物理化学习题及答案(7)

2019-04-22 09:36

案:C。根据?rGm??RTlnKp。

238.25℃?时水的饱和蒸气压为3.168kPa, 此时液态水的标准生成吉布斯自由能?fGm?为-

-1

237.19kJ·mol,则水蒸气的标准生成吉布斯自由能为:

-1 -1-1

(A) -245.76kJ·mol(B) -229.34kJ·mol (C) -245.04kJ·mol (D) -

-1

228.60kJ·mol

答案:D。可以设计使25℃的液态水变为3.168kPa的水蒸气,此为恒温恒压可逆相变ΔG=0,再改变压力由3.168kPa变为100kPa,此步的?G?RTln$$100,再加上液态水的3.168标准生成吉布斯自由能?fGm?即可。

239.在一定温度和压力下,对于一个化学反应,能用以判断其反应方向的是:

(A) ?rGm? (B)Kp (C) ?rGm (D) ?rHm

答案:C。

240.某温度时,NH4Cl(s)分解压力是p? ,则分解反应的平衡常数 Kp? 为:

(A) 1 (B) 1/2 (C) 1/4 (D) 1/8

答案:C。某温度不,固体分解为气体产物的平衡总压称为该固体的分解压力。此题中的分解压力为p?,可见分解产物NH3与HCl的分压均为(1/2) p??。 241.在1100℃?时,发生下列反应:

(1) C(s)+2S(s)=CS2(g) K1? =0.258

-3

(2) Cu2S(s)+H2(g)=2Cu(s)+H2S(g) K2? =3.9? 10

-2

(3) 2H2S(g)=2H2(g)+2S(s) K3? =2.29? 10

则1100℃?时反应 C(s)+2Cu2S(s)=4Cu(s)+CS2(g)的K? 为:

-8 -5-5 -8

(A) 8.99?10(B) 8.99?10 (C) 3.69×10(D) 3.69?10

2

答案:A。反应(3)=(1)-2(2)+(3)故K?? K1? (K2? )K3?

242.反应CH3COOH(l)+C2H5OH(l)=CH3COOC2H5(l)+H2O(l)在25℃平衡常数Kc?为4.0,今以CH3COOH及C2H5OH各1 mol混合进行反应,则达平衡常数最大产率为: (A) 0.334% (B) 33.4% (C) 66.7% (D) 50.0%

答案:C。因为各反应物与产物计量系数均为1,故Kc?=x2/(1-x)2=4,解出x即为最大产率。

243. 900℃时氧化铜在密闭的抽空容器中分解,反应为:2CuO(s)= Cu2O(s)+1/2O2(g),测得平衡时氧气的压力为1.672kPa,则其平衡常数 K? 为:

(A) 0.0165 (B) 0.128 (C) 0.00825 (D) 7.81 答案:B

244.在温度为T,压力为p时,反应3O2(g)=2O3(g)的Kp与Kx的比值为:

-1-1

(A) RT (B) p (C)(RT) (D) p

2pB(pyB)2p2答案:D。若反应物与产物分别以A和B表示,则KP?3??3Kx,于是3pA(pyA)p得结果D。

245.对于理想气体间的反应,以各种形式表示的平衡常数中,其值与温度和压力皆有关系的是:

(A)Ka (B)Kc (C)Kp (D)Kx

答案:D。因为K$??(p/p$)?BKx,其中K?仅与温度有关而与压力无关,故压力p

变化时,Kx要随之而变。

246.已知445℃时, Ag2O(s)的分解压力为20974kPa,则此时分解反应

Ag2O(s)=2Ag(s)+1/2O2(g)的?rGm?

-1 -1-1

(A) 14.387kJ·mol(B) 15.92 kJ·mol (C) -15.92 kJ·mol(D) -31.83 -1

kJ·mol

$ 答案:C。先求出上述反应的K?,再由?rGm??RTlnK$得C。

247.在298K时,气相反应H2 + I2 = 2HI的 ?rGm?=-16778J·mol ,则反应的平衡常数Kp?为:

12 6

(A) 2.0? 10(B) 5.91? 10 (C) 873 (D) 18.9 答

-1

案:C。根据?rGm??RTlnKp。

-1

$$248.已知反应 3O2(g) = 2O3(g) 在25℃时?rHm???????J·mol,则对该反应有利的条件是:

(A) 升温升压 (B) 升温降压 (C) 降温升压 (D) 降温降压 答案:C

249.加入惰性气体对哪一个反应能增大其平衡转化率?

