大學無機化學第四章試題及答案

1、第四章化學平衡本章總目標：1: 了解化學平衡的概念，理解平衡常數的意義；2:掌握有關化學平衡的計算；3:熟悉有關化學平衡移動原理。各小節(jié)目標：第一節(jié)：化學平衡狀態(tài)1 ;熟悉可逆反應達到平衡的特征一一反應體系中各種物質的生成速率分別等于其消耗的速率，各種物質的濃度將不再改變。2: 了解平衡常數、平衡轉化率這兩個概念的意義。第二節(jié)：化學反應進行的方向學會運用標準平衡常數判斷化學反應的方向：Q K時，反應向逆向進行。Q K向正反應方向進行。Q K時體系達到平衡狀態(tài)。第三節(jié)；標準平衡常數K與rGm的關系1：掌握化學反應等溫式(rGmrGm RT lnQ ),當體系處于平衡狀態(tài)的時候Q K 0 RTln

2、K。2：重點掌握運用公式 rGmrHm TrSm進行熱力學數據之間的計算。第四節(jié)：化學平衡的移動1：熟悉溫度、濃度、壓強對化學平衡的影響，2 ：熟練地根據條件的改變判斷平衡移動的方向。習題一選擇題1 .可逆反應達平衡后，若反應速率常數k發(fā)生變化，則標準平衡常數()(無機化學例題與習題吉大版)A.一定發(fā)生變化B. 一定不變C.不一定變化D.與k無關2 .反應：2CO (g) +O2 (g) -2CC2 (g)在300K時的Kc與Kp的比值約為().2500C反應的溫度一定，則下列的陳述中正確的是()(無機化學例題與習題吉大版)A.平衡常數能準確代表反應進行的完全程度B轉化率能準確代表反應進行的完

3、全程度C.平衡常數和轉化率都能準確代表反應進行的完全程度D.平衡常數和轉化率都不能代表反應進行的完全程度4 .相同溫度下：2H2 (g) +& (g)-2H2s (g)Kpi2Br2 (g) +2H2s (g)-4HBr+S (g)Kp2H2 (g) +Br2 (g)-2HBr(g)Kps則 Kp2 等于(A. Kp KpsB. (Kps) 2/ KpiC. 2Kp KpsD. Kp/ Kpi5 .下列反應中，K的值小于Kp值的是()(無機化學例題與習題吉大版)A. H2 (g)+C2(g)= 2HCl(g)B. 2H2(g)+S(g)= 2H2s(g)C. CaCO(s) = CaO

4、(s)+Cg)(s) +O2 (g) = CO (g)(g) +3H2 (g)-2NH3 (g), _H=mo1, 473K時，三種混合氣體達平衡。 要使平衡向正方向移動，可采用方法()A.取出1molH2B加入NH3以增加總壓力C加入稀有氣體以增加總壓力D.減小容器體積以增加總壓力時，Kp的數值大于Kc的反應是()(g) +S (g) H2s (g) (g) +S (s) H2s (g)(g) +S (s) H2s (s). Ag2O (s) +CO2 (g)8.已知300K和101325Pa時，下列反應：N2O4 (g) -一"-2NO2 (g)達到平衡時 有20%的N2O4分解

5、成NO2,則此反應在300K時的平衡常數Kp的數值為()A.0.27B.0.05C.在某溫度下平衡 A+B=G+F的H<0,升高溫度平衡逆向移動的原因是 ()(無機化學例題與習題吉大版)正減小，v逆增大正減小，k逆增大C. v正和v逆都減小，D. v正增加的倍數小于v逆增加的倍數10 .已知下列前三個反應的K值，則第四個反應的K值為()(1)H2(g)+1/2O2(g)-_- H2O(g)K(2)N2(g)+C2(g)- 2NO(g)K(3)2NH3(g)+52O2(g)-2NO(g)+3H2O(l)K3(4)N2(g)+3H2(g) 2NH3K+K2-K3K2/3CK/K2K2/K31

