第5章化学平衡练习题
一、单选题
1、某一温度时，当反应2SO2(g) + O2(g) ←→ 2SO3(g) 达平衡时，是指( )
A.SO2不再发生反应
B.2molSO2和1molO2反应，生成2molSO3
C.SO2,O2,SO3浓度相等
D.SO2和O2生成SO3的速度等于SO3分解的速度
2、在某温度下，反应1/2N2(g) + 3/2H2(g) = NH3(g)的平衡常数K= a，上述反应若写成2NH3(g) = N2(g) + 3H2(g)，则在相同温度下反应的平衡常数为：（）
A. a/2
B. 2a
C. a2
D. 1/ a2
3、已知反应2Ａ（g）+B(s) =2C(g)△r HΘ>0，要提高Ａ的转化率，可采用（）
A. 增加总压
B.加入催化剂
C. 增大Ａ的浓度
D.升高温度
4、已知下列反应的平衡常数：
H2（g）+S（s）=H2S（g）K1
S（s）+O2（g）=SO2（g）K2
则反应H2（g）+ SO2（g）= O2（g）+ H2S（g）的平衡常数为：( )
A. K1+ K2
B.K1- K2
C. K1K2
D.K1/K2
5、若可逆反应，当温度由T1升高至T2时，标准平衡常数K2Θ>K1Θ，此反应的等压热效应△r H m的数值将（）
A.大于零
B.小于零
C.等于零
D.无法判断
6、下列各组参数，属于状态函数的是：
A. Q p，G，V
B. Q v，V，G
C. V，S，W
D. G，U，H
7、298K时，某反应的K pΘ= 3.0×105，则该反应的△r GΘ =____KJ/mol（lg3 = 0.477）。
A. 31.2
B. －31.2
C. －71.8
D. 71.8
8、298K时，SΘN2= 191.50 J?K–1?mol–1，SΘH2= 130.57 J?K–1?mol–1，SΘNH3= 192.34 J?K–1?mol–1，反应为N2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g)，则△r SΘ = ________J?K–1?mol–1：
A. －135.73
B. 135.73
C. －198.53
D. 198.53
9、298K时，△r HΘMgCO3= 100.8 KJ?mol–1，△r SΘMgCO3= 174.8 J?K–1?mol–1，反应为MgCO3(s) = MgO(s) + CO2(g)，则598K时的△r GΘ = ________KJ?mol–1：
A. －3.73
B. 105.3
C. －1.04×105
D. 3.73
10、下列方法能使平衡2NO(g) + O2(g) = 2NO2(g)向左移动的是：
A. 增大压力
B. 增大P NO
C. 减小P NO
D. 减小压力
11、下列物理量中，属于状态函数的是( )
A. G
B. Q
C. ΔH
D. ΔG
12、下列反应中△r S m值最大的是（）
A. PCl5(g) →PCl3(g)＋Cl2(g)
B. 2SO2(g)＋O2(g) → 2SO3(g)
C. 3H2(g)＋N2(g) →2NH3(g)
D. C2H6(g)＋3.5O2(g) → 2CO2(g)＋3H2O(l)
13、反应CaCO3(s) →CaO(s)＋CO2(g)在高温下正反应能自发进行，而在298K时是不自发的，则逆反应的Δr H mΘ和Δr S mΘ是（）
A. Δr H mΘ>0和Δr S mΘ>0
B. Δr H mΘ＜0和Δr S mΘ>0
C. Δr H mΘ>0和Δr S mΘ＜0
D. Δr H mΘ＜0和Δr S mΘ＜0
14、下列热力学函数的数值等于零的是（）
A.SΘm(O2,g,298K)
B.△f GΘm(I2,g,298K)
C.△f GΘm(白磷P4,s,298K)
D.△f HΘm(金刚石,s,298K)
15、如果某反应的KΘ≥1，则它的（）
A.△r GΘm≥0 ，
B.△r GΘm≤0 ，
C.△r G m≥0 ，
D.△r G m≤0
二、判断题（判断下列各项叙述是否正确，对，打“√”；错，打“×”。）
1、某一可逆反应，当J＞KΘ时，反应自发地向逆方向进行。（）
2、化学反应的△r G越小，反应进行的趋势就越大，反应速率就越快。（）
3、对于可逆反应，平衡常数越大，反应速率越快。（）
4、体系与环境无热量交换的变化为绝热过程。（）
5、平衡常数的数值是反应进行程度的标志，故，对可逆反应而言，不管是正反应还是逆反应其平衡常数均相同。（）
6、某一反应平衡后，再加入些反应物，在相同的温度下再次达到平衡，则两次测得的平衡常数相同。（）
7、在某温度下，密闭容器中反应2NO (g) + O2 (g) = 2NO2 (g) 达到平衡，当保持温度和体积不变充入惰性气体时，总压将增加，平衡向气体分子数减少即生成NO2的方向移动。（）
8、工业生产三氧化硫通常在高温下使二氧化硫氧化，升高温度的目的，并不是为了提高平衡的转化率。（）
9、任何一个可逆的化学反应，当达到平衡时各反应物和生成物的浓度等于常数（）
10、反应2A(g) + B(g) ←→ 2C(g) ，△H < 0，由于K=[C]2/([A]2[B])，随着反应的进行，而A和B的浓度减少，故平衡常数K增大。（）
三、填空题
1、Δr HΘm＞0的可逆反应C(s)+H2O(g)=CO(g)+ H2(g) 在一定条件下达到平衡后：（1）加入H2O(g)，则H2(g)的物质的量将；（2）升高温度，H2(g)的物质的量将；增大总压，H2(g)的物质的量将；加入催化剂H2(g)的物质的量将。
2、反应2MnO4-(aq)+5H2O2(aq)+6H+(aq) = 2Mn2+(aq)+5O2(g)+8H2O(1)的标准平衡常数KΘ的表达式为。
3、在一定温度下，二硫化碳能被氧氧化，其反应方程式与标准平衡常数如下：
（1）CS2(g)+3O2= CO2(g)+2SO2(g)
（2）CS2(g)+O2(g) = CO2(g)+SO2(g)
试确立KΘ1，KΘ2之间的数量关系。
4、在一定温度下，可逆反应C(s) + CO2(g) == 2CO(g)的KΘ= 2.0；当CO2(g)与CO(g)的分压皆为100kPa 时，则该反应在同样温度时自发进行的方向为。
5、可逆反应Cl2(g) + 3F2(g) 2ClF3(g) 的△r HΘm(298K)=-326.4 kJ·mol-1，为提高F2(g)的转化率，应采用压温的反应条件。当定温定容，系统组成一定时，加入He(g)，α(F2)将。
四、简答题：
化学平衡发生移动时，其平衡常数是否一定改变?若化学平衡的平衡常数发生改变，平衡是否一定发生移动?
