化学平衡练习题
一、是非题,下列各题的叙述是否正确,对的画√错的画×
1、 对于理想气体反应,等温等容下添加惰性组分时平衡不移动。( )
2、指定状态下的 ?r G 或∑μνB O
B B 就是定温定压下G ~ξ 曲线上某一点切线的斜率。( ) 3、化学反应达到平衡时,反应的摩尔吉布斯函数?r G m =0。( )
4、恒T 、p 、W ˊ=0下,化学反应的平衡条件为:0r m B B G νμ?=∑= 。( )
5、某一反应在等温等压且无非体积功的条件下?r m G > 0 ,则该反应不能正向进行。( )
6、理想气体化学反应()()()A g B g C g →+,在恒温下增大总压时,反应物转化
率将增大。( )
7、对理想气体反应:0 = ∑νB B ,在定温定压下当∑νB >0时,随着惰性气体的加入而平衡向右移动。( )
8、由?r G =-RT ln K ,因为K 是平衡常数,所以?r G 是化学反应达到平衡时的摩尔吉布斯函数变化值。( )
9、等温等压且不涉及非体积功条件下,一切吸热且熵减小的反应,均不能自动发生。( )
10、 对于B B 0ν
≠∑的理想气体反应,等温等压下添加惰性组分时平衡不移动。( )
11、标准平衡常数变了,平衡一定会移动。反之,平衡移动了,标准平衡常数一定会改变。( )
12、对理想液态混合物中的反应,标准平衡常数K (T )≈B eq B B )χ(ν∏K x 。( )
13、任何一个化学反应都可以用标准摩尔吉布斯函数来判断反应的方向。( )
14、某反应的平衡常数是一个不变的常数。( )
15、在一定温度和压力下,某反应的?r G
> 0,所以要选用合适的催化剂,使反应得以进行。( )
二、选择题
1、温度升高时,固体氧化物的分解压力(分解反应是吸热反应):( )。
(1)降低;(2)增大;(3)恒定;(4)无法确定。
2、 HgO(s)的标准摩尔生成吉布斯函数 ?f G 为- 58.52 kJ ·mol -1,其分解反应为:
2HgO(s) == 2Hg(l) + O 2(g), HgO(s)在298K 的分解压力是:( )。
(1)5.499×10-9 kPa ; (2)3.0×10-21 kPa ;
(3)5.5×10-11 kPa ; (4)3.024×10-19 kPa 。 (p =100kPa )
3、某气相反应,除温度以外其他条件相同时,T 1下的平衡反应进度比T 2(T 2=2T 1)下的大一倍 ;除压力以外其他条件相同时,总压力p 1下的平衡反应进度比p 2(p 2 >p 1)下的小。该反应的特征是( )。
(1)吸热反应,体积增大; (2)放热反应;体积减小;
(3)放热反应,体积增大; (4)吸热反应,体积减小;
(5)平衡常数与温度成反比,体积减小。
4 等温等压下,某反应的?r G =
5 kJ·mol -1 该反应:( )。
(1)能正向自发进行;(2)能反向自发进行;
(3)方向无法判断;(4)不能进行。
5、对于化学反应K 与T 的关系中,正确的是:( )。
(1)若?r H
>0,则T 增加,K 增加; (2)若?r H
<0,则T 增加,K 增加; (3)若?r H >0或?r H <0,则T 变而K
不变。 6、温度T ,压力p 时理想气体反应:
①2H 2O (g) == 2H 2 (g) + O 2(g) K 1;
② CO 2(g) == CO (g) +21O 2 (g) K 2 ;
则反应: ③ CO (g) + H 2O (g) = CO 2(g) + H 2 (g) 的K 3
应为( )。 (1)K 3 = K 1 / K 2;(2)K 3 =K 1O / K 2;
(3)K 3 = K 1K 2。
7、下列措施中肯定使理想气体反应的标准平衡常数改变的是( )。
(1)增加某种产物的浓度;(2)加入反应物;(3)加入惰性气体;
(4)改变反应温度;(5)增加系统的压力。
8、将NH 4HS(s) 置于真空容器内在 298 K 时使其达分解平衡,测知K =0.11 ,则系统的平衡压力(总压力)为:( )。
