第六章 化学平衡练习题解答

?rHm?298K??2?fGm?Ag2O,S???62.1kJ??mol?1

?rHm?823K???rHm?298K???Cp?T2?T1??Hm??31.05?kJ?mol?1

?rHm?823K???rHm?298K???Cp?T2?298?

?rHm??G? d??/dT?T2?T??rHm?T???61.39?kJ?mol?1?0.96?J?mol?1?T?0.96?298?K ??61.39kJ?mol?1?0.96J?mol?1?T K

TK??61.39kJ?mol?1?0.96J?mol?1?T??rGm???dT ?298KT?298K?T2??T61.39kJ?mol?10.96dT??mol?1 2?298KTTT?rGm?rGm?11??T??????61.39kJ?mol?1?0.96ln?? T298K?298KT??298?T=823 K时.

?rGm?823K?22.4kJ?mol?1??130.44

823K298K?rGm?823K??45489.0kJ?mol?1

?rGm?823K???rGm?RTlnQp

当全是空气时，pO分压达最大，pO/p?0.21

2

2??G?823K???Grmrm?RTlnQp

?45.5kJ?mol?1?8.314?823ln1?46.2kJ?mol?1>0 0.21故不能生成Ag2O(s)。

练习6.40 反应2Ca(l)+ThO2(s)?2CaO(s)+Th(s)，在1373K时?rGm??10.46kJ?mol?1，在1473K时?rGm??8.37kJ?mol?1，

试估计Ca(l)能还原ThO2(s)的最高温度T为 1874 K 。

练习6.41 两种硫化汞晶体转换反应：HgS?s,红?HgSs,黑，转换反应的标准Gibbs自由能的变化值与温度的

??关系为：?trsGm?4100?6.09T/K?4.184?J?mol?1。（1）问在373 K时，哪一种硫化汞晶体较为稳定？（2）求该反应的转换温度.

解：(1)在373K时?trsGm??4100?6.07?K?1T?373??4.184?J?mol?1?7560.2?J?mol?1>0 HgS(红)不能转化成HgS(黑)，HgS(黑)稳定. ?0， 即?4100?6.09T/K??0 (2)达到转变时 ?trGsm??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：?fGm?MnO????3849?102?74.48T?K?J?mol?1

?fGm?CO????1163?102?83.89T?K?J?mol?1，?fGm?CO2???3954?102J?mol?1。试计算：

（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2MnO?s??C?s??2Mn?s??CO2?g?能否按下列方程式进行？

解： （1）由题设可知：MnO?s??C?s??Mn?s??CO?g?

?rGm??fGm?CO???fGm?Mn???fGm?MnO???fGm?C?

代入数据得：

?rGm????1163?102?83.89T?K????3849?102?74.48T?K??J?mol?1??2686?102?158.37T?K??J?mol?1

求出反应的摩尔吉布斯自由能为：

?rGm??rGm?RTln??pco?p??

???2686?102?158.37T?K??8.315ln??0.13333?100000T?K???J?mol?1

?2686?10?270.85T?KJ?mol2???1

当?rGm＜0时，反应才能进行，因此有：T＞26800K/270.85?991.7K （2）由题意： 2MnO?s??C?s??2Mn?s??CO2?g?

?rGm??fGm?CO2???fGm?Mn??2?fGm?MnO???fGm?C?，单质的吉布斯生成焓为0.

?rGm???3954?102?2???3849?102?74.48T?K??J?mol?1

?3744?10?148.96T?KJ?mol2???1

则有： ?rGm??rGm?RTln??pco?p?? 代入数据，得：

?rGm???3744?102?148.96T?K??8.315ln??0.13333?100000T?K????3744?10?261.44T?KJ?mol＜0

2J?mol?1

???1 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6-8 估算?rGm和反应的转折温度时产生的误差来源哪些方面？

答：主要是在计算中没有考虑温度对?rHm，?rSm的影响关系。采用298 K数据计算必然产生误差。

§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?rGm和Q将 （ C ）

A、都随之改变 B、都不改变

C、Q改变，?rGm不变 D、Q不变，?rGm改变 2. 反应C（s）＋O2（g）

CO2（g）、2CO（g）＋O2（g）

2CO2（g）、C（s）＋

1O2（g）2CO（g）

的平衡常数分别为K1、K2和K3，三个平衡常数间的关系是（ C ）

A、 K3= K1K2 B、K3= K1/K2 C、K3= K1/K2 D、K3=K1/K2

3. 在温度为T的真空容器中，引入（NH4）2CO3固体，将发生下列反应: （NH4）2CO3(s) 2NH3(g)＋CO2（g）＋H2O(g)

设系统总压为p，且气体都是理想气体，欲使（NH4）2CO3固体停止分解，其平衡常数Kx必须满足（ D ）

A、 Kx?1/8 B、Kx?1/8 C、 Kx?1/64 D、Kx?1/64

4. 在通常温度下NH4HCO3(s)可发生下列分解反应：NH4HCO3(s)

