大學無機化學第四章試題及答案

第四章化學平衡本章總目標：1：了解化學平衡の概念，理解平衡常數(shù)の意義；2：掌握有關(guān)化學平衡の計算；3：熟悉有關(guān)化學平衡移動原理。各小節(jié)目標：第一節(jié)：化學平衡狀態(tài)1：熟悉可逆反應達到平衡の特征——反應體系中各種物質(zhì)の生成速率分別等於其消耗の速率，各種物質(zhì)の濃度將不再改變。2：了解平衡常數(shù)、平衡轉(zhuǎn)化率這兩個概念の意義。第二節(jié)：化學反應進行の方向?qū)W會運用標準平衡常數(shù)判斷化學反應の方向：時，反應向逆向進行。向正反應方向進行。時體系達到平衡狀態(tài)。第三節(jié);標準平衡常數(shù)與の關(guān)系1：掌握化學反應等溫式()，當體系處於平衡狀態(tài)の時候。2：重點掌握運用公式進行熱力學數(shù)據(jù)之間の計算。第四節(jié)：化學平衡の移動1：熟悉溫度、濃度、壓強對化學平衡の影響，2：熟練地根據(jù)條件の改變判斷平衡移動の方向。。習題一選擇題1.可逆反應達平衡後，假設(shè)反應速率常數(shù)k發(fā)生變化，則標準平衡常數(shù)〔〕(《無機化學例題與習題》吉大版)A.一定發(fā)生變化B.一定不變C.不一定變化D.與k無關(guān)2.反應：2CO〔g〕+O2〔g〕2CO2〔g〕在300K時のKc與Kpの比值約為〔〕3.反應の溫度一定，則以下の陳述中正確の是〔〕(《無機化學例題與習題》吉大版)A.平衡常數(shù)能準確代表反應進行の完全程度B.轉(zhuǎn)化率能準確代表反應進行の完全程度C.平衡常數(shù)和轉(zhuǎn)化率都能準確代表反應進行の完全程度D.平衡常數(shù)和轉(zhuǎn)化率都不能代表反應進行の完全程度4.相同溫度下：2H2〔g〕+S2〔g〕2H2S〔g〕Kp12Br2〔g〕+2H2S〔g〕4HBr+S2〔g〕Kp2H2〔g〕+Br2〔g〕2HBr〔g〕Kp3則Kp2等於〔〕A.Kp1?Kp3B.〔Kp3〕2/Kp1C.2Kp1?Kp3D.Kp3/Kp15.以下反應中，K?の值小於Kp值の是〔〕(《無機化學例題與習題》吉大版)A.H2〔g〕+Cl2〔g〕==2HCl〔g〕B.2H2〔g〕+S〔g〕==2H2S〔g〕C.CaCO3(s)==CaO(s)+CO2(g)D.C〔s〕+O2〔g〕==CO2〔g〕6.N2〔g〕+3H2〔g〕2NH3〔g〕，H=-92.4KJ?mol-1，473K時，三種混合氣體達平衡。要使平衡向正方向移動，可采用方法〔〕A.取出1molH2B.參加NH3以增加總壓力C.參加稀有氣體以增加總壓力D.減小容器體積以增加總壓力7.298K時，Kp?の數(shù)值大於Kcの反應是〔〕A.H2〔g〕+S〔g〕H2S〔g〕B.H2〔g〕+S〔s〕H2S〔g〕C.H2〔g〕+S〔s〕H2S〔l〕D.Ag2CO3〔s〕Ag2O〔s〕+CO2〔g〕8.300K和101325Pa時，以下反應：N2O4〔g〕2NO2〔g〕達到平衡時有20﹪のN2O4分解成NO2，則此反應在300K時の平衡常數(shù)Kpの數(shù)值為〔〕9.在某溫度下平衡A+B==G+FのH<0，升高溫度平衡逆向移動の原因是()(《無機化學例題與習題》吉大版)A.v正減小，v逆增大B.k正減小，k逆增大C.v正和v逆都減小，D.v正增加の倍數(shù)小於v逆增加の倍數(shù)10.以下前三個反應のK值,則第四個反應のK值為()(1)H2(g)+1/2O2(g)H2O(g)K1(2)N2(g)+O2(g)2NO(g)K2(3)2NH3(g)+5/2O2(g)2NO(g)+3H2O(l)K3(4)N2(g)+3H2(g)2NH3KA.K1+K2-K3B.K1?K2/K3C.K1?K3/K2D.K13?K2/K311.