第六章 化学平衡习题与解答
第六章(天大)相平衡习题及解答
第五章 习题及解答1. Ag 2O 分解的计量方程为Ag 2O(s)=2Ag(s)+21O 2(g)，当用Ag 2O 进行分解时，体系的组分数、自由度和可能平衡共存的最大相数各为多少？解 本题S=3，R=1，C=S -R -R ′=3-1-0=2，Φ=3， f =C-Φ+2=2-3+2=1。
可能平衡共存的最大相数：当f =0时Φ最大=4。
2. 指出下列各体系的独立组分数、相数和自由度数各为若干？(1) NH 4Cl(s)在抽空容器中部分分解为NH 3(g)和HCl(g)达平衡。
(2) NH 4Cl(s)在含有一定量NH 3(g)的容器中，部分分解为NH 3(g)和HCl(g) 达平衡。
(3) NH 4HS(s)和任意量的NH 3(g)和H 2S(g)混合达到平衡。
(4) C(s)与CO(g)，CO 2(g)，O 2(g)在973K 时达到平衡。
解 （1）NH 4Cl(s)=NH 3(g)+HCl(g)C=S -R -R ′=3-1-1=1，Φ=2，f =C-Φ+2=1-2+2=1。
（2）在上述体系中加入一定量NH 3(g)，设为p 0(NH 3)，设平衡后分解出的氨气压力为p ，则平衡时(p 0+p )p =K Ө，温度为定值时，p 0 和K Ө都为定值，p 可以求出，说明自由度数仍为1，即浓度限制条件仍然成立。
R ′=1，C=S -R -R ′=3-1-1=1，Φ=2，f =C-Φ+2=1-2+2=1。
（3）NH 4HS(s)=NH 3(g)+H 2S(g)C=S -R -R ′=3-1-0=2，Φ=2，f =C-Φ+2=2-2+2=2。
（4）C(s)+21O 2(g)=CO(g), CO(g) +21O 2(g)=CO 2(g)C=S -R -R ′=4-2-0=2，Φ=2，f *=C-Φ+1=2-2+1=1。
3. 在制水煤气的过程中，五种物质：H 2O(g)、C(s)、CO(g)、H 2(g)和CO 2(g)相互建立如下三个平衡：H 2O(g)+C(s)= CO(g)+H 2(g)CO 2(g)+H 2(g)= H 2O(g)+CO(g)CO 2(g)+C(s)= 2CO(g)该体系的独立组分数为多少？解 给上述三个反应式编号H 2O(g)+C(s)= CO(g)+H 2(g) （1） CO 2(g)+H 2(g)= H 2O(g)+CO(g) （2） CO 2(g)+C(s)= 2CO(g) （3） 发现（3）式减去（2）式等于（1）式，所以独立的化学平衡数R=2。
物理化学考研章节题库-第6章 化学平衡【圣才出品】
2NH3（g）反应的
＝－33
kJ·mol－1。则反应 NH3（g）＝（1/2）N2（g）＋（3/2）H2（g）的标准平衡常数 为
（ ）。
A．6.4×10－4 B．3.2×10－4 C．1.29×10－3 D．2.6×10－3
【答案】C
【解析】由
得， ＝－33×103/（2×8.314×298）＝－6.65，
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3．理想气体反应 N2O5（g）
N2O4（g）＋
为ห้องสมุดไป่ตู้
41.84kJ·mol－1， A．降低温度
。要增加 N2O4（g）的产率可以（ ）。
B．提高温度
C．提高压力
D．定温定容加入惰性气体
【答案】B
【解析】
＝41.84kJ·mol－1＞0，提高温度有利于反应向右移动；C 项，
则甲醇脱氧反应在该温度区间内的标准摩尔反应焓变 A．－88.077 kJ·mol－1 B．88.077 kJ·mol－1 C．44.038 kJ·mol－1 D．38.247 kJ·mol－1 【答案】B
等于( )。
【解析】将等式双方对温度 T 求微分，有
，与 van der Hoff 公式对
照，得
，所以
＝10593.8 K×R＝88.077 kJ·mol－1。
13．已知反应 2NO（g）＋O2（g）
2NO2（g）是放热反应，当达到平衡后，
分别对系统（1）增加压力，（2）减少 NO2（g）分压，（3）增加 O2（g）分压，（4）升
高温度，（5）加入催化剂，以上哪些措施有利于产物的生成？( )
，压力对反应平衡无影响；D 项，定温定容加入惰性气体，因 ，不影响反应平衡程度。
第六章 酸碱平衡和酸碱滴定法习题答案-推荐下载
(3)
pK
pK
pK
(4) pKθa = 4.66
θ b
θ b
θ b
=
=
=
4.69
4.75
10.25
pKθa 和弱碱
习题 6-4 计算 0.10 mol·L-1 甲酸(HCOOH)溶液的 pH 及其离解度。
解： c/ Kaθ >500
c(H )
pH = 2.38
cK
θ a
pK
θ b
NH
+ 4
的值，求它们的共轭碱和共轭酸的