NH3(g)＋CO2（g）＋H2O(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?rHm?0，?rSm(T)?0，该反应的Kp应是 （ B ）

A、Kp?1，随温度的升高而增大 B、Kp?1，随温度的升高而减小 C、Kp?1随温度的升高而增大 D、Kp?1随温度的升高而减小

6. 等温等压下，某反应的?rGm?5?kJ?mol?1，该反应 （ C ） A、正向自发进行 B、 逆向自发进行 C、不能判断 D、不能进行

7. 某低压气相反应，200 K时Kp?8.314?105Pa，该反应的Kc/(mol?dm3)是 （ A ） A、0.5 B、500 C、1.4?104 D、1.4?107

8. 反应3O2（g）= 2O3（g）在25℃时?rHm??280?J?mol?1，对该反应有利的条件时（ C ）

A、升温升压 B、升温降压 C、降温升压 D、降温降压

9. 反应PCl5（g） PCl3（g）＋Cl2（g），一定温度下，PCl5（g）的解离度为α，下列哪个反应可使α增大？ （ C ）

A、增加压力使体积缩小一倍 B、体积不变，通入N2气使压力增大一倍 C、压力不变，通入N2气使压力增大一倍 D、体积不变，通入Cl2气使压力增大一倍

10． 在一定温度下，反应A(l)＋B(l) G(l)＋H(l)的平衡常数Kc = 4.0，今以A(l)和B(l)各1mol参与反应，平衡时最大产率是 （ D ）

A、0.334％ B、33.4％ C、50％ D、66.7％

11. 在温度T、压力p时，理想气体反应C2H6(g)=H2(g)+C2H4(g)的平衡常数Kc/Kx比值为（ D ）

A、RT B、1/RT C、RT/p D、p/RT

12. 气相反应A+B=2C+D在298 K、恒定容器内进行，A和B的初始分压分别为101.325 kPa，当反应达平衡后，

A和B的平衡分压均为?101.325kPa，起始时容器内不含C和D，则该反应在298 K时的Kc/ mol?dm?3为（ A ）

A、4.31?10?3 B、8 C、10.67 D、16

13. 标准态的选择对某些物理量有影响的是下述几组物理量中的哪一组（ C ）

A、f,?,?rGm B、m,?,?F C、a,?,?rGm D、a,?,(?G/??)t,p,W?0

f1314. 某实际气体反应的平衡常数用逸度表示为Kf，则Kf与下述物理量有关的是（ C ）

A、体系的总压力 B、催化剂 C、温度 D、惰性气体的数量

15. 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：?(CO2)?1.90;?(H2)?1.10;?(CO)?1.23;?(H2O)?0.77，则平衡点将（ C ） A、向右移动 B、不移动 C、向左移动 D、无法确定

16. 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（ C ）

A、向右移动 B、向左移动 C、不移动 D、无法确定

17. 在一定温度下，一定量的PCl5(g)在某种条件下的离解度为?，欲使?增加则需采用（ C ）

A、增加压力使体积缩小一倍。 B、保持体积不变，通入N2气使压力增加一倍。 C、保持压力不变，通入N2气体体积增加一倍。 D、保持体积不变，通入Cl2气体压力增加一倍。

18. 已知FeO(s)+C(s)=CO(g)+Fe(s)，反应的?rHm为正，?rSm为正（设?rHm和?rSm为随温度而变化），欲使反应正向进行，则一定（ A ）

A、高温有利 B、低温有利 C、与温度无关 D、与压力有关

19. 化学反应若严格遵循体系的“摩尔吉布斯自由能—反应进度”曲线进行，则该反应在（ A ）

A、曲线的最低点 B、最低点与起点或终点之间的某一侧 C、曲线上的每一点 D、曲线以外某点进行着热力学可逆过程

20. 有一理想气体反应A+B=2C，在某一定温度下进行，按下列条件之一可以用?rGm直接判断反应方向和限度：

（ C ）

A、任意压力和组成

B、总压101.325kPa，物质的量分数xA?xB?xC?1/3

D、总压405.300kPa, xA?xB?1/4,xC?1/2

C、总压303.975 kPa，xA?xB?xC?1/3

21. 气相反应2NO+O2===2NO2在27℃时的Kp与Kc之比值约为：（ A ）

?4?332

A、4?10 B、4?10 C、2.5?10 D、2.54?10

22. 实际气体反应的平衡常数Kf的数值与下列因素中的哪一个无关？（ C ）

A、标准态 B、温度 C、压力 D、体系的平衡组成

23. 化学反应的平衡状态随下列因素当中的哪一个而改变？（ A ）

A、体系组成 B、标准态 C、浓度标度 D、化学反应式中的计量系数vB 24. 在相同条件下有反应式（1）A+B????2C，（2）A?B????C，则对应于（1）（2）两式的标准摩尔吉布

斯自由能变化以及平衡常数之间的关系为：（ B ） A、?rGm(1)?2?rGm(2),K1?K2 B、?rGm(1)?2?rGm(2),K1?(K2)2 C、?rGm(1)??rGm(2),K1?(K2)2

