化学平衡练习题及答案.doc

化学平衡练习题
一、是非题，下列各题的叙述是否正确，对的画√错的画×
1、 对于理想气体反应，等温等容下添加惰性组分时平衡不移动。（ ）
2、指定状态下的 DrG或就是定温定压下G～x 曲线上某一点切线的斜率。（ ）
3、化学反应达到平衡时，反应的摩尔吉布斯函数DrGm=0。（ ）
4、恒T、p、Wˊ=0下，化学反应的平衡条件为： 。（ ）
5、某一反应在等温等压且无非体积功的条件下 > 0 ，则该反应不能正向进行。（ ）
6、理想气体化学反应，在恒温下增大总压时，反应物转化率将增大。（ ）
7、对理想气体反应：0 = SnBB，在定温定压下当SnB>0时，随着惰性气体的加入而平衡向右移动。（ ）
8、由DrG=－RTlnK，因为K是平衡常数，所以DrG是化学反应达到平衡时的摩尔吉布斯函数变化值。（ ）
9、等温等压且不涉及非体积功条件下，一切吸热且熵减小的反应，均不能自动发生。（ ）
10、 对于的理想气体反应，等温等压下添加惰性组分时平衡不移动。（ ）
11、标准平衡常数变了，平衡一定会移动。反之，平衡移动了，标准平衡常数一定会改变。（ ）
12、对理想液态混合物中的反应，标准平衡常数K（T）≈Kx 。（ ）
13、任何一个化学反应都可以用标准摩尔吉布斯函数来判断反应的方向。（ ）
14、某反应的平衡常数是一个不变的常数。（ ）
15、在一定温度和压力下，某反应的DrG> 0，所以要选用合适的催化剂，使反应得以进行。（ ）
二、选择题
1、温度升高时，固体氧化物的分解压力（分解反应是吸热反应）：（ ）。
（1）降低；（2）增大；（3）恒定；（4）无法确定。
2、 HgO(s)的标准摩尔生成吉布斯函数 DfG为- 58.52 kJ·mol-1，其分解反应为：
2HgO(s) == 2Hg(l) + O2(g)， HgO(s)在298K的分解压力是：（ ）。
（1）5.499×10-9 kPa； （2）3.0×10－21 kPa；
（3）5.5×10－11 kPa； （4）3.024×10－19 kPa。 （p=100kPa）
3、某气相反应，除温度以外其他条件相同时，T1下的平衡反应进度比T2（T2=2T1）下的大一倍 ；除压力以外其他条件相同时，总压力p1下的平衡反应进度比p2（p2 ＞p1）下的小。该反应的特征是（ ）。
（1）吸热反应，体积增大； （2）放热反应；体积减小；
（3）放热反应，体积增大； （4）吸热反应，体积减小；
（5）平衡常数与温度成反比，体积减小。
4 等温等压下，某反应的DrG=5 kJ·mol-1 该反应：（ ）。
（1）能正向自发进行；（2）能反向自发进行；
（3）方向无法判断；（4）不能进行。
5、对于化学反应K与T的关系中，正确的是：（ ）。
（1）若DrH >0，则T增加，K 增加；
（2）若DrH <0，则T增加，K 增加；
（3）若DrH >0或DrH <0，则T变而K 不变。
6、温度T，压力p 时理想气体反应：
①2H2O (g) == 2H2 (g) + O2(g) K1；
② CO2(g) == CO (g) +O2 (g) K2 ；
则反应： ③ CO (g) + H2O (g) = CO2(g) + H2 (g) 的K3 应为（ ）。
（1）K3 = K1 / K2；（2）K3 = / K2；
（3）K3 = K1K2。
7、下列措施中肯定使理想气体反应的标准平衡常数改变的是（ ）。
（1）增加某种产物的浓度；（2）加入反应物；（3）加入惰性气体；
（4）改变反应温度；（5）增加系统的压力。
8、将NH4HS(s) 置于真空容器内在 298 K 时使其达分解平衡，测知K=0.11 ，则系统的平衡压力（总压力）为：（ ）。
(1) 66 332 Pa (2) 33 166 Pa (3) 2 420 Pa (p= 100 kPa)
