物理化学课后习题第五章答案
大学物理化学核心教程第二版(沈文霞)课后参考答案第5章
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。
物理化学课后习题第五章答案
第五章 化学平衡5.1 在某恒定的温度和压力下，取mol n o 1 的A(g)进行如下化学反应若，试证明，当反应进度时，系统的吉布斯函数G 值为最小，这时A, B 间达化学平衡。
5.3 一定条件下，Ag 与H 2S 可能发生下列反应：2Ag(s) + H 2S(g)Ag 2S(s) + H 2(g)25℃，100 kPa 下将Ag 置于体积比为10：1的H 2与H 2S 的混合气体中。
（1） Ag 是否会发生腐蚀而生成Ag 2S ？（2） 混合气体中气体的体积分数为多少时，Ag 不会腐蚀生成Ag 2S ？解：（1）设H 2和H 2S 的起始量分别为10mol 和1mol ，H 2S 的解离度为α，则2Ag(s) + H 2S(g)Ag 2S(s) + H 2(g)1 1003.99210ln 15.298314.810)56.3326.40(ln 113<⋅-=⋅⨯⨯+⨯+-=+∆=∆--Θmol kJ mol J J RT G G pm r m r 所以，Ag 会发生腐蚀。
（2）设H 2S 气体的体积分数为y ，若想要Ag 不腐蚀，那么必须满足0ln ≥+=p m r m r J RT G G Θ∆∆即3107.6ln ⨯≥p J RT又有yyJp-=1得0628.)(2≤SHy5.4 已知同一温度，两反应方程及其标准平衡常数如下：求下列反应的。
解：所给反应= 2×(2)－(1)，因此θmrθ.mrθmrGΔGΔGΔ122=，－θθθθθθ12212)()ln(ln2lnKKKKRTKRTKRT=---=-5.5 在一个抽空的恒容容器中引入氯和二氧化硫，若它们之间没有发生反应，则在375.3 K时的分压分别为47.836 kPa和44.786 kPa。
将容器保持在375.3 K，经一定时间后，总压力减少至86.096 kPa，且维持不变。
求下列反应的K θ。
解：反应各组分物料衡算如下因此，5.9 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。
物理化学第五章相平衡练习题及答案---精品管理资料
第五章相平衡练习题一、判断题：1．在一个给定的系统中，物种数可以因分析问题的角度的不同而不同，但独立组分数是一个确定的数。
2．单组分系统的物种数一定等于1。
3．自由度就是可以独立变化的变量。
4．相图中的点都是代表系统状态的点.5．恒定压力下，根据相律得出某一系统的f = l，则该系统的温度就有一个唯一确定的值。
6．单组分系统的相图中两相平衡线都可以用克拉贝龙方程定量描述。
7．根据二元液系的p～x图可以准确地判断该系统的液相是否是理想液体混合物.8．在相图中总可以利用杠杆规则计算两相平畅时两相的相对的量。
9．杠杆规则只适用于T~x图的两相平衡区.。
10．对于二元互溶液系,通过精馏方法总可以得到两个纯组分.11．二元液系中,若A组分对拉乌尔定律产生正偏差,那么B组分必定对拉乌尔定律产生负偏差.12．恒沸物的组成不变.13．若A、B两液体完全不互溶,那么当有B存在时，A的蒸气压与系统中A的摩尔分数成正比。
14．在简单低共熔物的相图中，三相线上的任何一个系统点的液相组成都相同.15．三组分系统最多同时存在5个相.二、单选题：1．H2O、K+、Na+、Cl- 、I- 体系的组分数是：(A) K = 3 ; (B) K = 5 ；（C）K = 4 ；(D) K = 2 . 2．克劳修斯－克拉伯龙方程导出中，忽略了液态体积.此方程使用时，对体系所处的温度要求:（A）大于临界温度；（B) 在三相点与沸点之间；（C）在三相点与临界温度之间；(D）小于沸点温度.3．单组分固－液两相平衡的p～T曲线如图所示，则：(A）V m(l) = V m（s) ；（B) V m(l)＞V m(s) ；(C) V m(l)＜V m(s) ；（D）无法确定。
4．蒸汽冷凝为液体时所放出的潜热，可用来：(A) 可使体系对环境做有用功；（B) 可使环境对体系做有用功；(C）不能做有用功；(D) 不能判定。
5．压力升高时，单组分体系的熔点将如何变化:(A) 升高；（B）降低；（C）不变; （D）不一定。
物理化学核心教程第三版第五章答案
物理化学总复习第五章 化学平衡 第六章1. 在880℃时，CaCO 3（s ）分解为CaO （s ）和CO 2（g ）的分压为p co2大于1标准压力。
如果反应为2CaCO 3(g)=2CaO(s)+2CO 2(g)，则反应的标准平衡常数K 0=。