(A) C6H5C2H5(g) = C6H5C2H3(g) + H2(g) (B) CO(g) + H2O(g) = CO2(g) + H2(g) (C) 3/2 H2(g) + 1/2 N2(g) = NH3(g) (D) CH3COOH(l) + C2H5OH(l) = H2O(l) + C2H5COOH3(l) 答案:A

250. 某放热反应在T=800K,压力p下进行,达平衡后产物的百分含量是50%,若反应在T=200K,压力p下进行,平衡时产物的百分含量将:

(A) 增大 (B) 减小 (C) 不变 (D) 不能确定 答案:A

问答题

cCC251.对 aA + bB → cC 反应来说?rGm??rG?RTlnab。从式中可见,当产物浓

CACB$mcCC度C=0时,lnab=-∞,即任何反应总能自发进行,那么用?rGm来判断化学反

CACBcC应能否自发进行还有什么意义?

答:当产物浓度为零时,任何反应总能自发进行从理论上来看是成立的,但往往并没有

$多少实际意义。因为若反应的?rGm值为很大的正值,例如大于40KJ,其平衡常数便是很

小的数值。亦即当这些反应进行到产物的浓度还远不能被觉察时反应就已经停止。也就是说

c由零增加一点,?rGm即成为正值,故实际上反应并没有进行。 CC252.若SO2+12O2?SO3在温度为T的容器内达到平衡后,通入不参与反应的惰性气体,会不影响平衡常数Kp的值和平衡产量?设气体都是理想气体。

答:加入惰性气体且均为理想气体虽能改变系统压力,但并不能改变平衡常数Kp,因其不是压力的函数。但却可以影响平衡产量。

$$

253.等温,等容,有2NO2?N2O4 为可逆反应。当向该容器中再通N2O4时,反应是

正移还是逆移?有这样两种解释:

(1)因为等温等容,所以增加N2O4后N2O4浓度增大,所以反应逆移。

(2)因为等温等容,所以增加N2O4后压强增大,且方程式左边气体系数和大于右边,所以反应正移。

以上两种解释,哪种说法是正确的?

答:加入N2O4后,压力增大,但标准平衡常数Kp并不变,这时Jp>Kp,故平衡向左移动。

254.根据 △rGm? (T) = -RTln Kp?,气体反应的标准吉布斯函数变化△rGm?(T) 是指在温度为 T,压力为标准压力 (100kPa) 下,气体反应系统达平衡时,反应进度为1mol 时的吉布斯函数变化。此说法对吗 ? 说明理由。(4分)

答: 不对! △rGm? (T)是指在温度为T、处于标准态(压力为标准压力)、单独存在的化学计量系数比的反应物完全反应, 生成同样温度、处于标准态、单独存在的化学计量系数比的产物,这一过程的吉布斯函数变化,而不是化学反应处于平衡时的吉布斯函数变化。

$$ 是非题

255.( )化学反应的平衡浓度不随时间而变化,但随起始浓度的变化而变化;化学反应的热力学平衡常数不随时间变化也不随起始浓度变化而变化。 256.( )平衡常数Ky与热力学平衡常数一样,只与反应的温度有关,与压力等其他因素无关。 257.( )多相反应的平衡常数与参加反应的固体存在量无关。

???258.( )在温度T时,可逆化学反应A???B + C的平衡常数为K,同温度下,反应???B + C???A的平衡常数为K’。则K和K’的乘积一定等1。

259.( )温度一定,化学反应的热力学平衡常数不随起始浓度而变化,转化率也不随起始

浓度变化。 260.( )用不同的反应物表示的转化率即使在同一条件下也不相同。 261.( )对一个化学平衡体系,在其他条件不变情况下,将部分产物取出时,热力学平衡常数也发生变化。 262.( )化学反应的热力学平衡常数数值与计量方程式的写法有关。

?263.( )所有单质的标准摩尔反应吉布斯函数?rGm都为零。

???264.可以利用化学反应的?rGm来判断反应的自发方向:<0,反应正向进行;>0,?rGm?rGm?反应逆向进行;?rGm=0,化学反应达到平衡。

?265.( )?rGm与化学反应的热力学平衡常数K都是由反应本质决定,而与温度等外界

?

