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淮阴师范学院《物理化学》课外习题
第六章 化学平衡
一、选择题
-1
1. 理想气体反应 N2O5 (g) = N2O4 (g) + (1/2) O2 (g) 的ΔrH $m为 41.84 kJ?mol，ΔCp = 0，试问增加 N2O4
平衡产率的条件是： ( )
(A) 降低温度 (B) 提高温度 (C) 提高压力 (D) 等温等容加入惰性气体
-12. 在 298 K 时，气相反应H2 (g)＋I2 (g) ＝ 2HI (g)的ΔrG $m＝ -16 778 J?mol，则反应的标准平衡常
数K p为: ( )
(A) 2.0 × 1012 (B) 5.91 × 106 (C) 873 (D) 18.9
3. 对于理想气体间反应，以各种形式表示的平衡常数中，其值与温度和压力皆有关系的是： ( ) (A) Ka (B) Kc (C) Kp (D) Kx (或Ky)
4. 已知反应 2NH3 = N2 + 3H2在等温条件下，标准平衡常数为 0.25，那么，在此条件下，氨的合成反应 (1/2) N2 + (3/2) H2 = NH3 的标准平衡常数为： ( ) (A) 4 (B) 0.5 (C) 2 (D) 1
5. 理想气体反应平衡常数 Kx (或Ky)与 Kc的关系是∶ ( )
(A) Kx= Kc(RT)
??BB$ (B) Kx= Kc(RT/P)
??BB? (C) Kx= Kc(RT/p)??BB (D) Kx= Kc(V/
??B?BnB)??BB
6. 在 T，p 时，理想气体反应 C2H6 (g) ＝ H2 (g) + C2H4 (g)的 Kc/Kx为： ( )
(A) RT (B) 1/(RT) (C) RT/p (D) p/(RT)
7. 在等温等压下，当反应的ΔrG m= 5 kJ?mol-1时，该反应能否进行？ ( ) (A) 能正向自发进行 (B) 能逆向自发进行 (C) 不能判断 (D) 不能进行
$8. 化学反应等温式 ΔrGm = ΔrG $m+ RTlnQa，当选取不同标准态时，反应的ΔrG m将改变，该反应的 ΔrGm
$和 Qa将： ( )
(A) 都随之改变 (B) 都不改变 (C) Qa变，ΔrGm不变 (D) Qa不变，ΔrGm 改变
9. 某温度时，NH4Cl (s)分解压力是p $，则分解反应的平衡常数为： ( )
(A) 1 (B) 1/2 (C) 1/4 (D) 1/8
10. 理想气体化学反应平衡时，应用下列哪个关系式？ ( ) (A) ΔrG m= -RT lnK p (B) ΔrG m= -RT lnK p (C) ΔrG m= -RT lnKx (D) ΔrG m= -RT lnK c
11. 25 °C时水的饱和蒸气压为3.168 kPa，此时液态水的标准摩尔生成Gibbs自由能为- 237.19 kJ·mol-1，则水蒸气的标准摩尔生成Gibbs自由能为： ( )
(A) -245.76 kJ·mol-1 (B) -229.34 kJ·mol-1 (C) -245.04 kJ·mol-1 (D) -228.60 kJ·mol-1
12. 某实际气体反应在温度为500 K、压力为202.6×102 kPa下的平衡常数K ＝ 2，则该反应在500 K、20.26 kPa下反应的平衡常数K为： ( )
$$$$$$
1
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(A) 2 (B) > 2 (C) < 2 (D) ≥ 2 13. 低压下的气相反应，在T ＝ 200 K时 Kp ＝ 8.314×102 Pa，则Kc/mol·m-3是： ( )
(A) 5×102 (B) 14×106 (C) 14×103 (D) 0.5
14. 在通常温度下，NH4HCO3 (s)可发生下列分解反应： NH4HCO3 (s) ＝ NH3 (g) + CO2 (g) + H2O (g) 。 设在两个容积相等的密闭容器A和B中，分别加入纯NH4HCO3 (s) 1 kg及20 kg，均保持在298 K达到平衡后，下列哪种说法是正确的？ ( )
(A) 两容器中压力相等 (B) A内压力大于B内压力
(C) B内压力大于A内压力 (D) 须经实际测定方能判别哪个容器中压力大 15. 对反应CO (g) + H2O (g) ＝ H2 (g) + CO2 (g) ( )