五、计算题
1、光气（又称碳酰氯）的合成反应为：CO(g) + Cl2（g）== COCl2（g）,100℃下该反应的KΘ=1.50×108。若反应开始时，在1.00L容器中，n0(CO)=0.035 0 mol，n0(Cl2)=0.027. 0 mol，n o(COCl2)=0 mol，并计算100℃平衡时各物种的分压和CO的平衡转化率。
2、蔗糖的水解反应为：
C12H22O11+H2O ===== C6H12O6（葡萄糖）+C6H12O6（果糖）
若在反应过程中水的浓度不变，试计算
（1）若蔗糖的起始浓度为a mol·L-1，反应达到平衡时，蔗糖水解了一半，KΘ应为多少？
（2）若蔗糖的起始浓度为2a mol·L-1，则在同一温度下达到平衡时，葡萄糖和果糖的浓度各为多少？
第四章 化学平衡练习题 一、判断与问答题： 1．反应的吉布斯函数变就是反应产物与反应物之间的吉布斯函数的差值。 2．在恒定的温度和压力条件下，某化学反应的?r G m 就是在一定量的系统中进行1mol 的 化学反应时产物与反应物之间的吉布斯函数的差值。 3．因为m r G ?= -RT ln K ，所以m r G ?是平衡状态时的吉布斯函数变化。 4．m r G ?是反应进度的函数。 5．在等温等压条件下，?r G m > 0的反应一定不能进行。 6．?r G m 的大小表示了反应系统处于该反应进度ζ时反应的趋势。 7．任何一个化学反应都可以用m r G ?来判断其反应进行的方向。 8．在等温、等压、W’ = 0的条件下，系统总是向着吉布斯函数减小的方向进行。若某化 学反应在给定条件下?r G m < 0，则反应物将完全变成产物，反应将进行到底。 9．在等温、等压不作非体积功的条件下，反应的? r G m < 0时，若值越小，自发进行反应 的趋势也越强，反应进行得越快。 10．某化学反应的? r G m 若大于零，则K 一定小于1。 11．理想气体反应 A + B = 2C ，当p A = p B = p C 时，m r G ?的大小就决定了反应进行方向。 12．标准平衡常数的数值不仅与方程式的写法有关，而且还与标准态的选择有关。 13．在给定温度和压力下发生的PCl 5的分解反应，只须测定平衡时混合气体的密度就可 以求知平衡常数了。 14．因 K = f (T )，所以对于理想气体的化学反应；当温度一定时，其平衡组成也一定。 15．若已知某气相生成反应的平衡组成，则能求得产物的m r G ?。 16．温度T 时，若K = l ，说明这个反应在此温度，压力为100kPa 的条件下已达到平衡。 17．一个已达平衡的化学反应，只有当标准平衡常数改变时，平衡才会移动。 18．因K = ∏(a B ν)，所有化学反应的平衡状态随化学反应计量系数而改变。 19．有供电能力(W f ≠ 0)的可逆电池反应体系的状态，在“G ～ξ”曲线上可存在的位置？ 20．“纯是相对的，绝对纯的物质是没有”，试从反应的亲合能A 上分析这句话的道理？ 21．化学反应亲合势愈大，则自发反应趋势越强，反应进行得愈快，对否？ 22．标准平衡常数与标准反应自由能的关系：K RT G ln m r -=?，那么，为什么反应的 平衡态与标准态是不相同的？ 23．欲使反应产物的平衡浓度最大，反应物的投料比一般为多大？ 24．对于计量系数?ν = 0的理想气体化学反应，哪些因素变化不改变平衡点？ 25．平衡常数 K = 1的反应，在标准态下反应，反应朝什么方向进行？ 26．在空气中金属不被氧化的条件是什么？ 27．反应PCl 5(g) = PCl 3(g) + Cl 2(g) 在212℃、p 容器中达到平衡，PCl 5 离解度为0.5， 反应的m r H ?= 88 kJ·mol -1，以下情况下，PCl 5的离解度如何变化： (A) 通过减小容器体积来增加压力； (B) 容器体积不变，通入N 2气来增加总压力； (B) 升高温度； (D) 加入催化剂。 28．对于复分解反应，如有沉淀、气体或水生成，则容易进行到底，试以化学平衡理论 分析其道理？ 29．2HgO(s) = 2Hg(g) + O 2(g)，在反应温度下及p = 101.325kPa 时，K = 4×10-3，试问 HgO(s) 的分解压力多大？当达到分解温度时，与HgO(s) 平衡的p Hg 有多大？若在标 准状态下反应，体系的总压力是多少？ 30．反应CO(g) + H 2O(g) = CO 2(g) + H 2(g)，在600℃、100kPa 下达到平衡(各物质的逸度 系数均为1)，当压力增大到500kPa 时，各物质的逸度系数分别为：γ (CO 2) = 1.09， γ (H 2) = 1.10，γ (CO) = 1.23，γ (H 2O) = 0.77，问这时平衡点向何方移动？ 31．反应CaCO 3(s) = CaO(s) + CO 2(g) 在常温常压下的分解压力并不等于零，那么古代大 理石建筑物何以能够保留至今而不倒？
第四章化学平衡课后习题参考答案 4解：由2×②-2×①得反应：4H 2(g)+2SO 2(g) == 4H 2O(g) + S 2(g) 5解：反应开始时： 平衡时： 即平衡时NOCl 的分压增加了（8.53-6.97）×105=1.56×105（Pa ） 对于反应： 2NO(g) + Cl 2(g) === 2NOCl(g) 平衡分压/Pa (4.18-1.56)×105 (2.79-1/2×1.56)×105 8.53×105 8解：（1）2.2710252383142.0)10252383145.0(5 2 5 =??????=θK PCl 5的分解率=0.5/0.7×100%=71.4% （2） 加入Cl 2,平衡向左移动,设生成物转化了x mol/L PCl 5 ===== PCl 3 + Cl 2 平衡分压 (0.1+x)×8314×523 (0.25-x)×8314×523 (0.25+0.05-x)×8314×523 x= 0.01074(mol/L) PCl 5的分解率=%4.68%10035.0) 01074.01.0(35.0=?