大學(xué)物理化學(xué)核心教程第二版(沈文霞)課后參考答案第5章講解_第1頁
大學(xué)物理化學(xué)核心教程第二版(沈文霞)課后參考答案第5章講解_第2頁
大學(xué)物理化學(xué)核心教程第二版(沈文霞)課后參考答案第5章講解_第3頁
大學(xué)物理化學(xué)核心教程第二版(沈文霞)課后參考答案第5章講解_第4頁
大學(xué)物理化學(xué)核心教程第二版(沈文霞)課后參考答案第5章講解_第5頁
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文檔簡介

1、第五章化學(xué)平衡一.基本要求1 .掌握化學(xué)反應(yīng)等溫式的各種形式,并會(huì)用來判斷反應(yīng)的方向和限度。2 . 了解標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的定義,掌握標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的各種表示形式和計(jì)算方法。3 .掌握標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù) k與AGm在數(shù)值上的聯(lián)系,熟練用熱力學(xué)方法計(jì)算&Gm,從而獲得標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的數(shù)值。4 . 了解標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成 Gibbs自由能AfGm的定義和它的應(yīng)用。5 .掌握溫度對化學(xué)平衡的影響,記住van't Hoff公式及其應(yīng)用。6 . 了解壓力和惰性氣體對化學(xué)平衡的影響。二.把握學(xué)習(xí)要點(diǎn)的建議把本章放在多組分系統(tǒng)之后的目的,就是要利用多組分系統(tǒng)中介紹的化學(xué)勢的概念 和各種表示方式,來導(dǎo)出化學(xué)反應(yīng)等溫

2、式,從而用來判斷化學(xué)反應(yīng)的方向與限度。本章又用到了反應(yīng)進(jìn)度的概念, 不過其彳1處在0-1 mol的區(qū)間之內(nèi)。因?yàn)樵诶没瘜W(xué) 勢的表示式來計(jì)算反應(yīng)的 Gibbs自由能的變化值時(shí),是將化學(xué)勢看作為一個(gè)定值,也就是在 有限的反應(yīng)系統(tǒng)中,化學(xué)進(jìn)度為 dt ,如果在一個(gè)很大的系統(tǒng)中, 1=1 mol。嚴(yán)格講,標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)應(yīng)該用絕對活度來定義,由于本教材沒有介紹絕對活度的概念,所以利用標(biāo)準(zhǔn)態(tài)化學(xué)勢來對標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)下定義,其含義是一樣的。從標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的定義式可知,標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)勢一樣,都僅是溫度的函數(shù),因?yàn)閴毫σ阎付闃?biāo)準(zhǔn)壓力。對于液相反應(yīng)系統(tǒng), 標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)有其相應(yīng)的形式。對于復(fù)相化學(xué)反應(yīng),因?yàn)?/p>

3、純的凝聚態(tài)物質(zhì)本身就作為標(biāo)準(zhǔn)態(tài),它的化學(xué)勢就是標(biāo)準(zhǔn)態(tài)化學(xué)勢,已經(jīng)歸入ArG?中,所以在計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)時(shí),只與氣體物質(zhì)的壓力有關(guān)。學(xué)習(xí)化學(xué)平衡的主要目的是如何判斷反應(yīng)的方向和限度,知道如何計(jì)算平衡常數(shù),了 解溫度、壓力和惰性氣體對平衡的影響,能找到一個(gè)經(jīng)濟(jì)合理的反應(yīng)條件,為科研和工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)。而不要過多地去考慮各種濃度表示式和各種平衡常數(shù)表示式之間的換算,否則會(huì)把自己搞糊涂了,反而沒抓住主要內(nèi)容。由于標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)與 irGm在數(shù)值上有聯(lián)系,ArG? = -RT In Kp ,所以有了 ArG?的 值,就可以計(jì)算Kp的值。定義了標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成 Gibbs自由能AG?,就可以很方便地用熱 力學(xué)數(shù)據(jù)表

4、中個(gè)物質(zhì)的 AGm值,來計(jì)算反應(yīng)的 ArG?,從而可以求出標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)。為什么說ArGm與Kp僅是在數(shù)值上有聯(lián)系呢?因?yàn)樗鼈兲幱诓煌臓顟B(tài),ArGm處于標(biāo)準(zhǔn)態(tài),而 Kp處于平衡態(tài),它們之間的關(guān)系可以這樣來理解。根據(jù)公式:(ArGm)T,p=ArGm+RTlnnB IP J在等溫、等壓不做非膨脹功時(shí),化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡,(rGm)T,p =0 ,才得到BArGm-RT lnn '-pB-=RTlnKfB .p e所以,Kp是處于平衡狀態(tài)時(shí)的壓力商,而它又與標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)勢有關(guān)(根據(jù)它的定義式),故將K?稱為標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù),它始終與系統(tǒng)的化學(xué)平衡狀態(tài)相連。而Gm =£ vbB,是處pB于標(biāo)

5、準(zhǔn)態(tài)時(shí)化學(xué)勢的代數(shù)和,故稱為反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾 Gibbs自由能變化值,它是處于標(biāo)準(zhǔn)狀 態(tài)下的物理量。只有在化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),才與 K聯(lián)系在一起。之所以要強(qiáng)調(diào)這一點(diǎn)是因?yàn)椋绻袮rGm看作是平衡狀態(tài)下的物理量,它的數(shù)值永遠(yuǎn)等于零;如果把K汽看作是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的平衡常數(shù),那它就永遠(yuǎn)等于1,顯然這些結(jié)論是荒謬的。標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的數(shù)值與 4Gm一樣,因?yàn)橛玫搅嘶瘜W(xué)反應(yīng)進(jìn)度的概念,所以與方程式的計(jì)量系數(shù)是有關(guān)系的。方程式的計(jì)量系數(shù)成倍數(shù)的關(guān)系,則ArGm的值也呈倍數(shù)的關(guān)系,而K:則成指數(shù)的關(guān)系。所以在計(jì)算Kp時(shí),一定要與化學(xué)計(jì)量方程對應(yīng)。溫度是影響化學(xué)平衡的最主要的因素,溫度會(huì)改變平衡常數(shù)的數(shù)值。根據(jù)va

