物理化学上策化学平衡1、2、3及答案
- 格式:doc
- 大小:1.06 MB
- 文档页数:18
物理化学《化学平衡》习题及答案选择题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: (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:C6.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:C8.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 。
物理化学总复习第五章 化学平衡 第六章1. 在880℃时,CaCO 3(s )分解为CaO (s )和CO 2(g )的分压为p co2大于1标准压力。
如果反应为2CaCO 3(g)=2CaO(s)+2CO 2(g),则反应的标准平衡常数K 0=。
2.已知298K 时反应N 2O 4(g)▯2NO 2(g)的K 0为0.1132。
今在相同温度且N 2O 4(g)及NO 2(g)的分压均为101.325kPa 的条件下,反应将是:答案:D (A )向生成NO 2(g)的方向进行 (B )正好达到平衡(C )难以判断其进行方向 (D )向生成N 2O 4(g)的方向进行3.在400℃和标准压力下,反应32H 2(g)+12N 2(g)▯NH 3(g)的K 0为0.0129,则在相同温度和压力下,反应3H 2(g)+N 2(g)▯2NH 3(g)的K 0=1.66×10-4。
4.已知温度T 时反应H 2O(g)▯H 2(g)+12O 2(g)的平 衡常数为K 10,反应CO(g)+ H 2O(g)▯ H 2(g) +CO 2(g)的平衡常数为K ,同温下反应CO 2(g)▯CO(g)+12O 2(g)的平衡常 数K 应为答案: D (A) K =K 10+K (B) K =K 10 +K (C) K =K /K 10 (D) K = K 10/K5.在温度T 时,将纯NH 4HS(s)置于抽空的容器中,则NH 4HS(s)按下式发生分解:NH 4HS(s)▯NH 3(g)+H 2S(g), 测得平衡时体系的总压力为p ,则平衡常数K 0为:(A) 0.25 p 2 (B) 0.25p (C) p 2 (D) 0.5p 2 答案: A6.在298K 时,反应CuSO 4.3H 2O(s)▯CuSO 4(s)+3H 2O(g)的K 0为 1X10-6,则此时平衡的水蒸气分压为: 1X10-2p 0。
物理化学《相平衡》习题及答案2-3 选择题1、水煤气发生炉中共有)()()()(22g CO g CO g O H s C 、、、及)(2g H 5种物质,它们能发生下述反应:)(2)()(2g CO s C g CO ⇒+,)()()()(222g O H g CO g H g CO +⇒+,)()()()(22g CO g H s C g O H +⇒+,则此体系的组分数、自由度为( C )A.5、3B.4、3C.3、3D.2、22、物质A 与B 可形成低共沸混合物E ,已知纯A 的沸点小于纯B 的沸点,若将任意比例的A+B 混合在一个精馏塔中精馏,则塔顶的馏出物是( C )A.纯AB.纯BC.低共沸混合物D.都有可能3、克拉贝隆-克劳修斯方程适用于( C )A.)()(22g I s I ⇔B.)()(金刚石石墨C C ⇔C.),,(),,(222112p T g I p T g I ⇔D.)()(22l I s I ⇔4、将一透明容器抽成真空,放入固体碘,当温度为50℃时,可见到明显的碘升华现象,有紫色气体出现。
若温度维持不变,向容器中充入氧气使之压力达到100kPa 时,将看到容器中( C )A.紫色变深B.紫色变浅C.颜色不变D.有液态碘出现5、在一定温度下,水在其饱和蒸汽压下汽化,下列各函数增量中那一项为零( D )A.U ∆B.H ∆C.S ∆D.G ∆6、在一定外压下,多组分体系的沸点( D )A.有恒定值B.随组分而变化C.随浓度而变化D.随组分及浓度而变化7、压力升高时,单组份体系的沸点将( A )A.升高B.降低C.不变D.不一定8、进行水蒸气蒸馏的必要条件是( A )A.两种液体互不相容B.两种液体蒸汽压都较大C.外压小于101kPaD.两种液体的沸点相近9、液体A 与液体B 不相混溶。
在一定温度T ,当有B 存在时,液体A 的蒸汽压为( B )A.与体系中A 的摩尔分数成比例B.等于T 温度下纯A 的蒸汽压C.大于T 温度下纯A 的蒸汽压D.与T 温度下纯B 的蒸汽压之和等于体系的总压力10、氢气和石墨粉在没有催化剂时,在一定温度下不发生化学反应,体系的组分数是( A )A.2B.3C.4D.511、上述体系中,有催化剂存在时可生成n 种碳氢化合物,平衡是组分数为( A )A.2B.4C.n+2D.n12、相率适用于( D )A.封闭体系B.敞开体系C.非平衡敞开体系D.以达到平衡的多向敞开体系13、某物质在某溶剂中的溶解度( C )A.仅是温度的函数B.仅是压力的函数C.同是温度和压力的函数D.除了温度压力以外,还是其他因素的函数14、在实验室的敞口容器中装有单组份液体,对其不断加热,则看到( A )A.沸腾现象B.三项共存现象C.临界现象D.生化现象15、相图与相率之间的关系是( B )A.相图由相率推导得出B.相图由实验结果绘制得出,不能违背相率C.