武汉大学版无机化学课后习题答案 08化学平衡

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第八章化学平衡1.怎样正确理解化学反应的平衡状态？答2.如何正确书写经验平衡常数和标准平衡常数的表达式？答3.写出下列可逆反应的平衡常数Kc、Kp或K的表达式（1）2NOCl(g)2NO(g)+Cl2(g)(2)Zn(s)+CO2(g)ZnO(s)+CO(g)(3)MgSO4(s)MgO(s)+SO3(g)(4)Zn(s)+2H+(aq)Zn2+(aq)+H2(g)(5)NH4Cl(s)NH3(g)+HCl(g) 答1.已知下列反应的平衡常数：HCNH++CNNH3+H2ONH+OHH2OH++OH试计算下面反应的平衡常数：NH3+HCNNH+CN答2.平衡常数能否代表转化率？如何正确认识两者之间的关系？答6.在699K时，反应H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常数Kp=55.3，如果将2.00molH2和2.00molI2作用于4.00dm3的容器内，问在该温度下达到平衡时有多少HI生成？解7.反应H2+CO2H2O+CO在1259K达平衡，平衡时[H2]=[CO2]=0.44mol·dm，[H2O]=[CO]=0.56mol·dm。 求此温度下反应的经验的平衡常数及开始时H2和CO2的浓度。解8.可逆反应H2O+COH2+CO2在密闭容器中，建立平衡，在749K时该反应的平衡常数Kc=2.6。（1）求n（H2O）／n（CO）（物质的量比）为1时，CO的平衡转化率；（2）求n（H2O）／n（CO）（物质的量比）为3时，CO的平衡转化率；（3）从计算结果说明浓度对平衡移动的影响。解（1）H2O+COH2+CO2a-xb-xxxx2=2.6(a-x)2=0.617所以CO的平衡转化率是61.7%。（2）H2O+COH2+CO2n3n00n-x3n-xxx=2.6=0.865所以CO的平衡转化率是86.5%。9.HI分解反应为2HIH2+I2，开始时有1molHI，平衡时有24.4%的HI发生了分解，今欲将分解百分数降低到10%，试计算应往此平衡系统中加若干摩I2。解2HIH2+I2起始100转化0.2440.1220.122=x=0.37mol10.在900K和1.013×105Pa时SO3部分离解为SO2和O2SO3（g）SO2（g）+O2（g）若平衡混合物的密度为0.925g·dm—3，求SO3的离解度。 解PV=nRTP=nRTPM=RTM===68.33SO3（g）SO2（g）+O2（g）x00a-xxx=68.33=0.34所以SO3的离解度是34%。11.在308K和总压1.013×105Pa，N2O4有27.2%分解为NO2。（1）计算N2O4（g）2NO2（g）反应的K；（2）计算308K时总压为2.026×105Pa时，N2O4的离解百分率；（3）从计算结果说明压强对平衡移动的影响。解（1）N2O4（g）2NO2（g）0.2720.544K==0.32（2）PV=nRT=同理得出N2O4的离解百分率是19.6%。（3）增大压强，平衡向体积减小的方向移动；减小压强，平衡向体积增大的方向移动。12.PCl5（g）在523K达分解平衡:PCl5PCl3（g）+Cl2（g）平衡浓度：[PCl5]=1mol·dm,[PCl3]=[Cl2]=0.204mol·dm。若温度不变而压强减小一半，在新的平衡体系中各物质的浓度为多少？ 解K==0.041616PCl5PCl3（g）+Cl2（g）1-x0.204+x0.204+x0.2042==0.041616得出x=0.135mol·dm13.对于下列化学平衡2HI（g）H2（g）+I2（g）在698K时，Kc=1.82×10。如果将HI（g）放入反应瓶内，问：（1）在[HI]为0.0100mol·dm时，[H2]和[I2]各是多少？（2）HI（g）的初始浓度是多少？（3）在平衡时HI的转化率是多少？解（1）2HI（g）H2（g）+I2（g）2xxx=1.82×10x=1.35×10mol·dm[H2]和[I2]各是1.35×10mol·dm，1.35×10mol·dm。（2）[HI]=0.01+2×1.35×10=0.0127mol·dm（3）=×100%=21.3%14.反应SO2Cl2（g）SO2（g）+Cl2（g）在375K时，平衡常数K=2.4，以7.6克SO2Cl2和1.013×105Pa的Cl2作用于1.0dm—3的烧瓶中，试计算平衡时SO2Cl2、SO2和Cl2的分压。解K=K（P)P×1=RT得出P=6.8×104PaP=8.8×104PaP=1.90×105Pa 15.