HCO3- ＝ H+ + CO32-
K
θ a2
=5.61×10-11
c(
CO32-
)≈
K
θ a2
=
5.61×10-11
(mol.L-1)
习题 6-7 欲配制 pH=3 的缓冲溶液，有下列三组共轭酸碱对 (1)HCOOH-HCOO- (2)HAc-Ac-
(3)
NH
+ 4
-NH3
问哪组较为合适？
解：(1) HCOOH-HCOO- ( pKθa = 3.75)较为合适
(2)NH4+ pKθa =9.25
(4)苯胺 pKθa = 9.34
0.10 1.77 104 4.2 103 (mol L1 )
c(H ) / c (4.2 103 ) / 0.10 100% 4.2%
习题 6-5 计算下列溶液的 pH (1) 0.050 mol.L-1 HCl (3) 0.10 mol.L-1 NH3·H2O
习题 6-6 计算室温下饱和 CO2 水溶液（即 0.0400 mol.L-1）中, c(H+), c( HCO3- ),c( CO32- )
化学平衡习题集(含答案及解析)
化学平衡习题集1．把3.0mol M和2.5mol N混合于2.0L的恒容密闭容器中，发生反应3M (g) + N (g) x P (g) +2Q (g)，5min反应达到平衡，已知M的转化率为50%，P 的反应速率为0.15mol·L－1·min－1，则下列说法正确的是（）A．方程式中x=2B．达平衡后，容器内压强是反应起始时的2倍C．向容器中再充入3.0molM和2.5molN，达新平衡时Q 的体积分数减小D．容器内混合气体的密度不再变化和平均相对分子质量不再变化均可作为达到平衡状态的标志2．向甲、乙、丙三个密闭容器中充入一定量的A和B，发生反应：A(g)+x B(g) 2C(g)。
各容器的反应温度、反应物起始量，反应过程中C的浓度随时间变化关系分别以下表和下图表示：下列说法正确的是A．10min内甲容器中反应的平均速率v(A)=0.025mol/(L·min)B．由图可知：T1<T2，且该反应为吸热反应C．x=1，若平衡时保持温度不变，改变容器体积平衡不移动D．T1℃，起始时甲容器中充入0.5molA、1.5molB，平衡时A的转化率为25%3．工业上常用还原沉淀法处理含铬废水（Cr2O72—和CrO42—），其流程为：已知：（1）步骤①中存在平衡：2Cr O42—（黄色）+2H+Cr2O42—（橙色）+H2O（2）步骤③生成的Cr（OH）3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：Cr（OH）3（s）Cr3+（aq）+3OH 一（aq）（3）常温下，Cr（OH）3的溶度积K sp=10-32；且当溶液中离子浓度小于10-5 mol·L-1时可视作该离子不存在下列有关说法中，正确的是：（）A．步骤①中加酸，将溶液的pH 调节至2，溶液显黄色，CrO42—离子浓度增大B．步骤①中当2v（CrO42 一）=v（Cr2O72—）时，说明反应2CrO42—（黄色）+2H+Cr2O72—（橙色）+H2O 达到平衡状态C．步骤②中，若要还原1 mol Cr2O72一离子，需要12 mol（NH4）2Fe（SO4）2·6H2O。
第六章化学平衡（精品资料）
第六章化学平衡一、单选题1.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2.已知反应2NH3= N2 + 3H2，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 N2 + 3/2 H2 = NH3的标准常数为：（）(A) 4 (B) 0.5 (C) 2 (D)13.反应2C(s) + O2(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4.理想气体化学反应时，应该用哪个关系式?（）(A)∆r G m∅ = - RT/n K p∅(B)∆r G m∅ = - RT/n K p∅(C)∆r G m∅ = - RT/n K x∅(D)∆r G m∅ = - RT/n K c∅5.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6.理想气体反应CO(g)+2H2(g) = CH3OH(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409.3K7.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∅ > 1 (D) 0 < K p∅ < 18. 