化学平衡思考题和概念题及解答.doc

化学平衡思考题参考答案1. 反应达到平衡时，宏观和微观特征有何区别？答： 到达平衡时，宏观上反应物和生成物的量不再随时间而变化，好像反应停止了。而微观上，反应仍在不断的进行，反应物分子变为生成物分子，而生成物分子又不断变成反应物分子，只是正、逆变化的速率恰好相等，使反应物和生成物的量不再随时间而改变2. 为什么化学反应通常不能进行到底？答： 严格讲，反应物与产物处于同一系统的反应都是可逆的，不能进行到底。只有逆反应与正反应相比小到可以忽略不计的反应，可以粗略地认为可以进行到底。这主要是由于存在混合Gibbs自由能的缘故。3. 什么是复相化学反应？其平衡常数有何特征?答： 有气相和凝聚相（液相、固体）共同参与的反应称为复相化学反应。凝聚相只考虑是纯态的情况，纯态的化学势就是它的标准态化学势，所以复相化学反应的标准平衡常数只与气态物质的压力有关。4. 什么是解离压力？答： 某固体物质发生解离反应时，所产生气体的压力，称为解离压力，显然这压力在定温下有定值。如果产生的气体不止一种，则所有气体压力的总和称为解离压。5. 什么是标准摩尔生成Gibbs自由能？答： 因为Gibbs自由能的绝对值不知道，所以只能用相对标准，即将标准压力下稳定单质（包括纯的理想气体，纯的固体或液体）的生成Gibbs自由能看作零，则：在标准压力下，由稳定单质生成单位物质的量的化合物时，Gibbs自由能的变化值称为该化合物的标准摩尔生成Gibbs自由能。通常在298.15 K时的值有表可查。6根据公式， ，所以说 是在平衡状态时的Gibbs自由能的变化值，这样说对不对? 答： 不对。在等温、等压、不作非膨胀功时，化学反应达到平衡时的Gibbs自由能的变化值等于零，这样才得到上述公式。而是指在标准状态下Gibbs自由能的变化值，在数值上等于反应式中各物质标准化学势的代数和，即： ，而不能认为是在平衡状态时的Gibbs自由能的变化值，否则它的值永远为零。7在一定的温度、压力且不作非膨胀功的条件下，若某反应的 ，能否研制出一种催化剂使反应正向进行？ 答：不能。催化剂只能改变反应的速率，而不能改变反应的方向和平衡的位置。用热力学函数判断出的不能进行的反应，用改变温度、压力或加催化剂等方法都不能使反应进行，除非对系统作非膨胀功。8 若用下列两个化学计量方程式来表示合成氨反应，两者的 和 的关系如何？ 答： 的下标“m”表示反应进度为1 mol时Gibbs自由能的变化值，现在两个反应式中各物的量成倍数关系，当反应进度都为1 mol时，得： 9工业上制水煤气的反应为： 设反应在673 K时达到平衡，试讨论下列因素对平衡的影响。 (1)增加碳的含量 (2)提高反应温度 (3)增加系统的总压力 (4)增加水气分压 (5)增加氮气分压答： （1） 只要碳是纯的固态，则它的相对活度等于1，它的化学势就等于标准态时的化学势，在复相化学平衡中，纯固体项不出现在平衡常数的表达式中，则对平衡无影响。 （2） 提高反应温度会使平衡右移，因为这是一个吸热反应。 （3） 增加系统的总压力会使平衡左移，因为这是一个气体分子数增加的反应，增加压力，会使平衡向体积变小的方向移动。 （4） 增加水气的分压，水是反应物，会使平衡向正向移动。 （5） 增加氮气会使平衡右移。因为这是气体分子数增加的反应，增加惰性气体，使气态物质的总量增加，相当于将产物稀释了，类似于减少了系统的总压，所以产物的含量会增加，但这不会影响平衡常数的数值。10 五氯化磷的分解反应为： 在一定温度和压力下，反应达平衡，改变如下条件，五氯化磷的解离度如何变化？为什么？（设均为理想气体） (1)降低气体总压 (2)通入氮气，保持压力不变，使体积增加一倍 (3)通入氮气，保持体积不变，使压力增加一倍 (4)通入氯气，保持体积不变，使压力增加一倍答： （1） 降低总压有利于正向反应，使解离度增加，因为这是气体分子数增加的反应。 （2）通入氮气，虽压力不变，这对气体分子数增加的反应，相当于起了稀释、降压作用，所以解离度增加。 （3） 通入氮气，因体积保持不变，压力和气体的总物质量的比值不变，解离度亦不变。 （4） 通入氯气，增加了生成物，使平衡左移，解离度下降。概念题参考答案1 在等温等压下，当反应的 时，该反应能否进行？ ( ) (A) 能正向自发进行 (B) 能逆向自发进行 (C) 不能判断 (D) 不能进行答： (C) 判断反应能否自发进行，要用等温等压下的变化值，而不能用的值。除非的值很小很小，可以估计反应能自发进行。22 理想气体化学反应平衡时，应该用下列哪个关系式？ （ ） （A） （B）（C） （D）答： （B） 根据理想气体化学势的表示式，逸度可用压力表示。33理想气体反应CO(g) + 2H2(g)=CH3OH(g)的与温度T的关系为：=-21 660+52.92T，若要使反应的平衡常数大于1，则应控制的反应温度： ( ) (A) 必须低于409.3 (B) 必须高于409.3 K (C) 必须低于409.3 K (D) 必须等于409.3 K答： (C) 44 在通常温度下，NH4HCO3(s) 可发生下列分解反应： NH4HCO3(s) NH3(g) + CO2(g) + H2O(g) 设在两个容积相等的密闭容器A和B中，分别加入纯 NH4HCO3(s) 1kg 及 20 kg，均保持在298 K，达到平衡后，下列哪种说法是正确的？ ( ) (A) 两容器中压力相等 (B) A 内压力大于 B 内压力 (C) B内压力大于A内压力 (D) 须经实际测定方能判别哪个容器中压力大答： (A) 因为NH4HCO3(s)是过量的，在相同温度下，分解压力相同。5 5 根据某一反应的 值，下列何者不能确定： ( ) (A) 标准状态下自发变化的方向 (B) 在所对应的温度下的平衡位置 (C) 在标准状态下系统所能作的最大非膨胀功 (D) 提高温度与反应速率的变化趋势 答： (D) 反应速率与温度的关系由动力学中Arrenius公式讨论。66 某实际气体反应，用逸度表示的标准平衡常数 随下列哪些因素而变： ( ) (A) 体系的总压力 (B) 催化剂 (C) 温度 (D) 惰性气体的量答： (C) 用逸度表示的标准平衡常数仅是温度的函数。77 已知反应 2NH3= N2+ 3H2在等温条件下，标准平衡常数为 0.25，那么，在此条件下，氨的合成反应 (1/2) N2+(3/2) H2= NH3 的标准平衡常数为： ( ) (A) 4 (B) 0.5 (C) 2 (D) 1答： (C) 反应方程式系数减半，标准平衡常数应开1/2次方，为0.5。而第二个方程是第一个方程的逆过程，标准平衡常数为倒数，则应该为2。88 某化学反应在298 K时的标准Gibbs自由能变化为负值，则该温度时反应的标准平衡常数Ky值将： ( ) (A) Ky= 0 (B) Ky 1 (C) Ky 0 (D) 0 Ky 1答： (B) 因为 99 在一定的温度下，一定量的 PCl5(g) 在一密闭容器中达到分解平衡。若往容器中充入氮气，使系统的压力增加一倍（体积不变），则 PCl5的解离度将： ( ) (A) 增加 (B) 减少 (C) 不变 (D) 不定 答： (C) 虽然充入不参与反应的氮气，应对气体分子数增加的反应有利，但是因为在密闭容器中，压力也相应增加，压力和气体的总物质量的比值不变，解离度亦不变。1010PCl5的分解反应是 PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g)，在473 K达到平衡时， PCl5(g)有 48.5% 分解，在573 K 达到平衡时，有 97% 分解，则此反应为： ( ) (A) 放热反应 (B) 吸热反应 (C) 既不放热也不吸热 (D) 这两个温度下的平衡常数相等答： (B) 升高温度，可以使吸热反应的平衡常数增大。