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(2)N2O4与NO2含量为4︰1的气体混合物(气体假定为理想气体)。(反应正方向自发进行)
6.4 在真空容器中放入固态的NH4HS, 25℃下分解为NH3(g) 和H2S(g),平衡时容器内的压力为66.66 kPa。
(1) 当放入NH4HS时容器中已有39.99 kPa的H2S(g),求平衡时容器内的压力;(77.7 kPa ) (2) 容器中原有6.666 kPa的NH3(g),问需加入多大压力的H2S,才能形成NH4HS固体?
(pHS?166kPa)
26.5 已知同一温度,两化学反应方程及其标准平衡常数如下: CH4 (g) + CO2 (g) ?2 CO(g) + 2 H2(g) K? p1 CH4 (g) + H2O (g) ? CO (g) + 3 H2 (g) K? p2求下列反应的K$p
CH4 (g) +2 H2O (g) ? CO2 (g) + 4 H2 (g) (K?p?2(K?p2)K?p1 )
6.6 在288K将适量CO2引入某容器,测得CO2压力为0.0259p$,若加入过量NH4COONH2(s),平衡后测得系统总压为0.0639p$ ,求288K时反应NH4COONH2(s)=2NH3(g)+CO2(g)的K$p (K$10-5 ) p = 2.47×
6.7已知铁在高温下的氧化反应为
2Fe(s)+O2?2 FeO(s)
$在1000K时,?rGm=400.82 kJ/ mol,求
(1)K$1020 ) p;( 8.28×
(2) FeO(s)的分解压;(1.17×10-16Pa )
(3) 铁在1000K时能否被氧化?(容易被氧化)
6.8 在一个抽空的恒容容器中引入Cl2(g) 和SO2(g),若它们之间没有发生反应,则在375.3K时的分压应分别为47.836kPa 和44.786kPa。将容器保持在375.3K,经一定时间后,总压力减少至86.096kPa,且维持不变。求下列反应的K$p SO2Cl2(g) ? SO2(g) + Cl2(g) (K$p=2.42 )
6.9 放热反应CO(g) + H2O(g) ? CO2(g) + H2(g),在1000K时的平衡常数为1.34。若CO和H2O的摩尔比为1:5,试求1000K时CO的最大转化率。若增大压力,最大转化率如何变化?若升高温度,最大转化率如何变化?( 86.5%)
6.10 25℃时氯化铵在真空容器中按下式分解并建立平衡:
NH4Cl(s) ? NH3(g)+HCl(g)
设气体服从理想气体状态方程,且已知NH4Cl(s)、NH3(g)、HCl(g)25℃的标准生成Gibbs自由能分别为-202.870kJ mol-1、-16.450kJ mol-1、-95.299kJ mol-1。试计算25℃时反应的标准平衡常数K及NH3的平衡分压。(K$10-16,pNH=1.042?10-6kPa) p=1.085×36.11 甲烷转化反应CH4(g) + H2O (g) ? CO (g) + 3 H2 (g),在900K下的标准平衡常数为1.28,若取等物质的量的甲烷与水蒸气反应,求在900K及标准压力下,达到平衡时系统的组成。
(xCH?0.197, xHO?0.197, xCO?0.152, xH?0.455)
2426.12 PCl5 (g) 的分解反应如下: PCl5 (g) ?在200℃时的K$p=0.312,计算:
(1) 200℃,200 kPa 下PCl5的转化率;(36.7% )
(2) 摩尔比为1:5的PCl5 与Cl2的混合物,在200℃,101.325 kPa 下,求达到化学平衡时PCl5的转化率。(26.8% )
$6.13 已知反应A(g) ?2B(g)在298K时?rGm=4.75 kJ. mol-1,试求:
PCl3(g) + Cl2 (g)
(1)反应开始只有A,在298K、100kPa下A(g)的转化率?(18.83% ) (2) 当温度不变,总压增至1000kPa,A(g)的转化率?(6.053% )
(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、100kPa 下A(g)的转化率?( 29.26% )
6.14 在323K时,下列反应的解离压力为3.998kPa
2NaHCO3(s) ?Na2CO3 (s) + H2O (g) + CO2 (g)
? 假设气体为理想气体,求算323K时反应的标准吉布斯自由能变化?rGm
? (?rGm=21.01 kJ?mol-1 )
6.15 CO2与H2S在高温下有如下反应:
CO2(g) + H2S(g) ?COS(g) + H2O(g)
今在610K时,将4.4×10-3kg的CO2加入2.5dm3体积的空瓶中,然后再充入H2S使总压为1013.25kPa。平衡后取样分析其中含水的摩尔分数为0.02。同样重复上述实验,但温度维持在620K,平衡后取样分析,其中含水的摩尔分数为0.03(计算时可假定气体为理想气体)。
?(1) 计算610K时的Kp。(2.849?10-3 )
(2) 求610K时的?rGm。(29.73kJ?mol-1 )
(3) 在610K时,在反应器中充入不活泼气体,使压力加倍(若保持反应器的体积不变),试问COS的产率是增加、减少还是不变?如充入不活泼气体后保持压力不变,而使体积加倍,问COS的产率是否受到影响?(不影响COS(g)的产率) 6.16 已知反应 (CH3)2CHOH(g) ? (CH3)2CO(g)+H2(g)
?
