化学平衡习题
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第四章化学平衡一 . 选择题1.某实际气体反应,用逸度表示的平衡常数K0m随下列哪些因素而变: ( )(A) 体系的总压力 (B) 催化剂 (C) 温度 (D) 惰性气体的量2.化学反应体系在等温等压下发生△ξ= 1 mol 反应所引起体系吉氏自由能的改变值△rGm 的数值正好等于体系化学反应吉氏自由能 (∂G/∂ξ)T,P,m的条件是()(A) 体系发生单位反应 (B) 反应达到平衡(C) 反应物处于标准状态 (D) 无穷大体系中所发生的单位反应3. 化学反应等温式△rGm = △rG0m + RTlnQa ,当选取不同标准态时,反应的△rG0m将改变,该反应的△rGm和Qa 将()(A) 都随之改变 (B) 都不改变 (C) Q变,△rGm不变 (D) Q不变,△rGm 改变4.在等温等压下,当反应的△rG0m= 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5.若 298K 时反应 N2O4(g) = 2NO2(g) 的 K0m= 0.1132,则(1) 当 P (N2O4) = P (NO2) = 1 kPa 时,反应将 ___________ ;(2) 当 P (N2O4) = 10 kPa、P (NO2) = 1 kPa 时,反应将 ________ 。
(A) 向生成 NO2的方向进行(B) 向生成 N2O4的方向进行;(C) 正好达化学平衡状态(D) 难于判断其进行方向。
6. 在 T、P 时,理想气体反应 C2H6(g) = H2(g) 的 K c/Kx 为∶() (A) RT (B) 1/RT (C) RT/P (D) P/RT7. 理想气体反应平衡常数 Kx 与 Kc 的关系是∶()(A) Kx = Kc(RT) (B) Kx = KcP (C) Kx = Kc(RT/P) (D) Kx = Kc(V/∑BB n)8.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) 0.1259.根据某一反应的△rG0m值,下列何者不能确定:(A) 标准状态下自发变化的方向 (B) 在△rG0m所对应的温度下的平衡位置(C) 在标准状态下体系所能作的最大非膨胀功 (D) 提高温度反应速率的变化趋势10. 对一个理想气体化学反应的平衡常数与其标准吉布斯自由能变化 (△rG0m) 的关系有:(1) K0p = exp(-△rG0m/RT) (2) K0c= exp(-△rG0m/RT)(3) Kx = exp(-△rG0m/RT)其中以()关系为正确?(A) (1)、(2) 和 (3) 式均正确 (B) (1) 式正确( C) (2) 式正确 (D) (3) 式正确11.下列物理量中,哪一组与压力无关()(A) Kc、(∂G/∂ξ)T ,P (B) Kr、△rGm (C) Kx、△rHm (D) K f、△rG0m12. 一定温度下,一定量的 PCl5(g)在某种条件下的离解度为α,改变下列条件,何者可使α增大?( )(A) 增加压力使体积缩小一倍 (B) 体积不变,通入 N2气使压力增大一倍(C) 压力不变,通入 N2气使体积增大一倍 (D) 体积不变,通入 Cl2气使压力增大一倍13. 对于气相反应,当体系总压力P变化时()(A) 对K无影响 (B)对 Kr 无影响 (C) 对 K0p 无影响 (D) 对 K、Kr、K0p均无影响14. 理想气体反应 N2O5(g) = N2O4(g) + (1/2)O2(g) 的△rH0m为 41.84 kJ.mol-1,△C p= 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15.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) 无法确定二 . 填空题1.化学平衡的化学势判据是 __________________________________________ ,其适用条件是___________________________________________________________ 。
2.已知 N2O5的分解反应 N2O4(g) = 2NO2(g),在 25℃时,△rG0m= 4.78 kJ.mol-1。
此温度时,在 P(N2O4) = 3×P⊖,P(NO2)= 2×P⊖的条件下,反应向 ___________ 方向进行。
3.在一定温度时,高压气体反应的 K0p 已不是常数。
为求得高压气相反应的 K0p,可先由表册数据求得反应的△rG0m,根据公式 __________________________求出 K0p,然后由查表得到的临界数据和反应条件算得对比数据,使用牛顿图得各物质的 _____________________,从而算得 Kr,再根据公式 _______________最后求得 K0p。