+- 平衡向左移动,其分解率减小到68.4%. （3）设生成PCl 3 x mol/L PCl 5 ===== PCl 3 + Cl 2 平衡分压 (0.35-x)×8314×523 x ×8314×523 (0.05+x)×8314×523 代入平衡常数表达式 x=0.239（mol/L ） PCl 5的分解率=0.239/0.35=68.4% 8 24 21 210 06.5)80.0108.1()(?=?==θθθK K K 2 .27105238314)1.0(10523 8314)3.0(105238314)25.0(5 5 5=??+??-???-=x x x K θ2 .2710523 8314)35.0(10523 8314)05.0(10523 83145 55=??-??+???=x x x K θ) (1018.40.15503 8314500.1)()(500Pa V RT NO n NO p ? =??==) (1079.20.15503 8314000.1)()(52020Pa V RT Cl n Cl p ?=??==) (1097.60.15503 8314500.2)()(500Pa V RT NOCl n NOCl p ?=??==) (1053.80 .155038314060.3)()(5Pa V RT NOCl n NOCl p ?=??==) (940.050383140.1510) 56.118.4()()(5mol RT V NO p NO n =???-==27 .5)1/01.2()1/62.2()1/53.8(]/)([]/)([]/)([22 222===θθθθp Cl p p NO p p NOCl p K
第四章 化学平衡 一、判断与问答题： 1．化学反应自由能是反应产物与反应物之间的吉布斯自由能的差值。 2．在恒定的温度和压力条件下，某化学反应的?r G m 就是在一定量的系统中进行1mol 的化学反应时产物与反应物之间的吉布斯自由能的差值。 3．因为0r m G ?= -RT ln K ?，所以0r m G ?是达到平衡状态时体系吉布斯函数变化值。 4．0r m G ?是反应进度的函数。 5．在等温等压条件下，?r G m > 0的反应一定不能进行。 6．?r G m 的大小表示了反应系统处于该反应进度ζ时的反应的趋势。 7．任何一个化学反应都可以用0r m G ? 来判断其反应进行的方向。 8．在等温、等压条件下，系统总是向着吉布斯函数减小的方向进行。若某化学反应 在给定条件下?r G m < 0，则反应物将完全变成产物，反应将进行到底。 9．在等温、等压条件下，反应的? r G m < 0时，其值越小，自发进行反应的趋势也越 强，反应进行得越快。 10．某化学反应的? r G m 若大于零，则K ?一定小于1。 11．理想气体反应 A + B = 2C ，当p A = p B = p C 时，0r m G ?的大小就决定了反应进行 方向。 12．标准平衡常数的数值不仅与方程式的写法有关，而且还与标准态的选择有关。 13．在给定温度和压力下发生的PCl 5的分解反应，只须测定平衡时混合气体的密度 就可以求知平衡常数了。 14．因 K ?= f (T )，所以对于理想气体的化学反应；当温度一定时，其平衡组成也一 定。 15．若已知一个生成气体的反应，达到平衡是组成，则能求得反应的r m G ?。 16．温度T 时，若K ? ＝l ，说明这个反应在此温度，压力为P θ的条件下已达到平衡。 17．一个已达平衡的化学反应，只有当标准平衡常数改变时，平衡才会移动。 18．因K a = ∏(a B ν)，所有化学反应的平衡状态随化学反应计量系数而改变。 21．欲使反应产物的平衡浓度最大，反应物的投料比一般为多大？ 22．对于计量系数?ν = 0的理想气体化学反应，哪些因素变化不改变平衡点？ 23．平衡常数 K ?= 1的反应，在标准态下反应，反应朝什么方向进行？ 24．在空气中金属不被氧化的条件是什么？ 25．反应PCl 5(g) = PCl 3(g) + Cl 2(g) 在212℃、p ?容器中达到平衡，PCl 5 离解度为0.5， 反应的0r m H ?= 88 kJ·mol -1，以下情况下，PCl 5的离解度如何变化： (A) 通过减小容器体积来增加压力； (B) 容器体积不变，通入N 2气来增加总压力； (B) 升高温度； (D) 加入催化剂。 26．对于复分解反应，如有沉淀、气体或水生成，则容易进行到底，试以化学平衡理 论分析其道理？ 27．反应CaCO 3(s) = CaO(s) + CO 2(g) 在常温常压下的分解压力并不等于零，那么古 代大理石建筑物何以能够保留至今而不倒？ 二、单选题： 1．化学反应若严格遵循体系的“吉布斯自由能－反应进度”的曲线进行，则该反应 最终处于： (A) 曲线的最低点 ； (B) 最低点与起点或终点之间的某一侧；
第四章 化学平衡 一．基本要求 1．掌握化学反应定温式的各种形式，并会用来判断反应的方向和限度。 2．了解标准平衡常数的定义，掌握标准平衡常数的各种表示形式和计算方 法。 3．掌握标准平衡常数K 与r m G ?在数值上的联系，熟练用热力学方法计算 r m G ?，从而获得标准平衡常数的数值。 4．了解标准摩尔生成Gibbs 自由能f m G ?的定义和它的应用。 5．掌握温度对化学平衡的影响，记住van ’t Hoff 公式及其应用。 6．了解压力和惰性气体对化学平衡的影响。 二．把握学习要点的建议 把本章放在多组分系统之后的目的，就是要利用多组分系统中介绍的化学势 的概念和各种表示方式，来导出化学反应定温式，从而用来判断化学反应的 方向与限度。 本章又用到了反应进度的概念，不过其值处在0 1 mol -的区间之内。因为在利 用化学势的表示式来计算反应的Gibbs 自由能的变化值时，是将化学势看作为一个 定值，也就是在有限的反应系统中，化学进度为d ξ，如果在一个很大的系统中， 1 mol ξ=。 