某温度下，反应PCl5（g）PCl3（g）+Cl2（g）的平衡常数K=2.25。把一定量的PCl5引入一真空瓶内，当达平衡后PCl5的分压是2.533×104Pa。问：（1）平衡时PCl3和Cl2的分压各是多少？（2）离解前PCl5的压强是多少？（3）平衡时PCl5的离解百分率是多少？解（1）=2.25×P=P=7.60×104Pa（2）P=(2.533+7.6)×105Pa（3）P=×100%=75.25%16.如何表述化学反应等温式？化学反应的标准平衡常数与其△rG之间的关系怎样？答△rG=△rG+RTlnQ△rG=0，△rG=—RTlnk17.△G、△rG、△rG之间的关系如何？答△rG=△G(生成物）—△G（反应物）18.在523K时，将0.110mol的PCl5（g）引入1dm—3容器中，建立下列平衡：PCl5（g）PCl3（g）+Cl2（g）平衡时PCl3（g）的浓度是0.050mol·dm。问（1）平衡时PCl5和Cl2的浓度各是多少？（2）在523K时的Kc和K各是多少？解（1）PCl5（g）PCl3（g）+Cl2（g）起始0.1100平衡0.060.050.05平衡时PCl5是0.06mol·dm，Cl2是0.05mol·dm（2）K==0.042 由K=K（P)得出K=1.8019.查化学热力学数据表，计算298K时下列反应的K。H2(g)+I2(g)2HI(g)解由公式—△rG=RTlnK得出K=62720.从下列数据：NiSO4·6H2O(s)△G==—2221.7kJ·molNiSO4(s)△G==—773.6kJ·molH2O(g)△G==—228.4kJ·mol（1）计算反应NiSO4·6H2O(s)NiSO4(s)+6H2O(g)的K；（2）H2O在固体NiSO4·6H2O上的平衡蒸气压为多少？解（1）△rG=—773.6—6×228.4+2221.7=77.7kJ·mol由公式—△rG=RTlnK得出K=2.4×10（2）由K=P△rG=—RTlnKK=K（P)得出H2O在固体NiSO4·6H2O上的平衡蒸气压为544Pa。21.什么是化学反应的反应商？如何应用反应商和平衡常数的关系判断反应进行的方向并判断化学平衡的移动方向？答△rG=△rG+RTlnQ△rG=—RTlnK 当Q〈K时△rG〈0正反应自发进行当Q=K时△rG=0反应达到平衡，以可逆方式进行当Q〉K时△rG〉0逆反应自发进行22.反应H2O(g)+CO(g)H2(g)+CO2(g)在某温度下平衡常数Kp=1，在此温度下，于6dm3的容器中加入2dm33.04×104Pa的CO，3dm32.02×105Pa的CO2，6dm32.02×105Pa的H2O（g）和1dm32.02×105Pa的H2。问净反应向哪个方向进行？解通过计算，反应向逆方向进行。23.在一定温度和压强下，某一定量的PCl5和Cl2。试判断在下列情况下，PCl5的离解度是增大还是减小。（1）减压使PCl5的体积变为2dm—3；（2）保持压强不变，加入氮气，使体积增至2dm3；（3）保持体积不变，加入氮气，使压强增加1倍；（4）保持压强不变，加入氮气，使体积变为2dm3；（5）保持压强不变，加入氮气，使压强增加1倍。解（1）增大；（2）增大；（3）不变；（4）减小；（5）减小；24.反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)在973K时平衡常数K=0.64，试确定在该温度下上述反应的标准自由能变化△rG。当体系中各种气体的分压具有下列七组数值时，确定每一组分压下的吉布斯自由能变化△rG。ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦp=pp=p0.2531.7730.5071.5200.7601.2661.0131.0131.2660.7601.5200.5071.7730.253表中单位为105Pa。将△G对反应混合物的组成作图，标出图中哪个区域里正向反应可能发生，哪个区域里逆向反应可能发生。解ⅠK==0.194 △rG=△rG+RTlnK=kJ·molⅡK==0.111△rG=△rG+RTlnK=3610.249—17782.590=—14.2kJ·molⅢK==0.360△rG=△rG+RTlnK=3610.249+（—8264.670）=—4.7kJ·molⅣK=1△rG=△rG+RTlnK=3610.249=3.6kJ·molⅤK==2.775△rG=△rG+RTlnK=11.9kJ·molⅥK==8.988△rG=△rG+RTlnK=21.4kJ·molⅦK==49.111△rG=△rG+RTlnK=35.1kJ·mol