无机化学第三版(上册)练习及答案(9)

2019-08-03 12:09

4. 已知下列反应的平衡常数: HCN NH3 + H2O

H2O

+

H + CN?

NH? + OH? 4 H + OH?

NH? + CN? 4+

试计算下面反应的平衡常数:NH3 + HCN答

5. 平衡常数能否代表转化率?如何正确认识两者之间的关系? 答

6. 在699K时,反应H2(g) + I2(g) 解

2HI(g)的平衡常数Kp=55.3,如果将2.00molH2和2.00molI2作用于4.00dm3

的容器内,问在该温度下达到平衡时有多少HI生成?

7. 反应H2 + CO2

H2O + CO在1259K达平衡,平衡时[H2]=[CO2]=0.44mol·dm

?3,

[H2O]=[CO]=0.56mol·dm?3。

求此温度下反应的经验的平衡常数及开始时H2和CO2的浓度。 解

41

8. 可逆反应H2O + CO H2 + CO2在密闭容器中,建立平衡,在749K时该反应的平衡常数Kc=2.6。

(1) 求n(H2O)/n(CO)(物质的量比)为1时,CO的平衡转化率; (2) 求n(H2O)/n(CO)(物质的量比)为3时,CO的平衡转化率; (3) 从计算结果说明浓度对平衡移动的影响。 解 (1)H2O + CO

xa H2 + CO2

a-x b-x x x x=2.6(a-x) ?2

2

=0.617

所以CO的平衡转化率是61.7%。

(2)H2O + CO

H2 + CO2

n 3n 0 0

n-x 3n-x x x

x2(n?x)(3n?x) =2.6 ?xn=0.865

所以CO的平衡转化率是86.5%。

9. HI分解反应为2HI

H2 + I2,开始时有1molHI,平衡时有24.4%的HI发生了分解,今欲将分解百分数降

低到10%,试计算应往此平衡系统中加若干摩I2。 解 2HI

H2 + I2

起始 1 0 0 转化 0.244 0.122 0.122

0.1220.75622=

(0.05?x)0.050.92 ?x=0.37mol

5

10. 在900K和1.013×10Pa时SO3部分离解为SO2和O2 SO3(g)

SO2(g)+

—3

12O2(g)

若平衡混合物的密度为0.925g·dm,求SO3的离解度。

m解 PV=nRT P

?=nRT PM=?RT

M=

?RTP=

0.925?10?8.314?9001.013?1053=68.33

SO3(g) SO2(g)+

12O2(g)

x 0 0 a-x x 80(a?x)?64x?32?a?x?x?

12x

12x12= 68.33

x42

x a= 0.34 所以SO3的离解度是34%。

11. 在308K和总压1.013×105

Pa,N2O4有27.2%分解为NO2。 (1)计算 N2O4(g)

2 NO2(g)反应的K? ;

(2)计算308K时总压为2.026×105Pa时,N2O4的离解百分率; (3)从计算结果说明压强对平衡移动的影响。 解 (1) N2O4(g)

2 NO2(g)

0.272 0.544 K?=

0.54421?0.272=0.32

(2) PV=nRT n=PVRT 同理得出N2O4的离解百分率是19.6%。 (3) 增大压强,平衡向体积减小的方向移动; 减小压强,平衡向体积增大的方向移动。

12. PCl5(g)在523K达分解平衡:

PCl5

PCl3(g)+ Cl2(g)

平衡浓度:[PCl5]=1 mol·dm?3,[ PCl3]=[ Cl2]=0.204 mol·dm?3。 若温度不变而压强减小一半,在新的平衡体系中各物质的浓度为多少? 解 K?=

0.20421=0.041616

PCl5 PCl3(g)+ Cl2(g)

1-x 0.204+x 0.204+x 2 0.2042

=

(0.204?x)1?x=0.041616

得出 x=0.135mol·dm?3

13. 对于下列化学平衡2HI(g)

H2(g) + I2(g)

在698K时,Kc=1.82×10?2。如果将HI(g)放入反应瓶内,问: (1)在[HI]为0.0100mol·dm?3时,[H2]和[ I2]各是多少? (2)HI(g)的初始浓度是多少? (3)在平衡时HI的转化率是多少? 解 (1)2HI(g)

H2(g) + I2(g)

43

??? 2x x x

x20.01?2x=1.82×10?2 ?x=1.35×10?3mol·dm?3

[H2]和[ I2]各是1.35×10?3mol·dm?3,1.35×10?3mol·dm?3。

(2)[HI]=0.01+2×1.35×10?3=0.0127mol·dm?3

2?1.35?100.0127?3 (3)?=

×100%=21.3%

14. 反应SO2Cl2(g)

的Cl2作用于1.0 dm

—3

SO2(g)+ Cl2(g)在375K时,平衡常数K?=2.4,以7.6克SO2Cl2和1.013×105Pa的烧瓶中,试计算平衡时SO2Cl2、SO2和Cl2的分压。

解 K?=Kp(P?)?△n Pso2cL2×1=

7.6135RT

得出 Pso2cL2=6.8×104Pa PSO=8.8×104Pa PCl=1.90×105Pa

2215. 某温度下,反应PCl5(g)

PCl3(g)+ Cl2(g)的平衡常数K?=2.25。把一定量的PCl5引入一真空瓶

内,当达平衡后PCl5的分压是2.533×104Pa。问: (1) 平衡时PCl3和Cl2的分压各是多少? (2) 离解前PCl5的压强是多少? (3) 平衡时PCl5的离解百分率是多少? 解 (1)

PPCl3.PCl2(P)?2=2.25×

PPCl5P?

PPCl=PCl=7.60×104Pa

32(2)PPCl=(2.533+7.6)×105Pa

5(3)PPCl=

57.6?1010.1?1044×100% = 75.25%

16. 如何表述化学反应等温式?化学反应的标准平衡常数与其△rGm之间的关系怎样? 答 △rGm=△rGm+RTlnQ △rGm=0, △rGm= —RTlnk

17. △fG、△rG?、△rG?之间的关系如何? 答 △rG=??????△fG(生成物)—

??△fG(反应物)

—3

18. 在523K时,将0.110 mol的PCl5(g)引入1 dm容器中,建立下列平衡:

44

PCl5(g) PCl3(g)+ Cl2(g)

平衡时PCl3(g)的浓度是0.050 mol·dm?3。问 (1) 平衡时PCl5和Cl2的浓度各是多少? (2) 在523K时的Kc和K?各是多少? 解 (1) PCl5(g)

PCl3(g)+ Cl2(g)

起始 0.11 0 0 平衡 0.06 0.05 0.05

平衡时PCl5是0.06mol·dm?3,Cl2是0.05mol·dm?3

(2)K0.05

2

C=

0.06

=0.042

由K?=Kp(P?)?△n得出K?=1.80

19. 查化学热力学数据表,计算298K时下列反应的K?。

H2(g) + I2(g)

2HI(g)

解 由公式—△rG??m=RTln K 得出 K?=627

20. 从下列数据:

NiSO4·6H2O(s) △?fGm== —2221.7kJ·mol?1 NiSO?4(s) △fGm== —773.6kJ·mol?1

H?2O(g) △fGm== —228.4kJ·mol?1 (1)计算反应NiSO4·6H2O(s)

NiSO4(s) + 6H2O(g)的K?;

(2)H2O在固体NiSO4·6H2O上的平衡蒸气压为多少? 解 (1) △rG?m=—773.6—6×228.4+2221.7 =77.7kJ·mol?1 由公式—△rG??m=RTln K 得出K?=2.4×10?14 (2)由Kp=P

H2O

△rG??m=—RTln K

45


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