6、n' t Hoff公式,對于吸熱反應(yīng),升高溫度,使平衡常數(shù)值增大。反之,對于放熱反應(yīng),降低溫度,使平 衡常數(shù)值增大。要熟練掌握 van' t Hoff定積分公式的應(yīng)用。壓力不影響平衡常數(shù)的數(shù)值, 而只可能影響有氣體參與反應(yīng)的平衡組成,或通常說的會(huì)影響K?的數(shù)值。對于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的反應(yīng),或受壓力影響較小的凝聚相反應(yīng),則壓力對平衡幾乎沒有影響。只有在反應(yīng)前后,氣體分子數(shù)發(fā)生改變的反應(yīng),壓力才會(huì)影響平衡的組成,增加壓力對氣體分子數(shù)減少的反應(yīng)有利,反之,降低壓力對氣體分子數(shù)增加的反應(yīng)有利,使產(chǎn)物的比例提高。把不參與反應(yīng)的氣體稱為惰性氣體,惰性氣體對平衡的影響與壓力相似,只有在

7、反應(yīng)前后氣體分子數(shù)改變的反應(yīng),加入惰性氣體才會(huì)影響平衡的組成。加入惰性氣體,降低了各個(gè)組成的分壓,相當(dāng)于起了降壓和稀釋作用,對氣體分子數(shù)增加的反應(yīng)是有利的。反之,對氣體分子數(shù)減少的反應(yīng), 惰性氣體的存在會(huì)使產(chǎn)物在平衡組成中的比例下降,必須定期清除這種反應(yīng)物帶入的或反應(yīng)中產(chǎn)生的惰性氣體。三.思考題參考答案1 .反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),宏觀和微觀特征有何區(qū)別?答:反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí), 宏觀上反應(yīng)物和生成物的數(shù)量不再隨時(shí)間而變化,好像反應(yīng)停止了。而微觀上,反應(yīng)仍在不斷的進(jìn)行,反應(yīng)物分子變?yōu)樯晌锓肿?,而生成物分子又不斷?成反應(yīng)物分子,只是正、逆反應(yīng)的速率恰好相等,使反應(yīng)物和生成物的數(shù)量不再隨時(shí)間而改 變。2

8、.為什么化學(xué)反應(yīng)通常不能進(jìn)行到底?答:嚴(yán)格講,反應(yīng)物與產(chǎn)物處于同一系統(tǒng)的反應(yīng)都是可逆的,不能進(jìn)行到底。只有逆 反應(yīng)與正反應(yīng)相比小到可以忽略不計(jì)的反應(yīng),可以粗略地認(rèn)為可以進(jìn)行到底。這主要是由于存在混合Gibbs自由能的緣故,反應(yīng)物與產(chǎn)物混合,會(huì)使系統(tǒng)的Gibbs自由能降低。如果沒有混合Gibbs自由能,在Gibbs自由能對反應(yīng)進(jìn)度的變化曲線上,應(yīng)該是一根不斷下降的直 線,不會(huì)出現(xiàn)最低點(diǎn)。如果將反應(yīng)在van't Hoff平衡箱中進(jìn)行,反應(yīng)物與生成物的壓力都保持不變,反應(yīng)物與生成物也不發(fā)生混合,反應(yīng)物反應(yīng)掉一個(gè)分子,向平衡箱中補(bǔ)充一個(gè)分子。生成一個(gè)生成物分子,則從平衡箱中移走一個(gè)分子,這樣才

9、能使反應(yīng)進(jìn)行完全。3 .什么是復(fù)相化學(xué)反應(yīng)?其平衡常數(shù)有何特征?答:有氣相和凝聚相(液相、固體)共同參與的反應(yīng)稱為復(fù)相化學(xué)反應(yīng)。對凝聚相,只 考慮是純態(tài)的情況,純態(tài)的化學(xué)勢就是它的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)化學(xué)勢,所以復(fù)相化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)只與氣態(tài)物質(zhì)的壓力有關(guān)。4 .什么是物質(zhì)的解離壓?答:在一定溫度下,某純的固體物質(zhì)發(fā)生解離反應(yīng),如果只產(chǎn)生一種氣體, 達(dá)到平衡時(shí),這氣體的壓力就稱為該固體在該溫度時(shí)的解離壓。如果產(chǎn)生的氣體不止一種,達(dá)到平衡時(shí), 所有氣體壓力的總和稱為該固體在該溫度時(shí)的解離壓。顯然物質(zhì)的解離壓在定溫下有定值。5 .什么是標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成 Gibbs自由能?答:因?yàn)镚ibbs自由能的絕對值不知道,

10、所以只能用相對值, 需要規(guī)定一個(gè)共同的相對標(biāo)準(zhǔn)。即將標(biāo)準(zhǔn)壓力下穩(wěn)定單質(zhì)(包括純的理想氣體,純的固體或液體)的生成 Gibbs自由能看作零,在標(biāo)準(zhǔn)壓力下,反應(yīng)溫度時(shí),由穩(wěn)定單質(zhì)生成計(jì)量系數(shù)vB =1的物質(zhì)B時(shí),標(biāo)準(zhǔn)摩爾Gibbs自由能的變化值稱為物質(zhì)B的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成 Gibbs自由能,用符號fGm(B,P,T)表示。熱力學(xué)數(shù)據(jù)表上一般列出的是在298.15 K時(shí)的數(shù)值。6 .根據(jù)公式, aG? = RT ln K日,所以說 irGm是在平衡狀態(tài)時(shí)的 Gibbs自由能的變化值,這樣說對不對 ?答:不對。在等溫、等壓、不作非膨脹功時(shí),化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)的Gibbs自由能的變化值等于零,這樣才得到上述