(A) K p＝ 1 (B) K p＝ Kc (C) K p > Kc (D) K p < Kc 16. 某化学反应在298 K时的标准Gibbs自由能变化为负值，则该温度时反应的值将： ( )
(A) K ＝ 0 (B) K < 0 (C) K > 1 (D) 0 < K <1
17. 在一定温度和压力下，对于一个化学反应，能用以判断其反应方向的是： ( )
(A) ΔrG $ (B) K (C) ΔG (D) ΔHprmrmm$$$$$$$$18. 已知分解反应NH2COONH4 (s) ＝ 2NH3 (g) + CO2 (g)在30 °C时的平衡常数为6.55×10-4，则此时NH2COONH4 (s)的分解压力为： ( )
(A) 16.41×103Pa (B) 594.0×103Pa (C) 5.542×103Pa (D) 2.928×103Pa 19. 已知445 °C时，Ag2O (s)的分解压力为20974 kPa，则此时分解反应Ag2O (s) ＝ 2Ag (s) + (1/2)O2 (g)的ΔrG m为： ( )
(A) 14.387 J·mol-1 (B) 15.92 kJ·mol-1 (C) -15.96 kJ·mol-1 (D) -31.83 kJ·mol-1
20. 在一定的温度下，一定量的PCl5 (g)在一密闭容器中达到分解平衡。若往容器中充入氮气，使系统的压力增加一倍（体积不变），则PCl5的解离度将: ( ) (A) 增加 (B) 减少 (C) 不变 (D) 不定
二、填空题
1. 化学平衡的化学势判据是
2. 在一定温度下，对于给定反应，K p= K x= K n= Kc的条件是 和
3. 低压气相反应的平衡常数与温度、压力的关系分别是：K P 只是温度的函数。K c是 的函数，K x是 的函数。
4. 若反应 CO (g) + (1/2) O2 (g) ＝ CO2 (g) 在 2000 K 时的Kp= 6.44，同样温度下，则反应 2CO (g)
0$??BB ?B= ，其适用条件是 。
??BB= 。
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+ O2 (g) ＝ 2CO2 (g) 的 K0p= 。
5. 温度对化学反应平衡常数影响很大，在恒压下，它们的定量关系是: 。当 时，升高温度对反应进行有利；当 时，升高温度对反应进行不利。
6. 有理想气体反应A (g) + B (g) = 3C (g)达化学平衡，在等温下维持体系总压不变，向体系中加入惰性气体，平衡 移动；若将气体置于钢筒内加入惰性气体后平衡 移动。
7. 已知N2O4的分解反应N2O4 (g) = 2NO2 (g)，在25 °C时，ΔrG $mol-1。此温度时，在p(N2O4) m= 4.78 kJ·= 3p ， p(NO2) = 2p 的条件下，反应向 方向进行。
8. 温度为T的某抽空容器中，NH4HCO3 (s)发生下列分解反应：NH4HCO3 (s) = NH3 (g) + CO2 (g) + H2O (g)，反应达平衡时总压为60 kPa，则此反应的标准平衡常数K = ____________。
9. 已知1000 K时反应：(1) CO (g) + (1/2)O2 (g) = CO2 (g) 的K1 = 1.659×1010；(2) C (s) + CO2 (g) = 2CO (g)的K2 = 1.719；则此温度下反应(3) C (s) + (1/2)O2 (g) = CO (g)的K3 = ____________。
10. 温度为T的某抽空容器中，反应B3 (s) = 3B (g)达平衡时总压力为60 kPa，则此反应的
$$$$$$标准平衡常数K$= 。
三、简答题
1. 什么是复相化学反应？
2. 什么是解离压力？
3. 什么是标准摩尔生成Gibbs自由能？
4. 五氯化磷的分解反应为PCl5 (g) ＝ PCl3 (g)＋Cl2 (g)，在一定温度和压力下，反应达平衡，改变如下条件，五氯化磷的解离度如何变化？为什么？（设均为理想气体）(1)降低气体总压；(2)通入氮气，保持压力不变，使体积增加一倍；(3)通入氮气，保持体积不变，使压力增加一倍；(4)通入氯气，保持体积不变，使压力增加一倍。
