第六章 化學(xué)平衡練習(xí)題解答

1、第六章第六章化學(xué)平衡練習(xí)題解答化學(xué)平衡練習(xí)題解答練習(xí)6.1反應(yīng)的是，它可表示為G－?圖中的切線。化學(xué)親和勢(shì)是。rmG???TpG???defrmΔG??A練習(xí)6.2T、p及組成恒定時(shí)反應(yīng)的摩爾反應(yīng)吉布斯函數(shù)變與化學(xué)勢(shì)的關(guān)系是nrmG?，寫出兩個(gè)中的任意一個(gè)即可。，寫出兩個(gè)中的任意一個(gè)即可。rmBBBTpGG???????????????練習(xí)6.3已知?dú)庀喾磻?yīng)在溫度T時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)吉布斯函數(shù)變(T)，用(T)判斷反應(yīng)A(g)B(g)D(

2、g)??????rmG?rmG?自動(dòng)進(jìn)行的方向和限度的條件是在溫度在溫度T的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，且無其它功的條件下，才可以用的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，且無其它功的條件下，才可以用(T)判斷反判斷反rmG?應(yīng)自動(dòng)進(jìn)行的方向和限度。應(yīng)自動(dòng)進(jìn)行的方向和限度。練習(xí)6.4如用化學(xué)親和勢(shì)判斷反應(yīng)的方向和程度的判式是，反應(yīng)自發(fā)地向右進(jìn)行；，反應(yīng)自發(fā)地向右進(jìn)行；，反應(yīng)自發(fā)地向，反應(yīng)自發(fā)地向0?A0A左；左；，反應(yīng)達(dá)到平衡，反應(yīng)達(dá)到平衡。0?A練習(xí)6.5混合吉布斯自由能的定

3、義是混合后與混合前的吉布斯自由能之差，即混合后與混合前的吉布斯自由能之差，即，化學(xué)反mixBBBlnGRTnx???應(yīng)通常不能進(jìn)行到底的本質(zhì)原因是反應(yīng)物和產(chǎn)物之間存在混合吉布斯自由能。反應(yīng)物和產(chǎn)物之間存在混合吉布斯自由能。練習(xí)6.6假設(shè)讓反應(yīng)能夠進(jìn)行到底，則使其反應(yīng)在Van’tHoff平衡箱平衡箱中進(jìn)行，使反應(yīng)物和產(chǎn)物完全分離的狀完全分離的狀態(tài)。討論討論61化學(xué)平衡的熱力學(xué)條件是什么？它遵循什么原則？化學(xué)反應(yīng)為何不能進(jìn)行到底？怎樣才能進(jìn)

4、行到底？化學(xué)平衡的熱力學(xué)條件是什么？它遵循什么原則？化學(xué)反應(yīng)為何不能進(jìn)行到底？怎樣才能進(jìn)行到底？練習(xí)6.7與與分壓力的關(guān)系不同的地方在于是平衡時(shí)的分壓商，是平衡時(shí)的分壓商，是任意狀態(tài)下的分壓商。是任意狀態(tài)下的分壓商。pKpQpKpQ練習(xí)6.8在298K時(shí)反應(yīng)N2O4(g)=2NO2(g)的=0.1132，當(dāng)時(shí)反應(yīng)將向右移動(dòng)。當(dāng)pK?242(NO)(NO)1kPapp??p(NO2)=1kPa時(shí)，反應(yīng)將向左移動(dòng)。24(NO)10kPap?

5、練習(xí)6.9若用下列兩個(gè)化學(xué)計(jì)量方程來表示合成氨的反應(yīng)，（1），2233H(g)N(g)2NH(g)rm1G??1pK?（2），。=；=2。22331H(g)N(g)NH(g)22rm2G??2pK?1pK???22pK?rm1G????rm2G??練習(xí)6.10標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)與經(jīng)驗(yàn)平衡常數(shù)的區(qū)別是標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)有熱力學(xué)函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)有熱力學(xué)函數(shù)而定義出來的，它只是溫度的而定義出來的，它只是溫度的rmG??函數(shù)，而經(jīng)驗(yàn)平衡常數(shù)是由實(shí)驗(yàn)測(cè)定平衡

6、時(shí)的濃度而得到的，它不是真正意義上的常數(shù)，與溫度壓力函數(shù)，而經(jīng)驗(yàn)平衡常數(shù)是由實(shí)驗(yàn)測(cè)定平衡時(shí)的濃度而得到的，它不是真正意義上的常數(shù)，與溫度壓力都有關(guān)系。都有關(guān)系。練習(xí)6.11298.15K時(shí)，平衡C6H6（l）C6H6（g）的平衡常數(shù)0.1218，298.15K時(shí)苯的蒸汽壓12.18。（已知苯的正常沸點(diǎn)為80.15℃，它在10℃時(shí)的蒸汽壓為5.96kPa。）解答：根據(jù)題給的條件，可以初步判斷：需先求出，再按式（6.7）算出。但就此題已知條

7、件而言，無rmG??K?法按上題所述4種途徑去求，必須另辟蹊徑。rmG??由題意應(yīng)當(dāng)想到利用克克方程：211353.30K1.1010kPaTpp?????22283.15K5.98kPaTp??假設(shè)氣化熱不隨溫度變化，將上述數(shù)據(jù)代入克克方程積分式可得：mVH?1122m211ln33.43kJmolVRTTpHTTp??????求得此值，可用吉赫積分公式m2m1m2121()()11()GTGTHTTTT??????求將rmG??代入