相图决定相率D.相图由实验结果绘制得出,与相率无关16、下述说法中错误的是( C )A.通过相图可确定一定条件下体系由几相构成B.相图可表示出平衡时每一相的组成如何C.相图可表示达到相平衡所需时间的长短D.通过杠杆规则可在相图上计算各相的相对含量17、三组分体系的最大自由度及平衡共存的最大相数为( D )A.3;3B.3;4C.4;4D.4;518、定容条件下)(4s HS NH 的分解压力为1θp 时,反应)()()(234g S H g NH s HS NH +⇔的标准平衡常数是( C )A.1B.1/2C.1/4D.1/819、水的三相点附近其蒸发热为44.821-⋅mol kJ ,熔化热为5.991-⋅mol kJ ,则在三相点附近冰的升华热约为( B )A.38.831-⋅mol kJB.50.811-⋅mol kJC.-38.831-⋅mol kJD.-50.811-⋅mol kJ20、在相图上,当物系点处于哪一点时,只存在一个相( C )A.恒沸点B.熔点C.临界点D.最低共沸点21、具有最低恒沸温度的某两组份体系,在其T-x 相图的最低点有( A )A.l g x x f ==;0B.l g x x f ==;1C.l g x x f >=;0D.l g x x f >=;122、80℃时纯苯的蒸汽压为0.991θp ,纯甲苯的蒸汽压为0.382θp ,若有苯-甲苯气、液平衡混合物在80℃时气相中苯的摩尔分数为30.0=苯y 则液相组成苯x 接近于( D )A.0.85B.0.65C.0.35 D0.1423、体系处于标准状态时,能与水蒸气共存的盐可能是: CA. Na 2CO 3B. Na 2CO 3 Na 2CO 3•H 2O Na 2CO 3•7H 2OC. Na 2CO 3 Na 2CO 3•H 2OD. 以上全否24.一个水溶液共有S 种溶质,相互之间无化学反应。
化学平衡课后习题一、是非题下列各题中的叙述是否正确?正确的在题后括号内画“√”,错误的画“⨯”。
1. 某一反应在定温、定压且无非体积功的条件下,当该反应的∆r G m <0时,则该反应能正向进行。
( )2. 如果某一化学反应的∆r H < 0,该反应的K 随着温度升高而减小。
( )3. 对理想气体反应:0 = ∑B νB B ,在定温定压下当∑B νB >0时,随着惰性气体的加入而平衡向左移动。
( )4. 对理想气体反应:0 = ∑B νB B ,在定温定压下当∑B νB >0时,随着惰性气体的加入而平衡向左移动。
(9. 如果某一化学反应的∆r H 不随温度变化,那么其∆r S 也不随温度变化,但是其∆r G 却与温度有关。
( )5. 对于真实气体混合物的反应,该反应的标准平衡常数K 仅仅是温度的函数。
( )二、选择题选择正确答案的编号,填在各题后的括号内:1. PCl 5的分解反应PCl 5(g) == PCl 3(g) + Cl 2(g) 在473 K 达到平衡时PCl 5(g) 有48.5%分解,在573 K 达到平衡时,有97 %分解,则此反应是( )(1)吸热反应; (2)放热反应;(3)反应的标准摩尔焓变为零的反应;(4)在这两个温度下标准平衡常数相等的反应。
2. 设反应 a A(g ) == y Y(g) + z Z(g),在101.325 kPa 、300 K 下,A 的转化率是600 K 的2倍,而且在300 K 下系统压力为101 325 Pa 的转化率是2×101 325 Pa 的2 倍,故可推断该反应 ( )(1)标准平衡常数与温度,压力成反比;(2)是一个体积增加的吸热反应 ;(3)是一个体积增加的放热反应;(4)标准平衡常数与温度成正比,与压力成反比。
3.理想气体反应N 2O 5(g )== N 2O 4(g )+1/2O 2(g )的∆r H 为41.84kJ ⋅mol -1,∑=0)(,B C mp B ν。
物理化学《化学平衡》习题及答案选择题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: (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:C6.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:C8.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 。
物理化学相平衡 1 试卷一、选择题( 共21题40分 )1. 2 分 (2442)由 CaCO3(s), CaO(s), BaCO3(s), BaO(s)及 CO2(s)构成的平衡体系 , 其自由度为:( )(A)f=2 (B)f=1 (C) f=0(D)f=32. 2 分 (2398) 将 N 2, H2, NH 3三种气体充进 773 K , 32 424 kPa 的合成塔中,在有催化剂存在的情况下,指出下列三种情况时该体系的独立组分数C( 1), C( 2),C( 3) 各为多少 ?(1)进入塔之前(2)在塔内反应达平衡时(3)若只充入NH 3气,待其平衡后(A) 3, 2,1(B) 3, 2,2(C) 2,2,1(D)3,3, 23. 2 分 (2562) 在 373. 15K 时,某有机液体 A 和 B 的蒸气压分别为p 和 3p, A 和 B 的某混合物为理想液体混合物,并在373. 15K , 2p时沸腾,那么 A在平衡蒸气相中的摩尔分数是多少?