化学课程之化学平衡.docx

1、化学课程之化学平衡化学平衡2798某温度时，NH4CI(s)分解压力是p ,则分解反应的平衡常数 K为 ()(A) 1 (B)1/2 (C)1/4 (D)1/82799对反应 CO(g)+H2O(g)=H2(g)+CO2(g) ()(A) K $p=1 (B) K $；=KC (C) K p KC (D) K $p v 氐2801化学反应体系在等温等压下发生 = 1 mol反应,所引起体系吉布斯自由能的改变值 rG的数值正好等于体系化学反应吉布斯自由能 ( G E)t,p, n的条件是：( )(A)体系发生单位反应(B)反应达到平衡(C)反应物处于标准状态(D)无穷大体系中所发生的单位反应28

2、02在一定温度下， Km ,( G E)t,p , (3) rG$ , (4) Kf四个量中，不随化学反应体系压力及组成而改变的量是： ( )(A) ,(B) (3) , (4)(C) (2) , (4)(D) (2) , (3)2806某系统，起始时H2S与H2O物质的量之比为1:3 , 经以下气相反应H 2S + 2H 2O = 3H2 + SO 2试推导用反应进度表示的各组分物质的量分数的关系式。2807化学平衡的化学势判据是 ,其适用条件是 。28081 mol N 20置于一具有理想活塞的容器中，部分 N2O分解为NO2,艮卩N 2C4 (g) = 2NO2 (g)恒温下将总压由 P

3、1降至P2,在此过程中上述平衡始终成立 ，导出此过程 G的表达式。2809在封闭体系中，只做体积功，在恒温，恒压条件下某化学反应的 (G )t,p = 0,表示该反应已达平衡，即反应体系的熵到达最大值。此说法是否正确。2810在恒温恒压下,化学反应 a A + b B = IL + mM的 rG所代表的意义在下列说法中 哪种是错误的？ ()(A) rGm表示有限物系中反应进行时产物与反应物间的吉氏自由能之差 (即终态与始态的自由能之差)(B) rG表示有限的反应物系处于该反应进度 时的反应倾向(C) rG表示若维持各反应物化学势不变时发生一个单位反应时的吉布斯自由能变化(D) rG代表变化率(

4、G )t,p ,即表示在 G 图上反应进度为 时的曲率线斜率2811用一般式0 =刀 bB表示的理想气体间反应，在反应的某瞬间各组分的分压为 pi,P2,PB,试证明反应亲和势表示为：A= RTn Kp/ n (pB/pB2812饱和溶液中溶剂的化学势与纯溶剂的化学势 *的关系式为:(A)* (B)(C)* ( D)不能确定2813饱和溶液中溶质的化学势与纯溶质的化学势*的关系式为:(A)* (B)(C)(D)不能确定2814不饱和溶液中溶剂的化学势与纯溶剂的化学势*的关系式为:(A)* (B)(C)(D)不能确定2815不饱和溶液中溶质的化学势与纯溶质的化学势*的关系式为:(A)* (B)(

5、C)(D)不能确定28162841过饱和溶液中溶质的化学势(A)* (B)化学反应等温式 rG= rG$n +与纯溶质的化学势(C)*的关系式为:(D)不能确定RTnQ,当选取不同标准态时，反应的厶rGm将改变,该反应的 rG和Q将:(A) 都随之改变(B)都不改变(C)Q变， rG不变(D)Q不变， rG改变2842在等温等压下，当反应的 rG$m = 5 kJ mol-1时，该反应能否进行？ ()(A) 能正向自发进行(B) 能逆向自发进行(C) 不能判断(D) 不能进行2843已知反应2NHs= 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

6、) N 2+(3/2) H 2= NH3的标准平衡常数为： ()(A) 4(B) 0.5(C) 2(D) 12844在一定温度时，高压气体反应的 K $p已不是常数。为求得高压气相反应的 K $.，可先由表册数据求得反应的厶rGm，根据公式 ，求出 K $，然后由查表得到的临界数据和反应条件算得对比数据，使用牛顿图得各物质的 ，从而算得 再根据公式 ，最后求得K 。2846已知 N2O 的分解反应 N2C4(g) = 2NO 2 (g)，在 25 C时， 6爲=4.78 kJ mol-。此温度时，在 p(N2Q) = 3 p , p(NQ)=2p的条件下，反应向 方向进行。2847理想气体化学

