化学平衡习题.pdf

化学平衡 一、简答题 1、化学反应的rGm与rGmq 有什么不同?用rGm与rGmq 判断化学反应进行的方向时有什么不同?2、化学反应的rGm O时，反应可以自发地进行 ，但一定可以进行到底吗?为什么?3、化学反应的乎衡常数是一个确定不变的常数吗?它与什么因素有关?如何知道它与这些因素有关?4、对于某一个化学反应，当人为地改变反应体系中各反应物及产物的标准状态时，反应的rGm、rGmq及平衡常数Ka有无变化?为什么?5、范特荷甫等温方程式申Ka与Qa有何不同?如何利用范特菏甫等温方程式判断反应的方向和限度?6、试就理想气体反应体系与真实气体反应体系两种情况分别说明Kf、Kp、Kc、Kx等平衡常数哪些受温度的影响?哪些受压力的影响?7、试就理想气体反应体系与真实气体反应体系两种情况说明惰性气体对Kf、Kp、Kc、Kx的影响?8、设有理想气体的化学反应A+B=C在温度T,体积V的容器中，三个组分的分压力分别为Pa、Pb Pc时达到平衡。如果在T、V恒定时注入n摩尔惰性气体，平衡将如何移动?9、平衡常数改变了，平衡一定改变。平衡改变了，平衡常数是否也一定改变?为什么?10、根据 rGmq(T)=RTln Kpq，气体反应的标准吉布斯函数变化rGmq(T)是指在温度为 T，压力为标准压力(100kPa)下，气体反应系统达平衡时，反应进度为 1mol 时的吉布斯函数变化。此说法对吗?说明理由。(4 分)11、反应 C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)，在 673K，p0下达到平衡，已知rHm0=133.5 kJ/mol，问下列条件变化时，对平衡有何影响？A、增加温度；B、增加水蒸气的分压；C、增加总压 二、计算题 1、反应 2NaHCO3(s)=NaCO3(s)+H2O(g)+CO2(g)在温度为 30 和 100 时的平衡总压分别为 0.827kPa 和 97.47kPa。设反应焓rHm与温度无关。试求：(1)该反应的反应焓 rHm。（128.2kJmol1）(2)NaHCO3(s)的分解温度（平衡总压等于外压 101.325kPa）。（373.8K）2、反应 A(g)=B(g)+C(g)在恒容容器中进行，453K 达平衡时系统总压为 p。若将此气体混合物加热到 493K，反应重新达到平衡，反应系统总压为 4 p，B 和 C 的平衡组成各增加了一倍，而 A 减少了一半。假定该反应的反应焓与温度和压力无关，试求该反应系统在此温度范围内的标准摩尔反应焓。（161 kJmol1）3、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 1:15，操作压力为 2.000 105 Pa。问在什么温度下丁烯的平衡转化率为 40%。假设反应焓和过程熵变不随温度变化，气体视为理想气体。已知 298.15K 时有关数据如下：fHmq/(kJmol1)fGmq/(kJmol1)丁二烯 110.16 150.67 丁烯 0.13 71.29 4、已知数据 物质 fHm$(298K)/kJmol1 S m$(298K)/Jmol1K1 Cp，m/Jmol1K1 CO(g)110.52 197.67 26.537 H2(g)0 130.68 26.88 CH3OH(g)200.7 239.8 18.40 对于反应 CH3OH(g)=CO(g)+2H2(g)，试求：(1)298K 时反应的rG$，rH$，rS$值。(2)300时的标准平衡常数 K$。(3)300总压 100 kPa 时 CH3OH 的分解率（只需列出计算公式，不必计算结果）。5、用丁烯脱氢制丁二烯的反应如下：CH3CH2CHCH2(g)=CH2CHCHCH2(g)+H2(g)反应过程中通入水蒸气，丁烯与水蒸气的摩尔比为 1:15，操作压力为 2.026105 Pa。已知 25时的热力学数据：fH m$/kJmol-1 fG m$/kJmol-1 丁二烯 110.16 150.67 丁烯 -0.13 71.29 试求：(1)反应在 25时的rH m$，rS m$和 rG m$。