严格讲，标准平衡常数应该用绝对活度来定义，由于本教材没有介绍绝对活度 的概念，所以利用标准态化学势来对标准平衡常数下定义，其含义是一样的。从标 准平衡常数的定义式可知，标准平衡常数与标准化学势一样，都仅是温度的函数， 因为压力已指定为标准压力。对于液相反应系统，标准平衡常数有其相应的形式。 对于复相化学反应，因为纯的凝聚态物质本身就作为标准态，它的化学势就是标准 态化学势，已经归入r m G ?中，所以在计算标准平衡常数时，只与气体物质的压力 有关。 学习化学平衡的主要目的是如何判断反应的方向和限度，知道如何计算平衡常 数，了解温度、压力和惰性气体对平衡的影响，能找到一个经济合理的反应条件， 为科研和工业生产服务。而不要过多地去考虑各种浓度表示式和各种平衡常数表示 式之间的换算，否则会把自己搞糊涂了，反而没抓住主要内容。 由于标准平衡常数与r m G ?在数值上有联系，r m ln p G RT K ?=-，所以有了 r m G ?的值，就可以计算p K 的值。定义了标准摩尔生成Gibbs 自由能f m G ?，就可 以很方便地用热力学数据表中个物质的f m G ?值，来计算反应的r m G ?，从而可以求
第四章化学平衡练习题 一、判断与问答题： 1．反应的吉布斯函数变就是反应产物与反应物之间的吉布斯函数的差值。 2．在恒定的温度和压力条件下，某化学反应的?r G m就是在一定量的系统中进行1mol 的化学反应时产物与反应物之间的吉布斯函数的差值。 3．因为= - RT ln K ，所以是平衡状态时的吉布斯函数变化。 4．是反应进度的函数。 5．在等温等压条件下，?r G m > 0 的反应一定不能进行。 6．?r G m的大小表示了反应系统处于该反应进度ζ 时反应的趋势。 7．任何一个化学反应都可以用来判断其反应进行的方向。 8．在等温、等压、W' = 0 的条件下，系统总是向着吉布斯函数减小的方向进行。若某 化 学反应在给定条件下?r G m < 0 ，则反应物将完全变成产物，反应将进行到底。 9．在等温、等压不作非体积功的条件下，反应的? r G m < 0 时，若值越小，自发进行反应的趋势也越强，反应进行得越快。 10．某化学反应的? r G m若大于零，则K 一定小于1。 11．理想气体反应 A + B = 2C ，当p A = p B = p C时，的大小就决定了反应进行方向。12．标准平衡常数的数值不仅与方程式的写法有关，而且还与标准态的选择有关。 13．在给定温度和压力下发生的PCl5的分解反应，只须测定平衡时混合气体的密度就可以求知平衡常数了。 14．因K = f (T) ，所以对于理想气体的化学反应；当温度一定时，其平衡组成也一定。 15 ．若已知某气相生成反应的平衡组成，则能求得产物的。 16．温度T时，若K = l ，说明这个反应在此温度，压力为100kPa的条件下已达到平衡。 17．一个已达平衡的化学反应，只有当标准平衡常数改变时，平衡才会移动。 18．因K = ∏(a Bν) ，所有化学反应的平衡状态随化学反应计量系数而改变。 19．有供电能力(W f ≠ 0) 的可逆电池反应体系的状态，在“G～ξ”曲线上可存在的位置？ 20．“纯是相对的，绝对纯的物质是没有” ，试从反应的亲合能A 上分析这句话的道理？ 21．化学反应亲合势愈大，则自发反应趋势越强，反应进行得愈快，对否？ 22．标准平衡常数与标准反应自由能的关系：，那么，为什么反应的平衡态与标准态是不相同的？
第5章化学平衡练习题 一、单选题 1、某一温度时，当反应2SO2(g) + O2(g) ←→ 2SO3(g) 达平衡时，是指( ) A.SO2不再发生反应 B.2molSO2和1molO2反应，生成2molSO3 C.SO2,O2,SO3浓度相等 D.SO2和O2生成SO3的速度等于SO3分解的速度 2、在某温度下，反应1/2N2(g) + 3/2H2(g) = NH3(g)的平衡常数K= a，上述反应若写成2NH3(g) = N2(g) + 3H2(g)，则在相同温度下反应的平衡常数为：（） A. a/2 B. 2a C. a2 D. 1/ a2 3、已知反应2Ａ（g）+B(s) =2C(g)△r HΘ>0，要提高Ａ的转化率，可采用（） A. 增加总压 B.加入催化剂 C. 增大Ａ的浓度 D.升高温度 4、已知下列反应的平衡常数： H2（g）+S（s）=H2S（g）K1 S（s）+O2（g）=SO2（g）K2 则反应H2（g）+ SO2（g）= O2（g）+ H2S（g）的平衡常数为：( ) A. K1+ K2 B.K1- K2 C. K1K2 D.K1/K2 5、若可逆反应，当温度由T1升高至T2时，标准平衡常数K2Θ>K1Θ，此反应的等压热效应△r H m的数值将（） A.大于零 B.小于零 C.等于零 D.无法判断 6、下列各组参数，属于状态函数的是： A. Q p，G，V B. Q v，V，G C. V，S，W D. G，U，H 7、298K时，某反应的K pΘ= 3.0×105，则该反应的△r GΘ =____KJ/mol（lg3 = 0.477）。 A. 31.2 B. －31.2 C. －71.8 D. 71.8 8、298K时，SΘN2= 191.50 J?K–1?mol–1，SΘH2= 130.57 J?K–1?mol–1，SΘNH3= 192.34 J?K–1?mol–1，反应为N2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g)，则△r SΘ = ________J?K–1?mol–1： A. －135.73 B. 135.73 C. －198.53 D. 198.53 9、298K时，△r HΘMgCO3= 100.8 KJ?mol–1，△r SΘMgCO3= 174.8 J?K–1?mol–1，反应为MgCO3(s) = MgO(s) + CO2(g)，则598K时的△r GΘ = ________KJ?mol–1： A. －3.73 B. 105.3 C. －1.04×105 D. 3.73 10、下列方法能使平衡2NO(g) + O2(g) = 2NO2(g)向左移动的是： A. 