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(1)求298K时的平衡常数Kp和标准平衡常数KO。 (2)求298K时反应的?rGm。 (3)求正向反应的活化能Ea?。
(4)298K时以10Pa的A?g?开始进行反应，若使总压达到1.5?10Pa，问需时若干(设逆反应可忽略)？
55O答：(1)Kp?39.62MPa,KO?396.2
O(2)?rGm??14.82kJ ?1(3)Ea??88.74kJ?mol
(4)t?3.3s
【20RR，华南理工（二）】
1、对反应C2H4?g??H2?g??C2H6?g?，
O已知298K时水的标准生成焓?fHm?H2O,l???286kJ?mol?1和各物质的标准摩尔燃烧
焓及标准摩尔熵值如下表：
O?rHmkJ?mol?1 OSmJ?K?1?mol?1????
C2H4?g?
-1411 219.5
C2H6?g?
-1560 229.5
H2?g?
130.6
在298~1000K范围内，反应的平均热容差?rCp,m?10.84kJ?K?1?mol?1。解决下列问题：
(1)计算反应在1000K时的标准平衡常数。 (2)升高温度对生成C2H6?g?是否有利? 解：(1)298K时：
OO?B??rHm???BvB?cHm????1560?1411?286?kJ?mol?1??137kJ?mol?1?rS??BvBSOmOm?B?
??229.5?219.5?130.6?J?K?1?mol?1??120.6J?K?1?mol?1其中水的标准生成焓即为H2?g?的摩尔燃烧焓。?rCp,m为常数，1000K时，
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OO?298K???rCp,m?T?rHm??rHm???137?10.84??1000?298??kJ?mol?1?7473kJ?mol?1OO?298K???rCp,mln?rSm??rSmT2T1
1000???1?1???0.1206?10.84?ln?kJ?K?mol298???13.00kJ?K?1?mol?1OOO?rGm??rHm?T?rSm??7473?1000?13.00?kJ?mol?1??5527kJ?mol?1O???rGmK?exp??RT?O??5527000288??exp?4.749?10?8.315?1000?(2)从反应焓随升温从负到正说明，高温时反应吸热，因此反应升温有利。
【20RR，华南理工（二）】 1、反应C石墨?C金刚石在25℃时：
OO??3.31J?K?1?mol?1，金刚石和石墨的密度分别为?rHm?1880J?mol?1，?rSm????3.51g?cm?3和2.22g?cm?3。
(1)导出
OO?rGm?f?T?的关系式，并用此式计算500K的?rGm值，计算的时候假定
OO?rHm,?rSm是常数。
(2)计算500K反应处于平衡时的压力。问在25℃,标准压力100kPa时哪一种形式的碳在热力学上更为稳定，这种形式的碳在所有的T和100kPa时都稳定吗？
OO(3)你用哪两个反应的?rHm(容易测定)来确定上述反应的?rHm。
(4)根据上述计算你认为采用什么实际条件可以从石墨制造金刚石？ 解：(1)利用基希霍夫公式可得：
OOO?T???rHm?T??T?rSm?rGm?1880J?mol?1?T??3.31J?K?1?mol?1
T????1880?3.31?J?mol?1K??O?T??3535J?mol?1 T?500K,?rGm(2)根据dTG?Vmdp得平衡时有：
O?500K???rVmp?pO?rGm??rGm?1?????? 1??1?65?3535J?mol?12.01?????10?p?10Pa3.512.22??p?1.778?109Pa相当于17780个大气压。
O根据第(1)部分计算结果，在100kPa时，任何温度下均有?rGm?T??0，所以，在标准压力的任何温度下，C(石墨)热力学上更稳定。
(3)可用测标准燃烧反应焓或标准生成反应焓来计算上述反应的
O?rHm。
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(4)从上述结果表明，通过增加压力的方法有可能从石墨制造金刚石，实验上也通过加压到20RR0大气压下成功合成金刚石，但改变温度无法实现。 【20RR，华南理工（二）】
C2H5OH?l??C2H4?g??H2O?l?，1、乙醇脱水可制备乙烯，其反应为：已知各物质298KOO时的?fHm标准如下： ,SmC2H5OH?l?C2H4?g?H2O?l?