7、反应平衡时，应用下列哪个关系式？(A) rG= - RTTn K $(B) rGm = - RTTn K :(C) rGm = - RTTn KX(D) rGm = - RTTn K $2848Ag 2O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. Ag 2O (s) 一2Ag (s) + (1/2) O 2 (g) K，( I )II. 2Ag 2O (s) g (s) + O 2 (g) K( n )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( n)= Kp( n)2(B) Kp( I) = Kp( n )(C) O 2气的平衡压力与

8、计量方程的写法无关(D) KP( I )随温度降低而减小2849已知反应 CO(g) + H 20(g) = CO 2(g) + H 2(g) 700 C时的 K p = 0.71，若5(1) 反应体系中各组分的分压都是 1.52 X 10 Pa；6 5(2) 反应体系中 pcO= 1.013 X 10 Pa , Ph2O = 5.065 X 10 Pap CO2 = pH2 = 1.52 X 105 Pa,试判断反应的方向。2850合成氨循环气压机第二缸内混合气组成如下(体积分数 / %)：N 2 H 2 NH 3 CH 4,Ar 等 CO 219.31 58.30 9.87 12.52 1

9、0 -6压力是13.61 X 106Pa,温度是 43 C,问：(1) 在此条件下能否生成氨基甲酸胺。已知反应CO 2 (g) + 2NH 3 (g) = NH 2COONHS)在此温度下的标准平衡常数 K p = 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？2852某原料空气含有微量 NQ,且存在如下平衡：NO (g) + (1/2) O 2 (g) = NQ (g)NO的浓度不得超过1.0 X 10-8 mol m3,当原料气中氮氧化物的总浓度为 5 X 10-6 mol m-3 时，问原料空气是否需要予处理以脱除 NO?已知原料气中 Q含量为

10、21%(物质的量分数),进料温度为298.15 K,压力为101 325 Pa，在298.15 K时，标准生成吉布斯自由能为 f Gm (NO) = 86 567 J mol-1 , fG$； (NO2) = 51 317 J mol-1。2853 fH$m/kJ-mol-1S m /J K -1 mol-1金刚石1.902.4393.513石墨05.6942.26025 C,金刚石和石墨的标准生成焓，标准熵和密度如下:求在25 C时，金刚石和石墨的平衡压力。/g cm-32855的标准平衡常数与温度的关系为反应 CO (g) + H 2O (g) = H2 (g) + CO 2 (g) lg

11、 K p = 2150 K/T-2.216，当 CO, H2O, H2, CO的起初组成分别为 30%, 30% 20% 20%(皆为物质的量分数)，总压为101.3 kPa 时，问在什么温度以下(或以上)反应才能向生成 产物的方向进行？2856闪锌矿(ZnS)在1700 K高温干燥空气流中焙烧时，出口气含SQ的体积分数 y(SO2)= 7%，试判断焙烧产物是 ZnO还是ZnSC4。已知1700 K , p下,各物质的摩尔生成吉布斯自由能为：ZnO (s)Zn SO4(s) SO 2(g) SO3(g) G /kJ mol-181.167-394.551 -291.625 -233.88628

12、572反应 LiCI 3NHa(s) = LiCI NHs(s) + 2NH 3(g) 在 40 C 时,Kp= 9 X (101325 Pa)。 40C, 5 dm?容器内含0.1 mol LiCl NH,试问需要通入多少摩尔 Nf(g)，才能使LiCl NH3 全部变成 LiCl 3NH3?2858在真空的容器中放入固态 NH4HS,于25 C下分解为NH3和H2S,平衡时容器内的压力为 6.665 X 104 Pa。(1)(2)固体？2859若放入NMHS时容器中已有3.998 X 104 Pa的H2S，求平衡时容器中的压力。若容器中原有6.665 X 10 Pa的NH3,问需加多大压力

