大学无机化学第四章试题及答案.doc

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1、第四章第四章 化学平衡化学平衡 本章总目标本章总目标： 1：了解化学平衡的概念，理解平衡常数的意义； 2：掌握有关化学平衡的计算； 3：熟悉有关化学平衡移动原理。 各小节目标：各小节目标： 第一节：化学平衡状态 1：熟悉可逆反应达到平衡的特征反应体系中各种物质的生成速率分别等 于其消耗的速率，各种物质的浓度将不再改变。 2：了解平衡常数、平衡转化率这两个概念的意义。 第二节：化学反应进行的方向 学会运用标准平衡常数判断化学反应的方向：时，反应向逆向进行。QK 向正反应方向进行。时体系达到平衡状态。QKQK 第三节;标准平衡常数与的关系K rm G 1：掌握化学反应等温式()，当体系处于平衡状态

2、的时候ln rmrm GGRTQ 。QKln rm GRTK 2：重点掌握运用公式进行热力学数据之间的计算。 rmrmrm GHTS 第四节：化学平衡的移动 1：熟悉温度、浓度、压强对化学平衡的影响， 2：熟练地根据条件的改变判断平衡移动的方向。 。 习题 一 选择题 1.可逆反应达平衡后，若反应速率常数 k 发生变化，则标准平衡常数（ ） (无机化学例题与习题吉大版) A.一定发生变化 B. 一定不变 C. 不一定变化 D. 与 k 无关 2.反应：2CO（g）+O2（g）2CO2（g）在 300K 时的 Kc 与 Kp 的比值约 为（ ） A.25 B.2500 C.2.2 D.0.04

3、3.反应的温度一定，则下列的陈述中正确的是（ ）(无机化学例题与习 题吉大版) A.平衡常数能准确代表反应进行的完全程度 B.转化率能准确代表反应进行的完全程度 C. 平衡常数和转化率都能准确代表反应进行的完全程度 D. 平衡常数和转化率都不能代表反应进行的完全程度 4.相同温度下：2H2（g）+S2（g）2H2S（g） Kp1 2Br2（g）+2H2S（g）4HBr+S2（g） Kp2 H2（g）+Br2（g）2HBr（g） Kp3 则 Kp2等于（ ） A. Kp1 Kp3 B.（Kp3）2/ Kp1 C. 2Kp1 Kp3 D. Kp3/ Kp1 5.下列反应中，K的值小于 Kp 值的是

4、（ ）(无机化学例题与习题吉 大版) A. H2（g）+Cl2（g）= 2HCl（g） B. 2H2（g）+S（g）= 2H2S（g） C. CaCO3(s) = CaO(s)+CO2(g) D.C（s）+O2（g）= CO2（g） 6.N2（g）+3H2（g）2NH3（g） ，H=-92.4KJmol-1，473K 时，三种混 合气体达平衡。要使平衡向正方向移动，可采用方法（ ） A.取出 1molH2 B.加入 NH3以增加总压力 C.加入稀有气体以增加总压力 D.减小容器体积以增加总压力 7.298K 时，Kp的数值大于 Kc 的反应是（ ） A.H2（g）+S（g）H2S（g） B.H

5、2（g）+S（s）H2S（g） C.H2（g）+S（s）H2S（l） D.Ag2CO3（s）Ag2O（s） +CO2（g） 8.已知 300K 和 101325Pa 时，下列反应：N2O4（g）2NO2（g）达到平衡 时有 20的 N2O4分解成 NO2，则此反应在 300K 时的平衡常数 Kp 的数值为（ ） A.0.27 B.0.05 C.0.20 D.0.17 9.在某温度下平衡 A+B = G+F 的H0，升高温度平衡逆向移动的原因是 ( ) (无机化学例题与习题吉大版) A.v正减小， v逆增大 B.k正减小， k逆增大 C. v正和 v逆都减小， D. v正增加的倍数小于 v逆增加

6、的倍数 10.已知下列前三个反应的 K 值,则第四个反应的 K 值为() (1)H2(g)+1/2O2(g)H2O(g) K1 (2)N2(g)+O2(g)2NO(g) K2 (3)2NH3(g)+5/2O2(g)2NO(g)+3H2O(l) K3 (4)N2(g)+3H2(g)2NH3 K A.K1+K2-K3 B.K1K2/K3 C.K1K3/K2 D.K13K2/K3 11.下面哪一种因素改变，能使任何反应平衡时产物的产量增加() A.升高温度B.增加压力C.加入催化剂D.增加起始物 12.298K 时，反应 H2O（l） H2O（g）达平衡时，体系的水蒸汽压为 3.13kPa，则标准平