25 时水的饱和蒸气压为3.168kPa, 此时液态水的标准生成吉布斯自由能∆f G m∅为－237.19kJ·mol－1，则水蒸气的标准生成吉布斯自由能为：( )(A)－245.76kJ·mol－1(B)－229.34kJ·mol－1(C)－245.04kJ·mol－1(D)－228.60kJ·mol－19.在一定温度和压力下，对于一个化学反应，能用以判断其反应方向的是：( )(A)∆r G m∅(B)K p(C)∆r G m(D)∆r H m10.某温度时，NH4Cl(s)分解压力是p∅ ,则分解反应的平衡常数K p∅为：( )(A) 1 (B) 1/2 (C) 1/4 (D) 1/811.在1100 时，发生下列反应：(1) C(s)+2S(s)=CS2(g) K1∅ =0.258(2) Cu2S(s)+H2(g)=2Cu(s)+H2S(g) K2∅ =3.9⨯ 10-3(3) 2H2S(g)=2H2(g)+2S(s) K3∅ =2.29⨯ 10－2则1100 时反应C(s)+2Cu2S(s)=4Cu(s)+CS2(g)的K∅为: ( )(A) 8.99⨯10－8(B) 8.99⨯10－5(C) 3.69×10－5(D) 3.69⨯10－812.反应CH3COOH(l)+C2H5OH(l)=CH3COOC2H5(l)+H2O(l)在25℃平衡常数K c∅为4.0，今以CH3COOH及C2H5OH各1 mol混合进行反应，则达平衡常数最大产率为：( )(A) 0.334% (B) 33.4% (C) 66.7% (D) 50.0%13.某实际气体反应在温度为500K，压力为202.6⨯ 102kPa下的平衡常数K f∅=2，则该反应在500K，20.26kPa下反应的平衡常数K f∅为：( )(A) 2 (B) >2 (C) <2 (D)≥ 214. 900 时氧化铜在密闭的抽空容器中分解，反应为：2CuO(s)= Cu2O(s)+1/2O2(g) ,测得平衡时氧气的压力为1.672kPa ,则其平衡常数K∅为：( )(A) 0.0165 (B) 0.128 (C) 0.00825 (D) 7.8115.在温度为T，压力为p时，反应3O2(g)=2O3(g)的K p与K x的比值为：( )(A)RT(B)p(C) (RT)-1(D)p-116.对于理想气体间的反应，以各种形式表示的平衡常数中，其值与温度和压力皆有关系的是：( )(A)K a(B)K c(C)K p(D)K x17.已知445 时, Ag2O(s)的分解压力为20974kPa,则此时分解反应Ag2O(s)=2Ag(s)+1/2O2(g)的∆r G m∅：( )(A) 14.387kJ·mol-1(B) 15.92 kJ·mol-1(C)－15.92 kJ·mol-1(D)－31.83 kJ·mol-118.某低压下的气相反应，在T=200K时K p=8314⨯102Pa, 则K c/(mol·dm-3)是：( )(A) 5⨯102(B) 14⨯106(C) 14⨯103(D) 0.519.对反应CO(g) + H2O(g) = H2 + CO2(g) ：( )(A)K p= 1 (B)K p= K c(C)K p> K c(D)K p < K c20.气相反应A+B=2L+M，在25℃下和恒定容器内进行，最初A和B各为101.325kPa，而没有L和M，平衡时A和B均为1/3⨯101.325kPa，则该反应的K c /(mol·dm-3)为：(A) 4.31⨯ 10-3(B) 8 (C) 10.67 (D) 1621. H2S气体通入较多的NH3(g),可以有两种反应发生(气体当理性气体)(1) NH3(g)+ H2S(g)=NH4HS(g) ∆r G m1 , ∆r G m1∅，K p1∅，K p1(2) NH3(g)+ H2S(g)=NH4HS(s) ∆r G m2, ∆r G m2∅，K p2∅，K p2下述结论正确的是：( )(A)∆r G m1≠∆r G m2，∆r G m1∅≠∆r G m2∅，K p1∅≠K p2∅，K p1 ≠K p2(B)∆r G m1 = ∆r G m2，∆r G m1∅≠∆r G m2∅，K p1∅≠ K p2∅，K p1 ≠K p2(C)∆r G m1 =∆r G m2，∆r G m1∅ = ∆r G m2∅，K p1∅≠ K p2∅，K p1 ≠K p2(D)∆r G m1≠∆r G m2，∆r G m1∅≠∆r G m2∅，K p1∅≠ K p2∅，K p1= K p222.在298K时，气相反应H2+ I2= 2HI的∆r G m∅=－16778J·mol-1，则反应的平衡常数K p∅为：( )(A) 2.0⨯ 1012(B) 5.91⨯ 106(C) 873 (D) 18.923.一定温度和压力下，化学反应吉布斯自由能∆r G m =(∂G/∂ξ)T, p, n i 与标准化学反应吉布斯自由能∆r G∅相等的条件是：( )(A)反应体系处于平衡(B)反应体系的压力为p∅(C)反应可进行到底(D)参与反应的各物质均处于标准态24.