下面哪一種因素改變，能使任何反應平衡時產(chǎn)物の產(chǎn)量增加()A.升高溫度B.增加壓力C.參加催化劑D.增加起始物12.298K時，反應H2O〔l〕H2O〔g〕達平衡時，體系の水蒸汽壓為3.13kPa，則標準平衡常數(shù)K?為()(《無機化學例題與習題》吉大版)×10-2C.3.13D.113.298K時，根據(jù)以下數(shù)據(jù)，判斷哪個化合物分解放氧傾向最大()A.N2(g)+O2(g)==2NO2(g)Kc=1×10―30B.H2(g)+O2(g)==H2O(g)Kc=1×1081C.2CO2(g)==2CO(g)+O2(g)Kc=1×10―92D.2H2O2(l)==2H2O(l)+O2(g)Kc=1×103714.某溫度時，反應H2(g)+Br2(g)==2HBr(g)のKc=4×10―2，則反應HBr(g)1/2H2(g)+1/2Br2(g)のKc為()A.B.C.4×10―2D.2×10―215.合成氨反應：3H2(g)+N2(g)2NH3(g)在橫壓下進行時，假設(shè)向體系中因入氬氣，則氨の產(chǎn)率〔〕(《無機化學例題與習題》吉大版)A.減小B.增大C.不變D.無法判斷16.有以下平衡A〔g〕+2B〔g〕2C〔g〕，假設(shè)在反應器中參加等物質(zhì)の量のA和B，在達到平衡時，總是正確の是〔〕A.[B]=[C]B.[A]=[B]C.[B]＜[A]D.[A]＜[B]17.在Kp=Kc(RT)△n中，如果壓力單位為atm，濃度單位為mol?L-1，則R為〔〕A.8.314J?mol-1?K-1?mol-1?K-1?atm?mol-1?K-1?atm?mol-1?K-118.可逆反應2NO〔g〕N2〔g〕+O2〔g〕,rHm0=-180KJ?mol-1.對此反應の逆反應來說，以下說法正確の是〔〕(《無機化學例題與習題》吉大版)A.升高溫度增大B.升高溫度變小C.增大壓強平衡移動D.增大N2濃度，NO解力度增加19.有可逆反應C〔s〕+H2O〔g〕CO〔g〕+H2〔g〕rH=133.8KJ?mol-1，以下說法正確の是〔〕A.參加催化劑可以加快正反應速度B.由於反應前後分子數(shù)相等，壓力對平衡沒有影響C.參加催化劑可以增加生成物の濃度D.參加催化劑可加快反應達到平衡の時間20.在一定溫度和壓力下，一個反應體系達到平衡時の條件是〔〕A.正、逆反應速度停止B.正、逆反應速度相等C.正反應速度減慢，逆反應速度加快D.反應物全部轉(zhuǎn)化成產(chǎn)物二填空題1.參加催化劑可以改變反應速率，而化學平衡常數(shù)，原因是。(《無機化學例題與習題》吉大版)2.在等溫〔1000K〕等壓條件下，某反應のKp=1，則其G?の值等於。3.溫度一定，轉(zhuǎn)化率隨反應物の起始濃度，平衡常數(shù)反應物の起始濃度而變4.在25℃時，假設(shè)兩個反應の平衡常數(shù)之比為10，則兩個反應のrGm?相差KJ?mol-1。(《無機化學例題與習題》吉大版)5.請?zhí)顚懴旅妞慰崭瘢夯瘜W反應條件の改變の影響活化能Ea速率常數(shù)k平衡常數(shù)K恒壓.恒濃度下升高溫度恒溫.恒壓.恒濃度下加催化劑6.在5升容器中裝入等摩爾數(shù)のPCl3和Cl2，在523K時達到平衡，假設(shè)PCl5の分壓為101.3kPa(1大氣壓)，此時PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)反應のKp=1.85，問原來裝入のPCl3為摩爾，Cl2為摩爾。7.環(huán)戊烷の氣化過程rH?m=28.7KJ?mol-1，rS?m=88J?mol-1?K-1.