7、衡常数 K为 () (无机化学例题与习题吉大版) A.100 B.3.1310-2 C.3.13 D.1 13.298K 时，根据下列数据，判断哪个化合物分解放氧倾向最大() A. N2(g) + O2(g) = 2NO2(g) Kc=11030 B. H2(g) + O2(g) = H2O(g) Kc=11081 C. 2CO2(g) = 2CO(g) + O2(g) Kc=11092 D. 2H2O2(l) = 2H2O(l) + O2(g) Kc=11037 14.某温度时，反应 H2(g) + Br2(g) = 2HBr(g)的 Kc=4102，则反应 HBr(g) 1/2H2(g)

8、+ 1/2Br2(g) 的 Kc 为 () A. B. C.4102 D. 2102 2 104 1 2 104 1 15.合成氨反应：3H2(g) + N2(g)2NH3(g) 在横压下进行时，若向体系中因入氩气，则氨的产率（） (无机化学例题与习题吉大版) A.减小B.增大 C.不变 D.无法判断 16.有下列平衡 A（g）+2B（g）2C（g） ，假如在反应器中加入等物质的量 的 A 和 B，在达到平衡时，总是正确的是（ ） A.B=C B.A=B C.BA D.AB 17. 在 Kp= Kc (RT) n中，如果压力单位为 atm，浓度单位为 molL-1，则 R 为 （ ） A.8.

9、314J mol-1K-1 B.1.987cal mol-1K-1 C.82.06ml atm mol-1K-1 D.0.08206L atm mol-1K-1 18.可逆反应 2NO（g）N2（g）+O2（g）, rHm0= -180KJmol-1.对此反应 的逆反应来说，下列说法正确的是（ ）(无机化学例题与习题吉大版) A.升高温度增大 B.升高温度变小 C.增大压强平衡移动 D.增大 N2浓度，NO 解力度增加 19.有可逆反应 C（s）+H2O（g）CO（g）+H2（g）rH=133.8 KJmol-1， 下列说法正确的是（ ） A.加入催化剂可以加快正反应速度 B.由于反应前后分子

10、数相等，压力对平衡没有影响 C.加入催化剂可以增加生成物的浓度 D.加入催化剂可加快反应达到平衡的时间 20.在一定温度和压力下，一个反应体系达到平衡时的条件是（ ） A.正、逆反应速度停止 B.正、逆反应速度相等 C.正反应速度减慢，逆反应速度加快 D.反应物全部转化成产物 二 填空题 1.加入催化剂可以改变反应速率，而化学平衡常数 ，原因是 。(无机化学例题与习题吉大版) 2.在等温（1000K）等压条件下，某反应的 Kp=1，则其G的值等于 。 3.温度一定，转化率随反应物的起始浓度 ，平衡常数 反应 物的起始浓度而变 4.在 25时，若两个反应的平衡常数之比为 10，则两个反应的rGm

11、相差 KJmol-1。(无机化学例题与习题吉大版) 5.请填写下面的空格： 对 Ea.k.K 的影响化学反应条件 的改变 活化能 Ea速率常数 k平衡常数 K 恒压.恒浓度下升 高温度 恒温.恒压.恒浓度 下加催化剂 6.在 5 升容器中装入等摩尔数的 PCl3和 Cl2，在 523K 时达到平衡，若 PCl5的分 压为 101.3kPa(1 大气压)，此时 PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g)反应的 Kp=1.85，问原来装入的 PCl3为 摩尔，Cl2为 摩尔。 7.已知环戊烷的气化过程 rHm=28.7 KJmol-1，rSm=88 Jmol-1K-1.环戊烷的 正常沸点为

12、，在 25下的饱和蒸汽压为 kPa。(无机化 学例题与习题吉大版) 8.在一密闭容器中，于 1000K 时进行反应 CO2(s) + H2(g) = CO(g) + H2O(g) 平衡时测知=63.1atm, =21.1atm, PCO=63.1atm, 31.6atm, 在恒温、恒 2 CO P 2 H P 容下，如设法除去 CO2，使 CO2减少为 63.0atm，则反应重新平衡时= 2 CO P ， Kc= 。 9.在 100时，反应 AB（g）A（g）+B（g）的平衡常数 Kc=0.21 mol dm-3，则标准常数 K的值为 。(无机化学例题与习题吉大版) 10.某温度下，反应 PC

