化学课程之化学平衡

化学平衡2798 某温度时,NH4Cl(s)分解压力是p$,则分解反应的平衡常数K$为 ( ) (A)1 (B)1/2 (C)1/4 (D)1/8 2799 对反应CO(g)+H2O(g)=H2(g)+CO2(g) ( ) (A) K =1 (B) K =Kc (C) K Kc (D) K Kc 2801化学反应体系在等温等压下发生= 1 mol 反应,所引起体系吉布斯自由能的改变值rGm的数值正好等于体系化学反应吉布斯自由能 (G/)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 2802在一定温度下, (1) Km , (2) (G/)T,p , (3) rG , (4) Kf四个量中，不随化学反应体系压力及组成而改变的量是： （ ） (A) (1)，(3) (B) (3)，(4) (C) (2)，(4) (D) (2)，(3) 2806 某系统,起始时 H2S 与 H2O 物质的量之比为 1:3 , 经以下气相反应 H2S + 2H2O = 3H2 + SO2 试推导用反应进度表示的各组分物质的量分数的关系式。 2807 化学平衡的化学势判据是 _ ， 其适用条件是_ 。 2808 1 mol N2O4置于一具有理想活塞的容器中，部分 N2O4分解为 NO2，即 N2O4 (g) 2NO2 (g) 恒温下将总压由 p1降至 p2，在此过程中上述平衡始终成立 ，导出此过程DG的 表达式。 2809 在封闭体系中，只做体积功，在恒温，恒压条件下某化学反应的(G/x)T,p = 0，表示该反应已达平衡，即反应体系的熵到达最大值。此说法是否正确。 2810 在恒温恒压下,化学反应 a A + b B = l L + m M 的rGm所代表的意义在下列说法中哪种是错误的? ( ) (A)rGm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) (B)rGm表示有限的反应物系处于该反应进度a时的反应倾向 (C)rGm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)rGm代表变化率(G/a)T,p ,即表示在 G-a图上反应进度为a时的曲率线斜率 2811 用一般式 0nBB表示的理想气体间反应，在反应的某瞬间各组分的分压为p1, p2, , pB，试证明反应亲和势表示为： ARTlnK/(pB/p$)2812饱和溶液中溶剂的化学势与纯溶剂的化学势的关系式为： ( ) （A） （B） （C） （D）不能确定2813饱和溶液中溶质的化学势与纯溶质的化学势的关系式为： ( ) （A） （B） （C） （D）不能确定2814不饱和溶液中溶剂的化学势与纯溶剂的化学势的关系式为： ( ) （A） （B） （C） （D）不能确定2815不饱和溶液中溶质的化学势与纯溶质的化学势的关系式为： ( ) （A） （B） （C） （D）不能确定2816过饱和溶液中溶质的化学势与纯溶质的化学势的关系式为： ( ) （A） （B） （C） （D）不能确定2841化学反应等温式 rGm=rG + RTlnQa，当选取不同标准态时，反应的rG 将改变，该反应的 rGm和 Qa将： ( ) (A) 都随之改变 (B) 都不改变 (C) Qa变，rGm不变 (D) Qa不变，rGm 改变 2842 在等温等压下，当反应的rG = 5 kJmol-1时，该反应能否进行？ ( ) (A) 能正向自发进行 (B) 能逆向自发进行 (C) 不能判断 (D) 不能进行 2843 已知反应 2NH3= N2+ 3H2在等温条件下，标准平衡常数为 0.25，那么，在此条件下，氨的合成反应 (1/2) N2+(3/2) H2= NH3 的标准平衡常数为： ( ) (A) 4 (B) 0.5 (C) 2 (D) 1 2844在一定温度时，高压气体反应的 K 已不是常数。为求得高压气相反应的 K ，可先由表册数据求得反应的rG ，根据公式 _ ，求出 K ，然后由查表得到的临界数据和反应条件算得对比数据，使用牛顿图得各物质的 _，从而算得 K，再根据公式 _ ，最后求得K 。2846已知 N2O4的分解反应 N2O4(g) = 2NO2 (g)，在 25时，rG = 4.78 kJmol-1。