第五章 化学平衡 习题-解.doc

第五章物理化学习题及答案1、已知四氧化二氮的分解反应 在298.15 K时，。试判断在此温度及下列条件下，反应进行的方向。（1） N2O4(100 kPa), NO2(1000 kPa);（2） N2O4(1000 kPa), NO2(100 kPa);（3） N2O4(300 kPa), NO2(200 kPa);解： 由Jp进行判断2、Ag可能受到H2S（气）的腐蚀而发生如下反应： 今在298K、100kPa下，将Ag放在等体积的H2和H2S组成的混合气体中。 试问（1）Ag是否可能发生腐蚀而生成Ag2S？ （2）在混合气体中，H2S的百分数低于多少才不致发生腐蚀？ 已知298K时，Ag2S和H2S的标准生成吉布斯函数分别为40.25和32.93kJmol。 解：（1）判断Ag能否被腐蚀而生成Ag2S，就是判断在给定的条件下，所给的反应能否自发进行。可以计算DrGm值，由DrGm的正、负来判断， 也可以计算反应的平衡常数K，再比较K与Jp的大小来判断。 Jp为指定条件下的压力商，其值为 其中摩尔分数之比等于体积百分数之比。 DrGm = DfG (Ag2S,s) DfG (H2S,g) ( 40.25 + 32.93) kJ/mol 7.32 kJ/mol 故在该条件下，Ag能被腐蚀而生成Ag2S2）Ag不致发生腐蚀，要求JPKq3、在288K将适量CO2（g）引入某容器测得其压力为0.0259p，若再在此容器中加入过量，平衡后测得系统总压为0.0639p，求（1）288K时反应的。（2）288K时上述反应的。（3分）（1）开始 0.0259p平衡 2p 0.0259p+ p平衡时总压 （2）4、将一个容积为1.0547dm3的石英容器抽空，在温度为297.0K时导入一氧化氮直到压力为24136Pa。然后再引入0. 7040g溴，并升温到323.7K。达到平衡时压力为30823Pa。求323.7K时反应的K。解：323.7K时NO和Br2的原始分压分别为若NOBr平衡时的分压为x，则原始 0 26306Pa 11241Pa平衡 x (26306-x)Pa (11241-0.5x)Pa总压5、已知298.15K，CO（g）和CH3OH（g）的标准摩尔生成焓分别为-110.52及-200.7 KJmol-1。CO（g）、H2（g）、CH3OH（g）的标准摩尔熵分别为197.67，130.68及239.41，试根据上述数据求298.15K时反应 CO（g）+2 H2（g）= CH3OH（g）的 及。解：6、用丁烯脱氢制丁二烯的反应如下：CH3CH2CH=CH2(g) CH2=CHCH=CH2(g) + H2(g) 反应过程中通入水蒸气，丁烯与水蒸气的摩尔比为，操作压力为。已知298.15K下数据：(A)丁烯（g）(B)丁二烯（g）fHmy（kJmol-1）-0.13110.16fGm y（kJmol-1）71.29150.67（1）计算298.15K时反应的、和。（2）问在什么温度下丁烯的平衡转化率为40%。假设反应热效应和过程熵变不随温度变化，气体视为理想气体。（设丁烯初始物质的量为1mol）解：(1) (2) t=0 1mol 0 mol 0 mol 15molt (1-x) mol x mol x mol 15mol总物质的量 (16+x) mol 7、已知298.15K以下数据：物质SO3(g)SO2(g)O2(g)/kJmol-1-395.2-296.10/JK-1mol-1256.2248.5205.03（1）、求298.15K ，下反应 SO2(g) +O2(g) = SO3(g)的；（2）、设，不随温度变化，反应物按反应计量系数比进料，在什么温度下，SO2的平衡转化率可以达到80%？解：. . SO2(g) 1/2O2(g) SO3(g)t=0时 mol 1 0.5 0t=时 mol 1- 0.5-1/2 n总1.5-1/2 8、 五氯化磷分解反应 在200 C时的，计算： （1）200 C，200 kPa下PCl5的解离度。 （2）摩尔比为1:5的PCl5与Cl2的混合物，在200 C，101.325 kPa下，求 达到化学平衡 时PCl5的解离度。 解：（1）设200 C，200 kPa下五氯化磷的 解离度为a，则原始 1 0 0平衡 1- 平衡时分压 得=36.7%（2）设开始时五氯化磷的物质的量为1，解离度为a，则 原始 1 0 5平衡 1- 5+ 平衡时分压 将各数据代入，则 9、反应的rHm(298K)93.72 KJ.mol-1 ，设rHm为常数，当置于一真空容器中，在298K下测得容器内的平衡压力为90KPa 。求(1)298K时反应的标准平衡常数和rSm ；(2)温度升至328K时容器内的平衡压力 。解：(1) 起始/ kPa 0 0平衡/ kPa pe,1 pe,1 298.15K 时，系统平衡总压 p = 2 pe,1 = 90KPa pe,1 = 45 kPa K1 = ( pe,1/ p )2 = 0.2025rGm = RTl