第三章 化学平衡热力学原理

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1、第三章化学平衡热力学原理习题1.1000K，101.325kPa时，反应2SO３(ｇ)====2SO2(ｇ)＋O2(ｇ)的Ｋｃ＝3.54mol·m-3。(1)求此反应的Ｋｐ和Kｙ；(2)求反应SO3(ｇ)====SO2(ｇ)＋1/2O2(ｇ)的Ｋｐ和Kｃ。（答案：①Kp=29.43kPa，KY=0.29，②Kp=171.6kPa，Kc=1.88mol1/2·m-3/2）解：(1)2SO3(ｇ)====2SO2(ｇ)＋O2(ｇ)Kp=Kc(RT)∑νβ=3.54×8.314×1000=29.43×103Pa=29.

2、43kPaKy=Kp·P-∑νβ=29430×(101325)-1=0.29(2)SO3(ｇ)====SO2(ｇ)＋1/2O2(ｇ)==2．在温度Ｔ容积V的容器中，充入1molH２和3molI２，设平衡后有xmolHI生成。若再加入2molH２，则平衡后HI的物质的量为2xmol。试计算Ｋｐ值。（答案：4）解：已知平衡时生成HI摩尔数为xH2(g)+I2(g)====2HI反应前摩尔数130平衡时摩尔数1-0.5x3-0.5xx总摩尔数∑n=1-0.5x+3-0.5x+x=4mol∵∑νB=0若在上述平衡体系中再加入

3、2摩尔H2H2(g)+I2(g)====2HI重新平衡时摩尔数3－x3－x2x总摩尔数=3－x+3－x+2x=6在同一温度T，，∴，解此方程得：x=1.5，故3．将含有50%CO、25%CO２、25%H２(均为摩尔分数)的混合气体通入1173K的炉子中，总压为202.65kPa。试计算平衡气相的组成。已知反应CO２(ｇ)＋H２(ｇ)===H２O(ｇ)＋CO(ｇ)在1173K时，Ｋｐ＝1.22。（答案：CO2：18.03%，H2：18.03%，H2O：6.97%；CO：56.97%）解：CO２(ｇ)＋H２(ｇ)===H

4、２O(ｇ)＋CO(ｇ)反应前物质的量0.250.2500.5mol平衡时0.25－x0.25－xx0.5+x∑n1=0.25－x+0.25－x+x+0.5+x=10.22x2－1.11x+0.07625=0，x=0.0697所以H2O%=6.97%CO%=(0.5+0.0697)×100%=56.97%CO2%=H2%=(0.25-0.0697)×100%=18.03%4．PCl５的分解反应为PCl5(ｇ)====PCl3(ｇ)＋Cl2(ｇ)，在523.2Ｋ、101.325kPa下反应达到平衡后，测得平衡混合物的密度为

5、2.695kg·m－３。试计算：(1)PCl５(ｇ)的离解度；(2)该反应的Ｋｐ；(3)反应的。（答案：①α=0.80，②1.778，③-2502J·mol-1）解：(1)PCl５(ｇ)====PCl３(ｇ)＋Cl２(ｇ)反应前mol100平衡mol1－αααn总=1－α+α+α=1+α由气态方程：pV=(1+α)RT，又有物质平衡有ρV=1×M1，式中M1为反应物分子量，故二式之比得，∴对PCl5(g)分解：MPCl5=208.3×10-3kg·mol-1(2)(3)5．将1mol的SO2与1molO2的混合气，在

6、101.325kPa及903K下通过盛有铂丝的玻璃管，控制气流速度，使反应达到平衡，把产生的气体急剧冷却并用KOH吸收SO２和SO3，最后测得余下的氧气在101.325kPa，273.15K下体积为13.78L。试计算反应SO２＋0.5O2====SO3在903K时的及。（答案：–12.7kJ·mol-1）解：SO２＋0.5O2====SO３反应前各物质量/mol110平衡时各物质量/mol1－x1－0.5xx∴n总=nSO3+nO2+nSO2=0.7703+0.6148+0.2297=1.6149mol6．某气体混

7、合物含H２S的体积分数为51.3%，其余是CO２，在298.15K和101.325kPa下，将1.75L此混合气体通入623K的管式高温炉中发生反应，然后迅速冷却。当反应流出的气体通过盛有CaCl２的干燥管(吸收水气)时，该管的质量增加了34.7mg。试求反应H２S(g)＋CO2(g)====COS(g)＋H2O(g)的平衡常数。（答案：3.249×10-3）解：设该气体混合物为理想气体，反应前气体总摩尔数为n：反应前H2S和CO2的摩尔数分别为，=0.07153×51.3%=0.03669mol=0.07153×(

8、1－51.3%)=0.03484mol平衡时各物质摩尔数分别为：=0.0347÷18=0.00192mol=0.00192mol=0.03669－0.001928=0.03476mol=0.03484－0.001928=0.03291mol∵∴7．(1)在0.5L的容器中，盛有1.588g的N2O4气体，在298K部分分解:N2O