此温度时，在 p(N2O4) = 3p$，p(NO2)=2p$的条件下，反应向 _ 方向进行。2847 理想气体化学反应平衡时,应用下列哪个关系式？ (A) rGm= -RTlnK (B) rG = -RTlnK (C) rG = -RTlnKx (D) rG = -RTlnK 2848 Ag2O 分解可用下列两个反应方程之一表示，其相应的平衡常数也一并列出 I. Ag2O (s) 2Ag (s) + (1/2) O2 (g) Kp() II. 2Ag2O (s) 4Ag (s) + O2 (g) Kp() 设气相为理想气体，而且已知反应是吸热的，试问下列哪个结论是正确的： (A) Kp() = Kp() (B) Kp() = Kp2() (C) O2 气的平衡压力与计量方程的写法无关 (D) Kp() 随温度降低而减小 2849 已知反应 CO(g) + H2O(g) = CO2(g) + H2(g) 700时的 K = 0.71，若 (1) 反应体系中各组分的分压都是 1.52105 Pa； (2) 反应体系中 pCO = 1.013 106 Pa , p= 5.065105 Pa p= p = 1.52105 Pa，试判断反应的方向。 2850 合成氨循环气压机第二缸内混合气组成如下（体积分数/） N2 H2 NH3 CH4,Ar等 CO2 19.31 58.30 9.87 12.52 10-6 压力是 13.61106Pa，温度是 43，问： (1) 在此条件下能否生成氨基甲酸胺。已知反应 CO2 (g) + 2NH3 (g) = NH2COONH4 (s) 在此温度下的标准平衡常数 K = 6.82 。 (2) 为避免氨基甲酸胺的生成，混合气中 CO2的物质的量分数不应超过什么值？ 2852 某原料空气含有微量 NO2，且存在如下平衡： NO (g) + (1/2) O2 (g) NO2 (g) NO 的浓度不得超过 1.010-8 molm-3，当原料气中氮氧化物的总浓度为 510-6 molm-3时，问原料空气是否需要予处理以脱除 NO？已知原料气中O2含量为21%(物质的量分数),进料温度为298.15 K,压力为 101 325 Pa，在298.15 K时，标准生成吉布斯自由能为fG (NO) = 86 567 Jmol-1，fG (NO2) = 51 317 Jmol-1。 2853 25，金刚石和石墨的标准生成焓，标准熵和密度如下： fH /kJmol-1 S /JK-1mol-1 r/gcm-3 金刚石 1.90 2.439 3.513 石墨 0 5.694 2.260 求在 25时，金刚石和石墨的平衡压力。 2855反应 CO (g) + H2O (g) H2 (g) + CO2 (g) 的标准平衡常数与温度的关系为lgK = 2150 K/T -2.216，当 CO，H2O，H2，CO2的起初组成分别为 30%，30%，20%，20%（皆为物质的量分数），总压为 101.3 kPa 时，问在什么温度以下（或以上）反应才能向生成产物的方向进行？ 2856 闪锌矿 (ZnS) 在 1700 K 高温干燥空气流中焙烧时,出口气含 SO2的体积分数 y(SO2) = 7%，试判断焙烧产物是 ZnO 还是 ZnSO4。 已知 1700 K，p$下,各物质的摩尔生成吉布斯自由能为： ZnO (s) ZnSO4(s) SO2(g) SO3(g) rG /kJmol -181.167 -394.551 -291.625 -233.886 2857 反应 LiCl3NH3(s) = LiClNH3(s) + 2NH3(g) 在 40 时 , Kp= 9( Pa)2。40，5 dm3容器内含0.1 mol LiClNH3，试问需要通入多少摩尔 NH3(g)，才能使 LiClNH3全部变成 LiCl3NH3？ 2858 在真空的容器中放入固态 NH4HS，于 25下分解为 NH3和 H2S，平衡时容器内的压力为 6.665104 Pa。 (1) 若放入 NH4HS 时容器中已有 3.998104 Pa 的 H2S，求平衡时容器中的压力。 (2) 若容器中原有 6.665103 Pa 的 NH3，问需加多大压力的 H2S 才能开始形成NH4HS 固体？ 