5. 在一定的温度、压力且不作非膨胀功的条件下，若某反应的ΔrG m> 0，能否研制出一种催化剂使反应正向进行？
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四、计算题
1. 反应2HI (g) ＝ H2 (g) + I2 (g)在698.6 K时的 Kp= 1.83×10-2，若以10 g I2、0.2 g H2置于3 dm3的容器中，加热使达此温度，试计算：(1) 可形成多少克 HI ？ (2) I2，H2，HI 的分压各为若干？
2. CO2在高温时按下式分解 2CO2 (g) = 2CO (g) + O2 (g)，在 p?，1000 K时解离度为 2.0×10-7，1400 K
$时为 1.27×10-4，设在该温度范围内反应热效应不随温度而改变，则在 1000 K 时反应的ΔrG $m和ΔrS m各
为多少？
3. (1) 反应CO2 (g) + C (s) ＝ 2CO (g) 的平衡结果如下： T / K 总压 p / kPa 物质的量分数 x (CO2) 1073 260.40 26.45% 1173 233.10 6.92%
(2) 2CO2 (g) ＝ 2CO (g) + O2 (g)
计算 1173 K 时，反应 (2) 的ΔrHm及ΔrS m。已知：反应 (2) 的K p(2) = 1.25×10-16，1173 K 时碳的燃烧焓ΔcH m= - 390.66 kJ?mol-1。
4. 工业上用乙苯脱氢制苯乙烯：C6H5C2H5 (g) = C6H5C2H3 (g) + H2 (g)。如反应在900 K下进行，其K? = 1.51。试分别计算在下述情况下，乙苯的平衡转化率。
(1) 反应压力为100 kPa； (2) 反应压力为10 kPa；
(1) 反应压力为100 kPa，且加入水蒸气使原料气中水蒸气与乙苯的摩尔比为10:1。
5. 在真空容器中放入NH4HS (s)，于25 °C下分解为NH3 (g)与H2S (g)，平衡时容器内的压力为66.66 kPa。
(1) 当放入NH4HS (s)时容器内已有39.99 kPa的H2S (g)，求平衡时容器中的压力。 (2) 容器内原有6.666 kPa的NH3 (g)，问H2S (g)压力为多大时才能形成NH4HS (s)？
6. 298 K时，已知甲醇蒸气的标准摩尔Gibbs生成自由能ΔfG m(CH3OH, g)为-161.92 kJ·mol-1，试求甲醇液体的标准摩尔Gibbs生成自由能ΔfG m(CH3OH, l)。已知该温度下甲醇液体的饱和蒸气压为16.343 kPa。设蒸气为理想气体。
$$$$$$???7. 两种硫化汞晶体转换反应：HgS(s,红)???HgS(s,黑)，转换反应的标准Gibbs自由能的变化值
与温度的关系为ΔtrsG m = (4100 – 6.09 T/K) × 4.184 J·mol-1。
$
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(1) 问在373 K时，哪一种硫化汞晶体较为稳定？ (2) 求该反应的转换温度。
8. 有反应：
C (s) + O2 (g) = CO2 (g); K (1) 2C (s) + O2 (g) = 2CO (g); K (2) 2CO (g) + O2 (g) = 2CO2 (g); K (3)
试导出K (1)、K (2)、K (3)三者之间的关系，从中可以得出何种启示？
9. 298 K，105 Pa时，有理想气体反应：4HCl (g) + O2 (g) = 2Cl2 (g) + 2H2O (g)。求该反应的标准平衡常数K和平衡常数Kp和Kx。已知298 K时，ΔfG $mol-1，ΔfG $m(HCl, g) = -95.265 kJ·m(H2O, g) = -228.597 kJ·mol-1。
10. 已知25 °C时的下列数据：
物质 ΔfH $mol-1 m/ kJ·S$mol-1·K-1 m/ J· 求110 °C时Ag2CO3 (s)的分解压。设ΔrC$p,m ≈ 0。
Ag2O (s) -31.05 121.3 CO2 (g) -393.509 213.74 Ag2CO3 (s) -505.8 167.4 $$$$$$$
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