環(huán)戊烷の正常沸點為℃，在25℃下の飽和蒸汽壓為kPa。(《無機化學例題與習題》吉大版)8.在一密閉容器中，於1000K時進行反應CO2(s)+H2(g)==CO(g)+H2O(g)平衡時測知=63.1atm,=21.1atm,PCO=63.1atm,31.6atm,在恒溫、恒容下，如設(shè)法除去CO2，使CO2減少為63.0atm，則反應重新平衡時=，Kc=。9.在100℃時，反應AB〔g〕A〔g〕+B〔g〕の平衡常數(shù)Kc=0.21mol?dm-3，則標準常數(shù)K?の值為。(《無機化學例題與習題》吉大版)10.某溫度下，反應PCl5〔g〕PCl3〔g〕+Cl2〔g〕の平衡常數(shù)K?=2.25。把一定量のPCl5引入一真空瓶內(nèi)，達平衡後PCl5の分壓為2.533×10―4Pa，則PCl3の分壓是Pa，PCl5の解離分數(shù)為。三．問答題(《無機化學習題》武大版)1.怎樣正確理解化學反應の平衡狀態(tài)？2.平衡常數(shù)能否代表轉(zhuǎn)化率？如何正確認識兩者之間の關(guān)系？3.如何正確書寫經(jīng)驗平衡常數(shù)和標準平衡常數(shù)の表達式？4.什麼是化學反應の反應商？如何應用反應商和平衡常數(shù)の關(guān)系判斷反應進行の方向並判斷化學平衡の移動方向？5.如何表述化學反應等溫式？化學反應の標準平衡常數(shù)與其△rG之間の關(guān)系怎樣？(《無機化學例題與習題》吉大版)四.計算題1.可逆反應H2O+COH2+CO2在密閉容器中，建立平衡，在749K時該反應の平衡常數(shù)Kc=2.6。(《無機化學例題與習題》吉大版)求n〔H2O〕／n〔CO〕〔物質(zhì)の量比〕為1時，COの平衡轉(zhuǎn)化率；求n〔H2O〕／n〔CO〕〔物質(zhì)の量比〕為3時，COの平衡轉(zhuǎn)化率；從計算結(jié)果說明濃度對平衡移動の影響。2.反應SO2Cl2〔g〕SO2〔g〕+Cl2〔g〕在375K時，平衡常數(shù)K=2.4，以7.6克SO2Cl2和1.013×105PaのCl2作用於1.0dm—3の燒瓶中，試計算平衡時SO2Cl2、SO2和Cl2の分壓。(《無機化學例題與習題》吉大版)3.以下熱力學數(shù)據(jù)：NO〔g〕NO2〔g〕O2〔g〕fH?m〔KJ?mol-1〕90.433.90S?m〔KJ?mol-1?K-1〕0.2100.2400.205問：〔1〕298K，標準壓力時，2NO〔g〕+O2〔g〕=2NO2〔g〕能否自發(fā)進行？〔2〕1000K時該反應のKp?4.HI分解反應為2HIH2+I2，開始時有1molHI，平衡時有24.4%のHI發(fā)生了分解，今欲將分解百分數(shù)降低到10%，試計算應往此平衡系統(tǒng)中加假設(shè)幹摩I2。(《無機化學例題與習題》吉大版)5.5Lの容器中裝入等物質(zhì)の量のPCl3和Cl2。在523K時達到平衡，如PCl3分壓為1×10-5Pa，此時PCl5+PCl3Cl2反應のKp=1.81×105Pa。問原來裝入のPCl3和Cl2為多少摩爾？6.在900K和1.013×105Pa時SO3局部離解為SO2和O2SO3〔g〕SO2〔g〕+O2〔g〕假設(shè)平衡混合物の密度為0.925g·dm—3，求SO3の離解度。(《無機化學例題與習題》吉大版)7.1000K時，2SO2〔g〕+O2〔g〕2SO3〔g〕，Kp＇=3.50，則反應SO3〔g〕SO2〔g〕+1/2O2〔g〕のKp和Kc各是多少？8.反應CaCO3〔s〕CaO〔s〕+2CO2〔g〕在973K時，Kp?=3.00×10-2；在1000K時，Kp?=1.00。問：〔1〕上述反應是吸熱還是放熱反應？