2.已知298K 时反应N 2O 4(g)▯2NO 2(g)的K 0为0.1132。
今在相同温度且N 2O 4(g)及NO 2(g)的分压均为101.325kPa 的条件下，反应将是：答案：D （A ）向生成NO 2(g)的方向进行 （B ）正好达到平衡（C ）难以判断其进行方向 （D ）向生成N 2O 4(g)的方向进行3.在400℃和标准压力下，反应32H 2(g)+12N 2(g)▯NH 3(g)的K 0为0.0129，则在相同温度和压力下，反应3H 2(g)+N 2(g)▯2NH 3(g)的K 0=1.66×10-4。
4.已知温度T 时反应H 2O(g)▯H 2(g)+12O 2(g)的平 衡常数为K 10，反应CO(g)+ H 2O(g)▯ H 2(g) +CO 2(g)的平衡常数为K ，同温下反应CO 2(g)▯CO(g)+12O 2(g)的平衡常 数K 应为答案: D (A) K =K 10+K (B) K =K 10 +K (C) K =K /K 10 (D) K = K 10/K5.在温度T 时，将纯NH 4HS(s)置于抽空的容器中，则NH 4HS(s)按下式发生分解:NH 4HS(s)▯NH 3(g)+H 2S(g)， 测得平衡时体系的总压力为p ，则平衡常数K 0为:(A) 0.25 p 2 (B) 0.25p (C) p 2 (D) 0.5p 2 答案: A6.在298K 时，反应CuSO 4.3H 2O(s)▯CuSO 4(s)+3H 2O(g)的K 0为 1X10-6，则此时平衡的水蒸气分压为: 1X10-2p 0。
物理化学上册第五版天津大学出版社第五章化学平衡习题答案
物理化学上册第五版天津大学出版社第五章化学平衡习题答案5-1 在某恒定的温度和压力下，取mol n 10=的A （g ）进行如下反应：)()(g B g A =若θθμμA B =，试证明，当反应进度mol 5.0=ξ时，系统的吉布斯函数G 值为最小，这时A ，B 间达到化学平衡。
证明：)()(g B g A =设开始时，A 的物质的量为0,A n ，B 的物质的量为0,B n ，而反应过程中A 、B 的物质的量分别为A n 与B n ，此时系统的吉布斯函数为ξμμd dG B B )(-=设反应从A 开始时mol n A 10=，当反应进度mol 5.0=ξ时，mol 5.0n n B A ==，mol nBB1=∑，p 5.0p p B A ==及θθμμA B =代入上式得)}ln ln (){( )}ln ()ln ({)(=-+-=+-+=-=ξμμξνμνμξμμθθθθd p RT p RT d p RT p RT d dG A B A B A A B B B B或 0,=⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂-=pT G A ξ 这就证明了若θθμμA B =，反应进度mol 5.0=ξ时，系统的吉布斯函数G 值为最小，此时0,=⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂-=pT G A ξ，A ，B 间达到化学平衡。
5-2 已知四氧化二氮的分解反应)(42g O N )(22g NO在298.15K 时，θmrG ∆175.4-⋅=mol kJ 。
试判断在此温度及下列条件下，反应进行的自发方向：（1）)1000( ),100(242kPa NO kPa O N ；（2）)100( ),1000(242kPa NO kPa O N ；（3）)200( ),300(242kPa NO kPa O N 。
解：1454.0K ,9283.1)15.298314.8/(1075.4/ln 3=-=⨯⨯-=∆-=θθθRT G K m r（1）100100/100)100/1000(/)/(22422===θθp p p p J O N NO p ， ,θK J p >反应向左； （2）1.0100/1000)100/100(/)/(22422===θθp p p p J O N NO p ， ,θK J p <反应向右； （3）333.1100/300)100/200(/)/(22422===θθp p p p J O N NO p， ,θK J p >反应向左。
物理化学第五版课后习题答案解析电子教案
物理化学第五版课后习题答案解析第五章 化学平衡5－1．在某恒定的温度和压力下，取n 0﹦1mol 的A (g )进行如下化学反应：A (g )B (g )若0B μ﹦0A μ，试证明，当反应进度﹦0.5mol 时，系统的吉布斯函数G 值为最小，这时A ，B 间达到化学平衡。