(A) 1/3(B)1/4(C) 1/2(D) 3/44. 2 分 (2403)将 AlCl 3溶于水中全部水解,此体系的组分数 C 是:(A) 1(B)2(C) 3(D) 45. 2 分 (2740)对二级相变而言,则( A )相变 H =0,相变 V <0(B)相变 H <0,相变V =0( C)相变 H <0,相变 V <0(D)相变 H =0,相变V =06. 2分 (2436)CuSO 4与水可生成CuSO4 H2 O, CuSO4 3H 2O, CuSO4 5H2O 三种水合物 , 则在一定压力下,与 CuSO4水溶液及冰共存的含水盐有:(A) 3 种(B) 2种(C) 1 种(D)不可能有共存的含水盐7. 2 分 (2333)在密闭容器中,让NH4Cl(s)分解达到平衡后,体系中的相数是:(A)1(B)2(C)3(D) 48. 2 分 (2440)CaCO3 (s), CaO(s), BaCO3(s), BaO(s)及 CO2(g) 构成的一个平衡物系, 其组分数为:(A) 2 (B) 3 (C) 4 (D) 59. 2 分 (2739)二级相变服从的基本方程为:(A )克拉贝龙方程( B )克拉贝龙—克劳修斯方程( C)爱伦菲斯方程( D)以上三个方程均可用10. 2 分 (2565)p 时, A液体与 B 液体在纯态时的饱和蒸气压分别为40kPa 和46. 65 kPa,在此压力下, A 和 B 形成完全互溶的二元溶液。
化学平衡习题解答1. 有理想气体反应 2H 2(g) + O 2(g)2H 2O(g),在2000 K 时,已知反应的71.5510K=⨯(1) 计算H 2和O 2分压各为1.00×104 Pa ,水蒸气分压为1.00×105 Pa 的混合气中,进行上述反应的r m G ∆,并判断反应自发进行的方向;(2) 当H 2和O 2的分压仍然分别为1.00×104 Pa 时,欲使反应不能正向自发进行,水蒸气的分压最少需要多大? 解:(1) 反应系统的分压比由定温方程由r m 0G ∆<,可判断此时反应能够自发正向进行。
(2) 欲使正向反应不能自发进行,p Q 至少需与K θ相等,即 所以227432142H O 11.5510(1.0010)Pa 1.5310Pa 101325p =⨯⨯⨯⨯=⨯2. 已知反应CO(g) + H 2O(g)CO 2(g) + H 2(g)在700℃时K θ = 0.71,(1) 若系统中四种气体的分压都是 1.5×105 Pa ;(2) 若6CO 1.010 Pa p =⨯,25H O 5.010Pa p =⨯,225CO H ==1.510Pa p p ⨯;试判断哪个条件下正向反应可以自发进行?解:(1) 由定温方程r m r m ln p G G RT Q ∆=∆+,知∵r m r m ln p G G RT Q ∆=∆+=222CO (g)H (g)HO(g)CO(g)()()ln ln()()p p pp RT KRT p p pp''-+''= 551551.510 1.510(-8.314973.2ln 0.71+8.314973.2ln )J mol 1.510 1.510-⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⋅⨯⨯⨯ = 312.7710 J mol -⨯⋅∴ ∆r G m = 2.77×1031J mol -⋅> 0 此反应不能正向自发进行。
第三章化学平衡1、气相反应:2SO3(g)=2SO2(g)+O2(g)在1000K 时的平衡常数K F=3.54 X 103,求该反应的K’(IOOOK) 和K/(1000K)。
解:第一问能做,第二问不能做(不知道系统总压) 。
解答略。
2、氧化钴(CoO)能被氢或CO还原为Co,在721 C、101325Pa时,以H2还原,测得平衡气相中出的体积分数H2=0.025 ;以CO还原,测得平衡气相中CO的体积分数H2 =0.0192。
求此温度下反应CO(g)+H 2O(g)=CO2(g)+H2(g)的平衡常数K 匕解:CoO(s) + H2(g) = Co(s) + H2O (1)0.025 ph (1-0.025) p71a1-0.025Q 390.025CoO(s) + CO(g) = Co(s) + CO2 (2)0.0192 (1-0.0192) p711 -0.0192510.0192(2)-(1)= CO(g)+H 2O(g)=CO2(g)+H2(g),所以K/ - K// K/=51/39=1.313、计算加热纯Ag2O开始分解的温度和分解温度。
(1)在101325Pa的纯氧中;(2)在101325Pa且的空气中。
已知反应2Ag2O(s)=4Ag(s)+O 2(g)的.:r G m(T ) =(58576-122T/K)J • mol-1。
解:分解温度O2=0.21即标态下分解的温度。
令.l r G:(T ) =(58576-122T/K)<0,得T>480K开始分解温度即非标态下分解的温度。
令.「G m(T) =(58576-122T/K)+8.314 X Tin0.21<0,得T>434K4、已知Ag2O及ZnO在温度1000K时的分解压分别为240及15.7kPa。