已知反应3O2(g) = 2O3(g) 在25℃时∆r H m∅ =-280J·mol-1，则对该反应有利的条件是：( )(A)升温升压(B)升温降压(C)降温升压(D)降温降压25.加入惰性气体对哪一个反应能增大其平衡转化率？( )(A) C6H5C2H5(g) = C6H5C2H3(g) + H2(g)(B) CO(g) + H2O(g) = CO2(g) + H2(g)(C) 3/2 H2(g) + 1/2 N2(g) = NH3(g)(D) CH3COOH(l) + C2H5OH(l) = H2O(l) + C2H5COOH3(l)26.某放热反应在T=800K，压力p下进行，达平衡后产物的百分含量是50%，若反应在T=200K，压力p下进行，平衡时产物的百分含量将：( )(A)增大(B)减小(C)不变(D)不能确定27.理想气体反应CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)，若起始原料CO与H2的分子比为1:2，平衡时CO的转化率为α，平衡常数为K p ,则：( )(A)α与p有关(B) H2的转化率是2α(C)K p= [α (3－2α )2] / [4(1－α)2p2](D)K p与p2成反比28.在732K时反应NH4Cl(s) = NH3(g) + HCl(g)的∆r G m∅为－20.8kJ.mol-1，∆r H m∅为154kJ·mol-1，则反应的∆r S m∅为：( )(A) 239J·K-1·mol-1(B) 0.239J·K-1·mol-1(C) 182J·K-1·mol-1(D) 0.182J·K-1·mol-1二、填空题1.在温度为1000K时的理想气体反应2SO3(g) = 2SO2(g) + O2(g)的∆r G m∅ = 10293J·mol-1，则该反应的平衡常数K p= ______ kPa。
化学平衡试题类型及答案
化学平衡试题类型及答案一、选择题1. 下列关于化学平衡的描述中，正确的是（）。
A. 化学平衡是动态平衡B. 化学平衡是静态平衡C. 化学平衡时，正反应和逆反应速率相等D. 化学平衡时，反应物和生成物的浓度不再变化答案：A、C、D2. 在一定条件下，下列物质中不能建立化学平衡的是（）。
A. 可逆反应B. 不可逆反应C. 反应物和生成物浓度保持不变的反应D. 反应物和生成物浓度随时间变化的反应答案：B3. 影响化学平衡移动的因素包括（）。
A. 浓度B. 温度C. 压强D. 催化剂答案：A、B、C二、填空题1. 当一个化学反应达到平衡状态时，正反应速率和逆反应速率______，各物质的浓度保持______。
答案：相等；不变2. 增加反应物的浓度，化学平衡会向______方向移动，以减小浓度的变化。
答案：正反应3. 根据勒夏特列原理，当一个处于平衡状态的系统受到外部条件的改变时，系统会自动调整以______原有的平衡状态。
答案：抵消三、简答题1. 描述化学平衡的特征。
答案：化学平衡具有以下特征：（1）动态平衡，正逆反应速率相等；（2）平衡时各物质的浓度保持不变；（3）平衡状态可以受到浓度、温度、压强等因素的影响。
2. 解释为什么催化剂不会影响化学平衡的位置。
答案：催化剂通过降低反应的活化能来加速反应速率，但它对正反应和逆反应的影响是等同的，因此不会改变正逆反应速率的相对大小，从而不会影响化学平衡的位置。
四、计算题1. 假设在一个封闭容器中，氮气（N2）和氢气（H2）反应生成氨气（NH3），反应方程式为：N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)。
初始时，氮气和氢气的浓度分别为0.1 mol/L和0.3 mol/L。
如果反应达到平衡时，氨气的浓度为0.2 mol/L，求平衡时氮气和氢气的浓度。
答案：根据化学平衡常数和初始浓度，可以计算出平衡时氮气的浓度为0.05 mol/L，氢气的浓度为0.15 mol/L。
第六章 化学平衡
精品文档 实用文档 第六章 化学平衡 物化试卷（一）
1. 某温度时,NH4Cl(s)分解压力是标准压力,则分解反应的平衡常数为： (A) 1 (B) 1/2 (C) 1/4 (D) 1/8
2． 化学反应体系在等温等压下发生Δξ= 1 mol 反应,所引起体系吉布斯自由能的改变值ΔrGm的数值正好等于体系化学反应吉布斯自由能 (aG/aξ)T,p, 的条件是：
(A) 体系发生单位反应 (B) 反应达到平衡 (C) 反应物处于标准状态 (D) 无穷大体系中所发生的单位反应
3． 在恒温恒压下,化学反应 a A + b B = l L + m M 的ΔrGm所代表的意义在下列说法中哪种是错误的?