$?在457.4K时,K?104J. mol-1 p =0.36,本反应的?rCp,m=0,?rHm(298.15K)=6.15×
?试求500K时的K?p。(Kp=1.428 )
6.17 一定温度下,在含过量硫的容器中通入压力为200 kPa的CO气体,发生如下反应: S(s)+2CO(g)?SO2(g)+2C(s)
?反应达到平衡时的总压力为103 kPa。试计算标准平衡常数K? (Kpp=269 )
$$6.18已知Br2(g)的标准生成焓?fHm和标准生成自由能?fGm分别为30.71和3.14kJ·mol-1。
(1)计算液态溴在298K时的蒸气压。(28.53kPa ) (2)近似计算溴在323K时的蒸气压。(74.47kPa ) 6.3 在929 K时,硫酸亚铁按如下反应分解: 2FeSO4?Fe2O3(s)+SO2(g)+SO3(g)
反应达到平衡后,在两种固体存在下的气体总压力为90.0kPa。 (1) 计算929 K时的K?p (2) 若开始时在929 K的容器中含过量的硫酸亚铁和压力为60.0 kPa的SO2, 试计算最后平衡压力。
$6.4在630K时,反应2HgO(s) = 2Hg (g) + O2 (g) 的?rGm=44.3 kJ·mol-1。
(1) 求上述反应的标准平衡常数K?p (2) 在630K时HgO(s)的分解压力。
$6.5 某反应在1100K附近,温度每升高1K,试求在此温度附近的?rHm。 Kp比原来增大1%,
?
第七章
?3P,若A的消耗速率为rA??1. 某反应A?2B??dcA?4?10?4mol?dm-3?s-1,求dtB的消耗速率rB、P的生成速率rp以及反应速率r。(rB?8?10?4mol?dm-3?s-1;
rP?1.2?10?3mol?dm-3?s-1;r?4?10?4mol?dm-3?s-1)
2. 某一级反应,反应进行10 min后,反应物反应掉30%。问反应掉50%所需的时间? (19.4 min ) 3. 40℃时,N2O5在CCl4溶液中进行分解反应,反应为一级,测得初始速率为1.00×10-5
mol?dm?3?s?1,1h时的瞬时反应速率为3.26×10-6mol?dm?3?s?1,试求:(1)反应
速率系数kA;(2)半衰期t1/2;(3)初始浓度 cA,0 。 [(1)3.11×10-4 s-1;(2)2.23×103 s;(3)0.0322 mol?dm ]
4. 25℃时,N2O5(g)分解反应的半衰期为5h42min。此数值与N2O5(g)的起始压力无关。试
求:(1)速率系数,(2)反应完成90%所需的时间(以h为单位)。[(1)0.1216 h-1;(2)18.94 h]
?C,5. 含有相同物质量的A、B溶液,等体积混合,发生反应A?B??在反应经过1.0h
后,A已消耗了75%,当反应经过2.2h时,在下列情况下,A还有多少未反应? (1) 该反应对A为一级,对B为零级;
?3
(2) 该反应对A和B均为一级; (3) 该反应对A和|B均为零级。
[(1)0.0625;(2)0.1429;(3)1.33h已完全反应]
?C,初始速率为5×10-2mol?dm?s,反应物的初始浓度均6. 某二级反应A?B??为0.2mol?dm,求该反应的速率系数k? (1.25 dm?mol?s) 7. 某气相反应2A(g)???A2(g)为二级反应,在恒温恒容的总压p数据如下
?33-1?1?3?1t/s p/kPa 0 41.33 100 34.397 200 31.197 400 27.331 ∞ 20.665 -1-1 求该反应的速率系数kA? (1.17×10-7 Pa?s)
???C8. 反应A?2B的速率方程为?dcA?kAcAcB,298.2K时,测得dtk A?6.06?10?3dm3?mol?-s1,试求A消耗25%时所需的时间。
(1) 若cA,0?5.00?10?3?mol?dm?3,cB,0?1.00?mol?dm?3; (2) 若cA,0?5.00?10?mol?dm,cB,0?1.00?10?mol?dm
[(1)47.5 s;(2)5.50×103 s]
?3?3?2?3?C为二级反应,其反应速率方程为?9. 反应2A?B??反应速率系数k B?0.400dm3?mol-1?s-1dcA?kAcAcB。70℃时,已知dt?3,若cA,?00.20?0mo,ldmcB,0?0.100mol?dm?3,试求反应物A转化90%所需要的时间? (113 s)
10. 某抗生素注入人体后,在血液中呈简单级数反应,如果人体中注射0.50g该抗生素,然
后在不同时间t测定它在血液中的浓度cA(以mg/100mL)表示,得下面数据
t/h cA/(mg/100mL) 4 0.48 8 0.326 12 0.222 16 0.151 (1) 确定反应级数; (2) 计算反应速率常数; (3) 求半衰期;
(4) 若要使血液中抗生素的浓度不低于0.37mg/100mL,问需要几小时后注射第二
针? [(1)一级;(2)0.0963 h-1;(3)7.197 h;(4)6.7 h]
11. 双光气分解反应
ClCOOCCl3???2COCl2
可以进行完全,将反应物置于密闭容器中,保持280℃,于不同时间测得的总压如下 0 500 800 1300 1800 t/s 2000 2520 2760 3066 3306 p/Pa 求反应级数和双光气的消耗速率系数kA? (一级;kA?5.9?10?4?s?1) 12. 反应
2NOCl???2NO+Cl2
在200℃下的动力学数据如下: 0 t/s 0.02 c/(mol?dm-3) NOCl200 0.0159 300 0.0144 500 0.0121 反应开始只含有NOCl,并认为反应能进行到底,求反应级数和速率常数。 (二级:k?0.065?dm?mol?s)
3-1?1