问在此温度下(1)哪一种氧化物容易分解? (2)若把纯Zn及纯Ag置于大气中是否都易被氧化?( 3)若把纯Zn、Ag、ZnO、Ag2O 放在一起,反应如何进行?(4)反应ZnO(s)+2Ag(s)=Zn(s)+Ag 2O(s)的• : r H m=242.09kJ - mol -,问增加温度时,有利于那种氧化物的分解?解:(1)氧化银易分解;(2)银不易被氧化;(3) Zn + Ag2O = Ag + ZnO ; (4) ZnO5、已知下列反应的冷G;-T关系为:A 5 1Si(s)+O2(g)=SiO2(s); :r G m(T) =(-8.715 X 10 +181.09T/K)J • mol-A 5 12C(s)+O2(g)=2CO(g); :r G m(T) =(-2.234 X 10 -175.41T/K)J • mol-试通过计算判断在1300K时,100kPa下,硅能否使CO还原为C?硅使CO还原的反应为:Si(s)+2CO(g)=SiO 2(s)+2C(s)解:(1) - (2) = (3),贝Ua 5 1:Qm(T) =(-6.481 X 10 +356.5T/K)J • mol-1300K 时,r G m(T) =(-6.481 X 105+356.5 X 1300)=-1.847 X 105J - mol-1<0,可以6、将含水蒸气和氢气的体积分数分别为0.97和0.03的气体混合物加热到1000K,这个平衡气体混合物能否与镍反应生成氧化物?已知Ni(s)+0.5O2=NiO(s); • :^1(1000 K ) =-146.11 kJ • mol-1解:查表得CO(g) +H2O(g) =CO 2(g) + H 2(g):f H F(298K )-110.54 -241.84 -393.5 0 S m (298K )197.9188.74213.64130.58-1K -1 • molH 2(g)+0.5O 2(g)=H 2O(g); .-:r G ^(1000 K) =-191.08 kJ • mol -1解: (1) - (2) 得 Ni(s)+ H 2O(g)= NiO(s)+ H 2(g).■■■:r Gm(1000 K ) =-146.11 + 191.08 =44.97kJ • mol -1 .■■■:rGm (1000 K ) = . :rGm (1000 K ) +RTInQ-1=44970+8.314 X 1000 X ln (0.03/0.97) =16.07 kJ • mol 反应不能正向进行。
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 rG ∆= -RT ln K ,所以m r G ∆是平衡状态时的吉布斯函数变化。
4.m rG ∆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 rG ∆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 rG ∆。
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。
第六章相平衡6.1指出下列平衡系统中的组分数C,相数P及自由度F。
(1)I2(s)与其蒸气成平衡;(2)CaCO3(s)与其分解产物CaO(s)和CO2(g)成平衡;(3)NH4HS(s)放入一抽空的容器中,并与其分解产物NH3(g)和H2S(g)成平衡;(4)取任意量的NH3(g)和H2S(g)与NH4HS(s)成平衡。
(5)I2作为溶质在两不互溶液体H2O和CCl4中达到分配平衡(凝聚系统)。
解:(1)C = 1, P = 2, F = C–P + 2 = 1 – 2 + 2 = 1.(2)C = 3 – 1 = 2, P = 3, F = C–P + 2 = 2 – 3 + 2 = 1.(3)C = 3 – 1 – 1 = 1, P = 2, F = C–P + 2 = 1 – 2 + 2 = 1.(4)C = 3 – 1 = 2, P = 2, F = C–P + 2 = 2 – 2 + 2 = 2.(5)C = 3, P = 2, F = C–P + 1 = 3 – 2 + 1 = 2.6.2已知液体甲苯(A)和液体苯(B)在90 C时的饱和蒸气压分别为=和。
两者可形成理想液态混合物。
今有系统组成为的甲苯-苯混合物5 mol,在90 C下成气-液两相平衡,若气相组成为求:(1)平衡时液相组成及系统的压力p。
(2)平衡时气、液两相的物质的量解:(1)对于理想液态混合物,每个组分服从Raoult定律,因此(2)系统代表点,根据杠杆原理6.3单组分系统的相图示意如右图。
试用相律分析途中各点、线、面的相平衡关系及自由度。
解:单相区已标于图上。
二相线(F = 1):三相点(F = 0):图中虚线表示介稳态。
6.4已知甲苯、苯在90 ︒C下纯液体的饱和蒸气压分别为54.22 kPa和136.12 kPa。
两者可形成理想液态混合物。
取200.0 g甲苯和200.0 g苯置于带活塞的导热容器中,始态为一定压力下90 ︒C的液态混合物。