9、设反应 aA(g ) == yY(g) + zZ(g),在101.325 kPa、300 K下，A的转化率是600 K的2倍，而且在300 K下系统压力为101 325 Pa的转化率是2×101 325 Pa的2 倍，故可推断该反应（ ）。
（1）平衡常数与温度，压力成反比；
（2）是一个体积增加的吸热反应 ；
（3）是一个体积增加的放热反应；
（4）平衡常数与温度成在正比，与压力成反比。
10、对于化学反应进度，下面的表述中不正确的是：（ ）。
（1）化学反应进度随着反应的进行而变化，其值越大，反应完成的程度越大；
（2）化学反应进度与化学方程式的写法无关；
（3）化学反应进度与所选择表示反应进度的特殊反应物或产物无关；
（4）反应进度之值只能为正，单位是mol。
11、H2 (g) 与O2(g)的反应化学计量方程式写成如下：
H2 (g) +O2 (g) == H2O (g) ①
2H2 (g) + O2 (g) == 2H2O (g) ②
它们的标准平衡常数和标准摩尔反应吉布斯函数分别为 K(1)，K(2)及DrG(1)，DrG(2)，那么它们之间存在有：（ ）。
(1) K(1)= K(2)，DrG(1) = DrG(2) ；
(2) K(1) = K(2)，DrG(1) =DrG(2)；
(3) K(1) = K(2)，2DrG (1) = DrG(2)；
(4) K(1)= [K(2)]1/ 2 ，DrG(1) = DrG(2)
12、反应 FeO(s) + C(s) == CO(g) + Fe(s) 的DrH 为正， DrS 为正（假定DrH ，DrS 与温度无关），下列说法中正确的是：（ ）。
（1）低温下自发过程，高温下非自发过程；
（2）高温下自发过程，低温下非自发过程；
（3）任何温度下均为非自发过程；
（4）任何温度下均为自发过程 。
13、在刚性密闭容器中，理想气体反应A(g) + B(g) == Y(g) 达平衡，若在等温下加入一定量的惰性气体，平衡( )。
(1) 向右移动； (2) 向左移动；
(3) 不移动； (4) 无法确定。
14、已知反应 CuO(s) == Cu(s) + 1/2 O2(g) 的DrS (T) > 0 ，则该反应的DrG(T) 将随温度的升高而：（ ）
（1）减小；（2）增大；（3）不变；（4）无法确定。
15、对于化学平衡，以下的说法中错误的是：（ ）。
（1）化学平衡态就是化学反应的限度；
（2）化学平衡系统的热力学性质不随时间而变；
（3）化学平衡时各物质的化学势相等。
16、在温度T时，反应2A(g) + B(g) == 2C(g) 的K的值等于1 ，问在温度T，标准状态及不作非体积功的条件下，上述反应：（ ）。
（1）能从左向右进行； （2）能从右向左进行；
（3）恰好处于平衡状态； （4）条件不够，不能判断。
17、某反应A(s) == Y(g) + Z(g)的DrG与温度的关系为DrG= (－45 000＋110 T/K) J ·mol -1 ， 在标准压力下, 要防止该反应发生，温度必须 ： ( ) 。
(1) 高于 136 ℃ ； (2) 低于184 ℃ ； (3) 高于184 ℃；
(4) 低于136 ℃； (5) 高于136 ℃而低于 184 ℃。
18、理想气体反应为H2(g) +1/ 2 O2(g) == H2O(g) ，在298 K下，反应的DrG< 0。现于一个抽空容器中，放入H2(g)，O2(g) 及H2O(g) ，它们的分压力依次为：303 975 Pa，50 662.5 Pa及151 987 Pa，则此时该反应：( ) 。
（1）能向左进行；（2）能向右进行；
（3）正好处于平衡状态； （4）方向无法判断。
19、今有A ,B 两个吸热反应，其标准平衡常数分别为K(A)和K(B)，反应的标准摩尔焓变DrH(A)> DrH(B)，则温度升高10 K时, 哪一个的标准平衡常数变化较大，为什么?