13、的 H2S才能开始形成 NHHS银可能受到H2S气体的腐蚀而发生下列反应：H 2S (g) + 2Ag (s)亠 2S (s) + H 2 (g)298 K下，Ag2S (s)和H2S(g)的标准摩尔生成 Gibbs自由能 fGm分别为-40.25 kJ mol-1 和-32.93 kJ mol-1。(1) 在298 K, p下，H2S和H2的混合气体中H2S的物质的量分数低于多少时便不致 使Ag发生腐蚀？(2) 该平衡体系的最大自由度为几？2861373 K 时，2NaHCQs) = Na2CO(s) + CO 2(g) + H 2O (g) 反应的 K p = 0.231。2 3(1) 在

14、10- m的抽空容器中，放入 0.1 mol Na 2CO(s)，并通入 0.2 mol H 2O (g),问最少需通入多少摩尔的 CO，(g)才能Na2CG(s)全部转变成NaHCG(s) ?(2) 在373 K ,总压为101 325 Pa 时，要在CQ(g)及H2O (g)的混合气体中干燥潮湿的NaHCG(s)，问混合气体中 H2O(g)的分压应为多少才不致使 NaHCO(s) 分解？2862对 C (s) + CO 2(g) = 2CO (g) 的反应来说， rG$m(T) = 170.26 - (0.055 T/K) lg( T7K) + 2.615 X 10-5 (T/K) 29

15、3 2 1-2.427 X 10- (T/K) - 3.427 X 10-(T/K) J mol-(1) 试求在 T = 1200 K 及总压为101325 Pa 时CO的产率；(2)在T= 873 K,总压为1.013 X 105 Pa时，试问在反应开始时及反应后析出碳的可 能性。已知反应开始时，气体中CO2及CO的分压分别是 4.862 X 103 Pa及3.829 X 104 Pa, 而反应后气体中 CO2及CO的分压分别是 2.310 X 104 Pa及2.006 X 104 Pa。2863将1.1 g NOBr 放入-55 C抽真空的1 dm 3容器中，加热容器至 25 C,此时容器

16、内均为气态物质，测得其压力为 3.24 x 104Pa,其中存在着以下的化学平衡：2N0Br (g) = 2N0 (g) + Br 2 (g)若将容器内的气体视为理想气体，求上述反应在 25C时的标准吉布斯自由能变化值厶 G。已知原子的摩尔质量数据如下：11 1N : 14 g mol , O : 16 g mol , Br : 80 g mol2864若 298 K 时，反应 N204(g) = 2NQ(g)的 K ； = 0.1132，则：(1)当 p (N 2O)=p (NO 2) = 1 kPa时，反应将(2)当 p (N 2O)=10 kPa , p (NO 2):=1 kPa 时，

17、反应将(A)向生成NO?的方向进行(B)向生成N 2C4的方向进行(C)正好达化学平衡状态(D)难于判断其进行方向2865苯的正常沸点为 80.15 C,它在10 C时的蒸气压为5.96 kPa 。(1) 请求算气态苯与液态苯在 298.15 K 的标准生成吉布斯自由能之差值；(2) 请求算298.15 K 时,下述平衡C 6我|) = C6Hs(g)的平衡常数 K $及298.15 K 时苯的蒸气压，计算中可做合理的近似，但必须注明。2866(1) 处于标准态的CO2(g)和O2 (g)，其标准燃烧焓值为零(2) 因为(m = - RTIn K学，而K 是由平衡时的组成表示的，所以 rGm表

18、示平衡时产物的吉布斯自由能与反应物的吉布斯自由能之差(3) 水在25C , p下蒸发，求算熵变的公式为 s m=( Hm - Gm” t(4) 在恒温，恒压下可逆电池反应，求算熵变的公式为 rSm= rHn/ T上述说法正确的是： ( )(A) 1 , 2(B) 2 , 3(C) 1 , 3(D) 3,42867通常在钢瓶里的压缩氢气中含有少量氧气。实验中常将氢气通过高温下的铜粉以除去少量氧气，其反应为：2Cu(s) + (1/2) O 2(g) = Cu20(s)若在600 C时，使反应达到平衡，试问经处理后在氢气中剩余氧的浓度为多少？已知： rG$m= (-166 732 + 63.01

