发布时间 : 星期六 文章习题3 - 82790681更新完毕开始阅读34e8c8c6284ac850ad024292
第三章(p. 66)
1. 写出下列反应的标准平衡常数表达式：
(1) 2N2O5(g) = 4NO2(g) + O2(g)
(2) SiCl4(l) + 2H2O(g) = SiO2(s) + 4HCl(g) (3) CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g) (4) ZnS(s) + 2H+(aq) = Zn2+(aq) + H2S(g) 解：(1) K??(pNO2/p?)4(pO2/p?)(pN2O5/p?)2
(2) K??(pHCl/p?)4(cSiCl4/c)(pH2O/p)??2
(3) K??pCO2/p? (4) K??(cZn2?/c?)(pH2S/p?)(cH?/c?)2
2. 尿素CO(NH2)2(s)的?fG? = -197.15 kJ/mol，其它物质的?fG?查表。求下列反应在298 K时
的K?： CO2(g) + 2NH3(g) = H2O(g) + CO(NH2)2(s) 解：?rG? = -197.15 + (-228.6) – 2?(-16.5) – (-394.4) = 1.65 (kJ/mol)
1.65?103 = -8.314?298lnK?, K? = 0.514
3. 673 K时，将0.025 mol COCl2(g) 充入1.0 L容器中。当建立下列平衡时
COCl2(g) = CO(g) + Cl2(g)
有16% COCl2离解。求此时的K?。
(0.025?0.16RT)2/(p?)2解：K??0.042 ?0.025?(1?0.16)RT/p?[p? = 101.3 kPa, R = 8.314 J/(mol·K)]
4. 298 K时向10.0 L烧瓶中充入足量的N2O4，使起始压力为100 kPa，一部分N2O4分解为
NO2，达平衡后总压力等于116 kPa。计算如下反应的K?。 N2O4(g) = 2NO2(g) 解：n1?100?10.0116?10.0?0.404 (mol)， n2??0.468 (mol)
8.314?2988.314?298[2?(0.468?0.404)RT2]0.016?8.314?298?10.0K???0.12
(2?0.404?0.468)RT0.340?10.0?101.310.05. 反应 H2(g) + I2(g) = 2HI(g)
在628 K时K? = 54.4。现于某一容器内充入H2和I2的量各为0.200 mol，并在该温度下达到平衡，求I2的转化率。
解：设达到平衡时，消耗H2和I2各x mol。
(2x)2， 7.38(0.200 – x) = 2x, 1.48 – 7.38x = 2x, x = 0.157 (mol) 54.4?2(0.200?x)0.157?0.200 = 0.786 = 78.6%
6. 乙烷脱氢反应C2H6(g) = C2H4(g) + H2(g)，在1000 K时K? = 0.90。试计算总压力为150 kPa
时乙烷的平衡转化率。
解：设起始时刻乙烷为A mol。达到平衡时，若乙烷的平衡转化率为x，则此时乙烷为A(1-x)
mol，乙烯为x mol，氢气为x mol。因此，有：
(150?0.90?xp?)2(150101.3)x21?x， 0.90?, x = 0.61
1?x?(1?x)(1?x)150p1?x7. 已知在298K时
(1) 2N2(g) + O2(g) = 2N2O(g) (2) N2(g) + 2O2(g) = 2NO2(g)
求2N2O(g) + 3O2(g) = 4NO2(g) 的K?。
解：2N2O(g) + 3O2(g) = 4NO2(g) 为（3），则(3) = 2?(2) – (1)
?K32(K?2)?K1?K1?4.8?10?37 ?19 K?2?8.8?10?(8.8?10?19)27.7?10?37???1.6
4.8?10?374.8?10?378. 反应
2Cl2(g) + 2H2O(g) = 4HCl(g) + O2(g) 明的，是指温度不变，体积不变）？ (1) 增大容器体积 n(H2O) (2) 加O2 n(H2O) (3) 加O2 n(O2) (4) 加O2 n(HCl) (5) 减小容器体积 n(Cl2) (6) 减小容器体积 p(Cl2) (7) 减小容器体积 K? (8) 升高温度 K? (9) 升高温度 p(HCl) (10) 加N2 n(HCl) (11) 加催化剂 n(HCl) 答：(1) 水的摩尔数减少
(2) 水的摩尔数增加
(3) 平衡向左移动，氧的摩尔数的变化取决于平衡移动所消耗的氧气和加入氧气的相对
?rH? = 114.4 kJ/mol
当该反应达到平衡后，进行左边所列的操作对右边所列的数值有何影响（操作中没有注
量。
(4) 氯化氢的摩尔数减少 (5) 氯气的摩尔数增加 (6) 氯气的分压增大 (7) K?不变 (8) K?减小 (9) p(HCl)增高
(10) n(HCl)不变（理想气体）；n(HCl)减少（真实气体） (11) n(HCl)不变
9. 已知反应N2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g)，在500 K时K? = 0.16。试判断该温度下，在10 L密闭容器中充入N2，H2和NH3各0.10 mol时反应的方向。
0.1?8.314?5000.1?8.314?500解：pN2??41.6 (kPa), pH2??41.6 (kPa)
1010pNH3?0.1?8.314?500?41.6 (kPa)
