物理化学第三章化学平衡课后思考题.doc

物理化学第三章课后思考题一、 选择题 1. 在刚性密闭容器中，有下列理想气体的反应达到平衡 A(g) + B(g) C(g) 若在恒温下加入一定量的惰性气体，则平衡将 （ ） (A) 向右移动 (B) 向左移动 (C) 不移动 (D) 无法确定 2. 在 298 K 时,气相反应H2I22HI的rG -16 778 Jmol-1，则反应的平衡常数K 为： ( ) (A) 2.01012 (B) 5.91106 (C) 873 (D) 18.9 4. 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 5. Ag2O分解可用下面两个计量方程之一表示，其相应的平衡常数也一并列出： 设气相为理想气体，且已知反应是吸热的，试判断下列结论哪个是正确的： （ ）（A） （B）（C）随温度的升高而增大 （D）O2气的平衡压力与计量方程的写法无关6. 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 7. 某低压下的气相反应,在 T200 K 时Kp8.314102 Pa，则Kc/molcm-3是：( ) (A) 5102 (B) 14106 (C) 14103 (D) 0.5 8.理想气体反应的与温度的关系为：(T/K)，若使在标准状态下的反应向右进行，则应控制反应的温度： （ ）（A）必须高于409.3 K （B）必须低于409.3 K（C）必须等于409.3 K （D）必须低于409.3 C二、 填空题 9 在温度为2000 K时，理想气体反应的，则该反应的平衡常数 。10. 对于非理想气体反应，其平衡常数可用 K = KrK 表示，式中 K 决定于_ ；K 决定于 _ ；Kr决定于 _ 。 11 K ，K 均为理想气体反应的平衡常数，则 (lnK /T)V =_； (lnK /T)p=_ 。 12. 在298 K时，磷酸酯结合到醛缩酶的平衡常数 K =540，直接测定焓的变化是-87.8 kJmol-1，若假定rH 与温度无关，则在310 K时平衡常数的值是 _ 。 13 一个化学反应的rU 的含义是 _ 。 三、计算题15. 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 16. 3H2+ N2= 2NH3在 350的Kp= 6.81810-8(kPa)-2，并设与压力无关，从3:1的 H2，N2混合物出发，在 350下要获得物质的量分数为 0.08 的 NH3，压力至少要多大18. 在T = 1000 K 时，理想气体反应 2SO3(g)2SO2(g) + O2(g)的Kc(1)=0.0035 moldm-3，求: (1) 该反应的 Kp(1) (2) SO3(g) SO2(g) +(1/2) O2(g) 的 Kp(2) 和 Kc(2)； (3) 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) 的 Kp(3) 和 Kc(3)。 19. 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？ 四、问答题 20. 出土文物青铜器编钟由于长期受到潮湿空气及水溶性氯化物的作用生成了粉状铜锈， 经鉴定含有 CuCl，Cu2O及 Cu2(OH)3Cl，有人提出其腐蚀反应可能的途径为： Cu2O (1) Cu Cl- CuCl (2) (3) Cu2(OH)3Cl即Cu2(OH)3Cl 可通过 (1)(2) 及 (3) 两种途径生成，请从下列热力学数据说明是否正确。 物种 Cu2O CuCl Cu2(OH)3Cl OH-(aq) HCl(aq) H2O(l) fG /kJmol-1 -146 -120 -1338 -157.3 -131 -237 21. 今有某气相反应，证明 : (lnK/T)p rU/RT2 参考答案一、选择题 ( 共8题12分 )1. 答 (C) 2. 答 (C) 3. 答：（A） 4. 答 (C) K (2) = K (1)= (0.25)= 2 5. 答：（C） （2分） 因，且反应吸热6. 答 (D) 因为 Kp= f(T) ，且为吸热反应，所以 Kp(I) 随温度降低而减小。 7. 答 (D) (2分) 8. 答：（B） （2分） 由求得二、填空题 ( 共6题 12分 )9. 答： （2分） 由求得10 2 分 答 温度；温度和压力；温度和压力 11. 2 分答 (lnK /T)V =rH/RT2 (1分) (lnK /T)p =rU /RT2 （2分）12. 2 分答 ln(/) =(rH /R)(1/T1-1/T2) K =137 (2分) 13. 2 分 答 在 0 K 时，标准状态单独存在时按化学计量系数比的反应物完全反应生成标 准状态单独存在时按化学计量数比的产物这一过程内能的变化。 三、计算题 ( 共 5题 40分 )15. 10 分 答 始态 (1) 及平衡 (2) 时的物质的量分别为： n1= 1.1g/(14+16+18) gmol-1 = 0.010 mol (1分) n2= pV/RT = 0.013 mol (1分) 2NOBr(g) 2NO(g) + Br2(g) 0.010-2x 2x x n总= n2= (0.010 + x) mol (3分) K = (3/13)p(6/13)p2/(4/13)pp $= 0.166 (4分) rG = -RT lnK = 4450 Jmol-1 (1分) 16. 10 分 答 3H2(g) + N2(g) 2NH3(g) (2分) 平衡时：3 mol-3n 1 mol-n 2n = 4 mol- 2n (1分) 2n/(4 mol-2n) = 0.08 n = 0.148 mol (2分) 故 x(H2) = 0.69 x(N2) = 0.23 (2分) Kp =(xp)2/(xp)3(xp)= 6.81810-8 kPa2 解得 p = 1115 kPa (3分) 18. 5 分 答 (1) Kp(1) = Kc(1)RT = 29.4 kPa (1分) (2) Kp(2) = Kp(1)1/2 = 172 Pa1/2 (1分) Kc(2) = Kc(1)1/2 = 0.00595(moldm-3)1/2 (1分) (3) Kp(3) = 1/Kp(1) = 3.410-4 Pa-1 (1分) Kc(3) = 1/Kc(1) = 282.5 dm3mol-1 (1分) 19. 5 分 答 (1) 依题给数据计算Qp，即 Qp= 1/p$/p$2 = 42.4 (2分) 因为 Qp K ，所以氨基甲酸胺不能生成 (2) 欲使氨基甲酸胺不能生成，应满足下式： Qp= 1/x(CO2)p/p$x(NH3)p/p$2 J K (3分) 将有关数据代入上式，解得x(CO2)0, 但若将反应(1),(2)偶合, 可得下述反应 (4) 反应 (4) 2CuCl(s) +O2(g) +H2O(l) Cu2(OH)3Cl(s)