19、T / K )J mol-1。2868已知在 298 K, p压力下，反应 CO(g) + H 20(g) 一CO 2(g)+H 2(g)的数据如下：A fH$m (CO,g) = -110.52 kJmol-1A fH$m (H20,g) = -241.83 kJmol-1A fH$m (C02,g) = -393.51 kJmol-1S m (CO,g)=197.90 JK-1mol-1S m(H20,g) = 188.70 JK1mol-1S m (CQ,g)=213.60 JK-1mol-1S m(H2,g) = 130.60 JK-1mol-1Cp,m (CO,g)=29.10 JK

20、1mol-1Gm (H 2O,g) = 33.60 JK1mol-1G,m (C02,g)=:37.10 JK-1mol-1Cp,m (H 2,g) = 28.80 JK1mol-1将各气体视为理想气体，试计算：(1) 298 K 下反应的厶 G ；(2) 596K , 505.625 kPa 下反应的 rSm ;(3) 596K 下反应的厶6爲及K $ 。2873(1) 当温度远低于临界温度时，在合理的近似下，请得出求算液体纯物质的蒸气公式 p = p exp (- vap / RT)。式中 p = 101.325 kPa,A vap = (g, T) - (I, T)是气化的标准化学势变(

21、必需对所作的近似明确说明)(2) 298 K时，液态水与气态水的标准摩尔生成 Gibbs自由能分别为-237.191 kJ/moI和-228.597 kJ/moI ，试求水在 298 K 时的蒸气压。2874实验证明：两块没有氧化膜的光滑洁净的金属表面紧靠在一起时，它们会自动地粘合9在一起。假定外层空间的大气压力约为 1.013 x 10- Pa ,温度的影响暂不考虑，当两个镀铬的宇宙飞船由地面进入外层空间对接时，它们能否自动地粘合在一起。已知 C2O(s)的A fGm (298.15 K) = -1079 kJmol-1。设外层空间的温度为298 K,空气的组成与地面相同( O占五分之一)2

22、875在25 C ,下列三反应达到平衡时之 pH2o是:(1) CuSO4(s) + H 2O(g)=:CuSO 4 H20(s)p H2O=106.7 Pa CuSO4 H 2O(s) + 2H2O =CuSO 4 3fO(s)PH2O =746.6 Pa CuSO4 3H2O(s) + 2H2O(g)=CuSO4 5H2O(s)Ph2o =1039.9 Pa在此温度水的蒸气压为 3173.1 Pa ,试求：CuSQ(s) + 5H20(g)=CuSO 4 5HzO(s)过程的 ArG。在什么pH2O下，此反应恰好达到平衡？ 若Ph2o小于1039.9 Pa而大于746.6 Pa，有何结果。

23、2877已知反应C(石墨)+2H2(g) CH 4(g)的 rGm/J mol-1 = -75 600+52.25( T7K)lg( T7K) -63.35( T7K)。(1) 求1000 C时反应的标准平衡常数 K;(2) 在1000 C , p下CH(g)-H 2(g)混合气体(其中CH体积分数为0.5%)与合金达平衡， 求合金中C的百分含量；(3) 在1000C , p下，若要合金为石墨饱和，试问混合气中CH最低压力为多少。1000C , p下，Fe-C合金中C的百分含量与活度2878理想气体反应2A(g)=B(g)B(以石墨为标准态)的关系如上。,已知:298 K 时 fH m/kJm

24、ol-135.010.0s m/j k1mol-1250300C $p,m/J K-1mol-138.076.0(1) 下判断反应进行的方向;当体系中 Xa=0.50 时,310 K, p(2) 欲使反应与(1)方向相反方向进行，T, xa不变,压力应控制在什么范围 ？p, xa不变,温度应控制在什么范围?T, p不变,Xa应控制在什么范围？2879$在温度为1000 K时的理想气体反应 2SO(g) = 2SO(g) + 02(g)的厶(爲=10 293 J mol则该反应的平衡常数 Kp= kPa。28801/2在2000 K时，理想气体反应 CO(g) + (1/2)0 2(g) = C