11、公式。而ArGm是指在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下Gibbs自由能的變化值,在數(shù)值上等于反應(yīng)式中各參與物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)勢的代數(shù)和,即:ArGm(T)=£ vbNB(T),因B此不能認(rèn)為ArGf是在平衡狀態(tài)時(shí)的 Gibbs自由能的變化值,否則在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下。它的數(shù)值 永遠(yuǎn)等于零。7 .在一定的溫度、壓力且不作非膨脹功的條件下,若某反應(yīng)的irGm> 0,能否研制出一種催化劑使反應(yīng)正向進(jìn)行?答:不能。催化劑只能同時(shí)改變正向和逆向反應(yīng)的速率,使平衡提前到達(dá),而不能改變反應(yīng)的方向和平衡的位置,催化劑不能影響ArGm的數(shù)值。用熱力學(xué)函數(shù)判斷出的不能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng),用加催化劑的方法也不能使反應(yīng)進(jìn)行,除非對系統(tǒng)做非

12、膨脹功。8 .合成氨反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量方程式可以分別用如下兩個(gè)方程來表示,兩者的ArGm和 K的關(guān)系如何?31(1) 3H2 N2=2NH3(2) -H2 - N2 = NH3答:ArGm的下標(biāo)“m奏示反應(yīng)進(jìn)度為1 mol時(shí)Gibbs自由能的變化值,現(xiàn)在兩個(gè)反應(yīng)式中各物的量成倍數(shù)關(guān)系,當(dāng)反應(yīng)進(jìn)度都等于1 mol時(shí),得:."G3(1)=2'Gm(2)K科=(K?)29 .工業(yè)上,制水煤氣的反應(yīng)方程式可表示為:_ 一JC(s) H2O(g) =CO(g) H2(g).:rHm =133.5 kJ mol設(shè)反應(yīng)在673 K時(shí)達(dá)到平衡,討論下列因素對平衡的影響。增加碳的含量;提高反應(yīng)溫度

13、;增加系統(tǒng)的總壓力;增加水氣分壓;增加氮?dú)夥謮?。答?只要碳是純的固態(tài),則它的活度等于1,它的化學(xué)勢就等于標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時(shí)的化學(xué)勢,在復(fù)相化學(xué)平衡中,純固態(tài)不出現(xiàn)在平衡常數(shù)的表達(dá)式中,則增加碳的含量對平衡無影響。 提高反應(yīng)溫度會(huì)使平衡向右移動(dòng),因?yàn)檫@是一個(gè)吸熱反應(yīng),提高反應(yīng)溫度對正反應(yīng) 有利。 增加系統(tǒng)的總壓力,雖然不影響平衡常數(shù)的數(shù)值,但是會(huì)影響平衡的組成。因?yàn)檫@ 是一個(gè)氣體分子數(shù)增加的反應(yīng),增加壓力,會(huì)使平衡向體積變小的方向移動(dòng),會(huì)使平衡向左方移動(dòng),不利于正向反應(yīng)。所以,工業(yè)上制備水煤氣時(shí),一般在常壓下進(jìn)行。 水是反應(yīng)物,增加水氣的分壓,會(huì)使平衡向正向移動(dòng)。 氮?dú)庠谶@個(gè)反應(yīng)中是惰性氣體,增加氮?dú)怆m

14、然不會(huì)影響平衡常數(shù)的數(shù)值,但會(huì)影響 平衡的組成。因?yàn)檫@是個(gè)氣體分子數(shù)增加的反應(yīng),增加惰性氣體,使氣態(tài)物質(zhì)的總的物質(zhì)的量增加,相當(dāng)于將反應(yīng)系統(tǒng)中各個(gè)物質(zhì)的分壓降低了,這與降低系統(tǒng)的總壓的效果相當(dāng),起到了稀釋、降壓的作用,可以使產(chǎn)物的含量增加,對正向反應(yīng)有利。 0.五氯化磷的分解反應(yīng)為PCl5(g) = Cl 2(g) + PCl3(g),在一定溫度和壓力下,反應(yīng)達(dá)平衡后,改變?nèi)缦聴l件,五氯化磷的解離度將如何變化?并解釋為什么?設(shè)所有氣體均 為理想氣體。(1)降低系統(tǒng)的總壓;(2)通入氮?dú)?,保持壓力不變,使體積增加一倍;(3)通入氮?dú)?,保持體積不變,使壓力增加一倍;(4)通入氯氣,保持體積不變,使

15、壓力增加一倍。答:(1)降低總壓有利于正向反應(yīng),使五氯化磷的解離度增加,因?yàn)檫@是一個(gè)氣體分 子數(shù)增加的反應(yīng)。(2)通入氮?dú)?,保持壓力不變,這對氣體分子數(shù)增加的反應(yīng)有利,相當(dāng)于起了稀釋、 降壓的作用,所以五氯化磷的解離度會(huì)增加。(3)通入氮?dú)?,因保持體積不變,壓力和氣體的總物質(zhì)量同時(shí)增加,它們的比值不變,所以平衡組成也不變,五氯化磷的解離度亦不變。(4)通入氯氣,增加了生成物的含量,使平衡向左移動(dòng),對正向反應(yīng)不利,會(huì)使五氯化磷的解離度下降。四.概念題參考答案1 .在等溫、等壓且不做非膨脹功的條件下,當(dāng)反應(yīng)的ArGm=5 kJ-mol ”時(shí),該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的方向?yàn)?)(B)逆向自發(fā)進(jìn)行(A)正向自

16、發(fā)進(jìn)行(C)無法判斷(D)反應(yīng)不能進(jìn)行答:(C)。判斷反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行,要用等溫、等壓且不做非膨脹功的條件下 變化值,而不能用 ArGm的值。除非該反應(yīng)是在標(biāo)準(zhǔn)壓力下進(jìn)行,則 ArGm > 0 ,反應(yīng)能逆 向自發(fā)進(jìn)行?;蛘逜rGm是一個(gè)絕對值很大的負(fù)值, 改變壓力商也不可能改變 ACm的符號, 則與Gm也小于零,這時(shí)可以估計(jì)反應(yīng)能自發(fā)正向進(jìn)行。2 .理想氣體混合物在化學(xué)反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),應(yīng)該使用下列哪個(gè)關(guān)系式?()(A) A.Gm=-RTlnKp(B) ArGm = -RTlnK(C) ArGm = -RTln K?(D) ArGm = -RTln K?答:(B)。根據(jù)理想氣體化學(xué)勢的表示式

