1、 化學平衡同步練習 一、判斷與問答題： 1反應的吉布斯函數變就是反應產物與反應物之間的吉布斯函數的差值。 2在恒定的溫度和壓力條件下，某化學反應的?rGm就是在一定量的系統中進行1mol的 化學反應時產物與反應物之間的吉布斯函數的差值。 G?G?是平衡狀態時的吉布斯函數變化。，所以因為 = -RTlnK3mmrr 4在等溫等壓條件下，?rGm 0的反應一定不能進行。 G?來判斷其反應進行的方向。 5任何一個化學反應都可以用mr6在等溫、等壓、W = 0的條件下，系統總是向著吉布斯函數減小的方向進行。若某化 學反應在給定條件下?rGm 0，則反應物將完全變成產物，反應將進行到底。 7在等溫、等壓

2、不作非體積功的條件下，反應的? rGm 0時，若值越小，自發進行反應 的趨勢也越強，反應進行得越快。 G?的大小就決定了反應進行方向。，當pA = pB = pC時， 8理想氣體反應 A + B = 2Cmr9標準平衡常數的數值不僅與方程式的寫法有關，而且還與標準態的選擇有關。 10因 K= f(T)，所以對于理想氣體的化學反應；當溫度一定時，其平衡組成也一定。 11一個已達平衡的化學反應，只有當標準平衡常數改變時，平衡才會移動。 12“純是相對的，絕對純的物質是沒有”，試從反應的親合能A上分析這句話的道理？ 13化學反應親合勢愈大，則自發反應趨勢越強，反應進行得愈快，對否？ ?G?RTlnK

3、，那么，為什么反應的標準平衡常數與標準反應自由能的關系：14 mr平衡態與標準態是不相同的？ 15欲使反應產物的平衡濃度最大，反應物的投料比一般為多大？ 16對于復分解反應，如有沉淀、氣體或水生成，則容易進行到底，試以化學平衡理論 分析其道理？ 172HgO(s) = 2Hg(g) + O2(g)，在反應溫度下及p= 101.325kPa時，K= 410-3，試問 HgO(s) 的分解壓力多大？當達到分解溫度時，與HgO(s) 平衡的pHg有多大？若在標 準狀態下反應，體系的總壓力是多少？ 18反應CO(g) + H2O(g) = CO2(g) + H2(g)，在600、100kPa下達到平衡

4、(各物質的逸度 系數均為1)，當壓力增大到500kPa時，各物質的逸度系數分別為： (CO2) = 1.09， (H2) = 1.10， (CO) = 1.23， (H2O) = 0.77，問這時平衡點向何方移動？ 二、單選題： 1化學反應若嚴格遵循體系的“摩爾吉布斯自由能反應進度”的曲線進行，則該反應最 終處于： (A) 曲線的最低點 ； (B) 最低點與起點或終點之間的某一側； (D) 曲線以外某點進行著熱力學可逆過程 。 (C) 曲線上的每一點 ； 2對于摩爾反應吉布斯自由能?rGm，下列理解錯誤的是： (A) ?rGm是在T、p、一定的條件下，進行一個單位反應時吉布斯自由能的改變； (

5、B) ? rGm是在有限反應系統終態和始態吉布斯自由能的差值，即實際過程的?G； (C) ? rGm是指定條件下反應自發進行趨勢的量度，?rGm 1，K隨T升高而增大 ； (B) K298 1，K。 (D) K298 Kp ； (B) Kp T2 ； (B) T1 T2 ； (C) T1 = T2 ； (D) T1 T2；且T2越低越好 。 G?與平衡常數的關系為： 7對于理想溶液反應，mr ?G?RTln?lnKG?K?RTln?G?K?RT ； (B) (A) ； (C) ；mrmcxmrr ?RTlnG?K ?RTln?G?Kprm。 (E) ； (D) mrm8下列各反應，其平衡常數K

6、p等于氣相總壓力的是： 3 2O2(g) = ZnO(s) + SO2(g) ；(A) ZnS(s) + (B) CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g) ； (C) CuSO45H2O(s) = CuSO43H2O + 2H2O(g) ； (D) NH4HS(s) = NH3(g) + H2S(g) ； 22 33KCl(s) + O2(g) 。(E) KClO3(s) = 9298K時，下列反應(1)、(2)的分解壓力分別為0.527kPa、5.72kPa： 2 NaHCO3(s)=Na2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g)； NH4HCO3(s)=NH3(g)+H2O(g