因素无关。

266.( )化学反应的热力学平衡常数K数值的大小只表明了反应能进行的程度,并不能直接说明反应的自发方向。

267.( )当化学平衡发生移动时,热力学平衡常数数值会发生改变。

268.( )在工业上,从反应体系中将产物移出,从而促使化学平衡正向移动提高产率。

?填空题

269.气相反应A2(g)+2B2 (g)=2AB2 (g), 其△H= -200KJ·mol1, 采用 (降低,恒定,提高)_降低_温度和(降低,恒定,提高)__提高__压力措施可使平衡最有效地向右移动? (2分) 放热反应,△vB>0, 故降低温度,提高压力有利于反应向右移动。

270.在封闭系统中,只做体积功,恒温、恒压条件下,某化学反应算得 (?G/??)T ,p= 0,表示该反应已达平衡,即反应系统的熵到达最大值。此说法( 正确, 不正确)_不正确____。 (1分)

用熵判断方向需?S总= ?S系统+?S环境

271.在温度为T时反应C(s)+O2 (g) = CO2(g)、C(s)+(1/2)O2 (g) = CO(g) 的平衡常数分别为K1、K2,则反应CO(g)+O2 (g) = CO2(g)的平衡常数为___K1/K2______。(1分)

272.一定量的 PCl5(g)在 25 ℃、100 kPa下分解为 PCl3(g)和 Cl2(g).达到平衡时混合气

3

体的体积为 1 dm, PCl?(g)的离解度为 50 %.若体积不变, 通入 N2?气使总压增至 200 kPa,此时 PCl5(g)的离解度 ?不变?(填 增大、减小或 不变).

-

273.25℃反应 Ag2O(s) = 2Ag(s) +

1O2(g) 的分解压为16.34Pa,25℃时Ag2O(s)的?fG?m为 2-10.823 kJ·mol-1。

274.一定量的 PCl5?(g)在 25 ℃、101.3 kPa下分解为 PCl3?(g)和 Cl2?(g). 达到平衡时混合气体的体积为 1 dm?, PCl5?(g)的离解度为 50 %. 若将气体总体积扩大至 2 dm?,此时 PCl5?(g)的离解度?增大?(填 增大、 减小或 不变).

275.已知下列反应的平衡常数:H2(g) + S(s) = H2S(s)为K1 ;S(s) + O2(g) = SO2(g)为

K2 。则反应 H2(g) + SO2(g) = O2(g) + H2S(g)的平衡常数为__K1/K2_ 。

计算题

276.(10分)100 kPa, 600 ℃下, I2(g)离解为气态碘原子的离解度为1%, 800 ℃时的离解度为 25%:

(1) 计算反应 I2(g) ===2I(g) 在 600 ℃的标准平衡常数;

(2) 若在 600 ℃ ~ 800 ℃之间反应的 ΔrH?不变,计算 I2(g) 的离解热ΔrH?.

解: I2?(g)===== 2I(g)

t = t? 1-α 2α ∑n = 1 + α

[2α/(1+α)]?p?p? 4α? 4×0.01?

K?(873K) = ─────────── = ──── = ───── = 4×10? [(1-α)/(1+α)]p(p?)? 1-α? 1-0.01? K?(1073K) = 4×0.25?/ (1 - 0.25?) = 0.267

RT?T? K?,? 8.314×873×1073 0.267

?△H? = ──── ln ──── = ───────── ln ──── T?-T? K?,? 200 4×10?

= 2.53×10?J.mol?= 253 kJ.mol?

277.(20分)已知298.15K以下数据: SO3(g) 物质 -1?fH?-395.2 m/kJ·mol S?m/J·K·mol -1-1SO2(g) -296.1 248.5 12O2(g) 0 205.03 256.2 1.求298.15K ,P?下反应 SO2(g) +O2(g) = SO3(g)的K?P,KP和Kx;

?2.设?rH?m,?rSm不随温度变化,反应物按反应计量系数比进料,在什么温

度下,SO2的平衡转化率可以达到80%?

1??(?395.2)?(?296.1)??0??99.1kJ?mol?1 解:1. ?rHm21??rSm?256.2?248.5??205.03??94.82J?K-1

2??rGm?(?99.1)?298.15?(?94.82)?10?3??70.83kJ?mol?1

70830K??exp()?e28.57?2.56?10128.314?298.1512分

Kp?KP????21?2.56?10?10132512?12?8.04?10Pa

9?12?1P1P12Kx?K(?)2?2.56?10?(?)2?2.56?1012

PP

2. SO2(g) + 1/2O2(g) = SO3(g) t=0时 mol 1 0.5 0

t=∞时mol 1-α 0.5-1/2α α n总=1.5-1/2α

??????1??1.5???P?1?2??KP?Kx(?)2?1P????2?1????0.5?.05???1??1??1.5????1.5????2??2?6分

?

?(3??)1212?0.8?2.20.2?0.21212?13.27

(1??)(1??)


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