解： 设反应进度为变量A (g )B (g )t ﹦0 n A , 0﹦n 0 0 0﹦0t ﹦t 平 n A n B﹦BBn ν n B ﹦B，n A ﹦n 0－n B ﹦n 0－B，n ﹦n A ＋n B ﹦n 0气体的组成为：y A ﹦A n n ﹦00B n n νξ-﹦01n ξ-，y B ﹦B nn﹦0n ξ各气体的分压为：p A ﹦py A ﹦0(1)p n ξ-，p B ﹦py B ﹦p n ξ各气体的化学势与的关系为：0000ln ln (1)A A AA p p RT RT p p n ξμμμ=+=+- 0000lnln B B B B p p RT RT p p n ξμμμ=+=+⋅ 由 G ＝n AA＋n BB＝(n A 0A μ＋n B 0B μ)＋00ln(1)A p n RT p n ξ-＋00ln B p n RT p n ξ⋅ ＝[n 0－A μ＋0B μ]＋n 00lnpRT p ＋00()ln(1)n RT n ξξ--＋0ln RT n ξξ 因为 0B μ﹦0A μ，则G ＝n 0(0A μ＋0lnpRT p)＋00()ln(1)n RT n ξξ--＋0ln RT n ξξ ,0()ln T p G RT n ξξξ∂=∂- 20,20()()T p n RT Gn ξξξ∂=-∂-＜0 令 ,()0T p Gξ∂=∂011n ξξξξ==-- ﹦0.5 此时系统的G 值最小。
5－2．已知四氧化二氮的分解反应 N 2O 4 (g ) 2 NO 2(g )在298.15 K 时，0r m G ∆＝4.75kJ ·mol －1。
物理化学第五版课后习题答案解析
第五章 化学平衡5－1．在某恒定的温度和压力下，取n 0﹦1mol 的A (g )进行如下化学反应：A (g )B (g )若0B μ﹦0A μ，试证明，当反应进度﹦0.5mol 时，系统的吉布斯函数G 值为最小，这时A ，B 间达到化学平衡。
解： 设反应进度为变量A (g )B (g )t ﹦0 n A , 0﹦n 0 0 0﹦0t ﹦t 平 n A n B﹦BBn ν n B ﹦B，n A ﹦n 0－n B ﹦n 0－B，n ﹦n A ＋n B ﹦n 0气体的组成为：y A ﹦A n n ﹦00B n n νξ-﹦01n ξ-，y B ﹦B nn﹦0n ξ各气体的分压为：p A ﹦py A ﹦0(1)p n ξ-，p B ﹦py B ﹦p n ξ各气体的化学势与的关系为：0000ln ln (1)A A AA p p RT RT p p n ξμμμ=+=+- 0000lnln B B B B p p RT RT p p n ξμμμ=+=+⋅ 由 G ＝n AA＋n BB＝(n A 0A μ＋n B 0B μ)＋00ln(1)A p n RT p n ξ-＋00ln B p n RT p n ξ⋅ ＝[n 0－A μ＋0B μ]＋n 00lnpRT p ＋00()ln(1)n RT n ξξ--＋0ln RT n ξξ 因为 0B μ﹦0A μ，则G ＝n 0(0A μ＋0lnpRT p )＋00()ln(1)n RT n ξξ--＋0ln RT n ξξ ,0()ln T p G RT n ξξξ∂=∂- 20,20()()T p n RT Gn ξξξ∂=-∂-＜0 令 ,()0T p Gξ∂=∂011n ξξξξ==-- ﹦0.5 此时系统的G 值最小。
5－2．已知四氧化二氮的分解反应 N 2O 4 (g) 2 NO 2(g )在298.15 K 时，0r m G ∆＝4.75kJ ·mol －1。
物理化学第五章相平衡练习题及答案
物理化学第五章相平衡练习题及答案第五章相平衡练习题⼀、判断题:1.在⼀个给定的系统中,物种数可以因分析问题的⾓度的不同⽽不同,但独⽴组分数就是⼀个确定的数。
2.单组分系统的物种数⼀定等于1。
3.⾃由度就就是可以独⽴变化的变量。
4.相图中的点都就是代表系统状态的点。
5.恒定压⼒下,根据相律得出某⼀系统的f = l,则该系统的温度就有⼀个唯⼀确定的值。
6.单组分系统的相图中两相平衡线都可以⽤克拉贝龙⽅程定量描述。
7.根据⼆元液系的p～x图可以准确地判断该系统的液相就是否就是理想液体混合物。
8.在相图中总可以利⽤杠杆规则计算两相平畅时两相的相对的量。
9.杠杆规则只适⽤于T～x图的两相平衡区。
10.对于⼆元互溶液系,通过精馏⽅法总可以得到两个纯组分。
11.⼆元液系中,若A组分对拉乌尔定律产⽣正偏差,那么B组分必定对拉乌尔定律产⽣负偏差。
12.恒沸物的组成不变。
13.若A、B两液体完全不互溶,那么当有B存在时,A的蒸⽓压与系统中A的摩尔分数成正⽐。
14.在简单低共熔物的相图中,三相线上的任何⼀个系统点的液相组成都相同。
