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n mol

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。

5.2 一定条件下，Ag与H2S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H2 与H2S的混合气体中。（1）Ag 是否会发生腐蚀而生成Ag2S？

（2）混合气体中气体的体积分数为多少时，Ag不会腐蚀生成Ag2S？

解：（1）设H2和H2S的起始量分别为10mol 和1mol，H2S的解离度为α，则2Ag(s) + H 2S(g) Ag 2S(s) + H 2(g)

1 10

r

G m r G m RT ln J p

( 40.26 33.56) 3

10 8.314 298.15 ln 10 J mol

1

1

992.3 kJ mol 0

所以，Ag会发生腐蚀。

（2）设H2S气体的体积分数为y，若想要Ag不腐蚀，那么必须满足

r G G RT ln J p

m r m

即

RT ln J p 6.7 3

10

又有

J p 1 y y

得( ) 0. 0628

y H 2 S

5.3 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

θθθ

Δ= 2 2 1

r G ΔG －ΔG

m r m . r m，

RT ln K 2RT ln K ( RT ln K )

2 1

K (K

2

K

1

2

)

5.4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，

8.315在真空的容器中放入固态的NH 4HS，于25℃下分解为NH 3(g)与H2S(g)，平衡时容器内的压力为66.66 kPa。

（1）当放入NH4HS 时容器内已有39.99 kPa的H2S(g)，求平衡时容器中的

压力。

（2）容器内原有 6.666 kPa的NH 3(g)，问需加多大压力的H2S，才能形成

NH 4HS

解：反应的化学计量式如下

5.5 已知下列数据（298.15K）：

解： C 1

2

O 2 N 2H CO(NH )

2 2 2

2

1

H [ 393.51 0 0 2 ( 285.83) ( 631.66)]kJ mol r

m

1

5.6kJ mol H [CO(NH ) ]

f m 2 2

r S

m

1

[104.6－（5.74＋205.14＋191.6＋2

2

1 1

8.316 J K mol

1 1

298.16)] J K mol

r G H T S [ 333.51－

m r m r m

992.4( 0.45667)]kJ mol 1 197.35kJ mol 1 G [CO(NH )

f m 2 2

]

CO 2 (g) 2NH 3 (g) H 2O(g) CO(NH 2) 2 (s)

r G

m

[ 197.35 (－228.57)－2 ( 16.5) －（－394.36）] kJ mol 1

1

1.44kJ mol

ln K

－

G

r m

RT

－

1.44

8.314

1000

298.15

－0.

58

K0.56

＝

+ 5.13 已知25 时，AgCl(s) ，水溶液中Ag

-

，Cl

的分别为

5.7 已知下列数据

5.8