发布时间 : 星期二 文章物理化学答案 - 第四章 - 化学平衡习题解答[1]更新完毕开始阅读
又 △rGmθ=－RT ln Kθ
∴ △rGmθ=－8.314×523×ln1.82 =－2603.8 J.mol1
－ =－2.60 kJ.mol1
－10.（1）写出以下反应的Kp表示式： (a) S（菱形）+ O2（g）== SO2(g) (b) 2SO2(g) +O2(g)==2SO3（g） (c) 1/2 N2(g) + 1/2 O2(g) == NO(g) (d) SO2(g) + 1/2 O2(g) ==SO3（g）
（2） 计算上述各反应的熵变△Sθm并作说明。
（3）计算上述各反应的标准自由能变化△Gθm和K?值，并判断在标准态的条件下反应的方向。 解：（1）（a）Kp?2
p(SO2)p(O2)
（b）Kp?(c)Kp?p(SO3)p(SO2)p(O2)2
p(NO)p1/2(O2)p1/2(N2)(d) Kp?p(SO3)p(SO2)p1/2(O2)（2）查表得298K时：
Sm/J?K???1S（菱形） O2（g） ?mol?1SO2(g) 248.22 SO3（g） 256.76 N2(g) 191.61 0 NO(g) 210.761 86.55 31.8 0 205.138 0 ?fGm/kJ?mol?1 -300.194 -371.06 （a）
?rSm?Sm(SO2)?Sm(S)?Sm(O2)?248.22?31.8?205.138?11.282J?K?????1?mol?1(b)
?rSm?2Sm(SO3)?2Sm(SO2)?Sm(O2)?2?256.76?2?248.22?205.138??188.058J?K?????1?mol?1(c)
?rSm?Sm(NO)???12Sm(N2)??12Sm(O2)?210.761??12?191.61?12?205.138?12.387J?K?1?mol?1(d)
?rSm?Sm(SO3)?Sm(SO2)????12?Sm(O2)?256.76?248.22??12?205.138??94.029J?K?1?mol?1(3) （a）
?rGm??rGm(SO2)??rGm(S)??rGm(O2)??300.194?0?0??300.194kJ?mol?????1 K?????rGmRT??4.4?1052
?rGm?0，反应正向进行；
(b)
?rGm?2?rGm(SO3)?2?rGm(SO2)??rGm(O2)?2?(?371.06)?2?(?300.194)?0??141.732kJ?mol????? K?????rGmRT??3.4?1024
?rGm?0，反应正向进行；
(c)
?rGm??rGm(NO)???12?rGm(N2)??12?rGm(O2)?86.55?0?0?86.55kJ?mol??1
K?????rGmRT??6.4?10?16
?rGm?0，反应不能正向进行；
(d)
?rGm??rGm(SO3)??rGm(SO2)????12?rGm(O2)??371.06?(?300.194)?0??70.866kJ?mol??1 K?????rGmRT??1.9?1012
?rGm?0，反应正向进行；
11. 试根据NH3的标准生成自由能，求反应
1/2 N2(g) + 3/2H2(g) → NH3(g) 在PN2=3 Pθ，PH2=1 Pθ和PNH3=4 Pθ时的
△rGm值。
?(NH3)??16.45kJ?mol解：查表得?fGm?1
??rGm??16.45kJ?mol???1
4p/p[p/p]??3/2????1/2?rGm??rGm?RTlnQp??16.45?RTln[3p/p]??14.4kJ?mol?112. 在容积为5.00L的容器中装有等物质的量的PCl3和Cl2，于250℃反应。反应PCl3(g) + Cl2(g) = PCl5(g)达平衡时，P PCl5=1.00 Pθ，此时反应的K??0.57。
求（1）开始装入的PCl3和Cl2的物质的量。（2）PCl3的平衡转化率。 解：（1） 因为装入的PCl3和Cl2的物质的量相等，平衡时的分压必然相等，设为p则
K??[p(PCl5)/p][p(PCl3)/p][p(Cl2)/p]????(p)p2?2?0.57
p?101.325?101.3250.57?134kPa
PCl5、PCl3和Cl2平衡时物质的量由pV=nRT求得 PCl5为 n?PCl3、Cl2为 n?pVRT?pVRT?101.325?58.314?523?0.117mol
134?58.314?523?0.154mol
所以原来放入系统PCl3和Cl2的物质的量0.117+0.154084＝0.271（mol） （2）PCl3的平衡转化率=
0.1170.271?100%?43.2%
13. 某体积可变的容器中放入1.564g N2O4气体,此化合物在298K时部分解离.实验测得,在标准压力下,容器的体积为0.485dm3。求N2O4的解离度α以及解离反应的Kθ和△rGθm。
解：N2O4解离反应为
N2O4
2NO2
设反应前的物质的量： n 0 平衡时的物质的量： n（1－?） 2n?
其中?为N2O4的解离度。N2O4的摩尔质量M=92.0g.mol-1。所以反应前N2O4的物质的量
n =
1.56492.0= 0.017mol
解离平衡时系统内总的物质的量为 n总= n（1－?）+ 2n?= n（1+?） 设系统内均为理想气体，由其状态方程 pV=n总RT = n（1+?）RT 所以，N2O4的解离度 ?=
pVnRT?1=
101325?0.485?10?30.017?8.314?298?1= 0.167
Kn=
θ
nNO2nN2O42=
(2n?)2n(1??)=
4n?2
1??1
4?22 K= Kn(
Pn总P?) =
22△γ
4n?2
1??.
n(1??)=
1??
=
4?(0.167)1?(0.176)= 0.115
△rGmθ=－RT ln Kθ=（－8.314×298ln0.115）J.mol-1 = 5.36×103 J.mol-1 查表可得，298K时
△f Gmθ（NO2，g）= 51.84 kJ.mol-1 △f Gmθ（N2O4，g）= 98.286 kJ.mol-1 由标准生成吉布斯自由能可计算解离反应的 △rGmθ=（2×51.84－98.286）=5.394 kJ.mol-1 由标准平衡常数算得的△rGmθ与此值吻合较好。 14. A+B
C+D反应，开始时用A与B均为1mol，在25℃下，反应达平衡
时，A与B的量各为1/3mol。
（1）求此反应的平衡常数Kp； （2）若开始用1molA与2molB；
（3）若开始用A与B各1mol及0.5molC； （4）若开始用1molC与2molD；
分别求反应达平衡时C的摩尔数。 解：（1） A + B 平衡时
13 C + D
23
13
23
Kp?K?22?33??4 11?33（2） A + B C + D
平衡时 1?n 2?n n n
n2(1?n)(2?n)?4解得n?0.845mol