17、,對數(shù)項(xiàng)中用pB/ p2表示,在化學(xué)反應(yīng)等溫式中,對數(shù)項(xiàng)中是壓力商Qp,達(dá)平衡時(shí),是平衡時(shí)的壓力商,所以標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)是Kp ,相應(yīng)的Gibbs自由能的變化值為 ArGmo3 .理想氣體反應(yīng)CO(g) +2H2(g) =CHsOH(g)的.Gm與溫度T的關(guān)系為:Gm/(J mol,)= 21 660 +52.92T/K。若要使反應(yīng)的平衡常數(shù)大于1,則應(yīng)控制的反應(yīng)溫度為()(A)必須低于409.3 C(B)必須高于409.3 K(C)必須低于409.3 K(D)必須等于409.3 K答:(C)。4Gm與標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù) Kp的關(guān)系式為©? = RTlnKp,要使Kp=1, 則&Gm

18、= 0。從已知的關(guān)系式,解得 T =409.3 Ko要使反應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)壓力下能自發(fā)正向進(jìn) 行,&Gm必須小于零,所以,根據(jù)已知的關(guān)系式,反應(yīng)溫度必須低于409.3 Ko4 .在973 K時(shí),反應(yīng)CO(g) +H2O(g)LU COz(g)+H2(g)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K: =0.71。若將如下各分壓的理想氣體混合在一起,Pco =100 kPa , Ph2o = 50 kPa ,PCO2 =10 kPa , Ph2 =10 kPa ,在相同溫度下,反應(yīng)的方向?qū)?)(A)向右進(jìn)行(B)向左進(jìn)行(C)處于平衡狀態(tài)(D)無法判斷答:(A)。有一個(gè)可以作為判據(jù)的化學(xué)反應(yīng)等溫式為 a (rGm)T,p

19、=-RTlnKp RTlnQp如果若KEQp ,則(AGm,p < 0 ,反應(yīng)可自發(fā)向右正向進(jìn)行。這個(gè)反應(yīng)的Qp值為Qp10 10100 50= 0.02NH4HCO3(S)發(fā)生分解反Qp遠(yuǎn)小于Kp的值,所以反應(yīng)自發(fā)向右進(jìn)行。5.在350 K時(shí),應(yīng)的計(jì)量方程為NH4HCO3(s)|.JL NH3(g) CO2(g) HzO(g)設(shè)在兩個(gè)容積都等于 10 dm3的密閉容器 A和B中,分別加入純的 NH 4HCO 3(s) 1.0 kg和20.0 kg ,保持溫度不變,達(dá)到平衡后,下列說法正確的是()(A)兩容器中壓力相等(B) A內(nèi)壓力大于B內(nèi)壓力(C) B內(nèi)壓力大于A內(nèi)壓力(D)必須經(jīng)實(shí)

20、際測定方能判別答:(A)。因?yàn)槿萜鞯捏w積有限, NH4HCO3(s)都是過量的,在相同溫度下,兩密閉容 器中的分解壓力相同。6 .根據(jù)某一反應(yīng)的 4Gm值,下列不能確定的是()(A)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下自發(fā)變化的方向(B)在rGm所對應(yīng)的溫度下的平衡位置(C)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下系統(tǒng)所能做的最大非膨脹功(D)提高溫度對平衡的影響情況答:(D)。溫度對平衡的影響情況,要用van't Hof公式判斷,要根據(jù)反應(yīng)是吸熱還是放熱,來決定提高溫度對平衡有利還是不利,而用ArGm不好確定。7 .某實(shí)際氣體反應(yīng),用逸度表示的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)隨下列哪個(gè)因素而變()(A)系統(tǒng)的總壓力(B)催化劑(C)溫度(D)惰性氣體的量答

21、:(C)。實(shí)際氣體化學(xué)勢的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)與理想氣體是一樣的,其標(biāo)準(zhǔn)態(tài)化學(xué)勢僅是溫度的 函數(shù),所以標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)也是溫度的函數(shù),會(huì)隨著溫度的改變而改變。8 .在某一反應(yīng)溫度下,已知反應(yīng)(1)2NH3(g)U山3H2(g) + Nz(g)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常 數(shù)為K:(1)=0.25。那么,在相同的反應(yīng)條件下,反應(yīng)3H2(g)十1N2(g)口匚i NH3(g)的 標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K:(2)為()(A) 4(B) 0.5(C) 2(D) 1答:(C)。第二個(gè)方程是第一個(gè)方程的逆過程,標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)是第一個(gè)方程的倒數(shù)。而 第二個(gè)方程式的計(jì)量系數(shù)是第一個(gè)方程的一半,則標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)應(yīng)開1/2次方,所以11、12右=1KmJ =1

22、025)二29 .在298 K時(shí),某化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn) Gibbs自由能變化的變化值 ArGm < 0 ,則反應(yīng)對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K己將()(A) Q =0(B) K6 > 1(C) K6 < 0(D) 0< K6 < 1答:(B)。因?yàn)?AG? = RTln K日,ArGm<0, -RT ln Ke < 0 , Ke > 1 o10 .在如下幾個(gè)反應(yīng)中,增加系統(tǒng)的總壓,能使產(chǎn)物的比例增加的是()(A) CaCO3(s)LU二 CaO(s) CO2(g)(B) CO(g) H2O(g)L"二 CO2(g) H2(g)(C) |出色)彳也包乂

23、昆NH3(g)(D) PCi5(g) =Ci2(g) PCii(g)答:(C)。增加系統(tǒng)的總壓,雖然不改變標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù),但是對氣體分子數(shù)減少的反應(yīng) 有利,能使產(chǎn)物的比例增加。這里只有(C)是氣體分子數(shù)減少的反應(yīng)。率分別為K2(1)和。充入一定量的 p11 .在等溫、等壓的條件下,反應(yīng) C(s) +HzO(g) =CO(g) +H2(g)的平衡常數(shù)和轉(zhuǎn)化N2(g)后,再次達(dá)平衡時(shí)的平衡常數(shù)和轉(zhuǎn)化率分別為K(2)和口2。兩者的關(guān)系為(A) K?(1)=K?(2), %>%(B) K*1)>Kp(2), »1 >«2(C) K>(1)<K:(2),