(A)ΔrGm表示有限物系中反应进行时产物与反应物间的吉氏自由能之差(即终态与始态的自由能之差) 精品文档 实用文档 (B)ΔrGm表示有限的反应物系处于该反应进度a时的反应倾向 (C)ΔrGm表示若维持各反应物化学势不变时发生一个单位反应时的吉布斯自由能变化
(D)ΔrGm代表变化率(aG/aa)T,p ,即表示在 G-a图上反应进度为a时的曲率线斜率
4． 在等温等压下，当反应的 = 5 kJ/mol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
5.一密闭容器处于 283.15 K 的恒温环境中，内有水及其相平衡的水蒸气。现充入惰性气体（即气体既不与水反应，也不溶于水中），则水蒸气的压力：
(A) 增加 (B) 减少 (C) 不变 (D) 惰性气体压力低于101 325 Pa，水蒸气压增加，高于101 325 Pa时，则减小。
精品文档 实用文档 6． 理想气体反应CO(g) + 2H2(g)=CH3OH(g)的与温度T的关系为: =-21 660+52.92T,若要使反应的平衡常数K>1,则应控制的反应温度：
(A) 必须低于409.3℃ (B) 必须高于409.3 K (C) 必须低于409.3 K (D) 必须等于409.3 K
物理化学课后答案 第六章 相平衡
第六章相平衡6.1指出下列平衡系统中的组分数C，相数P及自由度F。
（1）I2(s)与其蒸气成平衡；（2）CaCO3(s)与其分解产物CaO(s)和CO2(g)成平衡；（3）NH4HS(s)放入一抽空的容器中，并与其分解产物NH3(g)和H2S(g)成平衡；（4）取任意量的NH3(g)和H2S(g)与NH4HS(s)成平衡。
（5）I2作为溶质在两不互溶液体H2O和CCl4中达到分配平衡（凝聚系统）。
解：（1）C = 1, P = 2, F = C–P + 2 = 1 – 2 + 2 = 1.（2）C = 3 – 1 = 2, P = 3, F = C–P + 2 = 2 – 3 + 2 = 1.（3）C = 3 – 1 – 1 = 1, P = 2, F = C–P + 2 = 1 – 2 + 2 = 1.（4）C = 3 – 1 = 2, P = 2, F = C–P + 2 = 2 – 2 + 2 = 2.（5）C = 3, P = 2, F = C–P + 1 = 3 – 2 + 1 = 2.6.2已知液体甲苯（A）和液体苯（B）在90 C时的饱和蒸气压分别为=和。
两者可形成理想液态混合物。
今有系统组成为的甲苯-苯混合物5 mol，在90 C下成气-液两相平衡，若气相组成为求：（1）平衡时液相组成及系统的压力p。
（2）平衡时气、液两相的物质的量解：（1）对于理想液态混合物，每个组分服从Raoult定律，因此（2）系统代表点，根据杠杆原理6.3单组分系统的相图示意如右图。
试用相律分析途中各点、线、面的相平衡关系及自由度。
解：单相区已标于图上。
二相线（F = 1）：三相点（F = 0）：图中虚线表示介稳态。
6.4已知甲苯、苯在90 ︒C下纯液体的饱和蒸气压分别为54.22 kPa和136.12 kPa。
两者可形成理想液态混合物。
取200.0 g甲苯和200.0 g苯置于带活塞的导热容器中，始态为一定压力下90 ︒C的液态混合物。
物理化学课件及考试习题试卷答案第6章相平衡习题及解答
物理化学课件及考试习题试卷答案第6章相平衡习题及解答第五章相平衡⼀、填空题1、⼀定温度下，蔗糖⽔溶液与纯⽔达到渗透平衡时的⾃由度数等于＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
2、纯物质在⼀定温度下两相共存时的⾃由度数等于＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
3、NaCl(S)和含有稀盐酸的NaCl 饱和⽔溶液的平衡系统，其独⽴组分数是＿＿＿＿＿＿＿。
4、设下列化学反应同时共存时并达到平衡（900-1200K ）：()()()g CO s CaO s CaCO 23+=()()()()g O H g CO g H g CO 222+=+()()()g H s CaCO s CaO g CO g O H 232)()(+=++则该系统的⾃由度数为＿＿＿＿＿＿。
5、含KNO 3和NaCl 的⽔溶液与纯⽔达到渗透平衡时，其组分数为＿＿＿＿，相数为＿＿＿，⾃由度数为＿＿＿＿。
6、在氢和⽯墨的系统中，加⼀催化剂，H 2和⽯墨反应⽣成n 种碳氢化合物，此系统的独⽴组分数为＿＿＿＿＿＿。