2859 银可能受到 H2S 气体的腐蚀而发生下列反应： H2S (g) + 2Ag (s) Ag2S (s) + H2 (g) 298 K下，Ag2S (s) 和 H2S(g) 的标准摩尔生成 Gibbs自由能fG 分别为-40.25 kJmol-1 和 -32.93 kJmol-1。 (1) 在298 K, p$下，H2S 和 H2 的混合气体中 H2S 的物质的量分数低于多少时便不致使 Ag 发生腐蚀？ (2) 该平衡体系的最大自由度为几？ 2861 373 K时，2NaHCO3(s) Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O (g) 反应的K = 0.231。 (1) 在 10-2 m3的抽空容器中，放入 0.1 mol Na2CO3(s)，并通入 0.2 mol H2O (g)，问最少需通入多少摩尔的 CO2(g) 才能 Na2CO3(s) 全部转变成 NaHCO3(s) ？ (2) 在 373 K，总压为 101 325 Pa 时，要在 CO2(g)及H2O (g)的混合气体中干燥潮湿的 NaHCO3(s)，问混合气体中H2O(g) 的分压应为多少才不致使NaHCO3 (s) 分解？ 2862 对 C (s) + CO2(g) = 2CO (g) 的反应来说， rG (T) = 170.26 - (0.055 T/K) lg(T/K) + 2.61510-5(T/K)2 - 2.42710-9(T/K)3- 3.42710-2(T/K) Jmol-1 (1) 试求在 T = 1200 K 及总压为 Pa 时 CO 的产率；(2) 在 T= 873 K，总压为1.013105 Pa 时，试问在反应开始时及反应后析出碳的可能性。已知反应开始时,气体中 CO2及 CO 的分压分别是 4.862103 Pa及 3.829104 Pa， 而反应后气体中 CO2及 CO 的分压分别是 2.310104 Pa 及 2.006104 Pa。 2863 将 1.1 g NOBr 放入 -55抽真空的 1 dm3容器中，加热容器至 25，此时容器内均为气态物质，测得其压力为 3.24104Pa，其中存在着以下的化学平衡： 2NOBr (g) 2NO (g) + Br2 (g) 若将容器内的气体视为理想气体，求上述反应在25时的标准吉布斯自由能变化值rG 。已知原子的摩尔质量数据如下： N 14 gmol-1 ， O 16 gmol-1 ， Br 80 gmol-1 2864 若 298 K 时，反应 N2O4(g) 2NO2(g) 的 K = 0.1132，则： (1) 当 p (N2O4) = p (NO2) = 1 kPa 时，反应将 _； (2) 当 p (N2O4) = 10 kPa，p (NO2) = 1 kPa 时，反应将 _ 。 (A) 向生成 NO2的方向进行 (B) 向生成 N2O4的方向进行 (C) 正好达化学平衡状态 (D) 难于判断其进行方向 2865 苯的正常沸点为 80.15，它在 10 时的蒸气压为 5.96 kPa。 (1) 请求算气态苯与液态苯在 298.15 K 的标准生成吉布斯自由能之差值； (2) 请求算 298.15 K 时,下述平衡 C6H6(l) C6H6(g) 的平衡常数K 及 298.15 K 时苯的蒸气压，计算中可做合理的近似，但必须注明。 2866 (1) 处于标准态的 CO2(g) 和 O2 (g)，其标准燃烧焓值为零 (2) 因为rG = -RT lnK ，而K 是由平衡时的组成表示的，所以rG 表示平衡时产物的吉布斯自由能与反应物的吉布斯自由能之差 (3) 水在25, p$下蒸发，求算熵变的公式为 S =(H -G )/ T (4) 在恒温，恒压下可逆电池反应，求算熵变的公式为 rSm= rHm/ T 上述说法正确的是： （ ） (A) 1 , 2 (B) 2 , 3 (C) 1 , 3 (D) 3 , 4 2867 通常在钢瓶里的压缩氢气中含有少量氧气。实验中常将氢气通过高温下的铜粉, 以除去少量氧气，其反应为： 2Cu(s) + (1/2) O2(g) Cu2O(s) 若在 600时，使反应达到平衡，试问经处理后在氢气中剩余氧的浓度为多少？ 已知：rG = (-166 732 + 63.01 T / K )Jmol-1。 