24、%<%(D) K2(1)=或(2), %<%答:(D)。因?yàn)闇囟炔蛔?,所以?biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)也不變。這是一個(gè)氣體分子數(shù)增加的反應(yīng),充入一定量的惰性氣體Nz(g),相當(dāng)于起了降壓的作用,所以轉(zhuǎn)化率會(huì)提高。12 .在一定的溫度下,一定量的PCl5(g)在一密閉剛性容器中達(dá)到分解平衡。若往容器中充入氮?dú)猓瓜到y(tǒng)的壓力增加一倍,則PCl5的解離度將()(A)增加(B)減少(C)不變(D)不確定答:(C)。雖然充入不參與反應(yīng)的氮?dú)?,?yīng)對氣體分子數(shù)增加的反應(yīng)有利,但是因?yàn)樵?密閉剛性容器中,體積不變,則壓力也相應(yīng)增加,使壓力和氣體的總物質(zhì)的量的比值不變, 所以解離度亦不變。13 . PC歸的分解反應(yīng)

25、的計(jì)量方程為 PCl5(g) =Cl2(g)十PCL(g),在473 K達(dá)到平衡 時(shí),PCl5(g)的解離度a =0.485,溫度升至573 K達(dá)到平衡時(shí),解離度 a =0.97,則此反 應(yīng)是()(A)放熱反應(yīng)(B)吸熱反應(yīng)(C)既不放熱也不吸熱(D)兩個(gè)溫度下的平衡常數(shù)相等答:(B)。升高溫度,可以使吸熱反應(yīng)的平衡常數(shù)增大。114 .在298 K 和標(biāo)準(zhǔn)壓力下,反應(yīng)H2(g) +-O2(g)|_| H2O(l)的 ArGm = -237.13 kJ mol,ArSm = -163.3 J K,mol假定 ACp,m = 0 ,則在 398 K 時(shí),反應(yīng)的ArGm(398K)的值為() , .

26、 (A) -237.13 kJ mol(B) 237.13 kJ mol(C) -220.80 kJ mol(D) -253.51 kJ mol答:(C)。因?yàn)槭堑葴胤磻?yīng),所以ArGm = AH,m寸AS mrH m =: G T . ,君 m= -237.13 298(-163.3) 10號 kJ mol=-285.79 kJ mol因?yàn)榧俣ˋCp,m =0,所以ArHm和ArSm的值不隨溫度而變,則. :rG m( 398 K=) :Hem - 3 98 K qm _/ 一- 1 = -285.79 kJ mol -398K (-163.3 J K mol ) 1-220.80 kJ mo

27、l五.習(xí)題解析1.在 973 K 和標(biāo)準(zhǔn)壓力下,反應(yīng) CO(g) +H2O(g)LLCO2(g)+H2(g)的 K$ =0.71。 試根據(jù)如下兩種情況,分別判斷反應(yīng)的方向。(1)反應(yīng)系統(tǒng)中各組分的分壓都是1.52105 Pa。(2)反應(yīng)系 統(tǒng)中,Pco =1.013父106 Pa ,Ph2o = 5.065105 Pa , _5 _pco2 =PH2 =1.52乂10 Pa。解:(1)根據(jù)化學(xué)反應(yīng)等溫式(,&)= RTlnK: + RTlnQpQP$pco2 ppH2p1.521.52/$ : 1pco pprop1.521.52Qp>(2)QppCO2$p p% p$pco p

28、ph20 P1.52 1.52 =0.045 10.13 5.0652.lnKp分別為Qp<反應(yīng)K?, (GmkpV。,正向反應(yīng)是自發(fā)的。CO(g) +H2O(g) LkCO2(g) +H2(g)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系為4951.5.一 =-5.103,當(dāng)COg) , H20(g) , C02(g)和H2(g)的起初組成的摩爾分?jǐn)?shù)T/K0.30, 0.30, 0.20和0.20,總壓為101.3 kPa時(shí),問在什么溫度以下(或以上),反應(yīng)才能自發(fā)地向生成產(chǎn)物的方向進(jìn)行?解:要使反應(yīng)自發(fā)地向生成產(chǎn)物的方向進(jìn)行,必須使反應(yīng)的(rGm)p< 0,即解得(:rGm)p =-RTlnK丁

29、 RTlnQp<0ln Qp < ln Kp"p pQp$pco2 ppH2p0.200.20八2 20 444pco p$pH2Op$0.300.304951.5ln 0.444 < -5.103T/KT <1 154 K3 .在 313 K 時(shí),反應(yīng) LiCl 3NH3(s)UW| LiCl NH3(s) + 2NH3(g)的 Kp = 9父 1010。在一個(gè)5 dm3的容器內(nèi)含有 0.1 mol的LiCl NH 3(s),如果要使 LiCl NH3(s)全部變成LiCl 3NH 3(s),試計(jì)算需通入 NH3(g)的物質(zhì)的量的。設(shè)氣體為理想氣體。解:欲使

30、反應(yīng)向左進(jìn)行,應(yīng)滿足:(rGm)T,p = -RTlnK: RTlnQp>0l nQp> liK:p p這是一個(gè)復(fù)相化學(xué)反應(yīng),標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)只與 NH3(g)的壓力有關(guān)。設(shè)需通入NH3(g)的物質(zhì)Qp、2 pNH3 fl'nRT °Wp匕KF,(.Gm)p>0,正向反應(yīng)是不自發(fā)的,而逆向反應(yīng)是自發(fā)的。2_ n 8.314 313 5 10、100 103=27.09n2lnK=ln(9 1010)=25.222、lnQp =ln(27.09n2) =3.30 2ln n3.30 2ln n> 25.22 n > 57 526 mol4. Ag(s)