7、完全互溶的双液系中，在x B =0.6处，平衡蒸⽓压有最⾼值，那么组成为x B =0.4的溶液在⽓液平衡时，x B （g ）、x B （l ）、x B (总)的⼤⼩顺序为＿＿＿＿＿＿。
将x B =0.4的溶液进⾏精馏时，塔顶将得到＿＿＿＿＿＿。
8、对于渗透平衡系统，相律的形式应写成＿＿＿＿＿＿。
9、NH 4Cl 固体分解达到平衡时，())()(s Cl NH 34g NH g HCl +=，系统的独⽴组分数为＿＿＿，⾃由度为＿＿＿。
10、将AlCl 3溶于⽔中，全部⽔解，⽣成Al(OH)3沉淀，此系统⾃由度数f=＿＿＿＿。
11、已知100o C 时⽔的饱和蒸⽓压为101.325KPa,⽤公式＿＿＿＿＿＿＿＿＿可求出25o C 时⽔的饱和蒸⽓压。
答案1、22、03、24、35、3;2:46、27、x B （g ）>x B (总)>x B （l ） x B =0.6恒沸混合物 8、3+Φ-=k f 9、1;1 10、2 11、-?=211211lnT T RH p p m1、右图为H 2OA.-(NH 4)2SO 4B.的沸点-组成图。
第6章习题解答
第6章 化学平衡热力学原理 1. 1000 K，101.325kPa时，反应2SO３(ｇ) ==== 2SO2(ｇ)＋O2(ｇ)的Ｋｃ＝3.54 mol·m-3。 (1)求此反应的Ｋｐ和Kｙ；(2)求反应SO3(ｇ)==== SO2(ｇ)＋1/2O2(ｇ)的Ｋｐ和Kｃ。 （答案：①Kp= 29.43 kPa，KY= 0.29，② Kp= 171.6 kPa，Kc= 1.88 mol1/2·m-3/2） 解： (1) 2SO3(ｇ)==== 2SO2(ｇ)＋O2(ｇ) Kp=Kc(RT)∑νβ=3.54×8.314×1000=29.43×103 Pa=29.43kPa Ky= Kp·P-∑νβ=29430×(101325)-1=0.29 (2) SO3(ｇ)==== SO2(ｇ)＋1/2O2(ｇ)
= =
2．在温度Ｔ容积V的容器中，充入1mol H２和3mol I２，设平衡后有x mol HI生成。若再加入2mol H２，则平衡后HI的物质的量为2xmol。试计算Ｋｐ值。（答案：4）
解：已知平衡时生成HI摩尔数为x H2(g) + I2(g) ==== 2HI 反应前摩尔数 1 3 0 平衡时摩尔数 1-0.5x 3-0.5x x 总摩尔数 ∑n=1- 0.5x +3- 0.5x + x = 4mol ∵ ∑νB = 0
若在上述平衡体系中再加入2摩尔H2 H2(g) + I2(g) ==== 2HI 重新平衡时摩尔数 3－x 3－x 2x 总摩尔数 =3－x+3－x+2x = 6
在同一温度T，， ∴ ，解此方程得： x =1.5，故
3．将含有50% CO、25% CO２、25% H２(均为摩尔分数)的混合气体通入1 173 K的炉子中，总压为202.65 kPa。试计算平衡气相的组成。已知反应
CO２(ｇ)＋H２(ｇ)===H２O(ｇ)＋CO(ｇ)在1 173 K时，Ｋｐ＝1.22。 （答案：CO2：18.03%，H2：18.03%，H2O：6.97%；CO：56.97%） 解： CO２(ｇ)＋ H２(ｇ) === H２O(ｇ)＋CO(ｇ) 反应前物质的量 0.25 0.25 0 0.5 mol 平衡时 0.25－x 0.25－x x 0.5+x ∑n1= 0.25－x + 0.25－x + x + 0.5+x =1
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第六章 习题及解答1．反应CO(g)+H 2O(g) CO 2(g)+H 2(g)的标准平衡常数与温度的关系为lgpK =2150K/T-2.216，当CO ，H 2O ，H 2，CO 2的起初组成的质量分数分别为0.30，0.30，0.20和0.20，总压为101.3kPa 时，问在什么温度以下（或以上）反应才能向生成产物的方向进行？解 设反应体系的总量为1000g ，已知M(CO)=28g·mol -1, M(H 2O)=18g·mol -1,M(H 2)=2g·mol -1，M(CO 2)=44g·mol -1， 则 n(CO)=(300/28)mol=10.714moln(H 2O)=(300/18)mol=16.667mol n(H 2)=(200/2)mol=100mol n(CO 2)=(200/44)mol=4.545molΣn=(10.714+16.667+100+4.545)mol=131.926 mol x(CO)=10.714mol/131.926 mol=0.0812 x(H 2O)= 16.667mol/131.926 mol=0.1263 x(H 2)=100mol/131.926 mol=0.7580 x(CO 2)= 4.545mol/131.926 mol=0.0345222(CO )(H )0.03450.7850 2.6408(CO)(H O)0.08120.1263x x x Q x x ⨯===⨯因为本题ΣνB =0，所以p K =K x ，要使反应向生成产物方向进行，须 Q x < K x ，即2150K/T-2.216>lg2.6408,解得2150K815.1K 2.216lg 2.6408T <=+，即在815.1K 温度以下反应才能向生成产物方向进行。