第五章 相平衡一、基本公式和内容提要基本公式1. 克劳修斯—克拉贝龙方程m mH dp dT T V ∆=∆相相(克拉贝龙方程,适用于任何纯物质的两相平衡) 2ln m H d p dT RT∆=相(克劳修斯—克拉贝龙方程,适用与其中一相为气相,且服从理想气体状态方程的两相间平衡)2.特鲁顿(Trouton)规则1188vap mvap m bH S J mol k T --∆=∆≈⋅⋅(T b 为该液体的正常沸点)3.相律 f+Φ=C+n C=S-R-R ′f+Φ=C+2 (最普遍形式)f* +Φ=C+1 (若温度和压力有一个固定,f * 称为“条件自由度”)*4. Ehrenfest 方程2112()p p C C dp dT TV αα-=-(C p ,α为各相的恒压热容,膨胀系数) 基本概念1. 相:体系中物理性质和化学性质完全均匀的部分,用Φ表示。
相的数目叫相数。
2. 独立组分数C =S -R -R ′,S 为物种数,R 为独立化学反应计量式数目,R ′ 为同一相中独立的浓度限制条件数。
3. 自由度:指相平衡体系中相数保持不变时,所具有独立可变的强度变量数,用字母 f 表示。
单组分体系相图相图是用几何图形来描述多相平衡系统宏观状态与 T 、p 、X B (组成)的关系。
单组分体系,因 C =1 ,故相律表达式为 f =3-Φ。
显然 f 最小为零,Φ 最多应为 3 ,因相数最少为 1 ,故自由度数最多为 2 。
在单组分相图中,(如图5-1,水的相图)有单相的面、两相平衡线和三相平衡的点,自由度分别为 f =2、f =1、f =0。
两相平衡线的斜率可由克拉贝龙方程求得。
图5-1二组分体系相图根据相律表达式f=C-Φ+2=4-Φ,可知f最小为零,则Φ最多为 4 ,而相数最少为 1 ,故自由度最多为 3 。
为能在平面上显示二组分系统的状态,往往固定温度或压力,绘制压力-组成(p-x、y)图或温度-组成(T-x、y)图,故此时相律表达式为f*=3-Φ,自然f*最小为 0 ,Φ最多为 3,所以在二组分平面图上最多出现三相共存。
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。
物理化学相平衡1试卷一、选择题( 共21题40分)1. 2 分(2442)由CaCO3(s),CaO(s),BaCO3(s),BaO(s)及CO2(s)构成的平衡体系,其自由度为: ( ) (A) f=2 (B) f=1 (C)f=0 (D) f=32. 2 分(2398)将N2,H2,NH3三种气体充进773 K,32 424 kPa的合成塔中,在有催化剂存在的情况下,指出下列三种情况时该体系的独立组分数C(1),C(2),C(3)各为多少?(1) 进入塔之前 (2) 在塔内反应达平衡时 (3) 若只充入NH3气,待其平衡后(A) 3,2,1 (B) 3,2,2 (C) 2,2,1 (D) 3,3,23. 2 分(2562)在373.15 K时,某有机液体A和B的蒸气压分别为p和3p,A和B的某混合物为理想液体混合物,并在373.15 K,2p时沸腾,那么A在平衡蒸气相中的摩尔分数是多少?(A) 1/3 (B) 1/4 (C) 1/2 (D) 3/44. 2 分(2403)将AlCl3溶于水中全部水解,此体系的组分数C是:(A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 45. 2 分(2740) 对二级相变而言,则(A)∆相变H=0,∆相变V<0(B)∆相变H<0,∆相变V=0(C)∆相变H<0,∆相变V<0(D)∆相变H=0,∆相变V=06. 2 分(2436)CuSO4与水可生成CuSO4⋅H2O,CuSO4⋅3H2O,CuSO4⋅5H2O三种水合物,则在一定压力下,与CuSO4水溶液及冰共存的含水盐有:(A) 3种 (B) 2种 (C) 1种 (D) 不可能有共存的含水盐7. 2 分(2333) 在密闭容器中,让NH4Cl(s)分解达到平衡后,体系中的相数是:(A)1 (B)2 (C)3 (D) 48. 2 分(2440)CaCO3(s),CaO(s),BaCO3(s),BaO(s)及CO2(g)构成的一个平衡物系,其组分数为:(A) 2 (B) 3 (C) 4 (D) 59. 2 分(2739) 二级相变服从的基本方程为:(A)克拉贝龙方程(B)克拉贝龙—克劳修斯方程(C)爱伦菲斯方程(D)以上三个方程均可用10. 2 分(2565)p∃时,A 液体与B液体在纯态时的饱和蒸气压分别为40 kPa和46.65 kPa,在此压力下,A和B 形成完全互溶的二元溶液。
物理化学1、2、3(一) 单选题1.对于不做非体积功的隔离系统,熵判据为()。
(D)2.恒温恒压下体系经一个不可逆循环过程后,以下对其U、H、S、G、A五个热力学函数的变化值描述正确的是((A)都为零)。
3.当5mol的H2(g)与4mol的Cl2(g)混合,最后生成2mol的HCl(g)。
若以下式为基本单元:(A) 1mol4.在298K时,H2O(l)的饱和蒸气压为1702Pa,0.6mol的不挥发溶质B溶于0.540kg的H2O(l)时,溶液的蒸气压比H2O(l)的饱和蒸气压降低42Pa,则该溶液中H2O的活度系数为()。
(D) 0.99485.盐碱地的农作物长势不良,甚至枯萎,其主要原因是()。
(D)水分从植物向土壤倒流6.热力学第三定律可以表示为()。
(B)在0K时,任何完整晶体的熵等于零7.在298K,下,苯和甲苯形成溶液。
第一份溶液体积为2dm3,苯的摩尔分数为0.25,苯的化学势为,则()。
(B)8.热力学基本关系式dG=-SdT+Vdp可适用于下列哪种情况()。
(B) 理想气体向真空膨胀9.欲测定有机物燃烧热Qp,一般使反应在氧弹中进行,实际测得热效应为QV,公式为()(B)生成物与反应物中气相物质的量之差10.在298K下,1mol理想气体等温膨胀,压力从1000kPa变到100kPa,系统Gibbs自由能变化值为()。
