第五章 化學平衡 習題-解.doc

第五章物理化學習題及答案1、已知四氧化二氮的分解反應 在298.15 K時，。試判斷在此溫度及下列條件下，反應進行的方向。（1） N2O4(100 kPa), NO2(1000 kPa);（2） N2O4(1000 kPa), NO2(100 kPa);（3） N2O4(300 kPa), NO2(200 kPa);解： 由Jp進行判斷2、Ag可能受到H2S（氣）的腐蝕而發(fā)生如下反應： 今在298K、100kPa下，將Ag放在等體積的H2和H2S組成的混合氣體中。 試問（1）Ag是否可能發(fā)生腐蝕而生成Ag2S？ （2）在混合氣體中，H2S的百分數(shù)低于多少才不致發(fā)生腐蝕？ 已知298K時，Ag2S和H2S的標準生成吉布斯函數(shù)分別為40.25和32.93kJmol。 解：（1）判斷Ag能否被腐蝕而生成Ag2S，就是判斷在給定的條件下，所給的反應能否自發(fā)進行。可以計算DrGm值，由DrGm的正、負來判斷， 也可以計算反應的平衡常數(shù)K，再比較K與Jp的大小來判斷。 Jp為指定條件下的壓力商，其值為 其中摩爾分數(shù)之比等于體積百分數(shù)之比。 DrGm = DfG (Ag2S,s) DfG (H2S,g) ( 40.25 + 32.93) kJ/mol 7.32 kJ/mol 故在該條件下，Ag能被腐蝕而生成Ag2S2）Ag不致發(fā)生腐蝕，要求JPKq3、在288K將適量CO2（g）引入某容器測得其壓力為0.0259p，若再在此容器中加入過量，平衡后測得系統(tǒng)總壓為0.0639p，求（1）288K時反應的。（2）288K時上述反應的。（3分）（1）開始 0.0259p平衡 2p 0.0259p+ p平衡時總壓 （2）4、將一個容積為1.0547dm3的石英容器抽空，在溫度為297.0K時導入一氧化氮直到壓力為24136Pa。然后再引入0. 7040g溴，并升溫到323.7K。達到平衡時壓力為30823Pa。求323.7K時反應的K。解：323.7K時NO和Br2的原始分壓分別為若NOBr平衡時的分壓為x，則原始 0 26306Pa 11241Pa平衡 x (26306-x)Pa (11241-0.5x)Pa總壓5、已知298.15K，CO（g）和CH3OH（g）的標準摩爾生成焓分別為-110.52及-200.7 KJmol-1。CO（g）、H2（g）、CH3OH（g）的標準摩爾熵分別為197.67，130.68及239.41，試根據(jù)上述數(shù)據(jù)求298.15K時反應 CO（g）+2 H2（g）= CH3OH（g）的 及。解：6、用丁烯脫氫制丁二烯的反應如下：CH3CH2CH=CH2(g) CH2=CHCH=CH2(g) + H2(g) 反應過程中通入水蒸氣，丁烯與水蒸氣的摩爾比為，操作壓力為。已知298.15K下數(shù)據(jù)：(A)丁烯（g）(B)丁二烯（g）fHmy（kJmol-1）-0.13110.16fGm y（kJmol-1）71.29150.67（1）計算298.15K時反應的、和。（2）問在什么溫度下丁烯的平衡轉化率為40%。假設反應熱效應和過程熵變不隨溫度變化，氣體視為理想氣體。（設丁烯初始物質的量為1mol）解：(1) (2) t=0 1mol 0 mol 0 mol 15molt (1-x) mol x mol x mol 15mol總物質的量 (16+x) mol 7、已知298.15K以下數(shù)據(jù)：物質SO3(g)SO2(g)O2(g)/kJmol-1-395.2-296.10/JK-1mol-1256.2248.5205.03（1）、求298.15K ，下反應 SO2(g) +O2(g) = SO3(g)的；（2）、設，不隨溫度變化，反應物按反應計量系數(shù)比進料，在什么溫度下，SO2的平衡轉化率可以達到80%？解：. . SO2(g) 1/2O2(g) SO3(g)t=0時 mol 1 0.5 0t=時 mol 1- 0.5-1/2 n總1.5-1/2 8、 五氯化磷分解反應 在200 C時的，計算： （1）200 C，200 kPa下PCl5的解離度。 （2）摩爾比為1:5的PCl5與Cl2的混合物，在200 C，101.325 kPa下，求 達到化學平衡 時PCl5的解離度。 解：（1）設200 C，200 kPa下五氯化磷的 解離度為a，則原始 1 0 0平衡 1- 平衡時分壓 得=36.7%（2）設開始時五氯化磷的物質的量為1，解離度為a，則 原始 1 0 5平衡 1- 5+ 平衡時分壓 將各數(shù)據(jù)代入，則 9、反應的rHm(298K)93.72 KJ.mol-1 ，設rHm為常數(shù)，當置于一真空容器中，在298K下測得容器內的平衡壓力為90KPa 。求(1)298K時反應的標準平衡常數(shù)和rSm ；(2)溫度升至328K時容器內的平衡壓力 。解：(1) 起始/ kPa 0 0平衡/ kPa pe,1 pe,1 298.15K 時，系統(tǒng)平衡總壓 p = 2 pe,1 = 90KPa pe,1 = 45 kPa K1 = ( pe,1/ p )2 = 0.2025rGm = RTl