第四章化学平衡课后习题参考答案(第五版)

化学平衡练习题一、是非题,下列各题的叙述是否正确，对的画√错的画×1、 对于理想气体反应，等温等容下添加惰性组分时平衡不移动。

( )2、指定状态下的 ∆r G 或∑μνB OB B 就是定温定压下G ～ξ 曲线上某一点切线的斜率。

( ) 3、化学反应达到平衡时，反应的摩尔吉布斯函数∆r G m =0。

（ )4、恒T 、p 、W ˊ=0下，化学反应的平衡条件为：0r m B B G νμ∆=∑= 。

（ )5、某一反应在等温等压且无非体积功的条件下∆r m G > 0 ，则该反应不能正向进行。

（ ）6、理想气体化学反应()()()A g B g C g →+，在恒温下增大总压时,反应物转化率将增大.（ ）7、对理想气体反应：0 = ∑νB B ，在定温定压下当∑νB 〉0时，随着惰性气体的加入而平衡向右移动。

（ ）8、由∆r G =－RT ln K ,因为K 是平衡常数，所以∆r G 是化学反应达到平衡时的摩尔吉布斯函数变化值。

（ ）9、等温等压且不涉及非体积功条件下,一切吸热且熵减小的反应,均不能自动发生。

( ）10、 对于B B 0ν≠∑的理想气体反应,等温等压下添加惰性组分时平衡不移动。

（ )11、标准平衡常数变了，平衡一定会移动。

反之，平衡移动了，标准平衡常数一定会改变。

（ ）12、对理想液态混合物中的反应，标准平衡常数K (T ）≈B eq B B )χ(ν∏K x .( ）13、任何一个化学反应都可以用标准摩尔吉布斯函数来判断反应的方向。

（ ）14、某反应的平衡常数是一个不变的常数。

( )15、在一定温度和压力下，某反应的∆r G> 0，所以要选用合适的催化剂，使反应得以进行.（ ）二、选择题1、温度升高时,固体氧化物的分解压力（分解反应是吸热反应）：( ）。

（1)降低；（2）增大；（3）恒定；（4）无法确定。

2、 HgO （s)的标准摩尔生成吉布斯函数 ∆f G 为— 58。

第四章电化学与金属腐蚀1.是非题(对的在括号内填“+”，错的填“-”号)(1)取两根铜棒，将一根插入盛有0.1mol·dm-3CuSO4溶液的烧杯中，另一根插入盛有1mol·dm-3CuSO4溶液的烧杯中，并用盐桥将两只烧杯中的溶液连结起来，可以组成一个浓差原电池。

( )(2)金属铁可以置换Cu2+，因此三氯化铁不能与金属铜反应。

( )(3)电动势E(或电极电势φ)的数值与反应式(或半反应式)的写法无关，而标准平衡常数Kθ的数据，随反应式的写法(即化学计量数不同)而变。

( )(4)钢铁在大气的中性或弱酸性水膜中主要发生吸氧腐蚀，只有在酸性较强的水膜中才主要发生析氢腐蚀。

( )(5)有下列原电池(-)Cd|CdSO4(1.0mol·dm-3)||CuSO4(1.0mol·dm-3)|Cu(+) 若往CdSO4溶液中加入少量Na2S 溶液，或往CuSO4溶液中加入少量CuSO4·5H2O晶体，都会使原电池的电动势变小。

( )解：（1）+；（2）–；（3）+；（4）+；（5）–。

2.选择题(将所有正确答案的标号填入空格内)(1)在标准条件下，下列反应均向正方向进行：Cr2O72 - +6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O2Fe3++Sn2+=2Fe2++Sn4+它们中间最强的氧化剂和最强的还原剂是______。

(a)Sn2+和Fe3+(b)Cr2O72 -和Sn2+(c)Cr3+和Sn4+(d)Cr2O72 -和Fe3+(2)有一个原电池由两个氢电极组成，其中有一个是标准氢电极，为了得到最大的电动势，另一个电极浸入的酸性溶液[设p(H2)=100kPa]应为(a)0.1mol·dm-3HCl (b)0.1mol·dm-3HAc+0.1mol·L-1NaAc(c)0.1mol·dm-3Hac (d)0.1mol·dm-3H3PO4(3)在下列电池反应中Ni(s)+Cu2+(aq)→Ni2+(1.0mol·dm-3)+Cu(s)当该原电池的电动势为零时，Cu2+浓度为(a)5.05×10-27mol·dm-3(b)5.71×10-21mol·dm-3(c)7.10×10-14mol·dm-3(d)7.56×10-11mol·dm-3(4)电镀工艺是将欲镀零件作为电解池的（）；阳极氧化是将需处理的部件作为电解池的（）。

物理化学习题第四章化学平衡第四章化学平衡⼀.基本要求1.掌握化学反应定温式得各种形式,并会⽤来判断反应得⽅向与限度。

2.了解标准平衡常数得定义,掌握标准平衡常数得各种表⽰形式与计算⽅法。

3.掌握标准平衡常数与在数值上得联系,熟练⽤热⼒学⽅法计算,从⽽获得标准平衡常数得数值。

4.了解标准摩尔⽣成Gibbs⾃由能得定义与它得应⽤。

5.掌握温度对化学平衡得影响,记住van’t Hoff公式及其应⽤。

6.了解压⼒与惰性⽓体对化学平衡得影响。

⼆.把握学习要点得建议把本章放在多组分系统之后得⽬得,就就是要利⽤多组分系统中介绍得化学势得概念与各种表⽰⽅式,来导出化学反应定温式,从⽽⽤来判断化学反应得⽅向与限度。