31、受到H 2s(g)的腐蝕可能發(fā)生如下反應(yīng)2Ag(s) +H2s(g)LUU Ag 2s(s) + H2(g)。試計(jì)算,在298 K和標(biāo)準(zhǔn)壓力下,在 H2s(g)和H2(g)的混合氣體中,H2s(g)的摩爾分?jǐn)?shù)低于多少時(shí),便不致使 Ag(s)發(fā)生腐蝕?已知在 298 K時(shí),Ag 2s(s)和H 2s(g)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成 Gibbs 自由能分別為:AfGm (Ag 2s,s) = -40.25 kJ mol,1f Gm (H 2ss) =-33.56 kJ -mol o解:設(shè)H 2s(g)在氣體混合物中的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為x ,則Hz(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為(1 x)。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)等溫式-二 1-x(r

32、Gm)T,p = © R。0x1 -x.Gm-expl RT :rGm = . :fGm(Ag 2s,s)- SGm(H2s,g)= (-40.25 33.56)kJ mol' =-6.69 kJ mol,exp=exp 16.69 kJ mol©314 J mol' K" 298 K= 14.88x < 0.0631 -xx -1 4. 88 x5.通常在鋼瓶里的壓縮氫氣中含有少量O2(g)。實(shí)驗(yàn)中常將氫氣通過高溫下的銅粉,以除去少量O2(g),其反應(yīng)為:2Cu(s) + :O2(g)|=|m CuzO(s)。若在873 K時(shí),使反應(yīng)達(dá)到平

33、衡,試計(jì)算經(jīng)處理后,在氫氣中剩余O2(g)的分壓為多少?已知反應(yīng)的摩爾Gibbs自由能的變化值與溫度的關(guān)系為:ArGm =(-166 732 +63.01T/K)J mol。解:這是一個(gè)復(fù)相反應(yīng),其中只有一種氣體,要計(jì)算O2(g)的分壓,實(shí)際就是計(jì)算在873 K時(shí)的平衡常數(shù)。首先將 873 K時(shí)的也總計(jì)算出來1一rGm =(166 732 63.01 873)J mol =-111.72 kJ mol因?yàn)閞Gm = -RTln Kp =RTlnP(O2,g)所以p(O2,g) - pe exp2 (-111 720)»二 100 kPa exp ( 4 4.27 10 Pa,8.31

34、4 873這時(shí)可以認(rèn)為O2(g)已基本除干凈了。6.在合成甲醇的過程中,有一個(gè)水煤氣變換工段,即把H2(g)變換成原料氣CO(g),H2(g) CO2(g) =CO(g) H2O(g)現(xiàn)有一個(gè)混合氣體,各氣體的分壓分別為pH2 = pCO2 =20 kPa , pCO =50.7 kPa ,pH2O =10 kPa。已知在1 093 K時(shí),反應(yīng)的K $p = 1 ,所有氣體可視作理想氣體。(1)問在1 093 K時(shí),該反應(yīng)能否發(fā)生?(2)如果把pC02提高到405 kPa,而pco提高到304 kPa,其余氣體的分壓不變,問情況又怎樣?解:(1)根據(jù)化學(xué)反應(yīng)等溫式,(rGm)p =-RTln

35、K+RTlnQp = RTlnQp5 0. 7 10= 8.31 4 1 093 -nJ molIL,20 2 0= 2.154 kJ mol,因?yàn)?ArGm)T,p > 0 ,故在該條件下,反應(yīng)不可能自發(fā)正向進(jìn)行。(2)把pco2和pco的分壓提高后(:Gm)T,p = 8.314 1304 10093 InJ mo20 405二 8.906 kJ mol這時(shí),(ArGm)T,p < 0 ,故在這個(gè)條件下,反應(yīng)可自發(fā)正向進(jìn)行。7.在1 373 K時(shí),有下列反應(yīng)發(fā)生:(1) C(s)+2S(s)=CS2(g)K $ =0.258(2) Cu2s(s)+ H2(g) =2Cu(s)+

36、 H2s(g)K 2 = 3.9 X0-3(3) 2H2s(g) = 2H2(g)+2S(g)K 3 =2.29M0-2試計(jì)算在1 373 K時(shí),用碳還原Cu2s(s)反應(yīng)的平衡常數(shù) K 4。解: 用碳還原Cu2s(s)的反應(yīng)式為:(4) 2Cu2s +C(s) = 4Cu +CS 2 (g)這幾個(gè)反應(yīng)方程式之間的關(guān)系為(4) = (1)+2 (2)+(3)所以K=K? (K1)2 Ke3= 0.258 (3.9 10。2.29 10 =8.99 10上8.在994 K和100 kPa壓力下,使純 H2(g)慢慢地通過過量的 CoO(s),則氧化物部分地被還原為Co(s)。流出的已達(dá)平衡的氣體

37、中,含H2(g)的體積分?jǐn)?shù)為0.025。在同一溫度時(shí), 若用CO(g)還原CoO(s),平衡后氣體中含 CO(g)的體積分?jǐn)?shù)為0.0192。如果將物質(zhì)的量相等的CO(g)和H2O(g)的混合物,在994 K下通過適當(dāng)催化劑進(jìn)行反應(yīng),試計(jì)算其平衡轉(zhuǎn)化率?解:首先寫出反應(yīng)的計(jì)量方程和計(jì)算相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù) H2(g) CoO(s)L 二二 H2O(g) Co(s)Ke _ Phq/p'1-0.025K1一 二一一39.0Ph2/ p"0.025(2) CO(g) CoO(s)也二 CO2(g) Co(s)aPcq2 / P"1 -0.0192 一K2 =w 5 =51.

