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化学平衡
一. 选择题
1. 在等温等压下,化学反应系统达到平衡时,不成立的式子是:
(a) r(正)= r(逆) (v为反应速率) (b) ΔrGm=0
(c) (d) Σ=0
2. 对于等温等压下的化学反应:aA+bB==dD+hH 有=Σνiμi,为反应进度,其中 G 表示:
(a) 反应物的自由能 (b) 产物的自由能
(c) 反应体系的自由能 (d) 产物的自由能之和减去反应物的自由能之和
3. 在反应温度和压力分别为T 和p的条件下,下列判别式中,不能用于判别反应 mM+nNgG+hH 向正方向进行的是:
(a)<0 (b)d<0
(c)Σ<0 (d)dG<0
4. 化学反应的平衡状态随下列因素中的哪一个而改变?
(a) 体系组成 (b) 标准态
(c) 浓度标度 (d) 化学反应式中的计量系数
5.化学反应HgO(s) ===Hg(l)+1/2O2(g) 达到平衡时,三种物质的化学势间存在着下面的关系:
(a) (Hg)[(O2)]1/2=(HgO)
(b) (Hg)[(O2)]1/2/(HgO)=常数
(c) (Hg)+1/2(O2)-(HgO)=0
(d) (Hg)+(O2)=(HgO)
6. 对于化学反应等温式,下列叙述中不正确的是:
(a) 根据化学平衡的热力学条件及化学势表达式可导出等温式
(b) 等温式实质上是描述了等温等压体系的ΔG
(c) 等温式代表反应真正进行时始态和终态吉布斯函数的增量
(d) 等温式仅表示反应体系处于某一规定状态时的反应倾向
7. 关于标准平衡常数,下列说法中正确的是:
(a) 与各物质选择的标准状态有关
(b) 与各物质选择的标准状态无关
(c) 与各物质的实际浓度有关
(d) 与体系的温度,各物质的浓度无关
8. 对于理想气体反应:N2(g)+3H2(g) ==2NH3(g),下列结果正确的是:
(a)K c =(RT/) (b)= K p ()2
(c)K p = K c (RT)2 (d)Kx=(p/)-1
9. 对于范特荷夫等温方程式:=+RTlnQa=-RTln+RTlnQa,下列叙述中不正确的是:
(a) Qa<,反应正向自发进行
(b) Qa>,反应正向自发进行
(c) Qa>,反应逆向自发进行
(d) Qa=,反应达到平衡状态
10. 对于同一化学反应,若反应方程式中计量系数写法不同,则其标准平衡常数和标准摩尔吉布斯自由能变ΔrG :
(a)相同,ΔrG 不同 (b)不同,ΔrG 相同
(c)和ΔrG 都不同 (d)和ΔrG 都相同
11. 对于理想气体反应体系,标准反应自由能与平衡常数之间的关系式,下列正确的是:
(a) ΔrG =-RTlnKp (b) ΔrG =-RTlnKc
(c) ΔrG =-RTlnKx (d) ΔrG =-RTln
12.已知温度T时反应 H2O(g) = H2(g)+1/2O2(g)的K p, 1及反应CO2(g) = CO(g)+1/2O2(g)的K p, 2,则同温度下反应CO(g)+H2O(g) = CO2(g)+H2(g)的K p, 3为:
(a)Kp, 3=K p, 1+K p, 2 (b) Kp,3=K p, 1 ×K p, 2
(c)K p, 3=Kp, 2 / Kp, 1 (d) K p,3=Kp, 1 / K p, 2
二.计算题
1. 试问在 1500K 的标准状态下,下述反应在高炉内能否进行?
Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)
已知: (Fe2O3)=(-811696+255.2T) J·mol-1
(CO)=(-116315-83.89T) J·mol-1
(CO2)=-395388 J·mol-1
2. 在 250℃ 时,反应 PCl5(g)= PCl3(g)+Cl2(g) 的平衡常数 KӨ=1.78。求总压为pӨ时,平衡混合物的密度。已知 Cl与 P 的原子量分别为 35.5 和 31.0g·mol-1。
3.已知700℃时反应 CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) 的平衡常数为Kp=0.71,
试问:(1) 各物质的分压均为1.5pӨ,此反应能否自发进行?
(2)若增加反应物的压力,使pCO=10 pӨ,pH2O=5pӨ, pCO2= p H2=1.5pӨ,该反应能否自发进行?
4. 银可能受到 H2S 气体的腐蚀而发生下列反应:
H2S(g)+2Ag(s) ─→ Ag2S(s)+H2(g); 298K下,Ag2S(s) 和 H2S(g)的标准摩尔生成 Gibbs函数分别为-40.25 kJ/mol和-32.93 kJ/mol,在 298K,105Pa 下,H2S 和 H2的混合气体中 H2S 的摩尔分数低于多少时便不致使 Ag 发生腐蚀?
5.在合成甲醇过程中有一个水煤气变换工段,即把氢气变换成原料气 CO,
H2(g)+CO2 (g)─→CO(g)+H2O(g)。现有一混合气体H2、CO2 ,CO、和H2 O 的分压分别为 20.265、20.265、50.663、10.133 kPa。
(1)问在 820℃时反应能否发生?
(2)如果把 CO2的分压提高到 405.30kPa,而 CO 减少到 303.98kPa,其余不变,问情况又怎样?已知 820℃ 时反应的 Kp=1。
6.在高温下水蒸气通过灼热的煤层,按下式生成水煤气:
C (石墨) + H2O(g)H2 (g)+ CO(g) 。若在 1000K 及 1200K 时的 分别为 2.472 及 37.58,试计算在此温度范围内的平均反应焓 ,及在1100K 时反应的平衡常数(1100K)。
7. 在 721℃、pӨ下,使纯 H2慢慢地通过过量的 CoO(s),则氧化物部分地被还原为 Co(s)。流出的平衡气体中含 H22.5%(体积分数);在同一温度下,若用一氧化碳还原 CoO(s),平衡后气体中含一氧化碳 1.92%。求等摩尔的一氧化碳和水蒸气的混合物在 721℃下,通过适当催化剂进行反应,其平衡转化率为多少?
8. 让气体 COF2通过 1273K 盛催化剂的反应管,并依反应式:2COF2CO2+ CF4达到平衡,体系压力保持在 ,将流出的平衡气体混合物迅速冷却,并进行分析发现 273K、下 5×10-4m3的气体混合物中有 3×10-4m3的 COF2+CO2(依据以下方法确定的:让气体混合物通过 Ba(OH)2溶液,该溶液吸收全部的 COF2和 CO2,而不吸收 CF4)
(1) 计算该反应的平衡常数;
(2) 如果在 1273K 左右,温度每升高 1K,增加 1%,试计算 1273K 时反应的、、。
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