增大压力 B. 增大P NO C. 减小P NO D. 减小压力 11、下列物理量中，属于状态函数的是( ) A. G B. Q C. ΔH D. ΔG 12、下列反应中△r S m值最大的是（） A. PCl5(g) →PCl3(g)＋Cl2(g) B. 2SO2(g)＋O2(g) → 2SO3(g) C. 3H2(g)＋N2(g) →2NH3(g) D. C2H6(g)＋3.5O2(g) → 2CO2(g)＋3H2O(l) 13、反应CaCO3(s) →CaO(s)＋CO2(g)在高温下正反应能自发进行，而在298K时是不自发的，则逆反应的Δr H mΘ和Δr S mΘ是（） A. Δr H mΘ>0和Δr S mΘ>0 B. Δr H mΘ＜0和Δr S mΘ>0 C. Δr H mΘ>0和Δr S mΘ＜0 D. Δr H mΘ＜0和Δr S mΘ＜0
第四章化学平衡原理参考答案 P 68~69综合思考题： 解：①根据θ θm f B m r H v H ?=?∑（其中B v 对生成物取正值，反应物取负值）有： ),()1(),()1(),(),(2 g B H g A H g E H g D H H m f m f m f m f m r θ θθθθ?-+?-+?+?=? =2×（-4RT 1）+(-2.606RT 1)+3.5RT 1+2.5RT 1 =-4.606RT 1 同理：),()1(),()1(),(),(2g B S g A S g E S g D S S m m m m m r θ θθθθ-+-++=? =2×（0.25RT 1）+(0.5RT 1)-0.3RT 1-0.7RT 1 =0.0 根据吉“布斯－赫姆霍兹”方程θ θθm r m r m r S T H G ?-?=?有： 31100.0298606.4-??--=?RT G m r θ =-4.606RT 1×10-3（kJ.mol -1）<0 ∴反应正向自发。 ②根据θθ K RT G m r ln -=?有： 606.41010606.4ln 3 13 1=??--=?-=--RT RT RT G K m r θ θ K θ=100.0 ③求Q ，根据] /[]/[] /[]/[2θ θθθP P P P P P P P Q B A E D ??=有： ]3.101/3.1015.0[]3.101/3.1010.1[] 3.101/3.1015.0[]3.101/3.1015.0[2kPa kPa kPa kPa kPa kPa kPa kPa Q ??????= =0.25 ∵Q 1．反应的吉布斯函数变就是反应产物与反应物之间的吉布斯函数的差值。 解：错，是反应进度为ξ时，反应产物与反应物的偏摩尔吉布斯函数的代数和。 2．在恒定的温度和压力条件下，某化学反应的?r G m就是在一定量的系统中进行1mol的化学反应时产物与反应物之间的吉布斯函数的差值。 解：错，是在大量系统中的差值。 3．因为= -RT ln K ，所以是平衡状态时的吉布斯函数变化。 解：错，达到平衡时，反应的吉布斯函数变为零。 4．是反应进度的函数。 解：错，与反应进度无关。 5．在等温等压条件下，?r G m > 0的反应一定不能进行。 解：错，当有非体积功时，Δr G m > 0的反应可以进行，如电解冰。 6．?r G m的大小表示了反应系统处于该反应进度ζ时反应的趋势。 解：对。 7．任何一个化学反应都可以用来判断其反应进行的方向。 解：错，只能用Δr G m ≤ 0来判断方向。 8．在等温、等压、W’ = 0的条件下，系统总是向着吉布斯函数减小的方向进行。若某化学反应在给定条件下?r G m < 0，则反应物将完全变成产物，反应将进行到底。 解：错，Δr G m < 0只是在给定反应进度那一时刻的判定条件。当反应进行后，Δr G m会发生变化，到Δr G m = 0时达到平衡。一般情况下反应物不可能都变成产物。 9．在等温、等压不作非体积功的条件下，反应的? r G m < 0时，若值越小，自发进行反应的趋势也越强，反应进行得越快。 解：错，热力学中无时间量，因而无快慢。 10．某化学反应的? r G m若大于零，则K 一定小于1。 解：错，K 由决定。 11．理想气体反应A + B = 2C，当p A = p B = p C时，的大小就决定了反应进行方向。 解：对。 12．标准平衡常数的数值不仅与方程式的写法有关，而且还与标准态的选择有关。 解：对。 13．在给定温度和压力下发生的PCl5的分解反应，只须测定平衡时混合气体的密度就可以求知平衡常数了。 解：对。 !第四章 化学平衡 ;选择题 1．下面的叙述中违背平衡移动原理的是 (A) 升高温度平衡向吸热方向移动 (B) 增加压力平衡向体积缩小的方向移动 (C) 加入惰性气体平衡向总压力减少的方向移动 (D) 降低压力平衡向增加分子数的方向移动 答案：C 。加入惰性气体平衡向总压力增大的方向移动 2．要使一个化学反应系统在发生反应后焓值不变, 必须满足的条件是 (A) 温度和内能都不变 (B) 内能和体积都不变 (C) 孤立系统 (D) 内能, 压力与体积的乘积都不变 答案：D 。因ΔH ＝ΔU ＋Δ（pV ） 3．在等温等压下，当反应的?r G m ? = 5kJ ·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 答案：C 。应该用?r G m 判断而不是?r G m ? 。 4．已知反应 2NH 3 = N 2 + 3H 2，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 N 2 + 3/2 H 2 = NH 3 的标准平衡常数为：N2+3H2=2NH3 标准平衡常数为4 所以答案为C (A) 4 (B) 0.5 (C) 2 (D) 1 答案：C 。 