13、l5（g）PCl3（g）+Cl2（g）的平衡常数 K=2.25。 把一定量的 PCl5引入一真空瓶内，达平衡后 PCl5的分压为 2.533104Pa，则 PCl3的分压是 Pa，PCl5的解离分数为 。 三问答题(无机化学习题武大版) 1.怎样正确理解化学反应的平衡状态？ 2.平衡常数能否代表转化率？如何正确认识两者之间的关系？ 3.如何正确书写经验平衡常数和标准平衡常数的表达式？ 4.什么是化学反应的反应商？如何应用反应商和平衡常数的关系判断反应进行 的方向并判断化学平衡的移动方向？ 5. 如何表述化学反应等温式？化学反应的标准平衡常数与其rG 之间的关系 m 怎样？(无机化学例题与习题吉

14、大版) 四.计算题 1. 可逆反应 H2O + CO H2 + CO2在密闭容器中，建立平衡，在 749K 时 该反应的平衡常数 Kc=2.6。(无机化学例题与习题吉大版) （1） 求 n（H2O）n（CO） （物质的量比）为 1 时，CO 的平衡转化率； （2） 求 n（H2O）n（CO） （物质的量比）为 3 时，CO 的平衡转化率； （3） 从计算结果说明浓度对平衡移动的影响。 2. 反应 SO2Cl2（g） SO2（g）+ Cl2（g）在 375K 时，平衡常数 K =2.4，以 7.6 克 SO2Cl2和 1.013105Pa 的 Cl2作用于 1.0 dm3的烧瓶中，试 计算平衡时

15、 SO2Cl2、SO2和 Cl2的分压。(无机化学例题与习题吉大版) 3.已知下列热力学数据： NO（g） NO2（g） O2（g） fHm（KJmol-1） 90.4 33.9 0 Sm（KJmol-1K-1） 0.210 0.240 0.205 问：（1）298K，标准压力时，2 NO（g）+O2（g）=2 NO2（g）能否自发进行？ （2）1000K 时该反应的 Kp 4. HI 分解反应为 2HI H2 + I2，开始时有 1molHI，平衡时有 24.4%的 HI 发生了分解，今欲将分解百分数降低到 10%，试计算应往此平衡系统中加若干 摩 I2。(无机化学例题与习题吉大版) 5.5

16、L 的容器中装入等物质的量的 PCl3和 Cl2。在 523K 时达到平衡，如 PCl3分 压为 110-5 Pa，此时 PCl5 +PCl3 Cl2反应的 Kp=1.81105 Pa。问原来装 入的 PCl3和 Cl2为多少摩尔？ 6. 在 900K 和 1.013105Pa 时 SO3部分离解为 SO2和 O2 SO3（g） SO2（g）+ O2（g） 2 1 若平衡混合物的密度为 0.925gdm3，求 SO3的离解度。(无机化学例题 与习题吉大版) 7.1000K 时，2SO2（g）+ O2（g）2SO3（g） ，Kp=3.50，则反应 SO3（g） SO2（g）+ 1/2O2（g）的

17、 Kp和 Kc各是多少？ 8.已知反应 CaCO3（s）CaO（s）+ 2CO2（g）在 973K 时，Kp=3.0010- 2；在 1000K 时，Kp=1.00。问：（1）上述反应是吸热还是放热反应？ （2）上述反应的rHm是多少？ 9. 在 308K 和总压 1.013105Pa，N2O4有 27.2%分解为 NO2。 （1）计算 N2O4（g）2 NO2（g）反应的 K ； （2）计算 308K 时总压为 2.026105Pa 时，N2O4的离解百分率； （3）从计算结果说明压强对平衡移动的影响。(无机化学例题与习题吉大 版) 10. PCl5（g）在 523K 达分解平衡: PCl5

18、 PCl3（g）+ Cl2（g） 平衡浓度：PCl5=1 moldm, PCl3= Cl2=0.204 moldm。 33 若温度不变而压强减小一半，在新的平衡体系中各物质的浓度为多少？(无 机化学例题与习题吉大版) 参考答案 一 选择题 1. C 2. A 3.A 4.B 5. C 6.D 7.D 8.D 9. D 10.D 11.D 12.B 13.D 14.B 15. A 16.C 17.D 18.A 19.D 20.B 二 填空题 1.不变， rHm=Ea（正）-Ea（逆） ，至于始终态有关. 2. 0 3.而变，不随 4.5.7 5. 对 Ea.k.K 的影响化学反应条件 的改变 活