6、1 .下面哪一種因素改變，能使任何反應平衡時產物的產量增加()A.升高溫度B.增加壓力C加入催化劑D.增加起始物時，反應H2O (l)H2O (g)達平衡時，體系的水蒸汽壓為，則標準平衡常數K為()(無機化學例題與習題吉大版)時，根據下列數據，判斷哪個化合物分解放氧傾向最大()A. Nb(g) + O2(g) = 2NO(g)Kc=1X 10 30B. H2(g) + O2(g) = H2O(g)Kc=ix 1081C. 2CO(g) = 2CO(g) + Og)Kc=ix 10 92D. 2H202(1) = 2HO(l) + 6(g)Kc=ix 103714.某溫度時，反應 H2(g) +

7、 Br2(g) = 2HBr(g)勺 Kc=4X 10 2,貝U反應HBr(g)1/2H2(g) + 12Br2(g)的 Kc為()1 _1- ccA.- B.X 10 2 D. 2X10 24 10 2.4 10 215 .合成氨反應：3H2(g) + N2(g) 2NH3(g)，顫 在橫壓下進行時，若向體系中 因入氮氣，則氨的產率()(無機化學例題與習題吉大版)A.減小B.增大 C不變D.無法判斷16 .有下列平衡A (g) +2B (g) 2C (g),假如在反應器中加入等物質的量的A和B,在達到平衡時，總是正確的是()A.B=CB.A=BC.B< AD.A<B17 .在Kp

8、= Kc (RT)n中，如果壓力單位為atm,濃度單位為molL-1,則R為() mol-k1mol-1K1atm mol-1K-1D.0.08206L atm mol-k118 .可逆反應 2NO (g) N2 (g) +O2 (g) , rHm0= -180KJmoL對此反應的 逆反應來說，下列說法正確的是()(無機化學例題與習題吉大版)A.升高溫度增大B.升高溫度變小C增大壓強平衡移動D.增大N2濃度，NO解力度增加19 .有可逆反應 C (s) +H2O (g) kCO (g) +H2 (g) LrH= KJmol1,下列說法 正確的是()A.加入催化劑可以加快正反應速度B.由于反應前

9、后分子數相等，壓力對平衡沒有影響C加入催化劑可以增加生成物的濃度D加入催化劑可加快反應達到平衡的時間20.在一定溫度和壓力下，一個反應體系達到平衡時的條件是()A.正、逆反應速度停止B.正、逆反應速度相等C正反應速度減慢，逆反應速度加快D.反應物全部轉化成產物二填空題1 .加入催化劑可以改變反應速率，而化學平衡常數,原因 是。(無機化學例題與習題吉大版)2 .在等溫(1000K)等壓條件下，某反應的Kp=1,則其_G的值等于。3 .溫度一定，轉化率隨反應物的起始濃度 ,平衡常數 反應物的起始濃度而變4 .在25c時，若兩個反應的平衡常數之比為 10,則兩個反應的rGm相差 KJmol1。(無機

10、化學例題與習題吉大版)5.請?zhí)顚懴旅娴目崭?化學反應條件 的改變對的影響活化能Ea速率常數k平衡常數K恒壓.恒濃度卜升高 溫度恒溫.恒壓.恒濃度下加催化劑6 .在5升容器中裝入等摩爾數的PC3和C2,在523K時達到平衡，若PC5的分壓 為(1大氣壓)，此時PC5(g產金 PC3(g) + C2(g)反應的Kp=,問原來裝入的PC3 為 摩爾，C2為 摩爾。7 .已知環(huán)戊烷的氣化過程 &Hm= KJmo-1, rSm=88 Jmol-1K-1.環(huán)戊烷的正常沸點 為 C,在25c下的飽和蒸汽壓為 kPa。(無機化學例題與習題吉大版)8 .在一密閉容器中,于1000K時進行反應CO2(s)