(1) 66 332 Pa (2) 33 166 Pa (3) 2 420 Pa (p = 100 kPa)
9、设反应 a A(g ) == y Y(g) + z Z(g),在101.325 kPa 、300 K 下,A 的转化率是600 K 的2倍,而且在300 K 下系统压力为101 325 Pa 的转化率是2×101 325 Pa 的2 倍,故可推断该反应( )。
(1)平衡常数与温度,压力成反比;
(2)是一个体积增加的吸热反应 ;
(3)是一个体积增加的放热反应;
(4)平衡常数与温度成在正比,与压力成反比。
10、对于化学反应进度,下面的表述中不正确的是:( )。
(1)化学反应进度随着反应的进行而变化,其值越大,反应完成的程度越大;
(2)化学反应进度与化学方程式的写法无关;
(3)化学反应进度与所选择表示反应进度的特殊反应物或产物无关; (4)反应进度之值只能为正,单位是mol 。
11、H 2 (g) 与O 2(g)的反应化学计量方程式写成如下:
H 2 (g) +21
O 2 (g) == H 2O (g) ①
2H 2 (g) + O 2 (g) == 2H 2O (g) ②
它们的标准平衡常数和标准摩尔反应吉布斯函数分别为 K (1),K (2)及?r G (1),?r G (2),那么它们之间存在有:( )。
(1) K (1)= K (2),?r G (1) = ?r G (2) ;
(2) K (1) = K (2),?r G (1) =21?r G (2);
(3) K (1) =21 K (2),2?r G (1) = ?r G (2);
(4) K (1)= [K (2)]1/ 2 ,?r G (1) = 2
1?r G (2) 12、反应 FeO(s) + C(s) == CO(g) + Fe(s) 的?r H
为正, ?r S 为正(假定?r H ,?r S 与
温度无关),下列说法中正确的是:( )。 (1)低温下自发过程,高温下非自发过程;
(2)高温下自发过程,低温下非自发过程;
(3)任何温度下均为非自发过程;
(4)任何温度下均为自发过程。
13、在刚性密闭容器中,理想气体反应A(g) + B(g) == Y(g) 达平衡,若在等温下加入一定量的惰性气体,平衡( )。
(1) 向右移动;(2) 向左移动;
(3) 不移动;(4) 无法确定。
14、已知反应CuO(s) == Cu(s) + 1/2 O2(g) 的?r S(T) > 0 ,则该反应的?r G(T) 将随温度的升高而:()
(1)减小;(2)增大;(3)不变;(4)无法确定。
15、对于化学平衡,以下的说法中错误的是:()。
(1)化学平衡态就是化学反应的限度;
(2)化学平衡系统的热力学性质不随时间而变;
(3)化学平衡时各物质的化学势相等。
16、在温度T时,反应2A(g) + B(g) == 2C(g) 的K的值等于1 ,问在温度T,标准状态及不作非体积功的条件下,上述反应:()。
(1)能从左向右进行;(2)能从右向左进行;
(3)恰好处于平衡状态;(4)条件不够,不能判断。
17、某反应A(s) == Y(g) + Z(g)的?r G与温度的关系为?r G= (-45 000+110 T/K) J ·mol -1,在标准压力下, 要防止该反应发生,温度必须:( ) 。
(1) 高于136 ℃;(2) 低于184 ℃;(3) 高于184 ℃;
(4) 低于136 ℃;(5) 高于136 ℃而低于184 ℃。
18、理想气体反应为H2(g) +1/ 2 O2(g) == H2O(g) ,在298 K下,反应的?r G< 0。现于一个抽空容器中,放入H2(g),O2(g) 及H2O(g) ,它们的分压力依次为:303 975 Pa,50 662.5 Pa 及151 987 Pa,则此时该反应:( ) 。
(1)能向左进行;(2)能向右进行;