20、10 mol某理想气体，由始态300 K，500 kPa进行恒温过程的吉布斯函数变DG =－47.318 kJ。则其终态系统的压力为（ ）。
（1） 125 kPa； （2） 75.0 kPa； （3） 7.500 kPa； （4） 25 kPa ）
三、填空题
1、B代表任一种化学物质，νB为某一化学反应中，该物质的化学计量数，则化学反应的通式可以表示为0 =B B，其中反应物的化学计量数为 ，产物的化学计量数为 。
2、写出标准平衡常数的定义式:_________________，写出标准平衡常数与温度的关系式（范特荷甫方程式）__________________________。
3、范特荷甫等温方程：Dr(T)=D rG(T)+ RTln JP 中，用来判断反应进行方向的是_____，用来判断反应进行限度的是_______。
4、某反应的，则该反应的标准平衡常数 。
5、今有等温等压下的化学反应：aA+bB == yY+zZ 则用化学势表示的该反应自发向正方向（向右）进行的条件为：________________________________ 。
6、445℃时 Ag2O(s) 的分解压力为20.97 MPa，则该温度下反应Ag2O(s) == 2Ag(s) +O2(g)
的D rG = 。（ p =100 kPa）（2分
7、反应 2C(石墨)+O2(g) == 2CO(g) 在温度为T时的标准平衡常数为 K，则同温度下CO(g)的标准摩尔生成吉布斯函数DrG= （与K的关系）。
8、已知某化学反应在温度T下其K=1，而且在此温度下该反应的DrH =248.04 kJ·mol-1，DrS=184.10，则该温度T = _________ _________。（填入具体的数值）
9、在1000 K，反应C(s) + 2H2(g) == CH4(g) 的DrG=19.29 kJ-mol -1，若气相总压力为101.325 kPa， y(H2)=0.80，y(CH4)=0.10 ，y(N2)=0.10，则反应的=______ _。（p=100 kPa）
10、在保持温度T及101 325 Pa压力条件下，PCl5(g) 在一带活塞的抽空汽缸中分解为PCl3(g) 与Cl2(g) ，反应达平衡时，PCl5(g) 有50%解离，此时系统的体积为1dm3。试说明在下列过程中PCl5(g) 的解离度a是增大、减小还是不变：
若保持压力、温度不变下，于系统内通入N2(g) 直至体积为2 dm3，此时a ，然后在T不变下加压，直至系统的体积回至1 dm3，则a ，而整个过程的a 。（选填减小、增大、不变）
11、某气相反应A ==Y+ Z是吸热反应, 在 25 ℃时其标准平衡常数K=1 , 则25 ℃时反应的DrS_____0，此反应在40 ℃时的K_____25 ℃时的K。 (选填 > ，=，<)
12、2C(s) + O2(g) == 2CO(g)反应的DrG与温度关系为DrG=（－ 232 600－167.8 T/K）J·mol-1。据此式可求出反应在400 K下的DrS 。（填入具体数值）
13、在一定T，p下，反应 A(g) == Y(g) + Z(g) ，达平衡时解离度为a1，当加入惰性气体而保持T，p不变时，解离度为a2， 则a2 a1，（ ）（选填大于、小于、等于）。这是因为 。
14、在1000K温度下，乙烷脱氢制乙炔分两步进行
C2H6(g) == C2H4(g) + H2(g)
C2H4(g) == C2H2(g) + H2(g)
已知 C2H6(g) 和C2H2(g) 1000 K时的标准摩尔生成吉布斯函数分别为114.223 kJ·mol-1和169.912 kJ·mol-1，则反应
C2H6(g) == C2H2(g) + 2 H2(g)
的K（1000 K）= 。
15、在732 K时，反应 NH4Cl(s) == NH3(g) + HCl(g) 的 DrG=－20.8 kJ·mol-1，DrH=154 kJ·mol-1，则该反应的DrS = 。
四、计算题
1、反应C(s) + H2O(g) == H2(g) +CO(g) 在1000 K及1200 K时的K分别为2.472和37.58 ， 试计算在此温度范围内反应的平均标准摩尔焓及1100 K时的K。
2、在750℃，总压力为4 266 Pa，反应：
SnO2(s) + H2(g) == Sn (s) + H2O(g)
达平衡时，水蒸气的分压力为3 160 Pa。
（１）　求题给反应在750℃下的K ；
（２）　若知反应 H2(g) + CO2(g) = CO (g) + H2O(g) 在750℃时的K1= 0.773，试求下列反应的K2：
