变 成产物，反应将进行到底。
二、平衡常数表达式
1．气体反应的标准平衡常数 对于任意的化学反应 aA+bB=gG+hH
g h ( p / p ) ( p / p ) G H 理想气体： K P ( p A / p ) a ( pB / p ) b
g h ( f / p ) ( f / p ) G H 实际气体： K f ( f A / p ) a ( f B / p )b