(3)正好处于平衡状态;(4)方向无法判断。
19、今有A ,B 两个吸热反应,其标准平衡常数分别为K(A)和K(B),反应的标准摩尔焓变?r H(A)>?r H(B),则温度升高10 K时, 哪一个的标准平衡常数变化较大,为什么? 20、10 mol某理想气体,由始态300 K,500 kPa进行恒温过程的吉布斯函数变?G =-47.318 kJ。则其终态系统的压力为()。
(1) 125 kPa ; (2) 75.0 kPa ; (3) 7.500 kPa ; (4) 25 kPa )
三、填空题
1、B 代表任一种化学物质,νB 为某一化学反应中,该物质的化学计量数,则化学反应的通式可以表示为0 =
νB ∑B B ,其中反应物的化学计量数为 ,产物的化学计量数为 。
2、写出标准平衡常数的定义式:?????????????????,写出标准平衡常数与温度的关系式(范特荷甫方程式)??????????????????????????。
3、范特荷甫等温方程:?r G m (T )=? r G (T )+ RT ln J P 中,用来判断反应进行方向的是?????,用来判断反应进行限度的是???????。
4、某反应的0r m G ?=,则该反应的标准平衡常数K = 。
5、今有等温等压下的化学反应:a A+b B == y Y+z Z 则用化学势表示的该反应自发向正方向(向右)进行的条件为:???????????????????????????????? 。
6、445℃时 Ag 2O(s) 的分解压力为20.97 MPa ,则该温度下反应Ag 2O(s) == 2Ag(s) +1
2O 2(g) 的? r G = 。( p =100 kPa )(2分
7、反应 2C(石墨)+O 2(g) == 2CO(g) 在温度为T 时的标准平衡常数为 K ,则同温度下CO(g)的标准摩尔生成吉布斯函数?r G = (与K 的关系)。
8、已知某化学反应在温度T 下其K =1,而且在此温度下该反应的?r H =248.04 kJ ·mol -1,?r S =184.1011mol K J -?-??,则该温度T = ????????? ?????????。(填入具体的数值)
9、在1000 K ,反应C(s) + 2H 2(g) == CH 4(g) 的?r G =19.29 kJ -mol -1,若气相总压力为101.325 kPa , y (H 2)=0.80,y (CH 4)=0.10 ,y (N 2)=0.10,则反应的=?????? ?。(p =100 kPa )
10、在保持温度T 及101 325 Pa 压力条件下,PCl 5(g) 在一带活塞的抽空汽缸中分解为PCl 3(g) 与Cl 2(g) ,反应达平衡时,PCl 5(g) 有50%解离,此时系统的体积为1dm 3。试说明在下列过程中PCl 5(g) 的解离度α是增大、减小还是不变:
若保持压力、温度不变下,于系统内通入N 2(g) 直至体积为2 dm 3,此时α ,然后在T 不变下加压,直至系统的体积回至1 dm 3,则α ,而整个过程的α 。(选填减小、增大、不变)
11、某气相反应A ==Y+ Z 是吸热反应, 在 25 ℃时其标准平衡常数K =1 , 则25 ℃时反应
的?r S ?????0,此反应在40 ℃时的K ?????25 ℃时的K 。 (选填 > ,=,<)
12、2C(s) + O 2(g) == 2CO(g)反应的?r G 与温度关系为?r G =(- 232 600-167.8 T /K )J ·mol -1。据此式可求出反应在400 K 下的?r S 。(填入具体数值)
13、在一定T ,p 下,反应 A(g) == Y(g) + Z(g) ,达平衡时解离度为α1,当加入惰性气体而保持T ,p 不变时,解离度为α2, 则α2 α1,( )(选填大于、小于、等于)。这是因为 。
14、在1000K 温度下,乙烷脱氢制乙炔分两步进行
C 2H 6(g) == C 2H 4(g) + H 2(g)