19、化能 Ea速率常数 k平衡常数 K 恒压.恒浓度下升 高温度 基本不变增加改变 恒温.恒压.恒浓度 下加催化剂 降低增加不变 6. 解： PCl3和 Cl2的摩尔数分别为 PCl3 + Cl2PCl5 起始物质的量：amol a 0 变化量：x x x 平衡时：ax ax x Pa m KmolKJx 5 33 11 10013 . 1 105 523314 . 8 x = 0.116 RTxa x K K p p 1 )( 5405 . 0 85 . 1 11 2 a = 0.123mol 7. 53.1 37.3 8.解：KCKp2 1 . 21 1 . 63 6 . 31 2 . 84

20、CO2(s) + H2(g) = CO(g) + H2O(g) 63.122.184.231.6 x 43.3 63 10.4 2 3 . 43 63 4 . 10 x x = 7.58atm 9. 6.43 10. 7.60104，75% 三问答题 1. 答： 2. 答： 3.答： 4.答： rG =rG +RTlnQ m m rG =RTln K m 当 Q K 时 rG 0 正反应自发进行 m 当 Q = K 时 rG = 0 反应达到平衡，以可逆方式进行 m 当 Q K 时 rG 0 逆反应自发进行 m 5.答：rG =rG +RTlnQ m m rG =0， rG = RTlnk m

21、 m 四 计算题 1.解： （1）H2O + CO H2 + CO2 a-x b-x x x x2=2.6(a-x)2 =0.617 a x 所以 CO 的平衡转化率是 61.7%。 （2）H2O + CO H2 + CO2 n 3n 0 0 n-x 3n-x x x =2.6 =0.865 )3)( 2 xnxn x n x 所以 CO 的平衡转化率是 86.5%。 2.解：K =K （P ) p n P1=RT 22cL so 135 6 . 7 得出 P=6.8104Pa P=8.8104Pa P=1.90105Pa 22cL so 2 SO 2 Cl 3.解：（1）rH=233.9-2

22、90.4=-113.0（KJmol-1） rS=2240.0-2210.0-205.0=-145.0（Jmol-1K-1） rG= rH-TrS=-113.0-298（-145.0）10-3 =-69.8（KJmol-1） 0 反应能自发进行。 （2）1000K 时， rGm= rHm-TrSm =-113.0+145.010-31000=32.0（KJmol- 1） lgKp=- rGm/2.303RT =-1.67 Kp=0.021 4.解： 2HI H2 + I2 起始 1 0 0 转化 0.244 0.122 0.122 = x=0.37mol(无机化学例题与习题吉大版) 2 2 75

23、6 . 0 122 . 0 92 . 0 05 . 0 )05 . 0 (x 5.解：PCl5 +PCl3 Cl2，已知 Kp=1.81105 Pa，PPCl3=PCl2 Kp= PPCl3PCl2 / PPCl5=（PPCl3 ）2/1105=1.81105 PPCl3=PCl2=（1.81105105）1/2=1.35105 （Pa） PV=nRT， nPCl5= PPCl5V/RT= 11055/8314523=0.115（mol） n PCl3= PPCl3V/RT= 1.351055/8314523=0.155（mol） 原装入摩尔数为：0.155+0.115=0.27（mol） 6

24、.解：PV=nRT P=nRT PM=RT m M=68.33 P RT 5 3 10013 . 1 900314 . 8 10925 . 0 SO3（g） SO2（g）+ O2（g） 2 1 x 0 0 a-x x x 2 1 = 68.33 xxxa xxxa 2 1 2 1 3264)(80 = 0.34 所以 SO3的离解度是 34%。 a x 7.解：对反应 SO3（g）SO2（g）+ 1/2O2（g） Kp= PSO2（PO2 ）1/2/ PSO3= 1/（PSO3）2/（PSO2）2 PO21/2=1/（Kp）1/2=1/（3.5） 1/2=0.535 根据 Kp= Kc（RT）

25、n 得 Kc= Kp（RT）-n Kc=0.535（RT）-1/2 当 R=0.082 时，Kc=0.059 当 R=8.314 时，Kc=5.8710-3 当 R=8314 时，Kc=1.85510-4 8.解：（1）吸热反应； （2）由 lg1/310-2=rH（1173-973）/2.3038.3110-31173973 得rH=166（KJmol-1） 9.解：（1） N2O4（g）2 NO2（g） 0.272 0.544 K =0.32 272 . 0 1 544 . 0 2 （2） PV=nRT = 同理得出 N2O4的离解百分率是 19.6%。 V n RT P （3） 增大压强，平衡向体积减小的方向移动； 减小压强，平衡向体积增大的方向移动。 10.解： K =0.041616 1 204 . 0 2 PCl5 PCl3（g）+ Cl2（g） 1-x 0.204+x 0.204+x 0.2042=0.041616 x x 1 )204 . 0 ( 2 得出 x=0.135moldm 3