2868 已知在 298 K,pO压力下，反应 CO(g) + H2O(g) CO2(g)+H2(g) 的数据如下： fH (CO,g) = -110.52 kJmol-1 fH (H2O,g) = -241.83 kJmol-1 fH (CO2,g) = -393.51 kJmol-1 S (CO,g) = 197.90 JK-1mol-1 S (H2O,g) = 188.70 JK-1mol-1 S (CO2,g) = 213.60 JK-1mol-1 S (H2,g) = 130.60 JK-1mol-1 Cp,m (CO,g) = 29.10 JK-1mol-1 Cp,m (H2O,g) = 33.60 JK-1mol-1 Cp,m (CO2,g) = 37.10 JK-1mol-1 Cp,m (H2,g) = 28.80 JK-1mol-1 将各气体视为理想气体，试计算： (1) 298 K 下反应的rG ； (2) 596K，505.625 kPa 下反应的 rHm，rSm ； (3) 596K 下反应的rG 及 K 。 2873 (1) 当温度远低于临界温度时，在合理的近似下，请得出求算液体纯物质的蒸气 公式 p = p$exp (-vapm$/ RT)。式中 p$= 101.325 kPa，vapm$=m $ (g,T) - m$ (l,T)是气化的标准化学势变（必需对所作的近似明确说明） (2) 298 K 时，液态水与气态水的标准摩尔生成 Gibbs 自由能分别为 -237.191 kJ/mol 和 -228.597 kJ/mol，试求水在 298 K 时的蒸气压。 2874实验证明：两块没有氧化膜的光滑洁净的金属表面紧靠在一起时，它们会自动地粘合在一起。假定外层空间的大气压力约为1.01310-9 Pa ,温度的影响暂不考虑，当两个镀铬的宇宙飞船由地面进入外层空间对接时，它们能否自动地粘合在一起。已知Cr2O3(s)的fG (298.15 K) = -1079 kJmol-1。设外层空间的温度为298 K，空气的组成与地面相同（O2占五分之一）。2875 在 25, 下列三反应达到平衡时之 p是： (1) CuSO4(s) + H2O(g) = CuSO4H2O(s) p= 106.7 Pa (2) CuSO4H2O(s) + 2H2O(g) = CuSO43H2O(s) p= 746.6 Pa (3) CuSO43H2O(s) + 2H2O(g) = CuSO45H2O(s) p= 1039.9 Pa 在此温度水的蒸气压为 3173.1 Pa ,试求：CuSO4(s) + 5H2O(g) = CuSO45H2O(s)过程的rGm。在什么p下,此反应恰好达到平衡？ 若p小于1039.9 Pa而大于746.6 Pa，有何结果。 2877已知反应C(石墨)+2H2(g) CH4(g)的rG /Jmol-1 = -75 600+52.25(T/K)lg(T/K) -63.35(T/K)。 (1)求1000时反应的标准平衡常数K； (2)在1000, p$下CH4(g)-H2(g)混合气体(其中CH4体积分数为0.5%)与合金达平衡,求合金中C的百分含量； (3)在1000, p$下，若要合金为石墨饱和,试问混合气中CH4最低压力为多少。1000, p$下，Fe-C合金中C的百分含量与活度(以石墨为标准态)的关系如上。2878 理想气体反应 2A(g)=B(g)，已知：298 K时 A B fH /kJmol-1 35.0 10.0 S /JK-1mol-1 250 300 C /JK-1mol-1 38.0 76.0 (1)当体系中xA=0.50时,310 K, p$下判断反应进行的方向； (2)欲使反应与(1)方向相反方向进行,T,xA不变,压力应控制在什么范围?p,xA不变,温度应控制在什么范围?T,p不变,xA应控制在什么范围? 2879 在温度为1000 K时的理想气体反应2SO3(g) = 2SO2(g) + O2(g) 的rG =10 293 Jmol-1,则该反应的平衡常数Kp= _ kPa。 2880 在2000 K时,理想气体反应CO(g) + (1/2)O2(g) = CO2(g)的平衡常数Kp=0.640 (kPa)-1/2, 则该反应的rG = _ Jmol-1 。 2881 理想气体反应CO(g) + 2H2(g)=CH3OH(g)的