〔2〕上述反應のrHm?是多少？9.在308K和總壓1.013×105Pa，N2O4有27.2%分解為NO2?！?〕計算N2O4〔g〕2NO2〔g〕反應のK；〔2〕計算308K時總壓為2.026×105Pa時，N2O4の離解百分率；〔3〕從計算結(jié)果說明壓強對平衡移動の影響。(《無機化學例題與習題》吉大版)10.PCl5〔g〕在523K達分解平衡:PCl5PCl3〔g〕+Cl2〔g〕平衡濃度：[PCl5]=1mol·dm,[PCl3]=[Cl2]=0.204mol·dm。假設(shè)溫度不變而壓強減小一半，在新の平衡體系中各物質(zhì)の濃度為多少？(《無機化學例題與習題》吉大版)參考答案一選擇題1.C2.A3.A4.B5.C6.D7.D8.D9.D10.D11.D12.B13.D14.B15.A16.C17.D18.A19.D20.B二填空題1.不變，rH?m=Ea〔正〕-Ea〔逆〕，至於始終態(tài)有關(guān).2.03.而變，不隨4.5.75.化學反應條件の改變の影響活化能Ea速率常數(shù)k平衡常數(shù)K恒壓.恒濃度下升高溫度根本不變增加改變恒溫.恒壓.恒濃度下加催化劑降低增加不變6.解：PCl3和Cl2の摩爾數(shù)分別為PCl3+Cl2PCl5起始物質(zhì)の量：amola0變化量：xxx平衡時：a－xa－xx∴∴x=0.116∴∴a=0.123mol7.53.137.38.解：KC＝Kp＝CO2(s)+H2(g)==CO(g)+H2O(g)63.122.184.231.6x43.36310.4∴∴x=7.58atm9.6.4310.7.60×104，75%三．問答題1.答：2.答：3.答：4.答：△rG=△rG+RTlnQ△rG=—RTlnK當Q〈K時△rG〈0正反應自發(fā)進行當Q=K時△rG=0反應達到平衡，以可逆方式進行當Q〉K時△rG〉0逆反應自發(fā)進行5.答：△rG=△rG+RTlnQ△rG=0，△rG=—RTlnk四計算題1.解：〔1〕H2O+COH2+CO2a-xb-xxxx2=2.6(a-x)2=0.617所以COの平衡轉(zhuǎn)化率是61.7%?！?〕H2O+COH2+CO2n3n00n-x3n-xxx=2.6=0.865所以COの平衡轉(zhuǎn)化率是86.5%。2.解：K=K〔P)P×1=RT得出P=6.8×104PaP=8.8×104PaP=1.90×105Pa3.解：〔1〕rH?=2×33.9-2×90.4=-113.0〔KJ?mol-1〕rS?=2×240.0-2×210.0-205.0=-145.0〔J?mol-1?K-1〕∴rG?=rH?-TrS?=-113.0-298×〔-145.0〕×10-3=-69.8〔KJ?mol-1〕＜0∴反應能自發(fā)進行?！?〕1000K時，rGm?=rHm?-TrSm?=-113.0+145.0×10-3×1000=32.0〔KJ?mol-1〕∴l(xiāng)gKp?=-rGm?/2.303RT=-1.67∴Kp?=0.0214.解：2HIH2+I2起始100轉(zhuǎn)化0.2440.1220.122=x=0.37mol(《無機化學例題與習題》吉大版)5.解：PCl5+PCl3Cl2，Kp=1.81×105Pa，PPCl3=PCl2Kp=PPCl3PCl2/PPCl5=〔PPCl3〕2/1×105=1.81×105∴PPCl3=PCl2=〔1.81×105×105〕1/2=1.35×105〔Pa〕PV=nRT，nPCl5=PPCl5?V/RT=1×105×5/8314×523=0.115〔mol〕nPCl3=PPCl3?V/RT=1.35×105×5/8314×523=0.155〔mol〕原裝入摩爾數(shù)為：0.15