11、 +也g) = CO(g) + 2O(g開衡時測知Pco2=, Ph2=, Pdo=,在恒溫、包容下，如設法除去 CQ,使CQ減少為，則反應重新平衡時Pco2=, Kc=。9 .在 100c時，反應 AB (g) A (g) +B (g)的平衡常數 Kc= mol dm-3,則標準常數K的值為。(無機化學例題與習題吉大版)10 .某溫度下，反應 PC5 (g) -PC3 (g) +C2 (g)的平衡常數K=o把一定 量的PC5引入一真空瓶內，達平衡后 PC5的分壓為X 104Pa,則PC3的分壓是Pa, PC5的解離分數為。三.問答題(無機化學習題武大版)1 .怎樣正確理解化學反應的平衡狀態(tài)2

12、 .平衡常數能否代表轉化率如何正確認識兩者之間的關系3 .如何正確書寫經驗平衡常數和標準平衡常數的表達式4 .什么是化學反應的反應商如何應用反應商和平衡常數的關系判斷反應進行的 方向并判斷化學平衡的移動方向5 .如何表述化學反應等溫式化學反應的標準平衡常數與其rG m之間的關系怎樣(無機化學例題與習題吉大版)四.計算題1.可逆反應H2O + CO、 H2 + CO2在密閉容器中，建立平衡，在 749K時該反應的平衡常數Kc=。(無機化學例題與習題吉大版)(1)求n (H2O) /n (CQ (物質的量比)為1時，CO的平衡轉化率；(2)求n (H2O) /n (CQ (物質的量比)為3時，CO

13、的平衡轉化率；(3)從計算結果說明濃度對平衡移動的影響。2.反應 SQC2 (g) 、SO2 (g) + C2 (g)在 375K時，平衡常數 K =，以7.6克SQC2和x 105Pa的C2作用于dm-3的燒瓶中，試計算平衡時 SQC2、SO2 和C2的分壓。(無機化學例題與習題吉大版)3.已知下列熱力學數據：NO (g)NO2(g)O2(g)_fHm(KJmo-1)0Sm (KJmo-k1)問：(1) 298K,標準壓力時，2 NO (g) +O2 (g) =2 NO2 (g)能否自發(fā)進行(2) 1000K時該反應的Kp4. HI分解反應為2H卜 ' H2 + I2,開始時有1mo

14、lHI,平衡時有的HI發(fā)生了分解，今欲將分解百分數降低到10%,試計算應往此平衡系統(tǒng)中加若干摩I2。(無 機化學例題與習題吉大版)5.5L的容器中裝入等物質的量的 PC3和C2。在523K時達到平衡，如PC3分壓為 1X10-5 Pa,止匕時PC5 +PC3-一C2反應的Kp=xi05 Pa。問原來裝入的PC3和 C2為多少摩爾 6.在900K和x 105Pa時SQ部分離解為SC2和O2、1SO3 (g)SO2 (g) + 2。2 (g)若平衡混合物的密度為0.925g dm3,求SO3的離解度。(無機化學例題與 習題吉大版)時，2SO2(g)+O2 (g)，、2SO (g),K/=,則反應S

15、Q(g)-SQ(g)+ T2O2 (g)的愉和KC各是多少8 .已知反應 CaCO (s) -CaO(s) + 2CO2 (g)在 973K時，Kp=X 10-2；在 1000K時，Kp=。問：(1)上述反應是吸熱還是放熱反應(2)上述反應的一rHm是多少9 .在308K和總壓X 105Pa,山。4有分解為NO2。(1)計算 N2O4 (g)、2 NO2 (g)反應的 K ;(2)計算308K時總壓為X 105Pa時，N2O4的離解百分率；(3)從計算結果說明壓強對平衡移動的影響。(無機化學例題與習題吉大版) 10.PC5 (g)在523K達分解平衡:PC5、' PC3 (g) + C