C 2H 4(g) == C 2H 2(g) + H 2(g)
已知 C 2H 6(g) 和C 2H 2(g) 1000 K 时的标准摩尔生成吉布斯函数分别为114.223 kJ ·mol -1和169.912 kJ ·mol -1,则反应
C 2H 6(g) == C 2H 2(g) + 2 H 2(g)
的K (1000 K )= 。
15、在732 K 时,反应 NH 4Cl(s) == NH 3(g) + HCl(g) 的 ?r G =-20.8 kJ ·mol -1,?r H =154 kJ ·mol -1,则该反应的?r S
= 。
四、计算题
1、反应C(s) + H 2O(g) == H 2(g) +CO(g) 在1000 K 及1200 K 时的K 分别为2.472和37.58 , 试计算在此温度范围内反应的平均标准摩尔焓及1100 K 时的K 。
2、在750℃,总压力为4 266 Pa ,反应:
21SnO 2(s) + H 2(g) == 21Sn (s) + H 2O(g) 达平衡时,水蒸气的分压力为3 160 Pa 。
(1) 求题给反应在750℃下的K ;
(2) 若知反应 H 2(g) + CO 2(g) = CO (g) + H 2O(g) 在750℃时的K 1= 0.773,试求下列反应的K 2:
21SnO 2(s) + CO(g) == 2
1Sn(s) + CO 2 (g) ( p = 100 kPa) ?G = -T ?S = -10.193 kJ
3、乙烷在1 000 K 时按下面两个步骤裂解
C 2H 6(g) == C 2H 4(g) + H 2(g) (1)
C 2H 4(g) == C 2H 2(g) + H 2(g) (2)
已知?r G ( C 2H 6, g, 1 000 K)=114 223 J -mol -1,?r G ( C 2H 2, g, 1 000 K)=169.912 kJ -mol -1,计算:C 2H 6(g)总裂解反应的K (1 000 K)。(p =100 kPa)
4、已知反应 (CH 3)2CHOH(g) == (CH 3)2CO(g) + H 2(g) 的()B ,m B p C ν∑ = 16.72 11mol K J -?-??,在 457.4 K 时的K =0.36,在298.2 K 时的?r H = 61.5 kJ ·mol -1,求500 K 时反应的标准平衡常数
5、已知NH 4HS(s)在25 ℃的分解压力为600 kPa ,试求35 ℃时的分解压力。在此温度范围内可设反应NH 4HS(s) == NH 3(g) + H 2S(g) 的?r H 为常数,其值为93.7 kJ ·mol -1 (p =100 kPa)。
6、在1120 ℃下用H 2还原FeO(s),平衡时混合气体中H 2 的摩尔分数为0.54,求FeO(s)的分解压力,已知同温度下:
2 H 2O(g) == 2H 2(g) + O 2 (g),
K = 3.4 × 10-13 (p = 100 kPa)
7、反应2O 2(g) + S 2(g) == 2SO 2(g) 在298 K 至2 000 K 之间的K 与T 的关系为 :
()37852lg 7.57
/K K T θ
=- 。求 (1)反应在298 ~2 000K 之间的平均反应的标准摩尔焓;
(2) 1 000 K 时的K 。
8、298K 时NH 4HS(S)在抽真空的容器内按下式分解
NH 4HS(s)== NH 3 (g)+ H 2S (g)
达平衡时,测得反应体系的总压力为66.66kpa,求K
9、已知反应 C (石墨) + H 2O(g)==CO(g) + H 2(g) (1)
H 2(g) + O 2(g) ==H 2O(g) (2)
在 1 000 K 时的标准平衡常数分别为K (1)=2.51,K (2)=9.35×109,求CO(g)的?f G (CO,1 000 K)。