10??3(pNH3p?)2(pN2p)(pH2p)?(p?)2(41.6)2?5.9> 0.16，平衡向左移动（即反应逆向进行）。
10. PCl5热分解反应式为：PCl5(g) = PCl3(g) + Cl2(g).
在10 L密闭容器内盛有2.0 mol PCl5，700 K时有1.3 mol PCl5分解，求该温度下的K?。若在该密闭容器中通入1.0 mol Cl2，PCl5分解的百分率为多少？ 解： K??(pPCl3p?)(pCl2p?)pPCl5p?1.32?8.314?700???14。
0.7?10?101.30.7?V?p??8.314?700?14
1.32RT设：分解分数为x，则：
2x?(1?2x)2(1?x)?10?p?2x·(1 + 2x) = 4.87(1 – x), 4x2 + 6.87x – 4.87 = 0 ?6.87?6.872?4?4?4.87x??0.54。
811. 酯化反应 C2H5OH(l) + CH3COOH(l) = CH3COOC2H5(l) + H2O(l)
可看作理想溶液反应。在298 K时，若将2.0 mol C2H5OH与2.0 mol CH3COOH混合，平衡时各种物质有2/3变为生成物。今将138克C2H5OH与120克CH3COOH在298 K时混合，试问平衡混合物中有多少CH3COOC2H5生成？ 解：K??(43)2(23)2?4， 设：平衡时生成x mol CH3COOC2H5。
x2?4, 4(6 – 5x + x2) = x2, 3x2 –20x +24 = 0
(3?x)(2?x)x?20?400?288?1.57(mol), 1.57?88 = 138 (g)
612. 反应 N2O4(g) = 2NO2(g)
在317 K时K? = 1.00。分别计算总压力为400 kPa和1000 kPa时N2O4的离解百分率，并解释计算结果。 解：设离解百分率为x。
400(1.00?2x2?)/p1?x, 1 – x 2 = 15.8x2, x = 0.244 1?x1?x2x2?)/p1?x, 1 – x2 = 39.5x2, x = 0.157 1?x1?x1000(1.00?由于1摩尔四氧化二氮分解成2摩尔二氧化氮，所以增加压力不利于四氧化二氮的分解，而导致其分解百分率下降。 13. 已知反应
CO(g) + H2O(g) = CO2(g) + H2(g)
在749 K时K? = 6.5。今若需90%CO转变为CO2，问CO和H2O要以怎样的物质的量比相混合？
解：设初始混合物中CO和H2O的摩尔比为1:x
0.926.5?, 0.65(x – 0.9) = 0.81, x = 2.1
(1?0.9)(x?0.9)14. 已知 H2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g) 的?rH? = -92.2 kJ/mol，298 K时K? = 6.1?105。求773 K
时的平衡常数K?。
解：?rG? = -RTln K? = -8.314×298ln(6.1?105) = -3.3?104
?rG? = ?rH? - T?rS?, -3.3?104 = -92.2?103 – 298?rS?, ?rS? = -199 (J/mol) 773 K时：?rG? = -92.2?103 + 773?199 = 6.14?104 6.14?104 = -8.314×773ln K?, K? = 7.1?10-5
dc(Br2)15. 在某温度下，测得下列反应S)。 ?4.0?10?5/(L·
dt4HBr(g) + O2(g) = 2H2O(g) + 2Br2(g)
dc(O2)dc(HBr)求：(1) 此时的和；
dtdt(2) 此时的反应速率?。
dc(O2)dc(Br2)解：(1) s) ??2?(?1)??2.0?10?5 mol/(L·
dtdtdc(HBr)dc(Br2)s) ??2?(?4)??8.0?10?5 mol/(L·
dtdt