16、2 (g)平衡濃度：PC5=1 mol - dm 3, PC3= C2= mol dm 3。若溫度不變而壓強減小一半，在新的平衡體系中各物質的濃度為多少(無機化學例題與習題吉大版)一選擇題1 .C2. A5. C9. D15. A二填空題1 .不變，dHm=Ea (正)-Ea (逆)，至于始終態(tài)有關2 . 03.而變，不隨4.5.7 5.化學反應條件 的改變對的影響活化能Ea速率常數k平衡常數K恒壓.恒濃度卜升高 溫度基本/、艾增加改變恒溫.恒壓.恒濃度下加催化劑降低增加/、艾6.解：PC3和C2的摩爾數分別為PC3 + Cl2= PC5起始物質的量：amola0變化量：xxx平衡時：a xa

17、 xxx 8.314J K 1 moll 3 r 335 10 m523K1.013105Pa11.850.5405x 12(a x) RT7. 53.184.2 31.68.解：Kc= Kp=63.1 21.1CO2(s) + H2(g) = CO(g) + 2O(g)x,10.4 6343.3x x =9. 6.43三.問答題6310. X 104 , 75%1 .答：化學平衡狀態(tài)就是在可逆反應中正反應和負反應的速率等時反應物和生成物的濃度不 再隨時間而改變的狀態(tài).2 .答：平衡常凝是指在一定溫野達平衡時體系中各物質的濃度關系，而轉化率是某種物質的 轉化率，它等于被轉化的重除以原來量口3.

18、答:rm _1用工工丈由+ 65（e） og值3）一丸出（G經嗡平衡常般：在一定溫度下，可逆反應法平街時，生成物的濃鹿以反應方程式中計量系數為指數的霖的乘積與反應物的濃度以反應方程式中計量系斂為指數的爆的乘積之比是二 個常熟經驗平衡常數K 一般有單位,只有當反應物的計量系就之和與生成物的計量系數之和相 等時，K才是無量知量.3月+ 3萬=gG+ hH_阿陽K=ASY而標準平衡常數中的濃度、壓弓蹣為i相對值都是相對于一個標準值"標準壓而像不論是氣相、液相復相反回均為無亳想量 口月（W）十bB（nq） = gG（口中）十人廳（口中）4 .答：rGmMrGm+RTlnQ rGm=一RTln

19、 K當Q K時ArGm 0正反應自發(fā)進行當Q = K時ArGm= 0反應達到平衡，以可逆方式進行當QK時ArGm0逆反應自發(fā)進行5 .答： rGmMrGm+RTlnQ rGm=0, ArGm= RTlnk四計算題1.解：（1） H2O + CO、 H2 + CO2a-xb-xX2=(a-x)2所以CO的平衡轉化率是%。(2) H2O + CO 、H2 + CC2n3nn-x3n-x2x _(n x)(3n x)00x xx一=n所以CC的平衡轉化率是%。2.解：K =Kp (P )Pso2cL2 乂1=春丁135得出PsO2cL2 =x 104PaPSC =x 104Pa PCl =x 105

20、Paso2c22Ci 23.解：(1) rH=2X x=(KJmol1)_rS=2XX (Jmol-1K1)._rG=rH-TrS=x () 乂 10-3= (KJmo-1) <0反應能自發(fā)進行。(2) 1000K時，_rGm=_rHm-T一rSm=+X 10-3X 1000= (KJmo-1)lgKp=-rGm/ =. Kp=4.解：2Hb: H2 + I2起始 100轉化0.1222 (0.05 x)0.052 =0.7560.92x=（無機化學例題與習題吉大版）5.解：PC5 +PC3 r 0C2,已知 Kp=X105 Pa, FPC3=R：2Kp= PPCBPCB / Ppc5= (Ppcb) 2/1 X105=X105. Ppc3=Pc2=( X 105X 105) “2=X105 (Pa)PV=nRTmcg PPC5V/RT=1 X 105x 5/8314X 523= (mol)n PCI= PPC3V/RT= X 10