8、上式，便得112mmm1m11353.5K298.15K33.43kJmol()()0VVTTHHGTGTp????????????m1r2rm()(298.15K)5.218kJmolGTG???????平衡總壓力13p23pp21233pKpppp??????????????????3427pp??練習(xí)6.20373K時(shí)，反應(yīng)的。（1）在的抽空容器中，????????323222NaHCOsNaCOsCOgHOg???0.231pK

9、??2310m?放入0.1mol，并通入0.2mol，問最少需通入物質(zhì)的量為多少的，才能使??23NaCOs??2HOg??2COg全部轉(zhuǎn)化成？（2）在373K，總壓為101325Pa時(shí)，要在及的混??23NaCOs??3NaHCOs??2COg??2HOg合氣體中干燥潮濕的，問混合氣體中的分壓應(yīng)為多少才不致使分解？??3NaHCOs??2HOg??3NaHCOs解：（1）欲使全部轉(zhuǎn)變成，應(yīng)滿足??23NaCOs??3NaHCOsppQ

10、K??即??22HO0.231100000PanRTpV?????????上式中為剩余0.1mol的分壓，為使不分解需通入的物質(zhì)的量。2HOp??2HOgn??3NaHCOs??2COg解得0.24moln?故最少需通入的物質(zhì)的量為??2COg??0.10.24mol=0.34mol?（2）設(shè)混合氣體中的分壓為時(shí)才不致使分解，當(dāng)生成的與，處于??2HOg2HOp??3NaHCOs??3NaHCOs??2COg??2HOg平衡時(shí)，有ppQ

11、K??即??22222HOCOHOHO101325Pa0.231(100000Pa)pppp??????解得2HO34.6kPap?討論討論64對(duì)于純固相的反應(yīng)有沒有平衡問題？它們與純物質(zhì)之間有沒有平衡常數(shù)的濃度表達(dá)式？對(duì)于純固相的反應(yīng)有沒有平衡問題？它們與純物質(zhì)之間有沒有平衡常數(shù)的濃度表達(dá)式？答：因?yàn)楣滔喾磻?yīng)物和產(chǎn)物都處于純凈狀態(tài)，對(duì)于純固相的反應(yīng)沒有平衡問題，反應(yīng)能進(jìn)行到底，是永遠(yuǎn)達(dá)答：因?yàn)楣滔喾磻?yīng)物和產(chǎn)物都處于純凈狀態(tài)，對(duì)于純固相

12、的反應(yīng)沒有平衡問題，反應(yīng)能進(jìn)行到底，是永遠(yuǎn)達(dá)不到平衡的反應(yīng)。但如果反應(yīng)物和產(chǎn)物之間有固溶體出現(xiàn)，反應(yīng)就不能進(jìn)行到底了，因?yàn)橛谢旌霞妓共坏狡胶獾姆磻?yīng)。但如果反應(yīng)物和產(chǎn)物之間有固溶體出現(xiàn)，反應(yīng)就不能進(jìn)行到底了，因?yàn)橛谢旌霞妓棺杂赡艽嬖诹?。固相反?yīng)物和產(chǎn)物都處于純凈狀態(tài)，其濃度和活度是常數(shù)，所以在平衡常數(shù)表達(dá)式中的自由能存在了。固相反應(yīng)物和產(chǎn)物都處于純凈狀態(tài)，其濃度和活度是常數(shù)，所以在平衡常數(shù)表達(dá)式中的濃度項(xiàng)就不存在，只能通過反應(yīng)的濃度項(xiàng)

13、就不存在，只能通過反應(yīng)的來計(jì)算來計(jì)算。rmG??K?練習(xí)6.21試估計(jì)能否像煉鐵那樣，直接用碳來還原TiO2(s)TiO2(s)C(s)＝Ti(s)CO2(g)已知：??1rm2COg394.38kJmolG????????1fm2COg852.9kJmolG??????解：TiO2(s)C(s)＝Ti(s)CO2(g)，反應(yīng)不能進(jìn)行????1rmfm2fm2COgTiOs458.2(kJmol)0GGG????????????????

14、??????????練習(xí)6.22化學(xué)反應(yīng)等溫式，當(dāng)選取不同標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時(shí)，反應(yīng)的將不變不變和改變改變。rmrm=lnGGRTQ???rmG?Q練習(xí)6.23已知298.15K，水蒸氣的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉布斯函數(shù)(H2O，g)＝－228.572kJ?mol?1。在同樣的溫度fmG??下，反應(yīng)2H2O(g)2H2(g)＋O2(g)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)＝(8.17010?81)。K?練習(xí)6.24NH3(g)制備HNO3的一種工業(yè)方法，是將NH3(g)與空氣的混

15、合物通過高溫下的金屬Pt催化劑，主要反應(yīng)為4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g)。試計(jì)算1073K時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)。設(shè)反應(yīng)的不隨溫度=rmH??而改變，所需要熱力學(xué)數(shù)據(jù)從附錄查詢。解：rm2dlndHKTRT????若不隨溫度改變而改變，則①rmH????????21rm212121lnlnTTHTTKTKRTTKT?????????1298KT?21073KT?????????rmfm2fmfm3298K6HOgNOg4