化学平衡 习题答案 VIP免费

第三章化学平衡练习参考答案1.已知298.15K时，反应H2(g)+21O2(g)====H2O(g)的ΔrGmo为－228.57kJ•mol-1。298.15K时水的饱和蒸气压为3.1663kPa，水和密度为997kg•m-3。求298.15K反应H2(g)+21O2(g)====H2O(l)的ΔrGmo。解:设计下列过程计算ΔrGmo。ΔG1=-228.57(kJ•mol-1)ΔG2=21ppVdp=nRTln12pp=1×8.314×298.15×ln(3.1663/101.325)=-8591(J)ΔG3=0ΔrGmo=ΔG1+ΔG2+ΔG3=(-228.57)+(-8591×10-3)+0=-237.17(kJ•mol-1)2.1000K时，反应C(s)+2H2(g)====CH4(g)的ΔrGmo为19397J•mol-1。现有与碳反应的气体，其中含有CH4(g)10%，H2(g)80%，N2(g)10%(体积%)。试问:(1)T=1000K，p=101.325kPa时，甲烷能否形成？(2)在(1)的条件下，压力需加到若干，上述合成甲烷的反应才可能进行？解:体积分数等于物质的量分数，pB=xBp，p=po(1)ΔrGm=ΔrGmo+RTlnQp=ΔrGmo+RTln2)/()/(24oHoCHpppp=19397+8.314×1000×ln28.01.0=3963.7(J•mol-1)ΔrGm＞0，甲烷不能形成。(2)ΔrGm=ΔrGmo+RTlnQp=19397+8.314×1000×ln128.01.0opp当ΔrGm＜0时，该合成甲烷的反应才可能进行。解得p＞163220(Pa)=163.22(kPa)3.在一个抽空的容器中引入氯和二氧化硫，若它的之间没有发生反应，则在375.3K时的分压应分别为47.836kPa和44.786kPa。将容器保持在375.3K，经一定时间后，压力变为常数，且等于86.096kPa。求反应SO2Cl2(g)====SO2(g)+Cl2(g)的Ko。解:根据pV=nRT，各气体的分压之比等于摩尔数之比。设平衡时SO2Cl2的分压为xPa，故SO2Cl2(g)====SO2(g)+Cl2(g)开始(Pa)4478647836平衡(Pa)x44786-x47836-x平衡时的总压力(Pa):86096=x+(44786-x)+(47836-x)解得x=pSO2Cl2=6526(Pa)pSO2=44786–x=38260(Pa)pCl2=47836-x=41310(Pa)Ko=)101325/6526()101325/41310)(101325/38260(=2.394.445℃时，反应:H2(g)+I2(g)====2HI(g)的标准平衡常数为50.1。取5.3molI2与7.94molH2，使之发生反应，计算平衡时生产的HI的量。解:设平衡时HI的量为xmol，常压下(p=101325Pa)。H2(g)+I2(g)====2HI(g)开始(mol)7.945.30平衡(mol)7.94-x/25.3-x/2x平衡后混合物总量=(7.94-x/2)+(5.3-x/2)+x=13.24(mol)Ko=]24.13/)2/3.5][(24.13/)2/94.7[()24.13/(2xxx=50.1解得x1=9.48(mol)，x2=19.29(mol) x＜5.3×2(mol)，∴x=9.48(mol)5.27℃时，反应:A(g)+B(g)====AB(g)的ΔrGmo=－8368J•mol-1，欲使等摩尔的A和B有40%变成AB，需多大总压力？解:ΔrGmo=－RTlnKo=－8.314×300lnKo=－8368(J•mol-1)Ko=28.645以1molA计算。A(g)+B(g)====AB(g)开始(mol)110平衡(mol)1-0.41-0.40.4平衡后混合物总量=1.6(mol)Ko=1)101325()6.1/6.0)(6.1/6.0(6.1/4.0p=28.645解得p=6288.5(Pa)6.298.15K时，反应:A(g)====B(g)，在A和B的分压分别为1013250Pa和101325Pa时达到平衡，计算Ko和ΔrGmo。当A和B的分压分别为202650Pa和101325Pa及A和B的分压分别为Pa和506625Pa时反应的ΔrGm，并指出反应能否自发进行？解:Ko=)/()/(oAoBpppp=1013250101325=0.1ΔrGmo=－RTlnKo=－8.314×298.15ln0.1=5707.69(J•mol-1)ΔrGm1=ΔrGmo+RTlnQp=ΔrGmo+RTln)/()/(oAoBpppp=5707.69+8.314×298.15×ln202650101325=3989.5(J•mol-1)ΔrGm1＞0，反应不能否自发进行。ΔrGm2=5707.69+8.314×298.15×ln10132500506625=－1718.2(J•mol-1)ΔrGm2＜0，反应能否自发进行。7.合成氨时所用氢和氮的比例为3∶1，在673K、1013.25kPa压力下，平衡混合物中氨的摩尔百分数为3.85%。(1)求N2(g)+3H2(g)====2NH3(g)的Ko。(2)在此温度时，若要得到5%氨，总压力为多少？解:(1)平衡混合物中，NH3(g)的摩尔百分数=0.0385，则N2(g)=(1-0.0385)×(1/4)=0.2404H2(g)=(1-0.0385)×(3/4)=0.7211Ko=232)1013251013250(7211.02404.00385.0=1.64×10-4(2)平衡混合物中，NH3(g)的摩尔百分数=0.05，则N2(g)=(1-0.05)×(1/4)=0.2375H2(g)=(1-0.05)×(3/4)=0.7125Ko=232)101325(7125.02375.005.0p=1.64×10-4解得p=1.35×106(Pa)8.已知甲醇蒸气的标准生成吉布斯自由能ΔfGmo为－161.92kJ•mol-1。试求甲醇(液)的标准生成自由能(假定气体为理想气体，且已知298.15K的蒸气压为1...