第六章 化学平衡练习题解答.doc

第六章 化学平衡练习题解答练习 6.1 反应的 是 ，它可表示为 G－ 图中的 切 线化学亲和势是 rmG,/Tp defrmΔGA练习 6.2 T、p 及组成恒定时反应 的摩尔反应吉布斯函数变 与化学势的关系是nrm，写出两个中的任意一个即可rmB,Tp练习 6.3 已知气相反应 在温度 T 时的标准摩尔反应吉布斯函数变 (T)，用 (T)判断反应A(g)+BD(g)    rmrm自动进行的方向和限度的条件是在温度 T 的标准状态下，且无其它功的条件下，才可以用 (T)判断反rG应自动进行的方向和限度练习 6.4 如用化学亲和势判断反应的方向和程度的判式是 ，反应自发地向右进行； ，反应自发地向0A0A9.KTT说明：用碳粉还原固态 MnO 生成纯 Mn 及 CO(g)的最低温度是 990.0 K.(2) 2MnO(s)+C(s) 2 Mn(s)+ CO2(g)=同理 22-1rmf2fmCO,gMnO,S38497.8/KJmolGGT  221395410874./JolTK213084.96/Jol 不能发生.rmrlnpGRTQ 211374108.96/Jmol7985Jl>0TK讨论 6-5 用 判断反应方向的前提条件是什么？ 的计算有几种方法？Ellingham 图有何用途？r 答： 用 判断反应方向的前提条件是 的数值足够大到可以决定 的符号，一般 >40.84 rm rmG rmGrmGkJmol1 可以判断反应方向。

的计算从两个方面入手， （1）通过 来计算， r；（2）由平衡的组成来计算Ellingham 图的用途是能够直观的表示冶金反应rexpKRT的可能性与温度的关系，能否实现金属氧化物 MO(s)的还原过程是氧原子离开了金属离子，即MO M+O，同时 C(s)或 CO(g)接受了氧原子变成了 CO(g)和 CO2(g)，图形能够清楚的反映出来，只有 MO M+O 曲线在碳的氧化曲线的下方才能是金属被还原出来练习 6.26 对于实际气体温度对 的影响是 ，对 的随温度的变化趋势是 对吸热反应 K rm2dlnKHTR  K升高温度， 增加，对正反应有利对放热反应 rm0H dln0T  rm0H dln0KT升高温度， 下降，对正反应不利练习 6.27 已知 FeO(s)+C(s)=CO(g)+Fe(s)，反应的 为正， （设 随温度而变化） ，欲使反应正向进行，则 rmH rmH升高温度 有利练习 6.28 某反应的 与 T 的关系为 /(Jmol1)＝83.145T/K－0.83145，则此反应的 ＝rmH rm dln/KT。

210/./TK练习 6.29 实际气体反应 CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)在 873 K、100 kPa 下达化学平衡，当压力增至 5000 kPa 时，各气体的逸度系数为： ， ， ， ， = 2.2067 ， (CO)1.90(H)1.0(CO)1.232(H)0.7p变 小 ，则平衡点将 向左 移动练习 6.30 对于理想气体反应 CH4(g) + 2O2(g) CO2(g) + 2H2O(g)，在恒温下，增加反应系统的总压力，而使?系统的体积变小，这时 不变 2COy练习 6.31 在刚性密闭容器中，有下列理想气体反应达平衡 A(g)+B(g)=C(g)，若在恒温下加入一定量惰性气体，则平衡将 不移动 练习 6.32 在 T＝380 K，总压 p＝2.00 kPa 下，反应 C6H5C2H5(g) C6H5C2H3(g) ＋H 2(g)的平衡系统中，加入一定?量的惰性组分 H2O(g)，则反应的标准平衡常数 不变 ；C 6H5C2H5(g)的平衡转化率 变大 ；C 6H5C2H3(g)的摩尔分数 变小 。

6523CHy讨论 6-6 温度、压力、浓度和惰性气体对化学平衡移动的影响体现在哪几个方面？答：温度、压力、浓度和惰性气体对化学平衡移动的影响体现在两个方面， （1）温度改变会改变平衡常数是平衡发生移动；（2）压力、浓度和惰性气体的变化不改变标准平衡常数，但改变平衡的组成或经验平衡常数使化学平衡移动练习 6.33 甲烷，水蒸气为 15 的混合气体，在 600 ℃，101.325 MPa 下通过催化剂，以生产合成氨用的氢气设同时发生如下反应：CH 4(g)＋H 2O(g) → CO(g)＋3H 2(g) ，CO(g)＋H 2O(g) → CO2(g)＋H 2(g) 10.589K，求平衡组成2.K解：设 CH4 和 H2O 的起始物质的量分别为 1 mol 和 5 mol，两个反应的反应进度分别 x mol 为和 y mol，既第一个反应 CH4 反应掉 x mol，第二个反应生成 CO2 为 y mol两个反应同时进行，达到同时平衡时，各组分的物质的量 nB / mol 如下：CH4(g) ＋　H 2O(g) → CO(g) ＋ 3H2(g)(1－x ) (5－x)－y x－y (3x)＋yCO(g) ＋ H2O(g) → CO2(g) ＋ H2(g) x－y (5－x) －y y (3x)＋y在填写上述各组分数量时，可按如下顺序：①按第一列出括号内各项；②根据同一组分在任一反应中的数量相同的原则，列出地二式的各相同组分的数量，例如两式中 H2O 的均为(5x)；③按第二式列出y；④ 按同一组分数量相同的原则，修改第一式各相同组分的数量，例如，H 2O 在两式均为(5x)y。