SnO2(s) + CO(g) == Sn(s) + CO2 (g) ( p= 100 kPa)
DG = -TDS = -10.193 kJ
3、乙烷在1 000 K时按下面两个步骤裂解
C2H6(g) == C2H4(g) + H2(g) (1)
C2H4(g) == C2H2(g) + H2(g) (2)
已知DrG( C2H6, g, 1 000 K)=114 223 J-mol-1，DrG( C2H2, g, 1 000 K)=169.912 kJ-mol-1，计算：C2H6(g)总裂解反应的K(1 000 K)。（p=100 kPa)
4、已知反应 (CH3)2CHOH(g) == (CH3)2CO(g) + H2(g) 的 = 16.72 ，在 457.4 K 时的K=0.36，在298.2 K时的DrH= 61.5 kJ·mol -1，求500 K时反应的标准平衡常数
5、已知NH4HS(s)在25 ℃的分解压力为600 kPa ，试求35 ℃时的分解压力。在此温度范围内可设反应NH4HS(s) == NH3(g) + H2S(g) 的DrH为常数，其值为93.7 kJ·mol -1 (p=100 kPa)。
6、在1120 ℃下用H2还原FeO(s)，平衡时混合气体中H2 的摩尔分数为0.54，求FeO(s)的分解压力，已知同温度下：
2 H2O(g) == 2H2(g) + O2 (g)，
K= 3.4 × 10-13 (p = 100 kPa)
7、反应2O2(g) + S2(g) == 2SO2(g) 在298 K至2 000 K 之间的K与T的关系为 ：
。求
(1)反应在298 ～2 000K之间的平均反应的标准摩尔焓；
(2) 1 000 K时的K。
8、298K时NH4HS(S)在抽真空的容器内按下式分解
NH4HS(s)== NH3 (g)+ H2S (g)
达平衡时,测得反应体系的总压力为66.66kpa,求K
9、已知反应 C (石墨) + H2O(g)==CO(g) + H2(g) (1)
H2(g) + O2(g) ==H2O(g) (2)
在 1 000 K时的标准平衡常数分别为K(1)=2.51，K(2)=9.35×109，求CO(g)的DfG(CO,1 000 K)。
10、已知反应CuCl2·2H2O(s) == CuCl2·H2O(s) + H2O(g)的K如下：
t / ℃
17.9 80.0
K
4.9×10 -3 0.322
计算反应在17.9～80.0℃之间的平均反应的标准摩尔焓变及60.0℃时的K和H2O(g)的平衡压力。(p=100 kPa)
11、 反应CO2(g) + 2NH3(g) (NH3)2CO(s) + H2O(l) 已知
物 质
CO2(g) NH3(g) (NH3)2CO(s) H2O(l)

－393.51 －46.19 －333.17 －285.85

213.64 192.51 104.60 69.96
(1) 在25℃ , 标准状态霞反应能否自发进行?
(2) 设DrS与DrH均与T无关, 估算反应在标准状态下能自发进行的最高温度。
12、固体化合物A(s) 放入抽空的容器中发生分解反应，生成两种气体Y(g) 和Z(g)
A(s) === Y(g) + Z(g)
25 ℃时测得平衡压力为 66.7 kPa , 假设Y，Z为理想气体，求反应的标准平衡常数。如果在该温度下容器中只有Y和Z，Y的压力为13.3 kPa，为保证不生成固体，问Z的压力应如何控制。(p=100 kPa)
13、实验测得CaCO3(s)在500℃时的分解压力为 9.3 Pa，在1 000℃时的分解压力为3.9´10 5 Pa , 求CaCO3(s) 在500 ℃至1 000 ℃间的分解反应的标准摩尔焓。
14、当加热蓝色的硫酸铜晶体时失去水且退色,今已知下列数据(298 K) ：
物 质
CuSO4(s) CuSO4·5H2O(s) H2O(g)
DfH / kJ- mol-1
－769.86 －2277.98 －241.83
DfG / kJ- mol-1
－661.9 －1879.9 －228.59
求算脱水时当水的蒸气压力达到101.325 kPa时的温度 。
15、 已知25℃时C(石墨)，H2(g)，C2H6(g)的S分别为5.69 J·K-1·mol-1，130.59 J·K-1·mol-1，229.49 J·K- 1·mol-1，C2H6(g)的DfH=－84.68 kJ·mol-1，试计算反应2 C(石墨) + 3 H2(g) → C2H6(g)在25℃的标准平衡常数。

