第五版物理化學第五章習題答案.doc

第五章 化學平衡5.1 在某恒定的溫度和壓力下，取的A(g)進行如下化學反應 若，試證明，當反應進度時，系統(tǒng)的吉布斯函數(shù)G值為最小，這時A, B間達化學平衡。5.2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5.3 1000 K時，反應 的?，F(xiàn)有與碳反應的氣體混合物，其組成為體積分數(shù) ，。試問：（1）T = 1000 K，p = 100 kPa時，等于多少，甲烷能否形成？ （2）在1000 K下，壓力需增加到若干，上述合成甲烷的反應才可能進行。5.4 已知同一溫度，兩反應方程及其標準平衡常數(shù)如下： 求下列反應的。 解：所給反應 = (2)(1)，因此5.5 已知同一溫度，兩反應方程及其標準平衡常數(shù)如下： 求下列反應的。 解：所給反應 = 2(2)(1)，因此注：平衡組成的計算關鍵是物料衡算。5.6在一個抽空的恒容容器中引入氯和二氧化硫，若它們之間沒有發(fā)生反應，則在375.3 K時的分壓分別為47.836 kPa和44.786 kPa。將容器保持在375.3 K，經一定時間后，總壓力減少至86.096 kPa，且維持不變。求下列反應的K 。 解：反應各組分物料衡算如下 因此，5.7使一定量摩爾比為1:3的氮、氫混合氣體在1174 K，3 MPa下通過鐵催化劑以合成氨。設反應達到平衡。出來的氣體混合物緩緩地通入20 cm3鹽酸吸收氨。用氣量計測得剩余氣體的體積相當于273.15 K，101.325 kPa的干燥氣體（不含水蒸氣）2.02 dm3。原鹽酸溶液20 cm3需用濃度為52.3 mmoldm-3的氫氧化鉀溶液18.72 cm3滴定至終點。氣體通過后只需用同樣濃度的氫氧化鉀溶液15.17 cm3。求1174 K時，下列反應的。 5.8 五氯化磷分解反應 在200時的，計算： （1）200，200 kPa下PCl5的解離度。 （2）摩爾比為1:5的PCl5與Cl2的混合物，在200，101.325 kPa下，求 達到化學平衡時PCl5的解離度。解：（1）設200，200 kPa下五氯化磷的解離度為，則5.9 在994 K，使純氫氣慢慢地通過過量的CoO(s)，則氧化物部分地被還原為Co(s)。出來的平衡氣體中氫的體積分數(shù)。在同一溫度，若用CO還原CoO(s)，平衡后氣體中一氧化碳的體積分數(shù)。求等物質的量的一氧化碳和水蒸氣的混合物在994 K下，通過適當催化劑進行反應，其平衡轉化率為多少？ 解：兩還原反應的化學計量式分別為 一氧化碳與水蒸氣的反應 顯然，(3) = (2) (1)，因此 設一氧化碳和水蒸氣的物質的量分別為n，平衡轉化率為a，則 因此， 5.10 在真空的容器中放入固態(tài)的NH4HS，于25下分解為NH3(g)與H2S(g)，平衡時容器內的壓力為66.66 kPa。（1） 當放入NH4HS時容器內已有39.99 kPa的H2S(g)，求平衡時容器中的壓力。（2） 容器內原有6.666 kPa的NH3(g)，問需加多大壓力的H2S，才能形成NH4HS解：反應的化學計量式如下 5.11 現(xiàn)有理想氣體反應 開始時，A與B均為1 mol，25下，反應達到平衡時，A與B的物質的量各為(1/3) mol。（1） 求此反應的K 。（2） 開始時，A為1mol，B為2mol。（3） 開始時，A為1mol，B為1mol，C為0.5 mol。（4） 開始時，C為1mol，D為1mol。分別求反應達平衡時C的物質的量。解：（1） （2） （3） （4） 5.12 將1mol的SO2與1 mol O2的混合氣體，在101.325 kPa及903 K下通過盛有鉑絲的玻璃管，控制氣流速度，使反應達到平衡，把產生的氣體急劇冷卻，并用KOH吸收SO2及SO3。最后量得余下的氧氣在101.325 kPa，273.15 K下體積為13.78 dm3，試計算下列反應在903 K時的及。 解：平衡時反應掉的O2為 因此，平衡時各組分的物質的量為n總1.615mol5.13 383.3 K，60.483 kPa時，從測定醋酸蒸氣的密度所得到的平均摩爾質量是醋酸單體分子摩爾質量的1.520倍。假定氣體分子中只含有單分子及雙分子。求下列反應的。 解：醋酸單體分子摩爾質量為，設單分子及雙分子 的 物質的量分別為，則 5.14 （1）在1120 C下用H2還原FeO(s)，平衡時混合氣體中H2的摩爾分數(shù)為0.54。求FeO(s)的分解壓。已知同溫度下 （2） 在煉鐵爐中，氧化鐵按如下反應還原： 求1120 C下，還原1 mol FeO需要CO若干摩爾？已知同溫度下 解：（1）各反應計量式如下 顯然，（3）=（1）+（2） （2）氧化鐵還原反應 顯然， 因此所需CO(g)的物質的量為1 + 2.38 = 3.38 mol。5.15 求下列反應在298.15 K下平衡的蒸氣壓。 已知298.15 K下個物質的標準摩爾生成吉布斯函數(shù)如下。物質CuSO45H2O(s)CuSO43H2O(s)CuSO4H2O(s)CuSO4H2O(s)H2O(g)-1879.6-1399.8-917.0-661.8-228.6解： 解： 利用計算利用計算11t/305070901001101/T0.0032990.0030950.0029140.0027540.002680.00261p/kPa0.8273.99915.955.2397.47167log (kPa)-0.08