发布时间 : 星期一 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
（3）当反应系统的总压力为106Pa时,纯N2O4的解离度又为若干？ 解：（1）N2O4（g）
2NO2（g）
1?? 2?
K??ni?1??
?Kxp/p????Kx?4?22(1??)?1.33
??0.50
（2）?ni?3??
K??Kxp/p2????Kx?4?2(1??)(3??)?1.33
4??2??3?0
??0.652
（3）K??Kxp/p????4?22(1??)(p/p)??1.33
??0.181
22. 630K时反应2HgO（s）
2Hg（g）+ O2（g）的△rGθm= 44.3kJ.mol-1,试
求算此温度时反应的Kθ及HgO（s）的分解压。若反应开始前容器中已有105Pa的O2，试求算630K达到平衡时与HgO固相共存的气相中Hg（g）的分压。
??4/RT)?2.12?10 解：K??exp(??rGmK??Kp(p)??3?p(Hg)p(O2)(p)2??3?4p(O2)(p)3??3?2.12?10?4
p(O2)?3.80kPa
p(分解）?3p(O2)?11.4kPa
反应开始前容器中已有105Pa的O2时：
K??2.12?10?4?p(Hg)(10?p(Hg))(p)25??3
解得p(Hg)?1.49kPa
23. 若将NH4I固体迅速加热到375℃，则按下式分解
NH4I(s)
NH3(g) + HI(g)
分解压力为3.67×104Pa。若将反应混合物在375℃时维持一段时间，则HI进一步按下式解离
2HI（g）
H2（g）+ I2（g）
该反应的Kθ为0.0150。试求算反应系统的最终压力为多少?
解：取n mol NH4I固体起始反应，设系统达到平衡时，含x mol NH3(g)和y mol HI(g)，则平衡组成为 （1） NH4I(s)
NH3(g) + HI(g)
n-x x y （2） 2 HI(g) y
12 H2(g) + I2(g) （x-y）
12（x-y）
1122平衡时系统中气相总物质的量 n总= x+ y +（x-y）+由反应（1）的分解压可得该反应的标准平衡常数 K（1）=
θ
（x-y）=2xmol
14（
pP?）=
2
14（
3.67?10101325x2x4）2 = 0.0328
y2xpP?设平衡时反应系统的最终压力为p，则 Kθ（1）=
p(NH3)P(HI)P?.
P?= （=
y）（
pP?）（
）2
4x（
）2 =0.0328
?θ
K（2）= Kn =
12?x?y?y2?2=
?x?y?24y2=0.0150
由Kθ（2）式可解得x=1.245y，然后代入Kθ（1）式解之可得： p = 4.10×104 Pa 同时反应必须同时达到平衡。
24. 某合成氨厂用的氢气是由天然气CH4与H2O（g）反应而来，其反应为
CH4（g）+ H2O（g）
CO（g）+ 3H2（g）
已知此反应在1000K进行，此时Kθ=26.56.如果起始时CH4与H2O的物质的量之比为1：2，试求算欲使CH4的转化率为78%，反应系统的压力应为多少？ 解：CH4（g）+ H2O（g）
1?x CO（g）+ 3H2（g）
2?x x 3x
?ni?1?x
K??25.56?Kxp/p???2?27x32(1?x)(2?x)(3?2x)?(p/p)?2
当x?0.78时，解得： p=3.90×105 Pa
25. 将固体NH4HS放在25℃的抽空容器中，求NH4HS分解达到平衡时，容器
内的压力为多少？如果容器中原来已盛有H2S气体，其压力为4.00×104Pa，则达到平衡时容器内的总压力又将是多少？ 解：NH4HS的分解反应为 NH4HS（s） 查表可得，298K时
△fGmθ（NH4HS，s）= -55.17 kJ.mol-1 △f Gmθ（H2S，g）= -33.02 kJ.mol-1 △f Gmθ（NH3，g）= -16.64 kJ.mol-1 所以，分解反应的
△rGmθ=[（-16.64－33.02）－（-55.17）] kJ.mol-1= 5.51 kJ.mol-1
由△rGmθ = －RTlnKθ知 K=exp（
θ
NH3（g）+H2S（g）
?5.51?1038.314?298）= 0.108
如果反应起始时，只有NH4HS一种固体物质而没有气体，当分解反应达到平衡时 p（NH3）= p（H2S） 此分解反应的分解压为
p = p（NH3）+ p（H2S） 所以达到平衡时，p（NH3）= p（H2S）=
12p
该反应的标准平衡常数与分解压力之间的关系为 Kθ=
p(NH3)p?.
p(H2S)p?=
14(pp?)2
p =?4K??.p? = [（4×0.108）1/2×101325]Pa = 6.67×104 Pa
1/2如果原容器中已有4.00×104 Pa的H2S气体，设平衡时p（NH3）= x 则p（H2S）= x + 4.00×104 Pa
此时温度仍然是298K，Kθ不变，所以 K=
θ
p(NH3)p?.
p(H2S)p?=
xp?.
(x?4.00?10)p?4=0.108
即 x2 + 4.00×104x－1.11×109=0 x = 1.89×104Pa p（NH3）= x =1.89×104Pa
p（H2S）= x + 4.00×104 Pa = （1.89×104+4.00×104）Pa = 5.89×104 Pa
此时容器内的总压力应为
p = p（NH3）+ p（H2S）= 1.89×104Pa + 5.89×104 Pa = 7.78×104 Pa 26. 试利用标准生成吉布斯自由能数据，求算298K时，欲使反应
KCl（s）+
32O2（g）== KClO3（s）
得以进行，最少需要氧的分压为多少？
?(KCl,s)??408.32kJ?mol解：查表得298K时，?fGm?1
?fGm(KClO3,s)??289.91kJ?mol?????1
?1?rGm??fGm(KClO3,s)??fGm(KCl,s)?118.41kJ?molK?
?exp(??rGm/RT)?1.75?10??21?[p(O2)/p]??3/2
解得：
p(O2)?6.98?1018Pa
27. 实验测知Ag2O（s）在445℃时的分解压为2.10×107Pa，试求算该温度时Ag2O（s）的标准生成吉布斯自由能△rGθm。 解：Ag2O(s)=2Ag(s)+1/2O2(g)
K??[p(O2)/p]??1/2?14.4
???fGm(Ag2O,s)???rGm?RTlnK?15.9kJ?mol?1
28. 反应NH4HS（s）
NH3（g）+ H2S（g）的△rHθm =94 kJ.mol-1，
△Cp=0， 298K时NH4HS（s）的分解压为6.08×104Pa，(1) 试计算308K时， NH4HS（s）的分解压； (2) 若将各为0.6mol的H2S(g)和NH3(g)放入20dm3容器中，试计算308K时生成NH4HS（s）为多少？ 解：（1）K1??K2K1????p(NH3)p??p(H2S)p??(p2p?)?9.00?102?2
ln?H?11??rm???
R?298308?K2?0.308?(p2p?)2
p= 1.12×105 Pa (2)n(总）?pVRT?1.12?10?20?108.314?3085?3?0.88mol