7、)+CO2(g)。 若在298K時，將摩爾量相等的NaHCO3(s)、Na2CO3 (s) 與NH4HCO3(s) 放在一個密閉 容器中，那么： (A) NH4HCO3(s) 和Na2CO3(s) 都減少 ； (B) NH4HCO3(s) 與NaHCO3(s) 都減少 ； (C) Na2CO3 (s) 增加，NaHCO3(s) 減少 ； (D) NaHCO3(s) 與NH4HCO3(s) 都減少 ； (E) NaHCO3(s) 與NH4HCO3(s) 都增加 。 10對于理想氣體反應 cC(g) + dD(g) = gG(g) + hH(g)，?0，其各種平衡常數K、 ，下列與溫度關系式中錯誤

8、的是：Kc 、Kx Kp 、Kln? K?lnK?ln?lnK KlnK?ln?p?cx? T?T?T?T?TT?pppppp ；(C)；(B)；(A) ?lnK?lnK?ln?lnKK?ppcx? T?TTT?pppp 。(E) ； (D)四、主觀題： 1乙烯水合反應C2H4 + H2O C2H5OH的標準摩爾吉布斯函數改變為下式： -14 ?26.4(T/K)ln(T/K)?45.2?G(J?(mol3)?.47?10T/K) 。試求：mr(1) 導出標準反應熱與溫度的關系； (2) 計算出 573 K 時的平衡常數； (3) 求573K時反應的熵變。 -1 )?232000?160(T?

9、G(J?/molK)，液 ZnO(s) + H2(g) = Zn(s) + H2O(g) 的2已知反應 mr?p6164?lg5.22? Tp?，在800K時，把H2通入盛有ZnO(s) 態鋅的蒸氣壓方程為：和 Zn(l)的密閉容器中，求達成平衡時H2(g)和H2O(g)兩種氣體物質的量的比n(H2)/n(H2O)。 3化學反應：NaHCO3(s) = Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g) (1) (2) 3H2O(s) + 2H2O(g) CuSO45H2O(s) = CuSO4巳知50時，反應(1)、(2)的分解壓力分別為p1 = 3.999 kPa、p2 = 6.052

10、8 kPa。試計算 由NaHCO3、Na2CO3、CuSO45H2O、CuSO43H2O固體物質組成的體系，在50時的 平衡壓力是多少？ 4銀可能受到H2S(g) 的腐蝕而發生反應：H2S(g) + 2Ag(s) = Ag2S(s) + H2(g)，今在298K、 p下，將Ag放在等體積比的H2與H2S混合氣體中，問： (1) 能否發生腐蝕；(2) 在混合氣體中，H2S(g) 的百分數小于多少時才不會發生腐蝕。 G?分別為 -40.26、-33.02 kJmol-1 298K時，Ag2S(s) 和 H2S(g) 的。 巳知mf5NaHCO3 的分解反應：2NaHCO3(s) = Na2CO3(

11、s) + H2O(g) + CO2(g)，實驗測定的分解 壓力在30時為0.0082p，110時為1.6481p。若反應熱與溫度無關，試求： 與T的關系式； NaHCO3在常壓下的分解溫度； 平衡常數K 反應的?rHm ； 恒壓下通入惰性氣體對平衡有何影響？ 6設某一溫度下，有一定量的PCl5(g) 在p、體積為1升的條件下達到平衡，離解度 為50%，說明下列情況下PCl5(g) 的離解度是增加，還是減少？ 使氣體的總壓力降低，直到體積為2升 ； 恒壓下，通入N2，使體積增加到2升 ； 恒容下，通入N2，使壓力增加到2p ； ，而體積仍為1升 。 2p通入 Cl2(g)，使壓力增到 7在884

12、時CO2與5.62摩爾的K2CO3和11.10摩爾的CaCO3共同加熱，平衡時CO2 。CaO，固相為純K2CO3和CaCO3，熔融液中有)不分解101.325kPa (K2CO3的分壓為 冷卻后稱量，發現整個體系失去相當于3.98摩爾的CO2質量，試求： 熔融物中CaCO3 的摩爾分數? 巳知反應：CaCO3(l) = CaO(s)+ CO2(g) 的標準平衡常數為3.50，若以 的活度與活度系數？CaCO3為標準態，求熔融物中CaCO3純 練習答案 一、判斷題 時，反應產物與反應物的偏摩爾吉布斯函數的代數和。1錯，是反應進度為 2錯，是在大量系統中的差值。 3錯，達到平衡時，反應的吉布斯函