化学平衡练习题答案
一、是非题答案
1、√ 2、√ 3、√ 4、√5、√ 6、× 7、√
8、× 9、√ 10、× 11、×12、√ 13、× 14、× 15、×
二、选择题答案
1、解：（2） 2、解：（4） 3、解：（2）4、解：（3）5、解：(1)，6、解：(2)，7、解：(4)8、解： (1) 9、解：（3） 10、解：（2）11、解：( 4 ) 12、解：（2） 13、解：(3) 14、解：（1）16、解：（3）17、解：(2) 18、解：（2）解： 19、解：K(A)变化较大。
因d lnK/ dT = DrH/RT 2 ， DrH 越大, K 随T 变化越大， （2分）
今DrH >0，故d lnK dT >0 。
又因DrH (A)> DrH (B) ， 故K(A)比K(B)变化大。 （4分）
20、解： (2)
三、填空题答案
1、解： 负 正
2、解：Kexp [－DrG/ (RT) ] d lnK / dT = DrH/(RT 2)
3、解： DrGm(T) DrG(T)
4、解：1
5、解： 或
6、解： －15.96 kJ·mol-1
7、解： -0.5RTln K
8、解：1347 K
9、解： 3.75 kJ·mol-1
10、解： 增大 减小 不变
11、解： > >
12、 解： 167.8 J·K-1·mol-1
13、解：大于； 惰性气体的加入起降低压力的作用，本题反应> 0，所以有利于A(g)的解离。
14、解： 1.23×10-3
15、解： 239 J·K-1·mol-1
四、计算题答案
1、解：ln [K(T2) / K (T1)]= － DrH/ R·
即 ln － DrH/ ( 8.314) ×
则DrH = 135.8 kJ ·mol-1 （6分）
ln [K (T)/ K (T1)]=－ DrH/ R·
即ln [K (T)/ 2.472]=－
故 K (T)=10.91 （6分）
2、解：(1) 求SnO2(s) + H2(g) == Sn (s) + H2O(g)的K ① （3分）
K= p(H2) + p(H2O) = p(总)
因为 p(H2O)=3 160 Pa 所以 p(H2) = 1 106 Pa 故 K = 2.86
(2) 再由已知反应 H2(g) + CO2(g) == CO2 (g) + H2O(g)　　　②
被反应①所减　，则可得
SnO2(s) + CO(g) == Sn(s) + CO2 (g)
则　　 K2= K/ K1= 3.70
3、解：首先由反应(1)和反应(2)的同时平衡，获得总反应的D rG，然后求出K。
反应(1) + 反应(2)=反应(3)
C2H6(g)==C2H2(g)+ 2H2(g) (3)
D rG(3,1 000 K)=D rG(C2H2,g,1 000 K)+2D rG(H2,g,1 000 K)－D rG(C2H6,g,1 000 K)
=(169 912－114 223) J-mol-1 =55 689 J-mol-1
K(3,1 000 K)=exp[－D rG/(RT)]=exp =0.001 2
4、解：DrH (T)= DrH (298.15 K)+
= 61.5×10 3 J ·mol-1+16.72 (T－298.15 K)
= 56.5 ×10 3 J ·mol-1+16.72 ×T （2分）
d lnK/dT = DrH / (RT 2)=
= 1.445
则 K( 500 K) = 1.53
5、解；25 ℃时 ， p(NH3)=p(H2S)= p1 / 2 ， K1= (p1 / 2 ·1/p ) 2
35 ℃时 ， NH4HS的分解压力为p2 / 2 ，K2= (p2 / 2 ·1/p) 2 （2分）
ln [K2/ K1]= －DrH/ R·
即 ln [p2/ p1] 2 = =1.23
[p2/ p1] 2=3.414 p2/ p1=1.85 p2=1.85·600
p2 = 1109. kPa （6分）
6、解： H2(g) + FeO(s) Fe(s) + H2O(g) (1)
平衡： 0.54 1-0.54
K1 = = = 0.8519
H2O (g) H2(g) +O2(g) (2)
K2= = 5.831× （3分）
式(1) +式(2)：FeO(s) Fe (s) + O2(g) (3)
K3= [ p (O2) / p] 1/2 = K1×K2 = 4.967×
分解压力 p(O2) = ( 4.967×) 2×105 Pa = 2.47× Pa 。 （6分）
7、解：(1)DrH= －2.303×8.314 ×37 852 K