(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。(3)增加压力和水蒸汽是否对提高转化率有利？6、已知反应 A(g)+B(g)=2D(g)的 rHm及 rSm分别为 180.50kJ mol-1与24.81kJ.K-1.mol-1。设反应的 rCp.m=0。（1）计算当反应的 rGm为 125.52kJ.mol-1时反应的温度的温度是多少？（2）反应在（1）的温度下，等摩尔比的 A(g)与 B(g)开始进行，求反应达平衡时 A 的平衡转化率是多少？（3）求上述反应在 1000K 下的 K。7、理想气体反应如下：3A（g）=B（g），在压力为 101.325kPa、300.15K 下测得平衡时 40%A（g）转化掉。在压力不变时，将温度提高 10K，则 A（g）有 41%转化。求上述反应的 rHm及 rSm(设 rCP.m=0)8、在 101.325kPa 下，有反应如下：A（s）+2B（g）L（s）+M（g）此反应的标准平衡常数K与温度T 的关系式为lg K=6550/T-6.11 求：(1)求上述反应的标准反应焓 rHm（rHm与 T 无关）(2)若要求 B(g)的平衡组成 y=0.01，则反应的温度应为多少？9、PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g)在 400K 到 500K 间标准自由能变化如下:(1)试计算反应在 450K 的G0、H0、S0、Kp 及 Kc。(2)1 升容器中装入 1 克 PCl5(分子量为 208.2)，求 450K 达平衡时 PCl5的解离度及总压。10、在高温下，水蒸气通过灼热煤层反应生成水煤气；C(s)+H2O(g)=H2(g)+CO(g)已知：在 1000K 及 1200K 时，K分别为 2.472 及 37.58。（1）求算该反应在此温度范围的rHm。（2）求算 1100K 时该反应的 K及rGm。11、已知反应 A(g)+B(g)=2D(g)的 rHm及 rSm分别为 180.50kJ mol-1与24.81kJ.K-1.mol-1。设反应的 rCp.m=0。（1）计算当反应的 rGm为 125.52kJ.mol-1时反应的温度的温度是多少？（2）反应在（1）的温度下，等摩尔比的 A(g)与 B(g)开始进行，求反应达平衡时 A 的平衡转化率是多少？（3）求上述反应在 1000K 下的 K。12、在某温度 T 下，一定量的 PCl5气体在 P下分解为 PCl3和 Cl2气体，当达到平衡时，体积 V 为 1dm3，PCl5的离解度 为 0.5。试求：反应的 K以及下列情况下的：（1）通入 N2，使 V2 dm3，而 P 仍为 1 P。（2）通入 Cl2，使 P2 P，而 V 仍为 1 dm3。13、某分解反应半衰期与起始浓度无关，活化能为 217.57kJ.mol-1。（1）若该反应在 380时半衰期为 363min，则其速率常数为多少？（2）若反应在 450条件下完成 75，所需要的时间是多少？14、已知气相反应 2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)的标准平衡常数 Kc0与温度 T 的函数关系为 lg Kc0=10373K/T+2.222lgT/K-14.585 上述反应视为理想气体反应。Tkkp3101.1069.8ln（1）求该反应在 1000K 时的 rUm0、rHm0、rGm0。（2）在 1000K、2101325Pa 下若有 SO2、O2、SO3的混合气体，其中 SO2占20%，O2占 20%（体积百分比），是判断在此条件下的反应方向。15、在 288K，将适量 CO2引入某容器，测的 CO2压力为 0.0259po，若加入过量NH4COONH2(s),平 衡 后 测 的 体 系 总 压 为 0.0639 po，求 288K 时 反 应NH4COONH2(s)=2NH3(g)+CO2(g)的 Kp0。