物理化學(xué)第四章化學(xué)平衡練習(xí)題及答案

1、第四章化學(xué)平衡練習(xí)題一、判斷與問答題：I. 反響的吉布斯函數(shù)變就是反響產(chǎn)物與反響物之間的吉布斯函數(shù)的差值。2 .在恒定的溫度和壓力條件下，某化學(xué)反響的？rGm就是在一定量的系統(tǒng)中進(jìn)行1mol的化學(xué)反響時產(chǎn)物與反響物之間的吉布斯函數(shù)的差值。3 .因為rGm = -RTInK ，所以rGm是平衡狀態(tài)時的吉布斯函數(shù)變化。4 .rGm是反響進(jìn)度的函數(shù)。5 .在等溫等壓條件下，？rGm 0的反響一定不能進(jìn)行。6 . ?rGm的大小表示了反響系統(tǒng)處于該反響進(jìn)度Z時反響的趨勢。7. 任何一個化學(xué)反響都可以用rG m來判斷其反響進(jìn)行的方向。8. 在等溫、等壓、 W =0的條件下，系統(tǒng)總是向著吉布斯函數(shù)減小的方

2、向進(jìn)行。假設(shè)某 化學(xué)反響在給定條件下？rGm 0,那么反響物將完全變成產(chǎn)物，反響將進(jìn)行到底。9 .在等溫、等壓不作非體積功的條件下，反響的 ？ rGm 0時，假設(shè)值越小，自發(fā)進(jìn)行反 應(yīng)的趨勢也越強(qiáng)，反響進(jìn)行得越快。10 .某化學(xué)反響的？ rGm假設(shè)大于零，那么 K 一定小于1。II. 理想氣體反響 A + B = 2C ,當(dāng)pA = pB = pc時，rGm的大小就決定了反響進(jìn)行方向。12 .標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的數(shù)值不僅與方程式的寫法有關(guān)，而且還與標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的選擇有關(guān)。13 .在給定溫度和壓力下發(fā)生的PCI5的分解反響，只須測定平衡時混合氣體的密度就可以求知平衡常數(shù)了。14 .因K = f(T),所以對

3、于理想氣體的化學(xué)反響；當(dāng)溫度一定時，其平衡組成也一定。15 .假設(shè)某氣相生成反響的平衡組成，那么能求得產(chǎn)物的rGm。16 .溫度T時，假設(shè)K = l，說明這個反響在此溫度，壓力為100kPa的條件下已到達(dá)平衡。17 . 一個已達(dá)平衡的化學(xué)反響，只有當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)改變時，平衡才會移動。18 .因K = n (aB)，所有化學(xué)反響的平衡狀態(tài)隨化學(xué)反響計量系數(shù)而改變。19 .有供電能力(Wf豐0)的可逆電池反響體系的狀態(tài)，在“G了曲線上可存在的位置？20 .“純是相對的，絕對純的物質(zhì)是沒有，試從反響的親合能 A上分析這句話的道理？21 .化學(xué)反響親合勢愈大，那么自發(fā)反響趨勢越強(qiáng)，反響進(jìn)行得愈快，對否

4、？22 .標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)反響自由能的關(guān)系：rGm RTl nK，那么，為什么反響的平衡態(tài)與標(biāo)準(zhǔn)態(tài)是不相同的？23 .欲使反響產(chǎn)物的平衡濃度最大，反響物的投料比一般為多大？24 .對于計量系數(shù)？ v= 0的理想氣體化學(xué)反響，哪些因素變化不改變平衡點？25 .平衡常數(shù) K = 1的反響，在標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下反響，反響朝什么方向進(jìn)行？26 .在空氣中金屬不被氧化的條件是什么？27 .反響PCl5(g) = PCl 3(g) + Cl 2(g)在212 C、p 容器中到達(dá)平衡， PCl5離解度為， 反響的r H m= 88 kJ mol-1，以下情況下，PCb的離解度如何變化：(A) 通過減小容器體積來增加

5、壓力；(B)容器體積不變，通入N2氣來增加總壓力；(B) 升高溫度；(D)參加催化劑。28 .對于復(fù)分解反響，如有沉淀、氣體或水生成，那么容易進(jìn)行到底，試以化學(xué)平衡理論 分析其道理？29 . 2HgO(s) = 2Hg(g) + O 2(g)，在反響溫度下及 p 時，K = 4 M0-3，試問HgO(s)的分解壓力多大？當(dāng)?shù)竭_(dá)分解溫度時，與HgO(s)平衡的pHg有多大？假設(shè)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下反響，體系的總壓力是多少？30 .反響CO(g) + H 2O(g) = CO 2(g) + H2(g)，在600C、100kPa下到達(dá)平衡(各物質(zhì)的逸度系數(shù)均為1),當(dāng)壓力增大到 500kPa時，各物質(zhì)的逸度