13、數變為零。 4錯，當有非體積功時，rGm 0的反應可以進行，如電解冰。 rGm 0來判斷方向。5錯，只能用 錯，rGm 1答：18 向左移動； 二、單選題；13.A 11,D 12.B8.D； ； 9.B； 10.D；1. A；2. B；3. A；4. A；5. C； 6. D； 7.D 21.C。 20.A； 17.A； 18.D； 19.C；14.A；15.B； 16.B； 三、多選題 6. B；5. BE； 3. BC； 4. AC； 1. AE； 2. AD； 9. A； 10. CE。 8. BE；7. AC； 四、主觀題? TG?H?mmrr? 2T?T?p 亥姆霍茲方程，有 解：

14、(1) 根據吉布斯-14 G?10?3.47mr245.lnT?26.4? TT4 H?4263.47?10.?4-1mr KT/?10?26?.HJ?4mol?3.47?mr 22TTT ?-14 .47?10?26.4?573?ln573?45.2?573?G87271573KJ?3?mol (2) mr G?87271?8?mr ?1.11exp?K?exp?10? RT8.314?573? G?1-1mr K/T264?SJ?K71mol?.6?ln? mrT?p(3) ?-1-1 mol?K239?71.6?26.4ln573?S?573KJ? mr ?G?232000?160T?R

15、TlnK；當 2解：由 T = 800K 時 mr ?G232000?160?800?77rm ?exp?1.?K1.62?1062p?K?exp?10?p RT8.314?800? ?p6164?225.?lg? 800p? Zn 的蒸氣壓為 800K 時，液態 p(Zn) = 3.27 10-3p= 331.3 Pa; 根據化學反應方程式，得 = 1.62 10-7 = p(Zn) K p(H2O) / p(H2) p 所以 p(H2) /p(H2O) = 2.02 104 則 n(H2)/n(H2O) = 2.02 104 3解：由反應(2)：平衡時，p(H2O) = 6.0528 kP

16、a 由反應(1)：平衡時，Kp(1) = p(CO2)p(H2O) = ? p2 = ? 3.9992 = 3.998 kPa2 共同平衡時： p(H2O) p(CO2) = Kp(1) 6.0528 p(CO2) = 3.998 p(CO2) = 0.6605 kPa 平衡壓力 p = p(CO2) + p(H2O) = 6.7133 kPa -1 molkJ7?.?.?G40263302?.24? 解：4 (1) H2S(g) + 2Ag(s) = Ag2S(s) + H2(g)，m ?p50.? 0?72407240?8.314?298ln?G?G?RTlnQ?amm p.50? Ag

17、會被腐蝕。 所以在恒溫恒壓下， 的摩爾分數為 x：(2) 設不發生腐蝕時 H2S(g)x1?%?5.107298ln?0 x?0.05107?7240?8.314? x? 解：(1) Kp = p(CO2)p(H2O) = ? p2 5 10-5 ， K(1) = ? 0.00822 = 1.681 T1 = 303 K = A/T+B T2 = 383 K， KlnK(2) = ? 1.64812 = 0.6791 由等壓式： ln0.6791 = A/383 + B 10-5) = A/303 + B 與ln(1.681 = -15386/T + 39.79 lnK解得：A = -1538

18、6，B = 39.79 (p= ? ，/p)2 = 0.25 (2) p = p ，K T = 373.2 K ln0.25 = -15386/T + 39.79 代入 (-15385) = 127.9 kJ/mol ，(3) Hm = - 8.314 (4) 通入惰性氣體，平衡向右移動。 = 1 6解： PCl5(g) = PCl3(g) + Cl2(g) p = p ni = 1 + ， 1- ?22?pp1.50? ?K?K?x 22 3pp?10.51?2?RT，0.5)RT(pV?1?00 3 ?121?311? p，RT?p?V?2pV?1?dm1 33 ，設離解度為1 (1) 2?1?p12311? 0?2?，整理得：?K?K1即?1x1 2 33p?1?1?2?，離解度增加所以?0?1，解得：.618?1?0 1111Vp21?22?3?n?1?n?Ni2 3RT22 p = p2 ，(2) 設離解度為 ?2?3?p122? ，離解度增加61