(D)-5.70kJ11.下列物理量中,不属于体系性质的是()。
(B)12.某纯物质体系的,当压力升高时其熔点将()。
(A)升高13.使用热力学判据判断某过程方向时,下表p表示()。
(B)体系总压14. 1mol的373K、标准压力下的液态水,经下列两个不同过程变成同温同压下的水蒸汽:⑴等温、等压可逆蒸发;⑵真空蒸发。
这两个过程中功和热的关系为()。
(A)15.下述说法,哪一个正确?()。
(C)水的生成焓即是氢气的燃烧焓1.某反应进行完全所需时间是有限的,且等于,则该反应是()(C)零级反应2.根据某一反应的值,下列何者不能确定?()(D)提高温度与反应速率的变化趋势3.破坏臭氧层的反应机理为在此机理中,NO是()(C)催化剂4.A、B两液体混合物在T-x图上出现最高点,则该混合物对拉乌尔定律产生()(B)负偏差5.298K下蔗糖水溶液与纯水到达渗透平衡时,整个体系的组元数C、相数条件自由度数为()(B)6.理想气体反应CO(g)+2H2(g)==CH3OH(g),若反应起始原料CO与H2的分子比为1:2,CO的平衡转化率为则()(B) 与p有关7.CuSO4与水可生成三种水合物,则在一定温度下与水蒸气平衡的含水盐最多为()(B)2种8.下面关于化学动力学与化学热力学关系的表述中不正确的是()(C)化学动力学中不涉及状态函数问题9.某一物质X,在三相点时的温度是20℃,压力是200kPa。
1物理化学第三章课后思考题一、选择题1. 在刚性密闭容器中,有下列理想气体的反应达到平衡 A(g) + B(g) =C(g) 若在恒温下加入一定量的惰性气体,则平衡将 ( )(A) 向右移动(B) 向左移动(C) 不移动(D) 无法确定2. 在 298 K 时,气相反应H 2+I 2=2HI 的Δr G m $=-16 778 J ⋅mol -1,则反应的平衡常数 K p $为: ( )(A) 2.0×1012 (B) 5.91×106 (C) 873 (D) 18.94. 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: ( )(A) 4(B) 0.5(C) 2(D) 15. Ag 2O 分解可用下面两个计量方程之一表示,其相应的平衡常数也一并列出:Ag O s Ag s O g 22212()()()→+ K P ()1 2422Ag O s Ag s O g ()()()→+ K p()2 设气相为理想气体,且已知反应是吸热的,试判断下列结论哪个是正确的: ( )(A )K K P ()()2112= (B )K K p p ()()21= (C )K p ()2随温度的升高而增大 (D )O 2气的平衡压力与计量方程的写法无关6. Ag 2O 分解可用下列两个反应方程之一表示,其相应的平衡常数也一并列出 I. Ag 2O (s) 2Ag (s) + (1/2) O 2 (g) K p (Ⅰ) II. 2Ag 2O (s) 4Ag (s) + O 2 (g) K p (Ⅱ)设气相为理想气体,而且已知反应是吸热的,试问下列哪个结论是正确的:(A) K p (Ⅱ) = K p (Ⅱ)(B) K p (Ⅰ) = K p 2(Ⅱ)(C) O 2 气的平衡压力与计量方程的写法无关(D) K p (Ⅰ) 随温度降低而减小7. 某低压下的气相反应,在 T =200 K 时K p =8.314×102 Pa ,则K c /mol·cm -3是:( )(A) 5×102 (B) 14×106 (C) 14×103 (D) 0.58.理想气体反应CO g H g CH OH g ()()()+=223的r m ΔG $与温度T 的关系为:-1r m /J mol 2166052.92G ∆⋅=-+$(T /K),若使在标准状态下的反应向右进行,则应控制反应的温度: ( )(A )必须高于409.3 K (B )必须低于409.3 K(C )必须等于409.3 K (D )必须低于409.3 °C二、填空题9 在温度为2000 K 时,理想气体反应CO g O g CO g ()()()+=1222的-1r m 45817J mol G ∆=⋅$,则该反应的平衡常数K p = ()kPa -12。
第二章热力学第二定律1、2.0mol理想气体在27℃、20.0dm3下等温膨胀到50.0dm3,试计算下述各过程的Q、W、ΔU、ΔH、ΔS。
(1)可逆膨胀;(2)自由膨胀;(3)对抗恒外压101kPa膨胀。
解:(1)ΔU=ΔH=0;Q=-W==2.0×8.314×300×=4571(J);ΔS===15.24(J·K-1)(2)Q=0;W=0;ΔU=0;ΔH=0;ΔS===15.24(J·K-1)(3)ΔU=ΔH=0;Q=-W=101×(50-20) =3030(J);ΔS===15.24(J·K-1)2、1.0molα-Fe由25℃加热到850℃,求ΔS。
已知C p,m=30.30J·mol-1·K-1解:ΔS==30.30×=40.20(J·K-1)3、2.0mol理想气体由5.00MPa、50℃加热至10.00MPa、100℃,试计算该过程的ΔS。
已知C p,m=29.10 J·mol-1·K-1。
解:属于pTV都改变的过程。
