第五版物理化学第五章习题答案 - 图文

第五章 化学平衡

5.1 在某恒定的温度和压力下，取 若，试证明，当反应进度

时，系统的吉布斯函数G值为最小，这时A, B的A(g)进行如下化学反应

间达化学平衡。

1

5.2 已知四氧化二氮的分解反应

θ

－1 在298.15 K时，ΔrGm=4.75kJ?mol。试判断在此温度及下列条件下，反应进行的方向。

（1） N2O4(100 kPa), NO2(1000 kPa); （2） N2O4(1000 kPa), NO2(100 kPa); （3） N2O4(300 kPa), NO2(200 kPa); 解：由Jp进行判断

θΔrGm4.75×103K＝exp(－)=exp(－)=0.1472

RT8.314×298.15

5.3 1000 K时，反应

θ－1

的ΔrGm=19.397kJ?mol。现有与碳反应的气体混合物，其组成为体积分数

，，。试问：

2

（1）T = 1000 K，p = 100 kPa时，ΔrGm等于多少，甲烷能否形成？ （2）在1000 K下，压力需增加到若干，上述合成甲烷的反应才可能进行。

5.4 已知同一温度，两反应方程及其标准平衡常数如下：

求下列反应的K?。

解：所给反应 = (2)－(1)，因此

ΔθθθrGm=ΔrGm.2－ΔrGm，1 ?RTlnK???RTlnK?RTlnK?2?(?1)?K??K2

K?1

5.5 已知同一温度，两反应方程及其标准平衡常数如下：

求下列反应的。

3

解：所给反应 = 2×(2)－(1)，因此

θθθ ΔrGm=2ΔrGm－ΔG.2rm，1???RTlnK???2RTlnK2?(?RTlnK1)

K??(K2)2K1??

注：平衡组成的计算关键是物料衡算。

5.6 在一个抽空的恒容容器中引入氯和二氧化硫，若它们之间没有发生反应，则在375.3 K时的分压分别为47.836 kPa和44.786 kPa。将容器保持在375.3 K，经一定时间后，总压力减少至86.096 kPa，且维持不变。求下列反应的K θ。

解：反应各组分物料衡算如下

因此，

5.7 使一定量摩尔比为1:3的氮、氢混合气体在1174 K，3 MPa下通过铁催化剂以合成氨。设反应达到平衡。出来的气体混合物缓缓地通入20 cm3盐酸吸收氨。用气量计测得剩余气体的体积相当于273.15 K，101.325 kPa的干燥气体（不含水蒸气）2.02 dm3。原盐酸溶液20 cm3需用浓度为52.3 mmol·dm-3的氢氧化钾溶液18.72 cm3滴定至终点。气体通过后只需用同样浓度的氢氧化钾溶液15.17 cm3。求1174 K时，下列反应的

。

4