38、1Pcq/P0.0192所要計(jì)算的反應(yīng)是(3), 3 2)(3) CO(g4 2H Ofcgb2CO (殳)H (g)所以51.1 =1.3139.0設(shè)反應(yīng)(3)的平衡轉(zhuǎn)化率為CO(g)山0成二CO2(g) H2(g)t =01100t =te1 - -1 一二這是一個(gè)反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相等的反應(yīng),所以壓力商與摩爾分?jǐn)?shù)商相等2Ct(1-: )2= 1.31解得:=0.539.在298 K和標(biāo)準(zhǔn)壓力下,水合硫酸銅脫水反應(yīng)的計(jì)量方程為CuSO4 3H2O(s)LkCuSO4(s) 3H2O(g)已知其標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù) K=1.0父10上。為了使0.01 molCuSO4(s)在2 dm3的容器中,完全

39、轉(zhuǎn)化為CUSO4 3H2O(s),試計(jì)算至少應(yīng)加入 H2O(g)的物質(zhì)的量。設(shè)氣體為理想氣體。解:這是一個(gè)復(fù)相化學(xué)反應(yīng),標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)只與H2O(g)的壓力有關(guān)3Kp/p(HJO,gl=1.0X10. p7< p J解得在平衡時(shí)p(H2O,g) =p,Kp513二 100 kPa (1.0 10")13=1.0 kPapH 20VnH2O=,/ _3、1000M2M10.2.= mol=8.07M10 mol、8.314父298 J加入的H2O(l)有兩個(gè)用途,一是生成水合硫酸銅,另一個(gè)是維持容器中的水氣分壓,所以至少應(yīng)加入H2O(l)的物質(zhì)的量為 _-4.-2n(H2O,l)

40、=(3 0.01 8.07 10 ) mol =3.08 10 mol10.反應(yīng) NH4Cl(s)UW NH3(g)+HCl(g)的平衡常數(shù),在250400 K的溫度范圍內(nèi),與溫度的關(guān)系式為lnK =37.32 21 020 K 。設(shè)在這個(gè)溫度范圍內(nèi) ACp =0。試計(jì)pT算在300 K時(shí):(1) NH,CKs)在真空容器中分解日的解離壓力和 NH3(g)和HCl(g)的分壓。反應(yīng)的ArGm, ArHm和rsm。解:(1)在300 K時(shí),分解反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)為lnK 加=37.32p21 020 KT21 020= 37.32 = -32.75300K =5.98 105這是一個(gè)復(fù)相化學(xué)反應(yīng)

41、,設(shè)解離壓力為p,則有Kf = -p- =5.98父10, p <2 p°J解得p =1.547 102 Pa1. .3 -pNH3 = pHCl =p=7.73 10 Pa32 rGm =RTln K= -8.314 300 (-32.75) J mol'=81.68 kJ mol eadln Kp.:rHm21 020 KZ = 2- = 一 2dT RTT“HA =21 020 K R _ _1-= (21 020 8.314) J mol =174.76 kJ mol二 ,: H 三一 :G 三S S _ r mrm3(174.7681.68/10300= 31

42、0.3 J K“mol"11.在300 K和標(biāo)準(zhǔn)壓力下,反應(yīng) A(g) +B(g)LLnAB(g)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾Gibbs自由能的變化值A(chǔ)rGm = -8.368 kJ mol ”。在同樣條件下,以 2 mol A 和2 mol B 按上述方程 式進(jìn)行反應(yīng),試計(jì)算:(1)反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率。(2)達(dá)平衡時(shí),混合物中各氣體的摩爾分?jǐn)?shù)。解:(1)設(shè)達(dá)平衡時(shí),反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的物質(zhì)的量為A(g) B(g) L 二AB(g)t =0220t =te2 一二 2 一、工 、工K =exp%Gm一 RT8 8 368)-=exp 1=28.64J18.314m 300 JKppPab / p*_ (4

43、-:)pePa/PSx Pb/P9_ 2-a p f!(4 -«) pe .:(4 -)22 一2 28.64解得:二=1.63 mol16 3平衡轉(zhuǎn)化率為 1 00 %11 00% 8 1.5%2mol2(2)混合物中氣體的總的物質(zhì)的量為、nB = n(AB) n(A) n(B)B= (1.63 0.37 0.37) mol =2.37 molXABnABnB13 = 0.6882.37Xa二XB2 -1.630.1562.3712.在400 K500 K之間,反應(yīng) PCl5(g)= PCl3(g)+Cl2(g) 的標(biāo)準(zhǔn) Gibbs自由能變化可由下式給出: ArGm/(J mol/

44、)=83.68父103 14.52T/KMln(T/K) -72.26T/K 。試計(jì)算此反應(yīng)在450 K時(shí)的 4Gm, ArHm, 4Sm及K5。解:將450 K代入ArGm的表示式,計(jì)算450 K時(shí)的ArGm的值rGm - |83.68 103 -14.52 450 ln 450-72.26 450 J mol"1=11.25 kJ molKp =expCm "RT ). exp -25 .8.314 450= 0.049lnK一看1 '83.68m 103R< T-14.52ln(T/K) -72.26伍ln K? ,.:rHm 83.68 1 031 4

45、.522-2RT RT RT3_J rHm =(83.68 1014.52 450)J mol=90.21 kJ mol1(90.21 - 11.25 )kJ mol=175.5 j Ymol-1450 K13.在323 K時(shí),下列反應(yīng)的解離壓力為3.998 kPa2NaHCO 3(s) = Na 2CO3(s) + H 2O(g) + CO 2(g)設(shè)氣體為理想氣體。求算 323 K時(shí),反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾Gibbs自由能的變化值 ArGm o解:這是一個(gè)復(fù)相化學(xué)反應(yīng),系統(tǒng)中氣體的總壓等于兩個(gè)氣體生成物壓力的加和,因、,11 .為 PH2O - pCO2 =5 P =萬 3.998 kPa = 1

46、.999 kPa所以標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)KPP&OPco2 _1.999 kPa、2 pe - 100 kPa= 4.0 10'rGf=-RTlnK,-8. 3 1 4 32 3 l n 4.力1 01 ,J= m o l2 1,0 1 kJ m o l114.在 298 K時(shí),有反應(yīng)SO2(g)+-O2(g)UU SO3(g),試計(jì)算反應(yīng)在該溫度下的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù) K$。設(shè)氣體為理想氣體,298 K時(shí)的熱力學(xué)數(shù)據(jù)如表中所示。 p熱力學(xué)函數(shù)SO2(g)SO3(g)02(g)J.14Hm /(kJ mol )Sm/(J K mol")-296.83248.22-395.72256