所以总的物质的量为∑nB / mol=(1－x)＋(5 －x－y) ＋(x ＋ y)＋(3x＋y)＋y=6＋2x根据标准平衡常数的定义BBB B/pnpK nn   将此式应用于上述每一个反应，现得321B.0350.58965.1xyyKx解此联立方程即可求出 x 和 y这里可采用试差法，因为已知 0故不能生成 Ag2O(s)练习 6.40 反应 2Ca(l)+ThO2(s)2CaO(s)+Th(s)，在 1373K 时 kJmol1，在 1473K 时rm10.46GkJmol1，试估计 Ca(l)能还原 ThO2(s)的最高温度 T 为 1874 K rm8.37G练习 6.41 两种硫化汞晶体转换反应： ，转换反应的标准 Gibbs 自由能的变化值与温度HgSs,HgSs,?红 黑的关系为： （1）问在 373 K 时，哪一种硫化汞晶体较为稳定？trsm4106.9/K4.18JmolT（2）求该反应的转换温度.解：(1)在 373K 时 >01 1trsm.73.4JlG  17560.2molJHgS(红)不能转化成 HgS(黑)，HgS(黑)稳定.(2)达到转变时 ， 即 trsm0 4106.9T/K0故该反应的转化温度 T=673.2 K.练习 6.42 已知有关氧化物的标准生成自由能为： 2 1fmMnO3849107.8KJmolGT， 。

试计算：2 1fmCO16308.9KJolGT 1f2C5l（1）在 0.13333 Pa 的真空条件下，用炭粉还原固态 MnO 生成纯 Mn 及 CO 的最低还原点温度是多少？（2）在（1）的条件下还原反应 能否按下列方程式进行？nssg解： （1）由题设可知： MsCOgrmffmfmfmOnMnCGGG    代入数据得：2 2r 1m16308.9K3849107.8KJolTT 2 168015.37KJmolT求出反应的摩尔吉布斯自由能为： rmrcolnGRp  2 168105.37K8.315ln0.310KJmolTT2 1.8Jmol当 时，反应才能进行，因此有：rm0G＜ 2680/7.591.T＞（2）由题意： 2MnOsC2nsOg，单质的吉布斯生成焓为 0.rmf2fmfmfmM2nCGG    2 1r3954103849107.48KJolT 2 17.6JolT则有： rmrcolnGRp 代入数据，得： 2 1rm374108.96K8.315ln0.310KJmolTT2 1374106.4KJ0molT＜求得： T>1432 K。

所以在（1）条件下，还原反应不能按照（2）的形式进行讨论 6-9 8 估算 和反应的转折温度时产生的误差来源哪些方面？rmG答：主要是在计算中没有考虑温度对 ， 的影响关系采用 298 K 数据计算必然产生误差rmH rS§4.10 复习总结自测与提高一、自测与考试 （每题 2.5 分，共计 100 分）1. 化学反应等温式..，当选取不同标准态时，反应的 和 将 （ C ）rmGQA、都随之改变 B、都不改变 C、 改变， 不变 D、 不变， 改变QrmGr2. 反应 C（s ）＋O 2（g） CO2（g） 、2CO（g）＋O 2（g） 2CO2（g） 、C（s）＋ O2（g） ? ?1?CO（g）的平衡常数分别为 、 和 ，三个平衡常数间的关系是（ C ）1K  3A、 = B、 = / C、 = / D、 =3K 1 2 3 1 2 3K 1 2 3K 12/ 3. 在温度为 T 的真空容器中，引入（NH 4） 2CO3 固体，将发生下列反应 :（NH 4） 2CO3(s) 2NH3(g)＋CO 2（g）＋ H2O(g)?设系统总压为 p，且气体都是理想气体，欲使（NH 4） 2CO3 固体停止分解，其平衡常数 必须满足（ D ）xKA、 B、 C、 D、1/8xK1/8xK1/6xK1/64xK4. 在通常温度下 NH4HCO3(s)可发生下列分解反应：NH 4HCO3(s) NH3(g)＋CO 2（g）＋H 2O(g)?设在两个容器相等的密闭容器Ⅰ和Ⅱ中，开始分别盛有纯 NH4HCO3(s)1 kg 及 20 kg，均保持在 298 K。

达到平衡后，下列哪种说法是正确？ （ A ）A、两容器中压力相等 B、 容器Ⅰ内的压力大于容器Ⅱ内的压力 C、容器Ⅱ内的压力大于容器Ⅰ内的压力 D、须经实际测定方能判别哪个容器中压力大5. 在温度 T 时，某反应的 ， ，该反应的 应是 （ B ）rm0H rm0ST() pKA、 ，随温度的升高而增大 。