无机化学(上册)第4章习题答案20120108

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1、本章学习要求1.理解实验平衡常数(经验平衡常数)与标准平衡常数(热力学平衡常数)间的区别。2.熟练掌握有关平衡常数的计算。3.熟练应用多重平衡原理作有关计算。4.理解化学反应等温式=+RTln的意义并熟练应用。5.掌握/作为过程自发性判据的方法。6.掌握平衡移动原理、应用及有关计算。7.进一步理解平衡常数的热力学意义，明确平衡常数与热力学函数的关系：=-RTln。第4章化学平衡习题答案1.在一个平衡体系中，平衡浓度是否随时间变化而变化？是否随起始浓度不同而不同？是否随温度改变而变化？解：在一个平衡体系中，平衡浓

2、度不随时间的变化而变化，但随着起始浓度的不同而不同，随温度的改变而变化。2.平衡常数是否随起始浓度不同而不同？转化率是否随起始浓度变化而变化？解：平衡常数不随起始浓度的不同而改变，对于指定的化学反应式，温度一定，则平衡常数的值一定。但转化率与起始浓度有关，会随着起始浓度变化而变化。3.当一个反应的>0时，有人说该反应不能自发正向进行，请评价这一论断。解：当一个反应的>0，我们可以判定在标准状态下，正反应非自发；但对于非标准状态来说，则不能判断，是与温度相关的函数。在任意情况下，均可由对应的△rGm是否小于零来判

3、断。4.已知生产水煤气反应C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)在1000K时=1.00。若于密闭反应罐中通入1.00´105Pa的水蒸汽与足量的红热碳反应，试确定平衡时各气体的分压力和水蒸汽的转化率。解：设体系生成了xPa的CO(g)，则有：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)起始压力/Pa1×10500变化压力/Paxxx平衡压力/Pa1×105-xxx已知1000K时=1.00，即16解得，x=6.18×104Pa即：p(CO)=p(H2)=6.18×104Pa，p(H2O)=3.82×

4、104Pa水蒸汽的转化率5.试根据热力学函数的数据，确定127°C及给定条件下，下列反应自发进行的方向及反应的标准平衡常数。①2NO(g,50kPa)+O2(g,50kPa)2NO2(g,50kPa)②C(金钢石,50kPa)+CO2(g,50kPa)2CO(g,50kPa)解：①查附录2知（已重算！运算过程必须带量纲）2NO(g,50kPa)+O2(g,50kPa)2NO2(g,50kPa)/kJ·mol-191.29033.1/kJ·mol-187.60051.30/J·mol-1·K-1210.76205

5、.152240.1求得：=33.1kJ·mol-1×2-91.29kJ·mol-1×2=-116.38kJ·mol-1；=240.1J·mol-1·K-1×2-（205.152J·mol-1·K-1+210.76J·mol-1·K-1×2）=-146.47J·mol-1·K-1=-0.14647kJ·mol-1·K-1根据G-H方程400K，=-116.38kJ·mol-1-400K×(-0.14647kJ·mol-1·K-1)=-57.79kJ·mol-1。由van’tHoff方程得：采用,不用，以便与其他教

6、材一致！（下同）得T=400K时，<，所以正反应自发进行。（直接由与比较，下结论）由van’tHoff方程求出给定条件下的：，所以正反应非自发进行。16②查附录2，得（已重算！运算过程必须带量纲）C(金钢石,50kPa)+CO2(g,50kPa)2CO(g,50kPa)/kJ·mol-11.897-393.51-110.53/J·mol-1·K-12.377213.785197.660得=-110.53kJ·mol-1×2-[1.897kJ·mol-1+（-393.51kJ·mol-1）]=281.08kJ·m

7、ol-1=197.660J·mol-1·K-1×2-（213.785J·mol-1·K-1+2.377J·mol-1·K-1）=179.158J·mol-1·K-1根据G-H方程=281.08kJ·mol-1-400K´179.158J·mol-1·K-1×10-3=209.42kJ·mol-1由van’tHoff方程得：得：,（直接由与比较，下结论）由van’tHoff方程求出给定条件下的：所以逆反应自发进行。6.合成氨反应N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)在某温度下建立平衡，达到平衡时，各组分浓度为c

8、(N2)=3.0mol.dm-3，c(H2)=2.0mol.dm-3，c(NH3)=4.0mol.dm-3。①求该反应平衡常数Kc；②N2及H2的起始浓度及各自转化率是多少？（设起始时体系中只有氢气及氨气）解：设N2的起始浓度为amol·dm-3，设H2的起始浓度为bmol·dm-3，反应达到平衡时，消耗了xmol·dm-3的N2N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)起始/mol·d