05-化学平衡习题.ppt

1、1,已知298.15K时, 反应 H2(g)+(1/2)O2(g)H2O(g) 的rGm =228.57 kJmol1 . 298.15K时水的饱和蒸气压为3.1663kPa,水的密度为997kg m3 . 求298.15K时下列反应的rGm . H2(g) + (1/2)O2(g) H2O(l),rGm = G1+ G2 + G3 + G4 = 237.1 kJmol1,1,2,1000K时, 反应C(s)+2H2(g) =CH4(g)的rGm=19397Jmol1. 现有与碳反应的气体, 其中含有CH410%, H280%, N210%(V%).试问:(1) T=1000K, p= 101

2、.325kPa时, 甲烷能否形成? (2) 在(1)的条件下, 压力须增加到若干, 甲烷才可能形成?,101.325kPa,298.15K 25 Q, W, U, H,S, G ,Cp,m=, Jmol1 K1 dm3 rGm,解得 p 161.1kPa, 此时反应才能自动正向进行.,2,3,分解反应PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g)在200时的K =0.312, 计算(1) 200, 200kPa下PCl5的离解度; (2) 组成 1 : 5 的PCl5与Cl2的混合物, 在200, 101.325kPa下, PCl5 的离解度.,解得 =36.7%,(2) PCl5(g) = P

3、Cl3(g) + Cl2(g) 平衡nB/mol 1 5+ nB/mol=6+ ,解得 = 26.8%,(1) PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g) 平衡nB/mol 1 nB/mol=1+ ,3,4,在真空的容器中放入固态的NH4HS, 于25下分解为NH3 与 H2S, 平衡时容器内的压力为66.66kPa. (1)当放入NH4HS时容器中已有39.99kPa的H2S, 求平衡时容器中的压力; (2)容器中原有6.666 kPa的NH4, 问需加多大压力的H2S, 才能形成NH4HS固体?,NH4HS(s) = NH3(g) + H2S (g),此时反应才能逆向进行, 生成NH4H

4、S固体.,4,5,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. 已知同温度下, 2H2O(g) = 2H2(g) + O2(g) K =3.41013,(1) H2(g) + FeO(s) = Fe(s) + H2O (g) (1),H2O(g) = H2(g) + (1/2)O2(g) (2),反应(1)+(2)得反应 FeO(s) = Fe(s) + (1/2)O2(g) (3),求得FeO的分解压,5 (1),6,在炼铁炉中, 氧化铁按如下反应机理还原: FeO(s) + CO(g) = Fe(s) + CO2(g) 求112

5、0下, 还原1 mol FeO需用CO若干摩尔? 已知同温度下 2CO2(g) = 2CO(g) + O2(g) K =1.41012,(2) CO2(g) = CO(g) + (1/2)O2(g) (4),反应(3)(4)得反应 FeO(s) + CO(g) = Fe(s) + CO2(g) (5) 原始nB/mol 1 x 0 0 平衡nB/mol (x1) 1 1,解得 x = 3.382mol,5 (2),7,已知298.15K时CO(g)和CH3OH(g)标准摩尔生成焓fHm (298.15K)分别为110.52及200.7 kJmol1. CO(g), H2(g), CH3OH(l

6、)的标准摩尔熵Sm (298.15K)分别为197.67, 130.68及127 Jmol1 K1. 又知298.15K甲醇的饱和蒸气压为16.59kPa, 摩尔气化热vapHm=38.0 kJmol1. 蒸气可视为理想气体. 利用上述数据, 求298.15K时, 下列反应的rGm和K. CO(g)2H2(g) = CH3OH(g),先求298.15K时CH3OH(g)的标准摩尔熵Sm (CH3OH(g) = S2,S2 = S1+ S1+ S2 + S3,6,8,CO(g)2H2(g) = CH3OH(g),9,7 反应 3CuCl(g) = Cu3Cl3(g) 的rGm与T的关系如下: r

7、Gm/(Jmol1 ) =52885852.34(T/K)lg (T/K) +438.2 (T/K) 求:(1)2000K时,此反应的rHm 和 rSm; (2) 此反应在2000K, 101.325kPa下平衡混合物中Cu3Cl3(g)的摩尔分数.,(1),对比可知: b = 0, c = 0, H0= =528858Jmol1, a =(52.34/2.303) Jmol1 K1 = 22.73 Jmol1 K1,T=200K时,rGm=(52885852.34 2000lg 2000 +438.2 2000) Jmol1 =1990.2 Jmol1,10,(2),11,反应 2NaHCO

8、3(s) = Na2CO3(s) +H2O(g) +CO2(g) 在不同温度时的平衡总压如下: t/ 30 50 70 90 100 110 p/atm 8.16 103 39.47 103 0.1578 0.5451 0.9620 1.648 设反应的rHm与温度无关. 求: (1) 上述反应的rHm; (2) lg(p/atm )与T的函数关系式; (3) NaHCO3(s)的分解温度.,(1),8,12,(3)当分解压 p 达到外压(1atm)时的温度为分解温度.,13,9 工业上用乙苯脱氢制苯乙烯 C6H5C2H5(g) =C6H5C2H3(g)+H2(g) 如反应有900K下进行,

9、其K =1.51. 试分别计算在下述情况下, 乙苯的平衡转化率: (1)反应压力为100kPa时; (2)反应压力为10kPa时; (3)反应压力为101.325kPa, 且加入水蒸气使原料气中水与乙苯 的物质的量之比为10:1时.,C6H5C2H5(g) = C6H5C2H3(g) + H2(g) 平衡nB/mol 1 nB/mol = 1 + ,14,C6H5C2H5(g) = C6H5C2H3(g) + H2(g), H2O(g) 原始nB/mol 1 0 0 10 平衡nB/mol 1 10 nB/mol=11+,15,(1)应用路易斯-兰德尔规则及逸度系数图, 求250, 20.265 MPa下, 合成甲醇反应 CO(g)+2H2(g) = CH3OH(g) 的K ; (2)已知250时上述反应的rGm =25