D、?rGm(1)??rGm(2),K1?K2

25. 反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)，在600℃、100kPa下达到平衡后，将压力增大到5000 Kpa，这时各气体的逸度系数为?CO?1,09,?CO?1.23,?HO?0.77。这时平衡点应当( D )

22?reGm(1)1212?reGm(2)A、保持不变 B、无法判断 C、移向右方（产物一方） D、移向左方（反应物一方）

26. 反应2NO+O2====2NO2的?rHm为负值，当此反应达到平衡时，若要使平衡向产物方向移动，可以( C ) A、升温加压 B、升温降压 C、降温升压 D、降温降压

27. 反应C(s)+2H2(g)===CH4(g)在1000 K时的?rGm=19.29 kJ。当总压为101 kPa，气相组成是：H2 70%、CH420%、N210%的条件下，上述反应（ B ）

A、正向进行 B、逆向进行 C、平衡 D、不定

28. 在某温度下，一密闭的刚性容器中的PCl5(g)达到分解平衡，若往此容器中充入N2(g)使系统压力增大二倍（此

时体系仍可按理想气体处理），则PCl5(g)的离解度将( C ) A、增大 B、减小 C、不变 D、视温度而定

29．在T＝600 K的温度下，理想气体反应：

(1)A(g)＋B(g)D(g)，K1＝0.25；(2)D(g)A(g)＋B(g)，K2＝( C )；

(3)2A(g)＋2B(g)

2D(g)，K3＝( B )。

*=1.02 kPa。pDA、 0.25； B、 0.0625； C、4.0； D、0.50

30. 在300 K下，一个抽空的容器中放入过量的A(s)，发生下列反应：A(s)= B(s) + 3D(g)达到平衡时D(g)的压力此反应的标准平衡常数K(300 K)=（ B ）。

?6 ?4

A、 1.02 B、 1.061?10C、1.04?10D、 3.06

31. 固体氧化物的分解压（分解反应是吸热的）当温度升高时： ( B )

A、 分解压降低 B、 分解压增大 C 、分解压恒定 D 、分解压不能确定

32. 在T＝380 K，总压p＝2.00 kPa下，反应C6H5C2H5(g)C6H5C2H3(g) ＋ H2(g)

的平衡系统中，加人一定量的惰性组分H2O(g)，则反应的标准平衡常数K( C )，C6H5C2H5(g)的平衡转化率a ( A )。C6H5C2H3(g)的摩尔分数y(C6H5C2H3)( D )。 A、变大； B、变小； C、不变； D、条件不全无法确定。

33. 在T，p及组成恒定，且不作非体积功的任一化学反应。

当反应能自动地进行时，则此反应的化学亲和势A( A )，?rGm( E )，Jp/K( F )；

当反应不能自动进行时，则此反应的A( E )，?rGm( A )，Jp/K( B )； 当反应处于平衡状态时，则此反应的A( C )，?rGm( C )，Jp/K( D )。

A、>0 B、＞1 C、＝0 D、＝1 E、＜0 F、＜1

34．在T＝300 K，反应 A(g)＋2B(g)D(g) 的K＝1。在一抽成真空的容器中，通人A，B及D三种理想气体，在300 K时pA＝pB＝pD＝100 kPa，在此条件下，反应( C )。

A、 从右向左自动进行 B 、从左向右自动进行 C、反应处于平衡状态 D、条件不全无法判断。

35．温度恒定为400 K，在一个带活塞的气缸中，存在下列反应 A(g)＋B(g)D(g) 平衡时体积为V，压力为p，D气体的物质的量为n0(D)。 (1)在恒温、恒压下，向上述平衡系统中，通人惰性气体C(g)，使系统的体积变大，达到新的平衡时D(g)的物质的量为n1(D)，则n1(D)( C )n0(D)； (2)将通入惰性气体后的平衡系统，恒温压缩到原来的体积V，达到平衡态时D(g)的物质的量为n2 (D)。则n2(D)( A ) n1(D)；n2(D)( B )n0(D)。

A、＞ B、＝ C、＜ D、两者的关系无法确定。

36. 已知反应： (1) 2A(g)＋B(g) 2C(g)，其标准平衡常数与温度的关系式为：lgK1＝3134／(T/K)－5.43；

(2) C(g)＋D(g) ＋D(g)

B(g)，其标准平衡常数与温度的关系式为：lgK2＝－1638／(T/K)－6.02； (3)反应2A(g)

C(g)的标准平衡常数与温度的关系式为：lgK3＝A／(T/K)＋B，式中A和B的量纲皆为一，A＝

( )；B＝( )。( B )

A、A＝4 772，B ＝0.59 B、A＝1 496，B＝?11.45 C、A＝?4772，B＝?0.59 D、A＝?542，B＝17.45

37．已知反应：2A(g)＋D(g)C(g)的标准平衡常数与温度的关系为lgK＝1 496／(T/K)－11.45