第六章计算题

计算题：

1.理想气体反应2A(g) = B(g) 已知：298K时

A 35.0 250 38.0

B 10.0 300 76.0

?fHm /kJ.mol

?

-1

Sm? /J. K-1.mol-1

Cp,m /J. K.mol

?

-1

-1

(1) 当体系中xA=0.50时，310K，p?? 下判断反应进行的方向

(2) 欲使反应与(1)方向相反方向进行,T，xA不变，压力至少应为多少p??？

p，x不变，温度至少应为多少K？T，p不变，x至少为多大？

A

A

2.已知反应CaCO3(s,方解石) ? CaCO3(s,文石)，25℃时?rGm? = 1393J.mol-1, 又知方解石在25℃和101325Pa 压力时，密度? 分别为2.710和2.994g.cm-3， 计算25℃时，至少需多大压力才能使方解石转化为文石(单位：kPa)。

3.谷氨酰胺水解反应在298K时达成平衡：

CONH2(CH2)2CHN3+COO- + H2O = NH4+ + COO-(CH2)2CHNH3+COO-(谷氨酸)，

测得混合物中含有0.92? 10-3mol. dm-3的谷氨酰胺和0.98mol. dm-3的谷氨酸， 试求平衡常数KC；若相应物质的量浓度cB和活度系数??(B)分别是0.94和0.54， 水的活度系数是0.97，试求平衡常数Ka? 。

4.把一个容积为1.0547dm3的石英器抽空，并导入一氧化氮，直到压力在297.0K时达24.14kPa

为止，将一氧化氮在容器中冻结，然后再引入0.7040g的溴，并使温度升高到达323.7K,

当达到平衡时，压力为30.82kPa，求在323.7K时反应2NOBr(g) = 2NO(g) + Br2(g) 的平衡常数Kp。(容器的热膨胀略去不计，单位：kPa)

5.已知298K下列反应：

(1) CO2(g)+2NH3(g)=H2O(g)+CO(NH2)2(s) (2) H2O(g)=H2(g)+1/2O2(g) (3) C(石墨)+O2(g)=CO2(g) (4) N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)

?rGm? (1)=1908J.mol-1 ?rGm? (2)=228597J.mol-1 ?rGm? (3)=-394384J.mol-1 ?rGm? (4)= -32434J.mol-1

试求：(1) 尿素CO(NH2)2(s)的标准生成吉布斯自由能?fGm? (单位：J·mol-1 ) (2) 由单质生成尿素反应的平衡常数Kp? (×1034)

6.取相同体积的CO和H2O进行反应，试计算在1000K此反应达平衡时混合物的组

成[即n(CO):n(H2O):n(CO2):n(H2)应为多少？]。已知在1000K时，1molH2燃烧反应

的平衡常数为lnKp1? =-20.113，1molCO燃烧反应的平衡常数为lnKp2? =-20.40。

7.已知反应：H2(g, p? , 25℃) + 1/2O2(g, p? , 25℃) ? H2O(g, p? , 25℃) 其?rGm?= －228.59kJ. mol-1, H2O(l)在25℃的标准生成吉布斯自由能

?rGm? = －237.19 kJ. mol-1，求水在25℃时饱和蒸气压，可将水蒸气视为理想气体．(单位：Pa)

8.在25℃时，将1mol乙酸同1mol乙醇混合，达平衡后，用标准碱溶液滴定，滴定结果证明，

已有0.667mol乙酸按下式反应生成乙酸乙酯：CH3COOH(l)+C2H5OH(l)=CH3COOC2H5(l)+H2O(l)

试求用物质的量分数标示的平衡常数。在25℃时，当0.500mol乙醇被加到1.000mol乙酸

中时，达到平衡后将有多少酯生成？(单位：mol)

9.已知反应1/2N2(g)+3/2H2(g)=NH3(g) 在500℃低压下的平衡常数Kp=3.75? 10-5(kPa)-1，

试计算在500℃、300P? 压力下，原料气组成为：氢:氮=3:1时的平衡组成(%)， 与实验值(NH3的体积分数为26.44%)比较(求出相对误差)，已知Kr=0.773。

10.甲烷转化反应CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)在900K下的平衡常数Kp=128? 102(kPa)2，

若取等物质的量的甲烷与水蒸气反应，问900K及P?? 压力下达平衡时的物系组成

(求出x(CH4), x(H2O), x(O), x(H2) )。

11. PCl5的分解反应PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g)，在523.2K、101.325kPa下反应达平衡后，

测得平衡混合物的密度为2.695 kg.m-3, 试计算：(1) PCl5(g)的解离度 (2) 该反应的Kp? (3) 该反应的?rGm? (单位：kJ·mol-1)

12.试问在1500K的标准状态下， 下述反应在高炉内能否进行(求?rGm? (1500K))？

Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) 已知 ?fGm?( Fe2O3)= (-811696+255.2T)J.mol-1

?fGm? (CO)= (-116315- 83.89T)J.mol-1 ?fGm?( CO2)= -395388J.mol-1

13.已知25℃时各物质的标准生成吉布斯自由能入下：

CO2(g) NH3(g) H2O(l) CO(NH2)2 ?fGm?/kJ.mol-1 -394.38 -16.64 -237.19 -203.84 计算在25℃ 下，溶液中生成尿素的反应的热力学平衡常数。 CO2(g) + 2NH3(g) ? CO(NH2)2(aq) + H2O(l)

对尿素，选m = 1mol.Kg-1且符合亨利定律的假想态为标准态。

14.计算稀溶液中酶催化反应的?rGm? (T=298K)：(单位：kJ·mol-1)

甘油醛(- 3 - P) ? 二羟丙酮(- P) 已知甘油醛(- 3 - P)(G-3-P)溶液的

浓度是0.05mol. dm-3, 当加入丙糖磷酸异构酶之后，G-3-P的浓度是0.002mol. dm-3。

15.已知25℃热力学数据如下：

乙苯(g) 苯乙烯(g) 氢(g) ?fGm? /J.mol-1

130574

213802 0

试计算乙苯脱氢和乙苯氧化脱氢在25℃时的标准平衡常数K25p? (×10)。

16.求反应Cr2O3(s) + 3C(石墨) = 2Cr(s) + 3CO(g)的?rGm?与T的关系。 假定该气体的?rHm?不随温度而变。若体系内CO的平衡分压为101.325kPa，求此时的温度(K)。

设该气体为理想气体。已知298K时的数据如下：

?.fHm?/kJmol-1 Sm?/J.K-1.mol-1 Cr2O3(s)

-1128.4

81.17

水蒸气(g)

-228597