ΔS==8.38-11.53=-3.15(J·K-1)4、N2从20.0dm3、2.00MPa、474K恒外压1.00MPa绝热膨胀到平衡,试计算过程的ΔS。
已知N2可看成理想气体。
解:Q=0; ΔU=W,即nC p,m(T2-T1)=-p e(V2-V1)将n==10.15(mol); C p,m=3.5R; V2==84.39×10-6T2代入上式得:10.15×3.5R×(T2-474)=-1.0×106×(84.39×10-6T2-20×10-3)解得T2=421.3K该过程属于pTV都改变的过程,所以错错ΔS==-34.81+58.49=23.68(J·K-1)5、计算下列各物质在不同状态时熵的差值。
物理化学化学平衡1试卷一、选择题 ( 共21题 40分 )1. 2 分 (3338) 下述说法中哪一种正确?(A) 增加压力一定有利于液体变为固体 (B) 增加压力一定不利于液体变为固体(C) 增加压力不一定有利于液体变为固体 (D) 增加压力与液体变为固体无关2. 2 分 (2799) 对反应CO(g)+H 2O(g)=H 2(g)+CO 2(g)(A) K p =1 (B) K p =K c (C) K p >K c (D) K p <K c3. 2 分 (2913) Ag 2O 分解可用下面两个计量方程之一表示,其相应的平衡常数也一并列出: Ag O s Ag s O g 22212()()()→+ K P ()1 2422Ag O s Ag s O g ()()()→+ K p ()2设气相为理想气体,且已知反应是吸热的,试判断下列结论哪个是正确的: ( )(A )K K P P ()()2112= (B )K K p p ()()21=(C )K p ()2随温度的升高而增大 (D )O 2气的平衡压力与计量方程的写法无关4. 2 分 (3339) 反应 A+3B 2C ,已知:A B CΔf H m (298 K)/kJmol -1 0 0 -44 S m (298 K) /J K -1mol -1 180 120 180C ,m p (298 K)/J K -1mol -1 30 20 30 298 K 时反应的: ( )(A) (ΔS m /T )p > 0 , (Δr G m /T )p > 0 , (ln K /T )p > 0 ; (B) (ΔS m /T )p < 0 , (Δr G m /T )p < 0 , (ln K /T )p < 0 ; (C) (ΔS m /T )p < 0 , (Δr G m /T )p > 0 , (ln K /T )p > 0 ; (D) (ΔS m /T )p < 0 , (Δr G m /T )p >0 , (ln K /T )p < 0 。
5. 2 分 (3190) 300 K 时,某分子的基态能量是 6.21×10-21 J ,其玻耳兹曼因子为:(A) 1.5 (B) -1.5 (C) 0.223 (D) 4.486. 2 分 (2843) 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:(A) 4 (B) 0.5 (C) 2 (D) 17. 2 分 (3292)PCl 5的分解反应是 PCl 5(g) = PCl 3(g) + Cl 2(g),在473 K 达到平衡时,PCl 5(g)有 48.5% 分解,在573 K 达到平衡时,有 97% 分解,则此反应为 ( )(A) 放热反应 (B) 吸热反应(C) 即不放热也不吸热 (D) 这两个温度下的平衡常数相等8. 2 分 (3441)已知 FeO(s) + C(s) = CO(g) + Fe(s) 反应的 Δr H m 为正,Δr S m 为正(假定 Δr H m ,Δr S m 不随温度而变化),下列说法哪一种是正确的? (A) 低温下自发过程,高温下非自发过程 (B) 高温下自发过程,低温下非自发过程(C) 任何温度下均为非自发过程 (D) 任何温度下均为自发过程9. 2 分 (3291) 理想气体反应 N 2O 5(g) = N 2O 4(g) + (1/2) O 2(g) 的Δr H m 为 41.84 kJ mol -1,ΔC p = 0,试问增加 N 2O 4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10. 2 分 (2903) 某化学反应在298 K 时的标准吉布斯自由能变化为正值,则该温度时反应的p K 将是:( )(A )p K =1 (B )p K =0 (C )p K >1 (D )p K <111. 2 分 (3179) 答:(D ) 12. 2 分 (3014) 答:(A ) 13. 2 分 (2812)饱和溶液中溶剂的化学势μ与纯溶剂的化学势μ*的关系式为: ( )(A )μμ=* (B )μμ>* (C )μμ<* (D )不能确定14. 2 分 (2906) 过饱和溶液中溶剂的化学势μ与纯溶剂的化学势μ*的关系式为:(A )μμ=* (B )μμ>* (C )μμ<* (D )不能确定15. 2 分 (3289) 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16. 