物理化学(天津大学第四版)课后答案 第五章 化学平衡

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第五章化学平衡

5.1在某恒定的温度和压力下，取的A(g)

进行如下化学反应

若

值为，试证明，当反应进度时，系统的Gibbs函数G

最小，这时A,B间达化学平衡。

解：假设系统为理想气体，则反应系统的Gibbs函数为

课因为www.恒温、恒压下G只是nA

的函数，其极值求解如下解得网，因此后答案

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5.2

已知四氧化二氮的分解反应

在298.15K时，

反

应进行的方向。

（1）N2O4(100kPa),NO2(1000kPa);

（2）N2O4(1000kPa),NO2(100kPa);

（3）N2O4(300kPa),NO2(200kPa);。试判断在此温度及下列条件下，

ww5.3

的

分数w.1000K

时，反应。现有与碳反应的气体混合物，其组成为体积khd课后答解：由Jp进行判断网案

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，，。试问：

（1）T=1000K，p=100kPa时，等于多少，甲烷能否形成？

（2）在1000K下，压力需增加到若干，上述合成甲烷的反应才可能进行。解：设反应体系中气相为理想气体，则ww5.4

w.已知同一温度，两反应方程及其标准平衡常数如下：

求下列反应的。khd课因此，网后答案

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解：所给反应=(2)–(1)，因此

5.5已知同一温度，两反应方程及其标准平衡常数如下：

求下列反应的。

解：所给反应=2x(2)–(1)，因此

ww

注：平衡组成的计算关键是物料衡算。w.khd课网后答案

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5.6在一个抽空的恒容容器中引入氯和二氧化硫，若它们之间没有发生反应，则在375.3K时的分压分别为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

。解：反应各组分物料衡算如下5.7

剂以合成氨。设反应达到平衡。出来的气体混合物缓缓地通入20cm3盐酸吸收氨。用气量计测得剩余气体的体积相当于273.15K，101.325kPa的干燥气体（不ww含水蒸气）2.02dm3。原盐酸溶液20cm3需用浓度为52.3mmol dm-3的氢氧化钾

溶液18.72cm3滴定至终点。气体通过后只需用同样浓度的氢氧化钾溶液15.17cm3。求1174K时，下列反应的

。w.使一定量摩尔比为1:3的氮、氢混合气体在1174K，3MPa下通过铁催化

解：平衡时各组分物质的量容易求出khd课后因此，网答案

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由于氮和氢气的摩尔比为1:3

，等于其反应计量系数之比，因此5.8五氯化磷分解反应

w.

在200°C时的ww

求（1）200°C，200kPa下PCl5的解离度。（2）摩尔比为1:5的PCl5与Cl2的混合物，在200°C，101.325kPa下，

达到化学平衡时PCl5的解离度。

解：（1）设200°C，200kPa下五氯化磷的解离度为α，则khd，计算：课后答案网因此，

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ww

将各数据代入，则w.khd整理得到，课后因此，网（2）设混合物的物质量为n,五氯化磷的解离度为α，则平衡时答案

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5.9在994K，使纯氢气慢慢地通过过量的CoO(s)，则氧化物部分地被还原为

。在同一温度，若用CO

。求等物质的量Co(s)。出来的平衡气体中氢的体积分数还原CoO(s)，平衡后气体中一氧化碳的体积分数的一氧化碳和水蒸气的混合物在994K下，通过适当催化剂进行反应，其平衡转化率为多少？解：两还原反应的化学计量式分别为www.设一氧化碳和水蒸气的物质的量分别为n，平衡转化率为α

，则

因此，khd课显然，(3)=(2)–(1)，因此后答一氧化碳与水蒸气的反应网案

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5.10在真空的容器中放入固态的NH4HS，于25°C下分解为NH3(g)与H2S(g)，平衡时容器内的压力为66.66kPa。

力。

（2）容器内原有6.666kPa的NH3(g)，问需加多大压力的H2S，才能形成NH4HS解：反应的化学计量式如下

由题给条件，25°C下

ww

5.11

现有理想气体反应w.khd课网（1）当放入NH4HS时容器内已有39.99kPa的H2S(g)，求平衡时容器中的压后答案

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开始时，A与B均为1mol，25°C下，反应达到平衡时，A与B的物质的量各为(1/3)mol。

（1）求此反应的。

（2）开始时，A为1mol，B为2mol。

（3）开始时，A为1mol，B为1mol，C为0.5mol。

（4）开始时，C为1mol，D为1mol。

分别求反应达平衡时C的物质的量。

解：（1）

（2）

ww

（4）w.（3

）khd课网后答案

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5.12将1mol的SO2与1molO2的混合气体，在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及SO3。最后量得余下的氧气在101.325kPa，273.15K下体

解：平衡时反应掉的O2为ww

5.13383.3K，60.483kPa时，从测定醋酸蒸气的密度所得到的平均摩尔质量是醋酸单体分子摩尔质量的1.520倍。假定气体分子中只含有单分子及双分子。求下列反应的。w.khd课因此，平衡时各组分的物质的量为网积为13.78dm3，试计算下列反应在903K时的及。后答案

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解：醋酸单体分子摩尔质量为

的，设单分子及双分子

物质的量分别为，则

0.54。求FeO(s)的分解压。已知同温度下

（2）在炼铁炉中，氧化铁按如下反应还原：

求1120°C下，还原1molFeO需要CO

若干摩尔？已知同温度下ww解：（1

）各反应计量式如下w.khd课后5.14（1）在1120°C下用H2还原FeO(s)，平衡时混合气体中H2的摩尔分数为网答案

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显然，（3）=（1）+（2

）

（2）氧化铁还原反应显然，

5.15求下列反应在298.15K

下平衡的蒸气压。ww

已知298.15K下个物质的标准摩尔生成Giibs函数w.物质因此所需CO(g)的物质的量为1+2.38=3.38mol。khd如下。

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-1399.8-917.0-661.8-228.6

解：www.khd课网后答案