第六章化学平衡常数习题-南京廖华答案网

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内容发布更新时间 : 2024/5/14 2:55:13星期一下面是文章的全部内容请认真阅读。

(1) 在此 K?p= p(C2H5OH, g)/100 kPa

所以25℃乙醇的蒸气压力为0.085 ? 100 kPa = 8.5 kPa

??rHm42.2? (2) 在沸点Tb，?rGm = 0 Tb = = 349(K) ??0.121?rSm

(1) H2O(l, 100 kPa) H2O(g, 100 kPa)

? ?rGm = -228.59 - (-237.18) = 8.59 (kJ·mol-1) (2) H2O(l, 饱和蒸气压)H2O(g, 饱和蒸气压) ?rGm= 0 (此时为平衡态)

??H2O(g, 1.33 kPa) (3) H2O(l, 1.33 kPa)?? ?rGm=?rGm + 2.30RT lg(1.33/100) = 8.59 + 2.30 ? 0.00831 ? 298 ? (-1.88) = -2.10 (kJ·mol-1) 过程(1)： H2O(g)向H2O(l)转变，水蒸气凝聚为水。过程(2)：平衡态。

过程(3)： H2O(l)向H2O(g)转变，水蒸气变成水蒸气。 43

? ?rGm = 3 (-228.59) - (-741.0) = 55.2 (kJ·mol-1) ???rGm-10

= -9.70，所以 K?p= 2.0 ? 102.30RT 在298 K，水的饱和蒸气压为3.17 kPa，pH2= 101.3 - 3.17 = 98.1(kPa)

lgK?p=

Qp =

pH2OpH233= 3.37 ? 10-5

Qp >K?p，可判断含饱和水蒸气的H2不能将Fe2O3还原为Fe。 44

? ?rHm = 3 ? (-241.83) - (-822.1) = 96.6 (kJ·mol-1)

? ?rSm = 3 ? 188.72+2 ? 27.2-3 ? 130.59-90.0 = 138.8 (J·mol-1·K-1) ??? ?rGm = ?rHm - T ?rSm= 96.6 - 1000 ? 0.139 = -42.2 (kJ·mol-1) 2? lgK?p= 2.21 Kp= 1.6 ? 10

Qp =

pH2OpH233= 3.37 ? 10-5

因为Qp

(B) 47

(B)

(D) 50

C6H6(l) + NH3(g)C6H5NH2(l) + H2(g)

? ?rGm = 153.2 + 0 - (118.5 - 16.63) = 51.3 (kJ·mol-1)

? ?rGm = -2.30RT lgK?p

???rGm?51.3?1000? = -9.01

2.30RT2.30?8.31?298-10

K?p= 9.8 ? 10

lgK?p=

平衡常数很小，说明在常温下由苯与氨直接作用制备苯胺基本上不可能。 51

(D) 53

(D) 55

(A) 57

起始分压商 Qp =

(pNH3/p?)(pN2/p?)1/2(pH2/p?)3/22.0?10?2-2

= 1.0 ? 10 ?1/24.0?1.0 在673 K，QpK?p，所以反应向左进行。 58

(A) 59

(B) 60

C2H5OH(l)C2H5OH(g)

? ?rHm = -235.4 - (-277.6) = 42.2 (kJ·mol-1)

? ?rSm = 282 - 161 = 121 (J·mol-1·K-1)

在12000 m ，乙醇的蒸气压为 0.600 ? 100 kPa ?

所以此时的K?p = p(C2H5OH, g) /p= 0.600 ? 所以?rGm = -2.30 RT lg0.600

??? ?rGm = ?rHm - T ?rSm

所以 4.22 ? 104- T ? 121 = -2.30 ? 8.31 ? T ? lg0.600

所以 Tb =

?rU?m= 337 (K)

CaSO4·2H2O(s)

CaSO4·12H2O(s) + 32H2O(g)

-1? ?rGm = -1435.2 +3(-228.6) - (-1795.7) = 17.6 (kJ·mol) 2???rGm-4

= -3.09， K?p= 8.1 ? 10 2.30RT3/2-1

K?p= (pH2O/100 kPa)， pH2O= 8.7 ? 10 kPa

lgK?p=

pV8.7?10?1?1000? n(H2O，g) == 0.35 (mol) RT8.31?298 n(CaSO4·2H2O) = 0.23 mol

0.23 ? (136.2+18 ? 2) = 40 g CaSO4·2H2O脱水变成CaSO4·1H2O。 2 63

(B) 64

? (1) ?rHm= 9.2 - 2 ? 33.2 = -57.2 (kJ·mol-1)

? ?rSm= 304 - 2 ? 240 = -176(J·K-1·mol-1)

??? ?rGm=?rHm-T ?rSm= -57.2 + 298 ? 176/1000 = -4.75 (kJ·mol-1) 所以该反应在298K，标准状态下自发进行。 ??? (2) ?rGm = -RT lnK?p lnKp=1.92 Kp=6.8

2NO2N2O4 平衡摩尔分数 ? 1-?