2 分 (3285) 反应CO(g) + H 2O(g) = CO 2(g) + H 2(g) 在 600℃,100 kPa 下达到化学平衡,当压力增大到5000 kPa 时,各气体的逸度系数为: γ(CO 2) = 1.90 γ(H 2) = 1.10 γ(CO) = 1.23 γ(H 2O) = 0.77则平衡点: ( )(A) 向右移动 (B) 不移动 (C) 向左移动 (D) 无法确定17. 2 分 (3380 答:(D ) 18. 2 分 (3379) 答:(C )19. 2 分 (3022) 答:(A ) (2分) B B ()p x c K K p K RT νν∑∑==20. 1 分 (2841)化学反应等温式 Δr G m =Δr G m + RT ln Q a ,当选取不同标准态时,反应的Δr G m 将改变,该反应的 Δr G m 和 Q a 将: ( )(A) 都随之改变 (B) 都不改变(C) Q a 变,Δr G m 不变 (D) Q a 不变,Δr G m 改变21. 1 分 (2510) 三相点是:(A) 某一温度,超过此温度,液相就不能存在(B) 通常发现在很靠近正常沸点的某一温度(C) 液体的蒸气压等于25℃时的蒸气压三倍数值时的温度(D) 固体、液体和气体可以平衡共存时的温度和压力二、填空题 ( 共10题 20分 )22. 2 分 (3288) 有理想气体反应达化学平衡 A(g) + B(g) = 3C(g),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。
23. 2 分 (2899) 25°C 时,水的饱和蒸气压为3.133 kPa ,水蒸气的标准生成自由能为-1228.60kJ mol -⋅,则液态水的标准生成自由能为 kPa 。
24. 2 分 (3172) 过饱和溶液中溶剂的化学势 ________ 纯溶剂的化学势。
溶质的化学势_________ 纯溶质的化学势。
25. 2 分 (2989) 已知反应C(s)+O 2(g)=CO 2(g) 的平衡常数为 K 1;CO(g)+12O 2(g)=CO 2(g) 的平衡常数为 K 2; 2C(s)+O 2(g)=2CO(g) 的平衡常数为 K 3;则K 3与K 1,K 2的关系为 _____________ 。
26. 2 分 (3293) 一密闭容器处于 283.15 K 的恒温环境中,内有水及其相平衡的水蒸气。
现充入惰性气体(即气体既不与水反应,也不溶于水中),则水蒸气的压力: ( )(A) 增加 (B) 减少 (C) 不变(D) 惰性气体压力低于101 325 Pa ,水蒸气压增加,高于101 325 Pa 时,则减小。
27. 2 分 (3353) 反应 3C(s)+2H 2O(g)=CH 4(g)+2CO(g)在恒温恒容条件下进行,达平衡后,气相各组分皆可看成理想气体,其平衡常数K p 1,碳的转化率为1;若向该体系内充入N 2,则反应体系压力升高,但气体组分仍可近似为理想气体,此时反应的平衡常数K p 2,碳的转化率2,则K p 1与K p 2的关系为____________,1与2的关系为____________。
(大于,小于,等于的关系) 28. 2 分 (2909) 若298 K 时,反应2224NO g N O g ()()=8.834p K =,则当p (NO 2)=1 kPa, p (N 2O 4)=10 kPa 时,反应将 。
(A )向生成N 2O 4方向进行 (B )向生成NO 2方向进行(C )反应恰好达到平衡 (D )不能判断其进行的方向29. 2 分 (3043) 若反应 CO(g) + (1/2) O 2(g) = CO 2(g) 在 2000 K 时的 K p = 6.44,同样温度下,则反应2CO(g) + O 2(g) = 2CO 2(g) 的 K p (1) = __________ ;2CO 2(g) = 2CO(g)+ O 2(g) 的 K p (2) = __________ 。
30. 2 分 (2904)已知:(1)222Fe s O g FeO s ()()()+= ,-1r m /J mol 519200125G ∆⋅=-+(T /K)(2)3212234Fe s O g Fe O s ()()()+= , -1r m /J mol 156.5G A ∆⋅=+(T /K) 由Fe s O g FeO s (),(),()2及Fe O s 34()组成的体系的平衡温度是838 K ,则反应(2)的r m ΔG 式中的A= J mol ⋅-1。
31. 2 分 (2992)在 1100℃时有下列反应发生:(1) C(s)+2S(s)=CS 2(g) K 1=0.258(2) Cu 2S(s)+H 2(g)=2Cu(s)+H 2S(g) K 2=3.9×10-3(3) 2H 2S(g)=2H 2(g)+2S(g) K 3=2.29×10-2试计算在 1100℃时,用碳还原 Cu 2S 反应的平衡常数 K 4=_________ 。
三、计算题 ( 共 4题 40分 )32. 10 分 (3368) 已知 25℃ 下列各物质的热力学数据:Δf H m /kJ mol -1 Δf G m /kJ mol -1 C p ,m /J K -1mol -1CaCO 3(s) -1206.9 -1128.8 82.3+49.8×10-3TCaO(s) -635.1 -604.2 41.8+20.3×10-3TCO 2(g) -393.5 -394.4 28.7+35.7×10-3T试计算298 K 时 CaCO 3的分解压及平衡常数与温度的关系式。