武科大物化第五章化学平衡练习册答案.doc

第5章 化学平衡5.1 化学反应方向及平衡条件1.填空题（1）右（2）-HgS（3）1706.7K2.1000K时，反应C(s)+2H2(g)=CH4(g)的rGm=19.397kJ.mol-1。现有与碳反应的气体混合物，其组成为体积分数(CH4)=0.10，(H2)=0.80，(N2)=0.10。试问：（1）T=1000K，p=100kPa时，rGm等于多少，甲烷能否生成？（2）在T=1000K，不改变H2(g)和CH4(g)的比例下，压力需增加到若干，上述合成甲烷的反应才可能进行？5.2 理想气体化学反应的等温方程式及标准平衡常数1.填空题（1）0.008（2）66.3kPa2.已知同一温度，两反应方程及其标准平衡常数Kr和标准反应Gibbs函数rGm如下：求反应：解：依题 （3）=2（2）-（1）则：3.在真空容器中放入固态的NH4HS，与25下分解为NH3(g)和H2S(g)，平衡时容器内总压力为66.66kPa。（1）计算25时此分解反应的标准平衡常数K。（2）当放入NH4HS时容器内已有39.99kPa的H2S，求平衡时容器内总压力；（3）容器内原有6.666kPa的NH3(g)，问需加多大压力的H2S，才能形成NH4HS(s)。解：（1）NH4HS = NH3(g) + H2S(g)初始 n 0 0平衡 n-x x x依题平衡时： p(NH3)=p(H2S)=66.66/2=33.33kPa4.（1）在1120下用H2还原FeO(s)，平衡时混合气体中H2的摩尔分数为0.54，求FeO(s)的分解压力，已知同温度下：2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)， K=3.410-13 （p=100kPa）(2)在炼铁炉中，氧化铁按如下反应还原：FeO(s)+CO(g)=fe(s)+CO2(g)求在1120下，还原1molFeO要多少摩尔的CO？已知同温度下2CO2(g)=2CO(g)+O2(g) K=1.410-12解：（1）各反应计量式如下 显然，（3）=（1）+（2） （2）氧化铁还原反应 显然， 因此所需CO(g)的物质的量为1 + 2.38 = 3.38 mol。5.已知下列数据（298.15K）:C（石墨）H2(g)N2(g)O2(g)CO(NH2)2(s)Sm5.740130.68191.6205.14104.6cHm-393.51-285.8300-631.66物质NH3(g)CO2(g)H2(g)fGm-16.5-394.36-228.57求CO(NH2)2(s)的标准摩尔生成吉布斯函数fGm，s，298.15K)，以及下列反应的K：CO2(g)+2NH3(g)=H2O(g)+CO(NH2)2(s)解：由 将已知数据代入可得：，=-333.51+298.15456.6710-3=-197.35kJ.mol-1(2) 由可得：rGm=1.44kJ.mol-1K=0.5626. 25，100kPa下，将4mol的纯A(g)放入带活塞的密闭容器中，达到如下化学平衡：A(g)=2B(g)。已知平衡时nA=1.697mol，nB=4.606mol。（1） 求该温度下反应的K和rGm；（2） 若总反应为50kPa，求平衡时A，B的物质的量。解：（1）n总=nA+nB=6.303mol (2) A = 2B初 4 0平衡 4-x 2x则： 解之得：x=2.82mol 则平衡时A的物质的量为：4-x=1.18mol；B的物质的量为：2x=5.64mol5.4 温度对标准平衡常数的影响（1）18.76kJ.mol-1（2）吸热（3）167.8（4）-0.209kJ.mol-1K-1（5）不变2.在454-475K温度范围内，反应的平衡常数与温度关系为：lgK=-2100K/T+4.67（1）计算T=473K时，此反应的K和rGm，rHm，rSm；（2）已知473K时，乙醇的fHm(C2H5OH，g，473K)=-235.34kJ.mol-1，求该温度下乙酸乙酯的fHm(CH3COOC2H5，g，473K)解：(1)因为lgK=-2100K/T+4.67 当T=473K时，lgK=-2100K/473+4.67=0.2303 解之得：K=1.699rGm=-RTln K=-8.314473ln1.699=-2.085kJ.mol-1rHm=RT2=8.314473221002.303=40.21kJ.mol-1rSm=(40.21+2.085)/473=89.42J.mol-1K-1(2) rHm=fHm(CH3COOC2H5，g，473K)-2fHm(C2H5OH，g，473K)=40.21fHm(CH3COOC2H5，g，