6、系數(shù)分別為：丫(CO2,丫(H2, Y , 丫(H2,問這時平衡點向何方移動？31 .反響CaCO3(s) = CaO(s) + CO 2(g)在常溫常壓下的分解壓力并不等于零，那么古代大 理石建筑物何以能夠保存至今而不倒？32 .說明以下等式成立的條件：(A)(C)(D)對于任何反響刀v = 0 ；In心T理想氣體實際氣體In KpTpK f = K p ；(B)氣體反響lnKxTlnKcTInK2P .液相反響Ti(F)溫度對K的影響公式:(E)Hm T2RT1T2；Ka = Kx ；InK2(G)(H)壓力對凝聚態(tài)反響影響：T H 298估算轉(zhuǎn)換溫度：S298Vm P2 P1RT673K

7、、p 下到達(dá)平衡，巳知？Hm=133.5kJ mo,摩爾吉布斯自由能-反響進(jìn)度的曲線進(jìn)行，那么該反響(B)最低點與起點或終點之間的某一側(cè)；(D)曲線以外某點進(jìn)行著熱力學(xué)可逆過程。?rGm,以下理解錯誤的選項是：?rGm是在T、p、E定的條件下，進(jìn)行一個單位反響時吉布斯自由能的改變; ? rGm是在有限反響系統(tǒng)終態(tài)和始態(tài)吉布斯自由能的差值，即實際過程的 ? rGm是指定條件下反響自發(fā)進(jìn)行趨勢的量度，G2.對于摩爾反響吉布斯自由能(A)(B)(C)?G.?rGm Kp(2) ；(B)Kp(1) Kp(2)，有的Kp(1) 1 , K(C) K298 1 , KH 298 0 , S298 0隨T升

8、高而增大:隨T升高而減小在298K時該反響有：(B) K298 1 , K(D) K298 T2 ;(B) T1 T2 ;(C) T1 = T2 ;(D) T1 T2；且T2越低越好。7 .對于理想溶液反響，rGm與平衡常數(shù)的關(guān)系為:(A)rG mRT In K x；(B)rG mRT ln K c ； (C)rGmRTln K(D)rG mRT In K p;(E)rGmRT ln K m。&以下各反響，其平衡常數(shù)3Kp等于氣相總壓力的是：(A)Zn S(s) +2 O2(g) = ZnO(s) + SO 2(g)；(B)CaCO3(s)=CaO(s) +CO 2(g);(C) CuSO4

9、5H2O(s) = CuSO4 3H2O + 2H 20(g);(D) NH4HS(s) = NH 3(g) + H 2S(g);2 2(E) 3 KClO 3(s) = 3 KCl(s) + O 2(g)。9. 對于以下反響，在定溫下，增加總壓力，平衡常數(shù)Kx不變的是：(A) HCl(aq) + CaCO 3(s) = CO2(g) + H 20(1) + CaCl 2(aq);(B) CaCO3(s) = CaO(s) + CO 2(g) ;(C) C(s) + O2(g) = CO 2(g);(D) N2(g) + 3H 2(g) = 2NH 3(g) ;(E) H2(g) + Cl 2

10、(g) = 2HCl(g)。10 .反響 Ag 2CO3(s) = Ag 2O(s) + CO 2(g)為吸熱反響，在 383K時平衡常數(shù)為 Kp = 96Pa, 在CO2分壓為101.3 Pa的烘箱中烘干(溫度為383K)時，那么：(A) Ag2CO3發(fā)生分解 ;(B) Ag 2CO3不發(fā)生分解 ;(C) Ag2CO3分解反響處于平衡狀態(tài);(D)升高溫度有利 Ag2CO3分解;(E) 增大CO2分壓有利Ag2CO3分解。11. 298K時，以下反響(1)、(2)的分解壓力分別為、：2 NaHCO 3(s)=Na2CO3(s)+H2O(g)+CO 2(g)； NH4HCO3(s)=NH 3(g

11、)+H 2O(g)+CO2(g)。 假設(shè)在298K時，將摩爾量相等的 NaHCO3(s)、W2CO3 (s)與NH4HCO3(s)放在一個密 閉容器中，那么：(A) NH4HCO3(s)和 Na2CO3(s)都減少;(B) NH4HCO3(s)與 NaHCO3(s)都減少；(C) Na2CO3 (s)增加，NaHC0 3(s)減少；(D) NaHC03(s)與 NH4HCO3(s)都減少 ;(E) NaHC03(s)與 NH4HCO3(s)都增加。12 .對于理想氣體反響cC(g) + dD(g) = gG(g) + hH(g) , ? V 0，其各種平衡常數(shù) KKp、Kc、Kx，以下與溫度關(guān)