47、.760205.14解:要計(jì)算Kp的值,首先要求得反應(yīng)的 4Gm。利用所給的熱力學(xué)數(shù)據(jù),先計(jì)算反應(yīng)的:rH m和.:rSm,然后可得到 Gm 。.”m 、B.*HmBh395.72 296.83 kJ mol=98.89 kJ molrSm =B111= (256.76-248.22- 205.14)J K - mol 一 2 11-94.03 J K - mol 一rGm = ;:rHm -T.":rSm=-98.89-298 (-94.03) 10' kJ mol1-70.87 kJ molKp =exp.“GmRT= exp708708.314 298= 2.65 10

48、12這個(gè)反應(yīng)的趨勢還是很大的。15.在 630 K 時(shí),反應(yīng):2HgO(s)L 山 2Hg(g) +Oz(g)的 Gm =44.3 kJ mol。 試計(jì)算:(1)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù) Kp。(2)在630 K時(shí)HgO(s)的解離壓力。(3)若將HgO(s)投入到630 K,Oz(g)的壓力為100 kPa的定體積容器中,在630 K時(shí)達(dá)到平衡,求與 HgO(s)呈平衡的氣相中Hg(g)的分壓力。解:(1) Kp =expcmRT44 300"exp 8.314 630= 2.12 10”(2)設(shè)HgO(s)的解離壓力為 p ,這是一個(gè)復(fù)相化學(xué)反應(yīng),O2(g)的分壓為-p,3Hg(g)的

49、分壓為2 p ,則3K$ Hp/p$ 2p 3Pp 3$P/P2= 2.12 10"解得解離壓力p =11.27 kPa(3)因?yàn)闇囟任醋儯詷?biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的數(shù)值也不變。設(shè)這時(shí)Hg(g)的分壓為PHg ,1分解出來的O2(g)的分壓為-pHg。達(dá)平衡時(shí)Kpp(O2)$ppHg$-(0.5 pHg 100kPa) pHg=$. -$pIp )_ _4- 2.12 10解得PHg=1.45 kPa由于容器中已經(jīng)有02(g)存在,所以使Hg(g)的分壓下降。16.某反應(yīng)在1100 K附近,溫度每升高1 K,Kp比原來增大1%,試求在此溫度附解:根據(jù)題意,dKp 1ip $ =0.01 Kd

50、T K$dl Kp pdT=0. 0 1 *根據(jù)van' t Hoff 公式,dlnKp pdT4H;RT2所以= RT2 0.01 K,=8.314 (1100)2 0.01 J molJ=1 0 0. 60 kJ %ol17.在高溫和標(biāo)準(zhǔn)壓力下,將水蒸氣通過灼熱的煤層,按下式生成水煤氣:C (石墨)+ H 2O(g) = H2(g) + CO(g)若在1 000 K及1 200 K時(shí)的K$分別為2.472及37.58,試計(jì)算在此溫度范圍內(nèi)的摩爾反應(yīng) p始變r(jià)Hm (設(shè)反應(yīng)始變在該溫度區(qū)間內(nèi)為常數(shù)),及在1100 K時(shí)反應(yīng)的平衡常數(shù)K$(1 100K)。解:根據(jù) van' t

51、 Hoff的定積分公式K$(T2) ah: 11ln $K$ (工)R J T2 J,37.58“H;11ln=2.472 R 1 000K1 200K解得$1rHm =135.76 kJ molK$(1 100K) 35 760 kJ/mol 1) 1ln=2.472R1 000K 1 100KKp (1 100K) -10.9218.已知N2O4(g)解離反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù), 在298 K時(shí)為0.143,在338 K時(shí)為2.64。 試計(jì)算:(1)NzO'g)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾解離始。(2) 在 318 K, 100 kPa下,N2O4(g)的解離度。解: (1) 根據(jù)van' t

52、Hoff公式,K$(T2) ArHm(11 )ln $k$(Ti)R E T2J,2.64 AH;,11)ln=-0.143 R 1298K 338K J解得:iH; =61.04 kJ mol(2)先求出318 K時(shí)的平衡常數(shù) K$ (318K)p Kp(318K)61 040 Jmol(11)ln=0.143R 1298K 318K )解得:K$(318K) =0.673p設(shè)NzO乂g)的解離度為a,解離反應(yīng)為N 204(g) L =L 2NO2(g)t =010t =te1 - :2 ;22K$(318K)=4,1-: 2=0.673解得: =0.3819.乙烯水合反應(yīng) C2H4(g)+

53、H2O(l)|=L C2H5 0H(l)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)自由能4Gm與溫度的關(guān)系為:&總 /(J mol)=44 585 +26.4T/K >dn(T/K) +45.19T/K,計(jì)算573 K時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù) Kp。解:在573 K時(shí),ArGm的值為:. rGm - 1-34 585 26.4 573 ln573 45.19 5731 J mol= 87.38 kJ molKp二 expcm、-RF87 380 -expl8.314 573= 1.1 10 上20.在298 K時(shí),丁烯脫氫制取丁二烯的反應(yīng)為C4H8(g) =C4H6(g) +H2(g),根據(jù)熱力學(xué)數(shù)據(jù)表,試計(jì)算:(1) 298 K時(shí)反應(yīng)的4Hm, &慮,ArGm和標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù) Kp的值。(2) 830 K時(shí)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù) Kp的值,設(shè).Hm與溫度無關(guān)。(3)若在反應(yīng)氣中加入水蒸氣,加入量與丁烯的比例為C4H8(g) : H2O(g) =1: 15,試計(jì)算反應(yīng)在830 K, 200 kPa條件下,丁烯的平衡轉(zhuǎn)化率。已知,298 K時(shí)參與反應(yīng)物質(zhì)的熱力學(xué)數(shù)據(jù)為:物質(zhì)C4H8(g)C

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