5．反应 2C(s) + O 2(g) ←→ 2CO(g)，其?r G m ? /(J ·mol -1 ) = -232600 - 167.7T /K ，若温度升高，则： (A) ?r G m ? 变负，反应更完全 (B) K p ? 变大，反应更完全 (C) K p ? 变小，反应更不完全 （D ）无法判断 答案：C 6．对于气相反应，当体系总压力p 变化时 (A) 对K f ? 无影响 (B) 对K r 无影响 (C) 对K p ? 无影响 (D) 对K f ? 、K r 、K p ? 均无影响 答案：A 。理想气体的K p ? 不受压力的影响而真实气体的K p ? 将随压力而变。 7．理想气体反应CO(g)+2H 2(g) = CH 3OH(g)的?r G m ?与温度T 的关系为： ?r G m ? = －21660+52.92T ，若要使反应的平衡常数K p ? >1，则应控制的反应温度： (A) 必须低于409.3℃ (B) 必须高于409.3K (C) 必须低于409.3K (D) 必须等于409.3K 答案：C 8．某化学反应在298K 时的标准吉布斯自由能变化为负值，则该温度时反应的K p ?将是： (A)K p ?= 0 (B) K p ? < 0 (C) K p Θ > 1 (D) 0 < K p ? < 1 答案：C 。根据ln r m p G RT K ?=-$ $ 。 9．25℃ 时水的饱和蒸气压为3.168kPa, 此时液态水的标准生成吉布斯自由能?f G m ?为－ 237.19kJ ·mol －1 ，则水蒸气的标准生成吉布斯自由能为： (A) －245.76kJ ·mol －1 (B) －229.34kJ ·mol －1 (C) －245.04kJ ·mol －1 (D) －228.60kJ ·mol －1 答案：D 。可以设计使25℃的液态水变为3.168kPa 的水蒸气，此为恒温恒压可逆相变 第四章 化学平衡 习题4-1 为什么说化学反应的平衡态是反应进行的最大限度？ 答：反应达到平衡之前，?r G m <0，当反应平衡时， ?r G m =0，如果反应要继续向正反应方向进行，则 ?r G m >0。而定温定压，不作非体积功的条件下， ?r G m >0 的反应是不能自发进行的。所以化学反应的平衡态是反应进行的最大限度。 习题4-2 影响化学平衡的因素有哪些？那些因素不影响平衡常数？ 答案：温度、压力的变化；反应体系中各组分的浓度变化；添加惰性气体等因素都可以使化学平衡发生移动，但只有温度的变化才能影响标准平衡常数。 习题4-3 已知反应N 2O 4 === 2NO 2 在298K 时的14.78r m G kJ mol θ-?=?， 试判断在该温度及下列条件下的反应方向。 （1） 242561.01310, 1.01310N O NO p Pa p Pa =?=? （2） 2425151.01310, 1.01310N O NO p Pa p Pa =?=? （3） 242553.03910, 2.02610N O NO p Pa p Pa =?=? 解： 4780 ln =-=?θθK RT G m r 得 K θ = 0.145 设反应体系为理想气体，则θθP P P P Q O N NO p 4222 )(= 根据公式： Q RT K RT G m r ln ln +-=?θ 得 (1) Q =101.3 Q > K θ 反应向逆反应方向进行 (2) Q =1.013×1020 Q > K θ 反应向逆反应方向进行 (3) Q =1.35 Q > K θ 反应向逆反应方向进行 习题4-4 反应C(s) + H 2O(g) ==== H 2(g) + CO(g) 若在1000K 及1200K 时的K θ分别为 2.472及37.58。试计算在此温度范围内的平均反应热r m H θ?及在1100K 时的标准平衡常数。 解： )1200110001(472.258.37ln ) 1000()1200(ln -?==R H K K K K m r θθθ 1 76.135-?=?mol kJ H m r θ )1100 110001(314.8135760472.2)1100(ln -=K K θ 91.10)1100(=K K θ !第四章 化学平衡 ;选择题 1．下面的叙述中违背平衡移动原理的是 (A) 升高温度平衡向吸热方向移动 (B) 增加压力平衡向体积缩小的方向移动 (C) 加入惰性气体平衡向总压力减少的方向移动 (D) 降低压力平衡向增加分子数的方向 移动 答案：C 。加入惰性气体平衡向总压力增大的方向移动 2．要使一个化学反应系统在发生反应后焓值不变, 必须满足的条件是 (A) 温度和内能都不变 (B) 内能和体积都不变 (C) 孤立系统 (D) 内能, 压 力与体积的乘积都不变 答案：D 。因ΔH ＝ΔU ＋Δ（pV ） 3．在等温等压下，当反应的r G m = 5kJ ·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 答案：C 。应该用r G m 判断而不是r G m 。 4．已知反应 2NH 3 = N 2 + 3H 2，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 N 2 + 3/2 H 2 = NH 3 的标准平衡常数为：N2+3H2=2NH3 标准平衡 常数为4 所以答案为C (A) 4 (B) 0.5 (C) 2 (D) 1 答案：C 。 5．反应 2C(s) + O 2(g) 2CO(g)，其r G m /(J ·mol -1) = -232600 - 167.7T /K ，若温度升高， 则： (A) r G m 变负，反应更完全 (B) K p 变大，反应更完全 (C) K p 变小，反应更不完 全 （D ）无法判断 答案：C 6．