25、O(g)的平衡常数 矗=0.640 (kPa)则该反应的 rGm = J mol -1 。2881理想气体反应 CO(g) + 2H 2(g)=CH 3OH的 Gm与温度T的关系为： rGm =-21 660+52.92 T,若要使反应的平衡常数 K1,则应控制的反应温度：()(A) 必须低于409.3 C (B) 必须高于409.3 K(C) 必须低于409.3 K (D) 必须等于409.3 K2882某化学反应在298 K时的标准吉布斯自由能变化为负值 ，则该温度时反应的 K将是：()(A) K= 0 (B) K 1 (D) 0 K 12883已知 2Fe(s) + O 2= 2FeO(

26、s) rGm/J mol-1 = - 519 200 + 125 T/K(3/2)Fe(s) + Q= (1/2)Fe sC4(s) J mol-1 = - 545 600 + 156.5 T/K由Fe(s),O 2(g),FeO(s) 及Fe 3O4(s)组成平衡物系的自由度是 ，平衡温度是 K 。288425C时水的饱和蒸气压为 3.168 kPa,此时液态水的标准生成吉布斯自由能厶 fGm为-1-237.19 kJ mol ,则水蒸气的标准生成吉布斯自由能为：()(A) -245.76 kJmol-1(B) -229.34 kJmol-1(C) -245.04 kJmol-1(D) -2

27、28.60 kJmol-12885反应 C(s) + 2f(g) CH4(g) 的 A rGm (1000 K)=19 290 J mol1，若参加反应的气体是由10%(体积分数)CH4、80% H2及10% N所组成的，试问反应在 T=1000 K及p=101.325kPa时能否有甲烷生成。2886在1000 K时，反应CQ H2Q -CO 2+ H2的&= 1.43，设有一反应体系，各物质的分压为：p(CQ) = 506.625 kPa , p(H 2Q) = 202.65 kPa , p(CQ) = 303.975 kPa, p(H2)= 303.975 kPa。(1) 试计算此条件下反

28、应的自由能变化 rG；(2) 已知在1200 K 时，Kp= 0.73，试判断反应的方向(设为理想气体) 。2887在合成甲醇过程中有一个水煤气变换工段，即把氢气变换成原料气 CQH(g) + CQ(g) -CQ(g) + HO(g)现有一混合气体， Ha, CQ 2,CQ 和 HO 的分压分别为 20.265,20.265,50.663,10.133 kPa 。(1) 问在820 C时反应能否发生？(2) 如果把CO2的分压提高到405.30 kPa,而CO提高到303.98 kPa,其余不变，问 情况又怎样？已知 820 C时反应的K$p = 1。2889在1 dm3的玻璃容器内放入 2.

29、695 g PCl 5,部分发生解离。在 250C达平衡，容器内的压力是101.325 kPa，计算解离度和平衡常数 K。2890戊烯和乙酸按下式反应生成酯：C 5Ho(I) + CHCQQH(I) =(I)3 _ 如果把6.45X 10 mol戊烯和0.001 mol乙酸加入 845 ml惰性溶剂里，平衡后生成了7.84X 10-4 mol酯，计算平衡常数 &，假定混合过程和反应过程物系体积不变。2891Ag 2CCQ在25C时，分解反应平衡常数 KC = 557 Pa，若大气中含 0.1%(体积分数)的CQ。 问Ag 2CQ在室温下能否分解？2892在900 C和p压力下，使CQ和H2混合气通过催化剂来研究下述反应平衡 ：CO 2(g) + H2(g) = CO(g) + H20(g)把作用后的平衡混合气体通过毛细管 ，骤然冷却到室温再进行分析 ，得到各气体的分压 ，CO: 21.70 kPa, H: 25.83 kPa, C