4. 在一定温度下,对于给定反应,K p= K x= K m= K C的条件是 _____ 和 ____ 。
5. 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。
6. 若反应 CO(g) + (1/2) O2(g) = CO2(g) 在 2000K 时的 K0p= 6.44,同样温度下,则反应 2CO(g) +O2(g) = 2CO2(g) 的 K0p(1) = __________ ;2CO2(g) = 2CO(g) + O2(g) 的 K0p(2) = __________ 。
7. NH4HS(s) 放入抽空的瓶内发生分解: NH4HS(s) = NH3(g) + H2S(g)则分解反应达到平衡时该体系的独立组分数为 ___________ ,相数为 _________ ,自由度数为 ____ ;在 25℃时测得体系达到平衡时的压力为 66.66 kPa,若此温度时 NH3的分压为13.33kPa;要使 NH3和 H2S 的混合气体体系中不形成 NH4HS 固体,则应将 H2S 的分压控制在 _____于 _____ kPa。
8. 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。
9. 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。
三 . 问答题1. 根据△G0m (T)= -RTlnK0p,气体反应的标准自由能△rG0m(T) 是指在温度为 T,压力为标准压力(101325Pa) 下,气体反应体系达平衡时,反应进度为 1mol 时的自由能变化。
此说法对吗 ? 说明理由。
2.某气体反应 A⇌ B + C 在 298.15K 时的标准平衡常数 K0p= 1,该反应为吸热反应,问:(1) 在 298.15K 时其△rG0m是多少?(2) 在同样的标准状态下,其△r S0m 是正还是负?(3) 选 1 mol.dm-3为标准状态时,K0c和△r G0m为多少?(4) 在 313.15K 时的 K0p是比 1 大,还是小?(5) 在 313.15K 时的△r G0m(标准状态为 101.325kPa)是正还是负?3.回答下列问题,对者用 (+) 错者用 (-)(1) 适当选定温度和压力,正交硫,单斜硫,液态与气态硫可以同时平衡共存。
( )(2) 定温定压下,二元系中 A 组分的化学势增大,B 组分的化学势必减少。
( )(3) CH3CH2OH-C6H5Cl,C2H5OH-H2O 为完全互溶,C6H5Cl-H2O 为部分互溶。
利用水进行液-液萃取,可从C2H5OH-C6H5Cl 中分离出较纯的氯苯。
( )(4) 高压反应 CO(g)+H2O(g) → CO2(g)+H2(g),压力变化时,平衡不会移动。
( )(5) 任何温度下,一个振动自由度比一个平动自由度对热容的贡献大。
( )四. 计算题1. 已知反应 CO(g) + H2O(g) = CO2(g) + H2(g) 700℃时的 K0p= 0.71,若(1) 反体系中各组分的分压都是 1.52×105Pa;(2) 反应体系中 Pco = 1.013× 106Pa P水= 5.065×105PaP(CO2)= P(H2) = 1.52×105Pa,试判断反应的方向。
2. 闪锌矿 (ZnS) 在 1700K 高温干燥空气流中焙烧时,出口气含 SO2的体积分数Y(SO2) = 7%,试判断焙烧产物是 ZnO 还是 ZnSO4已知 1700K,101.325 kPa 气压下各物质的摩尔生成吉布斯自由能为:ZnO (s) ZnSO4(s) SO2(g) SO3(g)△fG0m/kJ.mol -181.167 -394.551 -291.625 -233.8863. 已知在 298K.101.325 kPa 压力下,反应 CO(g) + H2O(g) → CO2(g)+H2(g)的数据如下:△f H0m (CO,g) = -110.52 kJ.mol-1△f H0m(H2O,g) = -241.83 kJ.mol-1△f H0m (CO2,g) = -393.51 kJ.mol-1 S0m(CO,g) = 197.90 J.K-1.mol-1S0m (H2O,g) = 188.70 J.K-1.mol-1 S0m(CO2,g) = 213.60 J.K-1.mol-1S0m(H2,g) = 130.60 J.K-1.mol-1 C p,m(CO,g) = 29.10 J.K-1.mol-1C p,m(H2O,g) = 33.60 J.K -1.mol-1 C p,m(CO2,g) = 37.10 J.K-1.mol-1C p,m(H2,g) = 28.80 J.K -1.mol-1将各气体视为理想气体,试计算 (1) 298K 下反应的△r G0m;(2) 596K、505.625 kPa 下反应的△r H m、△r S m; (3) 596K 下反应的△r G 0m及 K0p。