K?p=

pN2O4/p?(pNO2/p?)2?(1??)?2.0= 6.8 22??2.0 解得 ? = 0.24 = 24％ (NO2) 1-? = 76％ (N2O4) 65

平衡混合物的平均摩尔质量 M =

0,18?0.083?1273= 95 (g·mol-1)

0.202P2(g)

又设平衡时P2(g)为2x mol

则 P4(g)

平衡时物质的量/mol 1-x 2x 所以 n总= 1+x

1?x2x(4 ? 31) +(2 ? 31) = 95 1?x1?x x = 0.31 即 P4(g)分解百分率=31％ 66

(1) 吸热反应，因T增加，K?p值增加。

-1?(2) 在940 K时，= -2.30RT lgK?= -2.30 ? 0.00831 ? 940 ? lg0.500 = 5.41(kJ·mol) ?rGmp

(3) lgK?p2K?p1??rHmT?T1?(2) 2.30RT2?T1??rHm4.61100?() lg0.5002.30?0.008311040?940? ?rHm = 180 kJ·mol-1

?? ?rHm - ?rGm 180-5.41

(4)

?=?rSm???rHm??rGm180?5.41?= 0.186 (kJ·mol-1·K-1)

T940

PCl5 PCl3 + Cl2

平衡时n/mol 1-? ? ? n总= 1+?

平衡总压力为p时：? =

0.204= 0.169

1.00?0.204?20.1692 Kp=p =p = 0.0294 p 221??1?0.169p?'2? = 0.0294 p

1??'22 1.00-0.1692

温度不变，则Kp不变，总压为p/2时，

所以 ?’= 0.236

压力为p/2时，平衡总浓度为0.704 mol·dm-3 0.704 = c(1+?’)，c = 0.570 mol·dm-3

所以 [Cl2]’= [PCl3]’= 0.570 ? 0.236 = 0.135 (mol·dm-3) [PCl5]’= 0.435 (mol·dm-3) 68

(B) 69

减小减小向右(NH3合成) 增大 70

693K pHg = 2/3 ? 5.16 ? 104 = 3.44 ? 104 (Pa) pO2= 1/3 ? 5.16 ? 104 = 1.72 ? 104 (Pa) 723K pHg = 2/3 ? 1.08 ? 105 = 7.20 ? 104 (Pa) pO2= 1/3 ? 1.08 ? 105 = 3.60 ? 104 (Pa)

Kp(693K) = pHg2·pO2= (3.44 ? 104)2 (1.72 ? 104) Kp(723K) = pHg2·pO2= (7.20 ? 104)2 (3.60 ? 104)

??(723?69)3?1000(7.20?104)2(3.60?104)?rHm lg ?4242.303?8.31?693?723(3.44?10)(1.72?10)? ?rHm = 307 kJ·mol-1

p = 93.3 kPa T = 293 K Vtot = 15.7 dm3 因为 pVtot = ntotRT ntot

2NO2(g)N2O4(g) 初态物质的量/mol 1.00 0 平衡态物质的量/mol 1.00-2x x

ntot = 1.00 – 2x + x = 1.00 – x = 0.60 (mol) x = 0.40 mol (N2O4) 所以nNO2= 1.00 – 2x = 0.20 (mol)，说明80％的NO2缔合为N2O4。 72

2? 0.2 mol·dm-3 Fe (phen)3与等体积0.2 mol·dm-3Ce4+ 相混合，则

2? [Fe (phen)3] = 0.1mol·dm-3 = [Ce4+] 2? 设平衡后，[Fe (phen)3] = x，有： 2? Ce4+ + Fe (phen)3? Ce3+ + Fe (phen)33

pVtot93.3?15.7= 0.602 (mol) ?RT8.31?293 平衡浓度/mol·dm-3 x x  0.1-x  0.1-x 

?[Ce3?][Fe(phen)3(0.1?x)253] K == 1 ? 10 ?4?2?2[Ce][Fe(phen)3]x2? 所以 x = [Fe (phen)3] = 3 ? 10-4 mol·dm-3

73 (1) lgK?p2K?p1?74.8350?rHmT?T1(} ?(2)=

2.30?8.31?10?3773?11232.30RT2?T1 K?p2= 16

(2) CH4(g)C(s) + 2H2(g)

初始物质的量/mol 1.00 0 平衡物质的量/mol 1.00-? 2?

平衡时总的物质的量为(1.00+? )mol，设平衡时总压为 p

2?22?2p()(pH2/p)4?21.00????p-------------(1) Kp2=?21.00??pCH4/p1.00??p1.00?? pV = (1.00 + ? )RT ---------------------------------------------------(2)

4?28.31?1123? (2)代入(1) Kp2 =

1.00??50.0

?21.00??= 0.021 ? = 0.13 p = 2.4 ? 102 kPa

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