2. PCl 5的分解作用为 PCl 5(g) PCl 3(g)+Cl 2(g)在523.2K 、101.325kPa 下反应达到平衡后，测得平衡混合物的密度为2.695kg·m -3，试计算（1） PCl 5(g)的离解度。
（2）该反应的pK 和r m G ∆。
解 （1） PCl 5(g) PCl 3(g)+Cl 2(g) 设α为解离度，开始 n 0 0 平衡 n(1-α) n α n α 平衡时物质的总量为n(1+α)平衡体系中pV= n(1+α)RT ，从反应可以看出，反应前后的分子数虽然增加了，但总质量没有变（即质量守恒），故555PCl PCl PCl M W M W n 混==又W Vρ=混所以 8.01)523)(314.8)(695.2(102.2081013251113135=-⋅⋅⋅⋅⨯⨯=-=-----K K mol J m kg mol kg Pa RT pM PCl ρα （2）以1mol PCl 5为基准3252111PC Cl p PCl p p p K p p p αααα⎛⎫⎪⋅+⎝⎭==-⋅⎛⎫ ⎪+⎝⎭当p = p, α= 0.8时1.778p K =11ln (8.314)(523)ln1.778r m p G RT K J mol K K --∆=-=-⋅⋅1502.2-⋅-=mol kJ 。
3. 373K 时，2NaHCO 3(s)=Na 2CO 3(s)+CO 2(g)+H 2O(g)反应的pK =0.231。
(1)在10-2m 3的抽空的容器中，放入0.1mol Na 2CO 3(s)，并通入0.2mol H 2O(g)，问最少需通入物质的量为多少的CO 2(g)时，才能使Na 2CO 3(s)全部转变为NaHCO 3(s)？(2)在373K ，总压为101325Pa 时，要在CO 2(g)及H 2O(g)的混合气体中干燥潮湿的NaHCO 3(s)，问混合气体中的H 2O(g)分压应为多少才不致使NaHCO 3(s)分解？ 解 (1)使Na 2CO 3(s)转变为NaHCO 3(s)的反应写作Na 2CO 3(s)+CO 2(g)+H 2O(g) = 2NaHCO 3(s) 从本题所给数据看，平衡常数使用K c 更方便。
23118.314373 4.163100.231100000B c pRT K K p ν--∑⎛⎫⎛⎫⨯⎛⎫==⋅=⨯⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭ 设反应刚开始时通CO 2(g)的量为xmol ，则4221100.20.21010c Q x x ---==⋅，要使反应开始，需c c Q K ≤，故4310 4.163100.2x--≤⨯，解得x ≥0.12mol 。
即在现有水气数量的情况下，通CO 2(g)的量为0.12mol 时反应才刚刚要开始。
要使0.1mol Na 2CO 3(s)全部转化，可能有两种情况。
一是需在此基础上各通0.1mol 的CO 2(g)和H 2O(g)。
二是只通CO 2(g)不通H 2O(g)，这样随着H 2O(g)的消耗平衡左移，消耗CO 2(g)的量要增加。
设0.1mol Na 2CO 3(s)全部转化后体系仍处于平衡，则此时H 2O(g)的量只有0.1mol ，设于此平衡的CO 2(g)的量为y mol ，成立4310/(0.1) 4.16310y --=⨯解得y= 0.24mol 。
说明在此情况下通CO 2(g)的量至少应为0.34 mol 。
(2) 考虑反应2NaHCO 3(s) = Na 2CO 3(s)+CO 2(g)+H 2O(g) 此反应的K p 为2925110.231 2.3110Pa 10Pa Bp p K K p ν--∑⎛⎫⎛⎫==⨯=⨯ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭若水气的分压为 p(H 2O)，则CO 2(g)分压为101325Pa- p(H 2O)，即Q p =p(H 2O)×[101325Pa-p(H2O)]，要使NaHCO 3(s)不分解，需Q p >Kp ，即p(H 2O)×[101325Pa- p(H 2O)]>2.31×109Pa 2由韦伯定理（二次项系数除各项，常数项移右旁，两边各加同一数，一次项系数半平方）解得p(H 2O)- [(101325/2) Pa]<结果为 34641Pa< p(H 2O) <66684Pa 。