12、系式中錯誤的選項是：In KIn KpIn KT PTT(A)PP ； (B)In KpIngTTP(D)PPIn KxIn KIn KcPT P ； (C)T PTp In KpIn Kc(E)TTPpP。四、主觀題：NO2均為理想氣體，證明 N2O4的離解度 a與1 . N2O4能微量解離成 N02，假設(shè)N2O4與 壓力的平方根成反比。2. 乙烯水合反響 C2H4 + H2OC2H5OH的標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯函數(shù)改變?yōu)橄率剑簉Gm(J mol )3.47 10426.4(T /K)l n(T/K) 45.2(T/K)。試求.(1)導(dǎo)出標(biāo)準(zhǔn)反響熱與溫度的關(guān)系；(2)計算出573 K時的平衡常數(shù)；(

13、3)求573K時反響的熵變。3. 反響 ZnO(s) + H 2(g) = Zn(L) + H 20(g)的 rGm(J mo1) 232000 160(T/ K), 液,p 6164lg5.22態(tài)鋅的蒸氣壓方程為：pT，在800K時，把H2通入盛有Zn0(s)和Zn(I)的密閉容器中，求達(dá)成平衡時H2(g)和H20(g)兩種氣體物質(zhì)的量的比 n(H2)/n(H20)。4. 化學(xué)反響：NaHC03(s) = Na2CO3(s) + H20(g) + CO2(g)(1)CuS04 5H2O(s) = CuS04 3H2O(s) + 2H 20(g)(2)巳知50C時，反響(1)、(2)的分解壓力

14、分別為P1 = 3.999 kPa、p2 = 6.0528 kPa。試計算 由NaHCOs、Na2CO3、CuS04 5H2O、CuS04 3H2O固體物質(zhì)組成的體系，在50C時的平衡壓力是多少？5. 銀可能受到 H2S(g)的腐蝕而發(fā)生反響：H2S(g) + 2Ag(s) = Ag 2S(s) + H2(g),今在298K、P 下，將Ag放在等體積比的 H2與H2S混合氣體中，問：(1)能否發(fā)生腐蝕；(2)在混合氣體中，H2S(g)的百分?jǐn)?shù)小于多少時才不會發(fā)生腐蝕。巳知 298K 時，Ag2S(s)和 H2S(g)的 fGm分別為-、-33.02 kJ mol-1 。6. NaHC0 3 的

15、分解反響：2NaHCO3(s) = Na2CO3(s) + H 20(g) + CO 2(g)，實驗測定的分解壓力在30C時為p , 110C時為p 。假設(shè)反響熱與溫度無關(guān)，試求：平衡常數(shù)K 與T的關(guān)系式；(2) NaHCO 3在常壓下的分解溫度； 反響的？rHm ;恒壓下通入惰性氣體對平衡有何影響？ 設(shè)某一溫度下，有一定量的PCl5(g)在p 、體積為1升的條件下到達(dá)平衡，離解度為50%，說明以下情況下 PCl5(g)的離解度是增加，還是減少？使氣體的總壓力降低，直到體積為2升； 恒壓下，通入N2,使體積增加到2升； 恒容下，通入N2,使壓力增加到2p ；通入Cl2g，使壓力增到2p ，而體

16、積仍為1升。& 在884C時CO2與摩爾的K2CO3和摩爾的 CaC03共同加熱，平衡時 CO2的分壓為101.325kPa K2CO3不分解，熔融液中有 CaC03和K2CO3，固相為純CaO。冷卻后稱量，發(fā)現(xiàn)整個體系失去相當(dāng)于摩爾的CO2質(zhì)量，試求： 熔融物中CaCO3的摩爾分?jǐn)?shù)？ 巳知反響：CaCO3| = CaOs+ CO 2g的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)為，假設(shè)以 純CaCO3為標(biāo)準(zhǔn)態(tài)，求熔融物中 CaCO3的活度與活度系數(shù)？第四章 化學(xué)平衡練習(xí)題答案、判斷題答案：1.錯，是反響進(jìn)度為 E時，反響產(chǎn)物與反響物的偏摩爾吉布斯函數(shù)的代數(shù)和。2 錯，是在大量系統(tǒng)中的差值。3 錯，到達(dá)平衡時，反響的吉布斯

