化学工业出版社物理化学答案第5章化学平衡

1 第5 章 化学平衡 5 .1 . 反应)()()()(222gCOgHgOHgCO+=+的标准平衡常数与温度关系为216.2/2150lg−=TKKPθ，当CO(g)，H2O(g)，H2(g)，CO2(g)的起初组成的质量分数分别为0.30，0.30，0.20 和0.20 时，总压为100.00kPa 时，问在什么温度以下（或以上）反应才能向生产产物的方向进行？ 解：要使反应向生成物的方向进行，必须使0<∆mrG，即 0lnln<+−=∆POpmrQRTKRTG OpPKQlnln< 已知CO(g)，H2O(g)，H2(g)，CO2(g)的起初组成的质量分数分别为0.30，0.30，0.20 和0.20 则相应的摩尔分数分别为0.25，0.40，0.24 和0.11，所以 216.22150)40.025.011.024.0lg(−<××TK 解得T<1313K 5 .2 . 373K 时，)()()()(222323gOHgCOsCONasNaHCO++=反应的231.0=θPK (1)在0.01m3 的抽空容器中，放入0.1molNa2CO3(s)，并通入0.2mol)(2gOH，问最少需通入物质的量为多少的 )(2 gCO，才能使Na2CO3(s)全部转为)(3 sNaHCO？ (2)在373K，总压为101.325kPa,要在)()(22gOHgCO和 的混合气体中干燥潮湿的)(3 sNaHCO，问混合气体中)(2gOH的分压应为多少才不致)(3 sNaHCO分解？ 解：(1)欲使Na2CO3(s)全部转变为)(3 sNaHCO，应满足 OpPKQ > 即2)100000(231.0)(2PaPVnRTOH×>×，式中OHP2为剩余0.1mol)(2gOH的分压，n为使)(3 sNaHCO不分解需通入 )(2 gCO的物质的量。解得 moln24.0> 故最少需通入 )(2 gCO的物质的量为molmol34.024.01.0＝）（+ (2)设混合气体中 )(2gOH的分压为OHP2时才不致使)(3 sNaHCO分解，当生成的 2)(3 sNaHCO与)()(22gOHgCO和 处于平衡时，有 OpPKQ ＝即2)100000(231.0)101325(2222PaPPaPPPOHOHCOOH×=−×=× 解得 KPaPOH6.342= 5 .3 . 反应)()(2)(42gCHgHsC=+的129.19)1000(−⋅=∆molKJKGmrθ，若参加反应的气体的摩尔分数分别为1.0)(,8.0)(,1.0)(224===NxHxCHx，试问在1000K 和100kPa压力下，能否有 )(4 gCH生成？ 解：POmrmrQRTGGln+∆=∆ 1563.0)(64.0)(1.022224==OOHCHPPPPPQ ＝ 04.38591563.0ln1000314.8192901111>⋅=××⋅⋅+⋅=∆−−−−molJKKmolJmolJGmr 所以不可能有 )(4 gCH生成 5 .4 .在723K 时，将0.10molH2(g)和0.20mol)(2 gCO通入抽空的瓶中，发生如下反应： )()()()(222gCOgOHgCOgH+=+ (1) 平衡后瓶中总压力为50.66 kPa,经分析知其中水蒸气的摩尔分数为0.10,今在容器中加入过量的)()(sCosCoO和，在容器中又增加了如下两个平衡： )()()()(22gOHsCogHsCoO+...