这告诉我们，水气分压低于34641Pa 和高于66684Pa 时，NaHCO 3(s)会发生分解，水气分压在34641Pa 和66684Pa 之间时，NaHCO 3(s)不会发生分解。
4.合成氨反应为，3H 2(g)+N 2(g) 2NH 3(g)，所用反应物氢气和氮气的摩尔比为3:1，在673K 和1000kPa 压力下达成平衡，平衡产物中氨的摩尔分数为0.0385。
试求 (1)该反应在该条件下的标准平衡常数；(2)在该温度下，若要使氨的摩尔分数为0.05，应控制总压为多少？ 解 (1) 设平衡时氮气转化的量为xmol3H 2(g)+N 2(g) 2NH 3(g)起始 3 1 0 平衡 3(1-x) 1-x 2x 平衡总量3(1-x)+ 1-x +2x =4-2x3NH 20.0385,0.07442x y x x===-B223(2)1000[3(1)](1)100[42]p n p x K K p n x x x ν-∑⎛⎫⎛⎫==⎪ ⎪ ⎪---⎝⎭⎝⎭∑将x=0.074代入式中，pK =1.64×10-4(2)要使3NH 20.05,0.09542x y x x===-2243(20.095) 1.6410[3(10.095)](10.095)100[420.095]p p K --⎛⎫⨯==⨯ ⎪---⨯⎝⎭解得 p=1316kPa 。
5. 反应C(s)+2H 2(g)=CH 4(g)的1(1000K)19.29kJ mol r m G -∆=⋅。
若参加反应气体的摩尔分数分别为4CH 0.1x =，2H 0.8x =，2N 0.1x =，试问在1000K 和100kPa 压力下，能否有CH 4(g)生成？解4422CH CH 222H H (/)(/)0.10.15625(/)(/)0.8p p p px p Q p p px p ====3-1-1ln (19.29108.3141000ln0.15625)J mol 3857J mol r m r m p G G RT Q ∆=∆+=⨯+⨯⋅=⋅0r m G ∆>，反应不能发生，不会有CH 4(g)生成。
8. 298K 时，NH 4HS(s)在一真空瓶中的分解为： NH 4HS(s) NH 3(g)+H 2S(g)(1)达平衡后，测得总压为66.66kPa, 计算标准平衡常数pK ，设气体为理想气体。
(2)若瓶中原来已有NH 3(g)，其压力为40.00kPa ，计算此时瓶中总压。
解 (1)32222(33.33)0.111()(100)NH H S p p p kPa K p kPa ⋅===(2) 设平衡时H 2S 气体的分压为x 则：32(40.0010)0.111()p Pa x x K p ⨯+⋅== 解得 x=18863Pap 总=40000Pa+18863Pa+18863Pa=77726Pa 。
9. 在873K 和101.325kPa 下，下列反应达到平衡CO(g)+H 2O(g) CO 2(g)+H 2(g)若把压力从101.325kPa 提高到原来的500倍，问：（1） 若各气体均为理想气体，平衡有无变化？（2） 若各气体的逸度系数分别为2COγ=1.09，2Hγ=1.10，CO γ=1.23，)(2g O Hγ=0.77，平衡向哪个方向移动？解 （1）对理想气体：ln 0pTK p⎛⎫∂= ⎪ ⎪∂⎝⎭；ln 0c T K p ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭；ln B x T K p p ν⎛⎫∂=- ⎪∂⎝⎭∑对该反应，∑=0B ν，故ln 0x TK p ⎛⎫∂=⎪∂⎝⎭，即增加或降低压力对平衡无影响。
（2）22CO Hf p pCO H OK K K K γγγγγ⋅==⋅因为 22HCO γγ⋅﹥OHCO 2γγ⋅，即γK ﹥1因为fK 只是温度的函数，在一定温度下有定值，当把压力从101.325kPa 提高到原来的500倍时γK ﹥1，pK 必然减小，导致平衡向左移动。
10. 298K 时，已知甲醇蒸气的标准摩尔Gibbs 生成自由能f m G ∆(CH 3OH,g)为-161.92kJ·mol-1，试求甲醇液体的标准摩尔Gibbs 生成自由能f m G ∆(CH 3OH,l)。