17、函數(shù)變?yōu)榱恪? 錯，Gm與反響進(jìn)度無關(guān)。5 錯，當(dāng)有非體積功時，ArGm 0的反響可以進(jìn)行，如電解冰。6 .對。7.錯，只能用 ArGm 0來判斷方向。&錯，ArGm 1向左移動；29 .答:(1)pCO23po2 30.3975 kPa33.8 kPa pHg 2Po267.6 kPap PO2PHg 2p 202.65 kPa,Kf = Kp K y , Kf不變，Kp減少，平衡31 答：常溫常壓的分解壓力231.57 10 23 p，空氣中CO2的分壓為p32 .答：(A)化學(xué)平衡態(tài)；(D) K y= 1 ；(E)(G)恒溫，VmVm ；(B)理想氣體恒壓反響； 理想溶液，理想稀溶液；(

18、H) Cp,m = 0 ,H m、(C) A= 0 ；(F) Hm不變時等壓反響;Sm與T無關(guān)。33 .答:尸1 , (A)由于AH 0,平衡向右移;(B)平衡向右移;(C)平衡向左移;(D)平衡向右移;(E)碳的活度不變，平衡不動。PCQ 0.005p，分解反響不能發(fā)生。34 .解：由(1)反響 p(H 2O) = p(CO2) = 0.50.527 = 0.2635 kPa ,由(2)反響 p(H2O) = p(CO2) = ?X 5.72 = 1.757 kPaANaHCOs)增多，NHHCOs、NaCOs減少；(B)只要NHHCO s、N32CQ s丨量足夠多，可到達(dá)平衡、單項選擇題答

19、案:1. A;2. B ;3. A;4. A;5. C;6. B ;7. D ;8. D ;9. D ;?三、多項選擇題答案：1. AE ;2. AD ;3. BC ;7. AC ;8. BE ;9. CE ;4. AC ;5. BE ;6. B ;10. BD ;11. A ;12. CE。3.解：由rG m232000160TR汀ln K；當(dāng)T =800K 時rGm232000160 800“亠77K expexp1.6210K p 1.62 10 pRT8.314800p6164lg5.22800K 時，液態(tài)Zn的蒸氣壓為p800p(Zn) = 3.27 x 10 3p= 331.3 P

20、a;根據(jù)化學(xué)反響方程式，得K= p(Zn) p-(H2O) / p(H2)p = 1.62 x 10-7所以p(H2) /p(H2O) = 2.02 x 104 貝U n(H2)/n(H2O) = 2.02 x 104四、主觀題答案:證明:KpN2O4 = 2NO2K 4 2KxP 2 P11,1214 2p1-2ni = 1+ aKp證畢2.解：1根據(jù)吉布斯r G m /T-亥姆霍茲方程，有rG m3.47p10426.41 nT 45.2rG mexpT3.47 104573K26.4T23.47T10426.4rG mRTexp87271mol-1573 In 5731.11 10573

21、43.47 1026.4T/K145.2 573 87271 J mol 11 1K molrG m71.62641nT/KrSm 573K71.626.4l n573239 JK-1mol-14.解：由反響(2):平衡時，p(H2O) = 6.0528 kPa由反響(1):平衡時，Kp(1) = p(CO2)p(H2O) = ? p2 = ? x 2 = 3.998 kPa2 共同平衡時：p(H2O) p(CO2) = Kp(1)6.0528 x p(CO2)= 3.998p(CO2) = 0.6605 kPa平衡壓力 p = p(CO2) + p(H2O) = 6.7133 kPa5 .解

22、:(1) H2S(g) + 2Ag(s) = Ag 2S(s) + H2(g),Gm40.2633.027.24 kJ mol0.5 pGm Gm RTInQa7240 8.314 298 ln7240 00.5 p所以在恒溫恒壓下，Ag會被腐蝕。(2)設(shè)不發(fā)生腐蝕時H2S(g)的摩爾分?jǐn)?shù)為 x:1 x72408.314 298 ln0 x 0.051075.107%x6.解：(1) Kp = p(CO2)p(H2O) = ? p22- 5Ti = 303 K ,K(1) = ? X2 = 1.681 X10 5T2 = 383 K ,K2 = 0.6791 由等壓式：InK= A/T+BIn(1.681 X 10-5) = A/303 + B 與 In0.6791 = A/383 + B解得：A = - 15386, B = 39.79 p = p , K = ? X(p /pI nK= - 15386/T)2 = 0.25 ,代入 ln0.25 = - 15386/T + 39.79T = 373.2 K(3) AHm