15.三组分系统最多同时存在5个相。
⼆、单选题:1.H2O、K+、Na+、Cl- 、I- 体系的组分数就是:(A) K = 3 ; (B) K = 5 ; (C) K = 4 ; (D) K = 2 。
2.克劳修斯－克拉伯龙⽅程导出中,忽略了液态体积。
此⽅程使⽤时,对体系所处的温度要求:(A) ⼤于临界温度; (B) 在三相点与沸点之间;(C) 在三相点与临界温度之间; (D) ⼩于沸点温度。
3.单组分固－液两相平衡的p～T曲线如图所⽰,则:(A) V m(l) = V m(s) ; (B) V m(l)＞V m(s) ;(C) V m(l)＜V m(s) ; (D) ⽆法确定。
4.蒸汽冷凝为液体时所放出的潜热,可⽤来:(A) 可使体系对环境做有⽤功; (B) 可使环境对体系做有⽤功;(C) 不能做有⽤功; (D) 不能判定。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第五章 化学平衡
在某恒定的温度和压力下，取mol n o 1=的A(g)进行如下化学反应
若，试证明，当反应进度时，系统的吉布斯函数G 值为最小，这时A, B 间达化学平衡。
一定条件下，Ag 与H 2S 可能发生下列反应：
2Ag(s) + H 2S(g)Ag 2S(s) + H 2(g)
25℃，100 kPa 下将Ag 置于体积比为10：1的H 2与H 2S 的混合气体中。
（1） Ag 是否会发生腐蚀而生成Ag 2S ？
（2） 混合气体中气体的体积分数为多少时，Ag 不会腐蚀生成Ag 2S ？
解：（1）设H 2和H 2S 的起始量分别为10mol 和1mol ，H 2S 的解离度为α，则
2Ag(s) + H 2S(g)
Ag 2S(s) + H 2(g)
1 10
03.99210ln 15.298314.810)56.3326.40(ln 113<⋅-=⋅⨯⨯+⨯+-=+∆=∆--Θ
mol kJ mol J J RT G G p
m r m r 所以，Ag 会发生腐蚀。
（2）设H 2S 气体的体积分数为y ，若想要Ag 不腐蚀，那么必须满足
0ln ≥+=p m r m r J RT G G Θ∆∆
即
3
107.6ln ⨯≥p J RT
又有
y
y
J p -=
1 得 0628.0)(2≤S H y
已知同一温度，两反应方程及其标准平衡常数如下： 求下列反应的。
解：所给反应 = 2×(2)－(1)，因此
θ
m r θ.m r θm r G ΔG ΔG Δ1
22=，－
θ
θ
θ
θ
θθ1
2212)()
ln (ln 2ln K K K K RT K RT K RT =
---=-
在一个抽空的恒容容器中引入氯和二氧化硫，若它们之间没有发生反应，则在 K 时的分压分别为 kPa 和 kPa 。
将容器保持在 K ，经一定时间后，总压力减少至 kPa ，且维持不变。
求下列反应的K θ。
解：反应各组分物料衡算如下 因此，
在真空的容器中放入固态的NH 4HS ，于25℃下分解为NH 3(g)与H 2S(g)，平衡时容器内的压力为 kPa 。
（1） 当放入NH 4HS 时容器内已有 kPa 的H 2S(g)，求平衡时容器中的压力。
（2） 容器内原有 kPa 的NH 3(g)，问需加多大压力的H 2S ，才能形成NH 4HS
解：反应的化学计量式如下
已知下列数据（）：
解： 22222)CO(NH 2H N O 2
1
C =+++
]
)[CO(NH mol kJ 51.333mol 631.66)]kJ (285.83)(200393.51[2211
θ
θ
m f m r H H ∆∆=⋅-=⋅---⨯+++-=--
1
11
1mol K J 67.456mol K J 130.68)]2191.6205.14215.74[104.6----⋅⋅-=⋅⋅⨯⨯=＋＋＋－（θ
m r S ∆
]
)[CO(NH mol kJ 35.197mol 45667)]kJ .0(298.15333.51[2211
θ
θθθm f m r m r m r G S T H G ∆∆∆∆=⋅-=⋅-⨯-=-=--－
(s))CO(NH O(g)H (g)2NH (g)CO 22232+=+
1
1
mol
1.44kJ mol kJ ]394.3616.5)(2228.57)(197.35[--⋅=⋅-⨯+-=）－（－－－θm r G ∆
56
058
015
29831481000
441.K ....RT G K ln m r ＝－－－θθ
θ
=⨯⨯=∆= 已知25 时，AgCl(s)，水溶液中Ag +，Cl -
的 分别为
已知下列数据。