普通化学第四章课后习题解答

1第四章化学平衡原理参考答案P68~69综合思考题：解：①根据mfBmrHvH（其中Bv对生成物取正值，反应物取负值）有：),()1(),()1(),(),(2gBHgAHgEHgDHHmfmfmfmfmr=2×（-4RT1）+(-2.606RT1)+3.5RT1+2.5RT1=-4.606RT1同理：),()1(),()1(),(),(2gBSgASgESgDSSmmmmmr=2×（0.25RT1）+(0.5RT1)-0.3RT1-0.7RT1=0.0根据吉“布斯－赫姆霍兹”方程mrmrmrSTHG有：31100.0298606.4RTGmr=-4.606RT1×10-3（kJ.mol-1）0∴反应正向自发。②根据KRTGmrln有：606.41010606.4ln3131RTRTRTGKmrKθ=100.0③求Q，根据]/[]/[]/[]/[2PPPPPPPPQBAED有：]3.101/3.1015.0[]3.101/3.1010.1[]3.101/3.1015.0[]3.101/3.1015.0[2kPakPakPakPakPakPakPakPaQ=0.25∵QKθ∴平衡向正反应方向移动④根据)(ln211212TTTTRHKKmr有：1606.4RTHmr，T1=298K，0.1001K，T2=398K，?2K将有关数据代入式子中得：)398298298398(298606.40.100ln2RRK2解得：Kθ2=31.4⑤∵Kθ2Kθ1，∴由T1升至T2平衡向逆反应方向移动（即吸热反应方向移动）。P70~72练习题参考答案1、解：①-②÷2可得：2222221)()()()()(OgCOgOHgCOCOgHgCO整理后得③：)()(21)(222gOHgOgH3K根据：方程式与平衡常数Kθ的运算关系，有方程式：加、减、乘、除、移项平衡常数：乘、除、乘方、开方、倒数90.16104.10.22213KKK4、解：依题意；①反应平衡浓度：1.0×10-24.0×10-24.0×10-2][][][22ccccccKOHHCOC16.0]1100.1[]1100.4[]1100.4[222②H2O(g)的瞬时浓度增大后，反应的转化量增加x则：4.0×10-2-x4.0×10-2+x4.0×10-2+x有：16.0]1100.4[]1100.4[]1100.4[222xxxX=0.019CO(g)与H2(g)的最终浓度是：[CO]=[H2]=4.0×10-2+0.019=0.059mol.L-1③反应的转化率提高量为：%5.47%100100.4019.025、解：依题意，T温度下，该反应的标准平衡常数为：32][][][23PPPPPPKHCOOHCHP①T不变，总压增至原来的2倍，则各物的分压分别为2COP、22HP、2OHCHP3，有PHCOOHCHPKPPPPPPQ25.0]2[]2[]2[223PPKQ，平衡正向移动。②T不变，总压降低到原来的0.5倍，则各物的分压分别为0.5COP、0.52HP、0.5OHCHP3，有：PHCOOHCHPKPPPPPPQ4]5.0[]5.0[]5.0[223PPKQ，平衡逆向移动。6、解：依题意；根据：)(303.2lg2112298500TTTTRHKKKK)500298298500(314.8303.2103131037.1lg348500KK=-22.1623485001089.61037.1KK255001043.9K7、解：依题意，忽略温度对△Hθ的影响，根据：)(303.2lg211212TTTTRHPPvap)352352(314.8303.2102.423.1010.60lg223TT4解之得：T2=339.7K8、解：①-②×2得OHNHOHMgOHNHsOHMg22222)()(42232整理得：OHNHMgNHsOHMg2324222)()(---③∴反应③=①-②×2根据：方程式与平衡常数Kθ的运算关系，有方程式：加、减、乘、除、移项平衡常数：乘、除、乘方、开方、倒数∴3K与1K、2K的关系为：2213)(KKK9、解：依题意：（1）①求△Hθ(298K)、),(),(),(298326sCaCOgCOsCaOKHHHH=（-635.1）+（-393.5）-（-1206.9）=-1028.6+1206.9=178.3（kJ.mol-1）求△Sθ(298K)、),(),(),(298326sCaCOgCOsCaOKSSSS=39.7+213.6-92.9=160.4(J.K-1.mol-1)=0.1604(kJ.K-1.mol-1)求△Gθ(298K)、298298298STHG=178.3-298×0.1604=178.3-47.80=130.50(kJ.K-1.mol-1)根据KRTGTln)(求Kθ67.52298314.81050.130298ln3298RGKK231033.1K根据：PCOPK)(2，)(2COPKP得5PKPCOPKP)(21001033.123PKKP211033.1CO2的平衡分压为：kPaKCOPp2121033.1)(（2）根据SHT转，求分解反应的自发温度)(60.11114.160103.1783KT转根据ΔGθ(T)≈ΔHmθ(298.15K)-TΔSmθ(298.15K)KKKSTHG2982986.1111=178.3-1111.60×0.1604=-6.4×10-453429810925.660.1111314.810104.660.1111lnRGKKKθ=1.00根据PPKCO)(2，求CO2的分压：kPaPKPCO1001001)(2（3）PPKQRTGln，若通过减少CO2分压，使分解反应能在（298K）下自发进行，PPKQ，从（1）计算结果有：QP1.33×10-21解得应控制的分压为：kPaCOP2121033.1)(10、（1）B。解：反应[)(2)()(22gHBrgBrgH]÷2得：)()(21)(2122gHBrgBrgH6移项得：反应)(21)(21)(22gBrgHgHBr根据：方程式与平衡常数Kθ的运算关系，有方程式：加、减、乘、除、移项平衡常数：乘、除、乘方、开方、倒数∴反应)(21)(21)(22gBrgHgHBr的2110411KK故应选B、21041（2）C。解：根据12.373molkJHm，可知反应)()(2/1)()(22gCOgNgCOgNO是放热反应，而从反应时也可看出正反应是气体摩尔数减少的反应，故欲取得有毒气体NO和CO的最大转化率，应使反应向正反应方向移动，即降温加压利于平衡向正向移动，所以应选C、低温高压。（3）A。解：依题意；给定可逆反应：当升温，T2-T10，12KK根据)(303.2lg211212TTTTRHKK有有：0lg12KK∴反应△H0，故应选A、△H0（4）①解：依题意，T温度下，该反应的平衡常数为：32223)]([)]([)]([HPNPNHPKP------⑴32223)]([)]([)]([HcNcNHcKC-----⑵32223]/)([]/)([]/)([PHPPNPPNHPK-----⑶②根据nRTPV有：cRTRTVnP-----⑷将⑷代入⑴得：KP和KC键的关系为：732223)]([)]([)]([HPNPNHPKP32223])([])([])([RTHcRTNcRTNHc231232223)()()]([)]([)]([RTKRTHcNcNHcC2)(RTKKcP③根据32223]/)([]/)([]/)([cHccNccNHcK，2213)()(cKcKKCC∵cθ=1mol.L-1∴KC和Kθ的关系为：CKK再根据32223]/)([]/)([]/)([PHPPNPPNHPK2213)()(PKPKKPP∵Pθ=100kPa∴KP和Kθ的关系为：2)(PKKP（5）解：反应OHNHOHNH423减去反应OHHOH2得以下反应：43NHHNH故根据：方程式与平衡常数Kθ的运算关系，有WbKKK（6）解：根据CCKQRTGln，当△G0平衡向右移动，故反应达平衡后，若使平衡向右移动，应满足的关系为：CcKQ。（7）①解：计算Qc6.1]050.0[]020.0[]040.0[)]([)]([)]([2222OcNcNOcQc8比较cQ与cK，∵10.06.1cCKQ∴平衡向逆反应（左）方向移动。②在该温度下使反应保持平衡态，应满足的条件是：CcKQ。（8）若要提高A、B的转化率，应采取的措施是降温加压。理由同本大题的第（2）小题。（9）增大；不变。因为引进水蒸气后，系统的总压不变，相当于各组分的分压减小，平衡向气体摩尔数增大的方向移动，故乙烯的产率增大。当引入水蒸气后，使系统的总压增加，但各组分的分压不变，故乙烯的产率不变。（10）21KK。根据][ln211212TTTTRHKKm∵0mH，当T1↗T2时，012TTT0][ln211212TTTTRHKKm∴12KK，即21KK