对于气相反应，当体系总压力p 变化时 (A) 对K f 无影响 (B) 对K r 无影响 (C) 对K p 无影响 (D) 对K f 、K r 、K p 均 无影响 答案：A 。理想气体的K p 不受压力的影响而真实气体的K p 将随压力而变。 7．理想气体反应CO(g)+2H 2(g) = CH 3OH(g)的r G m 与温度T 的关系为： r G m = －21660+52.92T ，若要使反应的平衡常数K p >1，则应控制的反应温度： (A) 必须低于409.3℃(B) 必须高于409.3K (C) 必须低于409.3K (D) 必须等于409.3K 答案：C 8．某化学反应在298K 时的标准吉布斯自由能变化为负值，则该温度时反应的K p 将是： (A)K p = 0 (B) K p < 0 (C) K p > 1 (D) 0 < K p < 1 答案：C 。根据ln r m p G RT K ?=-。 9．25℃时水的饱和蒸气压为3.168kPa, 此时液态水的标准生成吉布斯自由能f G m 为－ 237.19kJ ·mol －1，则水蒸气的标准生成吉布斯自由能为： (A) －245.76kJ ·mol －1 (B) －229.34kJ ·mol －1 (C) －245.04kJ ·mol －1 (D) － 228.60kJ ·mol －1 答案：D 。可以设计使25℃的液态水变为3.168kPa 的水蒸气，此为恒温恒压可逆相变Δ 第四章 化学平衡 本章总目标： 1：了解化学平衡的概念，理解平衡常数的意义； 2：掌握有关化学平衡的计算； 3：熟悉有关化学平衡移动原理。 各小节目标： 第一节：化学平衡状态 1：熟悉可逆反应达到平衡的特征——反应体系中各种物质的生成速率分别等于其消耗的速率，各种物质的浓度将不再改变。 2：了解平衡常数、平衡转化率这两个概念的意义。 第二节：化学反应进行的方向 学会运用标准平衡常数判断化学反应的方向：Q K θ>时，反应向逆向进行。 Q K θ<向正反应方向进行。Q K θ=时体系达到平衡状态。 第三节;标准平衡常数K θ与r m G θ ?的关系 1：掌握化学反应等温式(ln r m r m G G RT Q θ?=?+)，当体系处于平衡状态的时候 Q K θ=ln r m G RT K θθ??=-。 2：重点掌握运用公式r m r m r m G H T S θθθ?=?-?进行热力学数据之间的计算。 第四节：化学平衡的移动 1：熟悉温度、浓度、压强对化学平衡的影响， 2：熟练地根据条件的改变判断平衡移动的方向。。 习题 一 选择题 1.可逆反应达平衡后，若反应速率常数k 发生变化，则标准平衡常数（ ）(《无机化学例题与习题》吉大版) A.一定发生变化 B. 一定不变 C. 不一定变化 D. 与k 无关 2.反应：2CO （g ）+O 2（g 2（g ）在300K 时的Kc 与Kp 的比值约 为（ ） A.25 B.2500 C.2.2 D.0.04 3.反应的温度一定，则下列的陈述中正确的是（）(《无机化学例题与习题》吉大版) A.平衡常数能准确代表反应进行的完全程度 B.转化率能准确代表反应进行的完全程度 C. 平衡常数和转化率都能准确代表反应进行的完全程度 D. 平衡常数和转化率都不能代表反应进行的完全程度 4.相同温度下：2H2（g）+S2（g2S（g）Kp1 2Br2（g）+2H2S（g2（g）Kp2 H2（g）+Br2（g）（g）Kp3则Kp2等于（） A. Kp1? Kp3 B.（Kp3）2/ Kp1 C. 2Kp1? Kp3 D. Kp3/ Kp1 5.下列反应中，K?的值小于Kp值的是（）(《无机化学例题与习题》吉大版) A. H2（g）+Cl2（g）== 2HCl（g） B. 2H2（g）+S（g）== 2H2S（g） C. CaCO3(s) == CaO(s)+CO2(g) D.C（s）+O2（g）== CO2（g） 6.N2（g）+3H2（g3（g），H=-92.4KJ?mol-1，473K时，三种混合气体达平衡。要使平衡向正方向移动，可采用方法（） A.取出1molH2 B.加入NH3以增加总压力 C.加入稀有气体以增加总压力 D.减小容器体积以增加总压力 7.298K时，Kp?的数值大于Kc的反应是（） A.H2（g）+S（g2S（g） B.H2（g）+S（s2S（g） C.H2（g）+S（s2S（l） D.Ag2CO3（s2O（s）+CO2（g） 8.已知300K和101325Pa时，下列反应：N2O4（g）2（g）达到平衡时有20﹪的N2O4分解成NO2，则此反应在300K时的平衡常数Kp的数值为（） A.0.27 B.0.05 C.0.20 D.0.17 9.在某温度下平衡A+B== G+F的H<0，升高温度平衡逆向移动的原因是( ) (《无机化学例题与习题》吉大版) A.v正减小，v逆增大 B.k正减小，k逆增大 C. v正和v逆都减小， D. v正增加的倍数小于v逆增加的倍数 10.已知下列前三个反应的K值,则第四个反应的K值为() (1)H2(g)+1/2O22O(g) K1 (2)N2(g)+O2K2 (3)2NH3(g)+5/2O22O(l) K3 (4)N2(g)+3H23K A.K1+K2-K3 B.K1?K2/K3 C.K1?K3/K2 D.K13?K2/K3 11.下面哪一种因素改变，能使任何反应平衡时产物的产量增加() A.升高温度 B.增加压力 C.加入催化剂 D.增加起始物 第四章 化学平衡 一、判断与问答题 1. 反应的吉布斯函数变化值就是反应产物与反应物之间的吉布斯函数的差值。 ( ) 2. 因为ln r m G RT K ΘΘΔ=-，所以r m G ΘΔ是平衡状态时的吉布斯函数变化。 ( ) 3. 在等温、等压、W ’= 0的条件下，系统总是向着吉布斯函数减小的方向进行。 若某化学反应在给定条件下Δr G m < 0，则反应物将完全变成产物，反应将进 行到底。 ( ) 4. 在等温、等压不做非体积功的条件下，反应的Δr G m < 0时，若值越小，自发 进行反应的趋势也越强，反应进行得越快。 ( ) 5. 某化学反应的Δr G m 若大于零，则K Θ一定小于1。 ( ) 6. 标准平衡常数的数值不仅与方程式的写法有关，而且还与标准态的选择有关。 ( ) 7. 在给定温度和压力下发生的PCl 5的分解反应，只须测定平衡时混合气体的密 度就可以求平衡常数了。 ( ) 8. 因()K f T Θ =，所以对于理想气体的化学反应，当温度一定时，其平衡组成也一定。 ( ) 9. 一个已达平衡的化学反应，只有当标准平衡常数改变时，平衡才会移动。( ) 10. 因()B K a νΠ=平衡，所有化学反应的平衡状态随化学反应计量系数而改变。 ( ) 11. 对于计量系数Δν = 0的理想气体化学反应，哪些因素变化不改变平衡点? 12. 反应()()()532PCl PCl Cl g g g =+在212℃、p Θ 容器中达到平衡，PCl 5离解度为0.5，反应的Δr H m Θ = 88kJ·mol -1，以下情况下，PCl 5的离解度如何变化: (1) 通过减小容器体积来增加压力；(2)容器体积不变，通入N 2气来增加总压 力；(3)升高温度；(4)加入催化剂。 13. 对于复分解反应，如有沉淀、气体或水生成，则容易进行到底，试以化学平 衡理论分析其道理。 14. 反应()()()()22C H O CO H s g g g +=+，在673K 、p Θ 下达到平衡，已知ΔH m = 133.5 kJ·mol -1，问下列条件变化时，对平衡有何影响？ (1)增加温度； (2)增加水蒸气的分压； (3)增加总压； (4)保持压力不变，通入N 2； (5)增加碳的数量。 第四章化学平衡问答题 1、化学反应的摩尔吉布斯函数的改变值Δr G m ，这个量中摩尔的含义是指有1摩尔给定反应物完全反应了，或是生成了1摩尔某产物。这句话对吗？ 2、反应进度mol 1=ξ是什么意思？ 3、Δr θm G 就是标准状态下的Δr G m ，这句话对吗？ 4、标准平衡常数（热力学平衡常数）与非标准平衡常数有什么不同？ 5、在什么情况下，可以用Δr θm G 判断反应方向？ 6、因为Δr θm G ＝－RTlnK θ,而K θ是由平衡时组成表示的，所以Δr θm G 表示平衡时产物吉布斯函数与产物吉布斯函数之差。此种表述对否？ 7、写出理想气体反应体系的K θK p ,K x ,K c 之间的关系。 8、某理想气体反应N 2O 5(g)=N 2O 4(g)+1/2O 2，r ?θm H >０,ΔC p <0，试问增加N 2O 4平 衡产率的条件是什么？ (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 9、在等温等容条件下，有下列理想气体反应达平衡：A(g)+B(g)=C(g),加入一定 量惰性气体，平衡将如何移动？ (A)向右移动 (B)向左移动 (C)不移动 (D)无法确定 10、一个化学反应在什么情况下反应热效应与温度无关？ 11、在等温等压下，当反应的Δr θm G ＝５KJ.mol -1时，该反应能否进行？ 12、什么是固体物质的分解压力和分解温度？它们与纯液体的饱和蒸气压及正常 沸点有何类似之处? 13、以甲烷为原料，甲建议按反应 制成甲醇。乙认为乙醇的用途比甲醇广，建议按反应 制成乙醇。试问哪个方案合理，为什么？假定反应都在298.15 K 、标准状态下进 行。所需和 数据可查附录。 物理化学第四章化学平衡练习题及答案 第四章化学平衡练习题 一、判断与问答题： 1．反应的吉布斯函数变就是反应产物与反应物之间的吉布斯函数的差值。 2．在恒定的温度和压力条件下，某化学反应的?r G m就是在一定量的系统中进行1mol的化学反应时产物与反应物之间的吉布斯函数的差值。 3．因为m r G?= -RT ln K，所以m r G?是平衡状态时的吉布斯函数变化。 4．m r G?是反应进度的函数。 5．在等温等压条件下，?r G m > 0的反应一定不能进行。 6．?r G m的大小表示了反应系统处于该反应进度ζ时反应的趋势。 7．任何一个化学反应都可以用m r G?来判断其反应进行的方向。 8．在等温、等压、W’ = 0的条件下，系统总是向着吉布斯函数减小的方向进行。若某化 学反应在给定条件下?r G m < 0，则反应物将完全变成产物，反应将进行到底。 9．在等温、等压不作非体积功的条件下，反应的? r G m < 0时，若值越小，自发进行反应的趋势也越强，反应进行得越快。 10．某化学反应的? r G m若大于零，则K一定小于1。 11．理想气体反应 A + B = 2C ，当p A = p B = p C 时，m r G ?的大小就决定了反应进行方向。 12．标准平衡常数的数值不仅与方程式的写法有关，而且还与标准态的选择有关。 13．在给定温度和压力下发生的PCl 5的分解反应，只须测定平衡时混合气体的密度就可 以求知平衡常数了。 14．因 K = f (T )，所以对于理想气体的化学反应；当温度一定时，其平衡组成也一定。 15．若已知某气相生成反应的平衡组成，则能求得产物的m r G ?。 16．温度T 时，若K = l ，说明这个反应在此温度，压力为100kPa 的条件下已达到平衡。 17．一个已达平衡的化学反应，只有当标准平衡常数改变时，平衡才会移动。 18．因K = ∏(a B ν)，所有化学反应的平衡状态随化学反应计量系数而改变。 19．有供电能力(W f ≠ 0)的可逆电池反应体系的状态，在“G ～ξ”曲线上可存在的位置？ 20．“纯是相对的，绝对纯的物质是没有”，试从反应的亲合能A 上分析这句话的道理？ 21．化学反应亲合势愈大，则自发反应趋势越强，反应进行得愈快，对否？ 22．标准平衡常数与标准反应自由能的关系：K RT G ln m r -=?，那么，为什么反应的 平衡态与标准态是不相同的？第四章 化学平衡判断题及答案
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