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