本章⼜⽤到了反应进度得概念,不过其值处在得区间之内。

因为在利⽤化学势得表⽰式来计算反应得Gibbs⾃由能得变化值时,就是将化学势瞧作为⼀个定值,也就就是在有限得反应系统中,化学进度为,如果在⼀个很⼤得系统中,。

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得概念,所以利⽤标准态化学势来对标准平衡常数下定义,其含义就是⼀样得。

从标准平衡常数得定义式可知,标准平衡常数与标准化学势⼀样,都仅就是温度得函数,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得形式。

对于复相化学反应,因为纯得凝聚态物质本⾝就作为标准态,它得化学势就就是标准态化学势,已经归⼊中,所以在计算标准平衡常数时,只与⽓体物质得压⼒有关。

学习化学平衡得主要⽬得就是如何判断反应得⽅向与限度,知道如何计算平衡常数,了解温度、压⼒与惰性⽓体对平衡得影响,能找到⼀个经济合理得反应条件,为科研与⼯业⽣产服务。

⽽不要过多地去考虑各种浓度表⽰式与各种平衡常数表⽰式之间得换算,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在数值上有联系,,所以有了得值,就可以计算得值。

定义了标准摩尔⽣成Gibbs⾃由能,就可以很⽅便地⽤热⼒学数据表中个物质得值,来计算反应得,从⽽可以求出标准平衡常数。

第四章相平衡思考题1. 纯氮气和空气算一个相吗？【解】纯氮气和空气各算一个相。

2. 当两个相的温度相同但压力不同时，两个相能达到平衡吗？如果两相的压力相同而温度不同，两相能达到平衡吗？【解】一般而言，当系统达到热力学平衡时，系统将同时满足热平衡、力平衡、相平衡和化学平衡。

具体到相平衡，其条件是各物质在两相中的化学势相同。

影响化学势的因素有温度和压力，达到相平衡时一般温度和压力亦相等。

如果温度相同，而压力不等同样有达到相平衡的可能，如渗透系统；同样地，在压力相同而温度不同的情况下，也应该有达到相平衡的可能性。

3. 在抽空的真空容器中，有一定量的NH4HS（s），加热后NH4HS（s）分解，试说明组分数和自由度。

【解】分解反应为NH4HS（s）→ NH3（g）+ H2S（g），组分数K = 3 - 1 – 1 = 1，自由度f = 1 - 2 + 2 = 1。

4. 恒温恒压下，某葡萄糖和氯化钠同时溶于水中，用一张只允许水通过的半透膜将此溶液与纯水分开。

当系统达到平衡后，系统的自由度为多少？【解】f** = 3 - 2 + 1 = 2。

5. 说明物系点和相点的区别，什么时候物系点和相点是统一的？【解】物系点表示系统的组成，而相点表示系统相的组成。

当系统是单相的时候，两者是重合的。

6. 图4-2中，当系统处于临界点C 时，自由度是多少？【解】自由度等于零。

7. 如用二氧化碳超临界流体作萃取剂，最低的工作压力是多少？能在室温下进行此操作吗？【解】二氧化碳的临界参数是t c = 31.26℃、p c = 7.2 MPa，因此最低压力是7.2 MPa。

因为t c = 31.26℃十分接近典型的室温值25℃，因此CO2超临界流体萃取可以在近室温下操作。

8. 在一高压容器中有足够量的水，向容器中充入氮气压力到10 MPa，这时还能用Clausius-Clapeyron 方程计算水的沸点吗？【解】当压力达到10 MPa 时，而水的临界压力为 22.129 MPa，几乎接近一半，此时水的体积不能忽略，水蒸气也不能视为理想气体，所以不能用Clausius-Clapeyron 方程计算水的沸点。

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 mG 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）+O2（g2（g）在300K时的Kc与Kp的比值约为（）A.25B.2500C.2.2D.0.043.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）Kp12Br2（g）+2H2S（g2（g）Kp2H2（g）+Br2（g）（g）Kp3则Kp2等于（）A. Kp1·Kp3B.（Kp3）2/ Kp1C. 2Kp1·Kp3D. Kp3/ Kp15.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。

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？「Gm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・因为一RTInK，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，?rG m> 0的反应一定不能进行。

6・？Gm的大小表示了反应系统处于该反应进度匚时反应的趋势。

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？GvO，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？ rG 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？「Gm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= pc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矢，而且还与标准态的选择有矢。

13・在给定温度和压力下发生的PCb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=n但时，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(WfH 0)的可逆电池反应体系的状态，在“G〜了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矢系：，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?V = 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PCI5(g) = PCI 3(g) + Cl 2(g)在212°C、P容器中达到平衡，PCb离解度为，反应的二88 kJ -mol -1，以下情况下，PCb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2气来增加总压力；(B) 升高温度；(D)加入催化剂。

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： 4780ln =-=∆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。