= －724.8 kJ ·mol -1 （3分）
(2) K(1 000 K) = （6分）
8、解:p (NH3) = p(H2S) =33.33kPa

9、解：反应(1)+反应(2)=反应(3), 即C(石墨）+O2(g)==CO(g) (3) （2分）
DrG (1 000 K)= DfG (CO, g, 1 000 K) =DrG(1 000 K, l)+ DrG(1 000 K,2) （2分）
由反应(2),
DrG(1 000 K,2)=－RTln K(2) = DfG(H2O, g,1 000 K)
=－8.314 J-K-1-mol-1×1 000 K ln9.35×109 =－191 kJ-mol-1 由反应(1) DrG(1 000 K, l)= －RTln K(1)
=－8.314 J-K-1-mol-1×1 000 K ln2.51=－765 2 J-mol-1（2分）
则 DfG(CO,1 000 K)=(7 652－191 000) J-mol-1 =－199 kJ-mol-1 （2分）
10、解：DrH = －R ln [ K (353.15 K) / K (291.05 K) ]
=
= 57.6 kJ ·mol -1
ln [K (333.15 K ) / K (292.05 K)] = － DrH/ R·
即 ln [K (333.15 K )/ (4.9×10 -3)]= ·
则 K (333.15 K ) = 0.0992 （6分）
因为 K = [ p(H2O)/ p ] eq
所以 [ p(H2O)] eq = 0.0992 ×10 5 Pa = 9 920 Pa （8分）
11、：(1) DrG (298 K) = DrH(298 K)－298 K DrS(298 K)
则 DrG(298 K) = [ (－333.17－285.85 ) + ( 393.51 + 2×46.19 ) ] kJ ·mol -1
－298.15×([(104.60+69.96)－(213.64+2×192.51)]×10 -3 kJ ·mol -1
= [ －133.13－298.15×(－0.4241)] kJ ·mol -1 = －6.75 kJ ·mol -1
在标准状态,用 DrGm =DrG≤ 0 作判据。故在标准状态下，25 ℃反应能自发进行.。
(2) DrG(T) = DrH(T)－T DrS(T)
因为DrH(T) < 0，DrS< 0，故T 升高， DrG(T)由负向正方向变化，当 DrG(T)>0时，反应不能自发进行。
故 T < [DrH(T) / DrS(T)] = 即T< 313.9 K （8分）
12、解：K= [ pY)/p] [ pZ/ p ]= (p/2·1/p) 2 = （4分）
DrGm= －RT lnK + RT lnJ < 0
即 J < K
而 J= [ pY/p ] [ pZ/ p ]
则 pZ< K(p) 2 / pY =
即Z的压力应控制在83.4 kPa 以下。
13、解：CaCO3(s) == CaO(s) + CO2(g) K = p(CO2)/p
则 K (773.15 K) =
K (1 273.15K) = （2分）
ln= － DrH/ R·
解出 DrH = 174.2 kJ ·mol -1
14、解：：CuSO4·5H2O(s) == CuSO4(s) + 5H2O(g)
K = [ p(H2O)/ p ] 5
298 K时
DrG=5×(－228.59 kJ ·mol -1 )＋(－661.9 kJ ·mol -1 )－(－1 879.9 kJ ·mol -1 )
= 75.05 kJ·mol -1 （5分）
DrH= 298.97 kJ ·mol -1
ln [K2/ K1]= － DrH (298 K)/ R·
0 + DrG (298 K) / ( R×298 K) = － DrH (298 K)/ R·
T 2 = 398 K
15、解：DrS=(229.49－2×5.69－3×130.59) J·K- 1·mol-1
=－ 173.66 kJ·mol-1 （2分）
DrH =－84.68 kJ·mol-1 （2分）
DrG = DrH－TDrS
=[－ 84.68 －298.15×(－ 173.66)×10-3] kJ·mol-1
=－ 32.90 kJ·mol-1 （2分）
ln K = －DrG/RT =
=13.27 （2分）
K=5.8×105 （2分）

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