O?kJ?mol?1?-277.752.26-285.83 ?fHmOSmJ?K?1?mol?1161219.669.91 ??假设?rHm,?rSm不随温度而变，试求： (1)298K时反应的标准平衡常数KO。 (2)500K时反应的标准平衡常数KO。 (3)反应的转折温度。 解：(1)
O?rHm??52.26?285.83?277.7?kJ?mol?1?44.13kJ?mol?1O?rSm??219.6?69.91?161?J?K?1?mol?1?128.51J?K?1?mol?1OOO?rGm??rHm?T?rSm??44.13?0.298?128.51?kJ?mol?1?5.834kJ?mol?1 O??rGm?5834K?exp?exp?0.09495RT8.315?298OOO(2)
OOO?rGm??rHm?T?rSm??44.13?0.500?128.51?kJ?mol?1??20.125kJ?mol?1O??rGm20125K?exp?exp?126.6RT8.315?500O
(3)
OOO?rGm??rHm?T?rSm?0O ?rHm44130T??K?343.4KO128.51?rSm【20RR，华南理工（二）】
O?11、已知反应A?g??2B?g?在298K时?rGm?4.75kJ?mol,试求：
(1)反应开始只有A?g?，在298K,1000kPa下A?g?的离解度？ (2)当温度不变，总压增至1000kPa，A?g?的离解度？
(3)反应开始时原料气中A?g?与惰性气体的摩尔比为1:2，在298K,1000kPa下A?g?的离解度？
(4)解释(2)、(3)的计算结果。 解：(1)
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???rGm?4.75?1000K?exp?exp?0.1471RT8.315?298A?g??2B?g?t?01mol0molO平衡pA??1?a?mol1?aO2aOp,pB?p1?a1?a22amoln总??1?a?mol
?2a???2??p4a21?a??OBK?O???0.14711?appA1?a21?aa?0.1883(2)
pA?1?a2a?10pO,pB??10pO1?a1?a2?2a??10??2?pB??1?a?40a2OK?O???0.1471
1?appA1?a2?101?aa?0.06053(3)
t?0平衡pA?A?g?1mol?2B?g?0mol2amol惰性气体2mol2moln总??3?a?mol
?1?a?mol21?aO2aOp,pB?p3?a3?a?2a???2??p4a23?a??OBK?O???0.147121?appA3?2a?a3?aa?0.3636(4)反应是气相分子数增加的反应，从(2)计算可知，恒温时，增加总压不利于反应；而加入惰性气体相当于降低总压，故(3)情况有利于反应。 【20RR，华南理工（二）】 1、已知反应2NaHCO3?s??Na2CO3?s??H2O?g??CO2?g?。温度为50℃,100℃时系统的平衡总压分别为3950Pa,96300Pa。设反应的?rHm与温度无关,试求: (1)计算50℃时该反应的K,?rGm。 (2)计算该反应的?rHm。 (3)计算NaHCO3?s?的分解温度。 解:(1)
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设平衡总压为p，则2NaHCO3?s??Na2CO3?s??H2O?g??CO2?g?平衡p22p22
p???3950Pa?????p?H2O?g??p?CO2?g???100000Pa?100000Pa??K????0.0003901244p?rGm??RTlnK??8.3145J?K?1?mol?1?323.15K?ln?0.0003901??21089J?mol?1(2)
p????96300Pa?????100000Pa100000Pa?????0.2318T??373.15K时，K???44RTT?K??rHm?ln?T?TK8.3145J?K?1?mol?1?373.15K?323.15K0.2318 ??ln373.15K?323.15K0.0003901?128075J?mol?1?128.1kJ?mol?1(3)
22若分解温度即为平衡总压p?101325Pa时对应的温度T??，此时p?????101325Pa?????100000Pa?100000Pa?K???????0.257644K???rHm?11?利用等压方程ln????KR?TT???0.2567128100kJ?mol?1?11?ln????0.00039018.3145J?K?1?mol?1?323.15KT???T???374.06K【20RR，华南理工（二）】
1、在物理化学实验中为了测定反应:I??I2?I3的平衡常数,一种方法是在水溶液系统中加入
?22
CCl4溶剂。请试述在两系统中如何确定上述反应中各物质的平衡浓度,从而计算反应的平衡常
数?
解：见实验教材。
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