中科院物理化学习题集(6)

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lnpA?lnpA?lnxA 对xA微分得

$??lnpA???lnxA?1? ? ?????x?xx?A?T,p?A?T,pA或 ???lnpA???1

??lnxA?T,p将此公式代入Duhem-Margules公式得

??lnpA???lnpB?? ?????1

??lnxA?T,p??lnxB?T,p或 dlnpB?dlnxB

在相同浓度范围内，即溶质的浓度从xB→0的不定积分为 lnpB?lnxB?C 或 pB?kxB

即在相同浓度范围内的溶质服从亨利定律。

第五章化学平衡

1. 对于化学平衡, 以下说法中不正确的是 (A) 化学平衡态就是化学反应的限度

(B) 化学平衡时系统的热力学性质不随时间变化 (C) 化学平衡时各物质的化学势相等 (D) 任何化学反应都有化学平衡态答案：C。正确的说法应为

??BB?B?0

2. 下面的叙述中违背平衡移动原理的是 (A) 升高温度平衡向吸热方向移动

(B) 增加压力平衡向体积缩小的方向移动

答案：C。加入惰性气体平衡向总压力增大的方向移动

3．要使一个化学反应系统在发生反应后焓值不变, 必须满足的条件是 (A) 温度和内能都不变 (B) 内能和体积都不变

-1

4. 在等温等压下，当反应的?rGm? = 5kJ2mol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) 不能进行答案：C。应该用?rGm?判断而不是?rGm??。

5.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 答案：C。

-1

6.反应 2C(s) + O2(g) ?? 2CO(g)，其?rGm? /(J2mol) = -232600 - 167.7T/K，若温度升高，则：

(A) ?rGm? 变负，反应更完全 (B) Kp? 变大，反应更完全 (C) Kp? 变小，反应更不完全（D）无法判断答案：C

7.对于气相反应，当体系总压力p变化时 (A) 对Kf? 无影响 (B) 对Kr无影响

答案：A。理想气体的Kp??不受压力的影响而真实气体的Kp??将随压力而变。 8.理想气体反应CO(g)+2H2(g) = CH3OH(g)的?rGm?与温度T 的关系为：

?rGm? = －21660+52.92T，若要使反应的平衡常数Kp? >1，则应控制的反应温度： (A) 必须低于409.3℃????????(B) 必须高于409.3K (C) 必须低于409.3K (D) 必须等于409.3K 答案：C

9.某化学反应在298K时的标准吉布斯自由能变化为负值，则该温度时反应的Kp?将是： (A)Kp?= 0 (B) Kp??< 0 (C) Kp? > 1 (D) 0 < Kp? < 1

答案：C。根据?rGm??RTlnKp。

10. 25℃?时水的饱和蒸气压为3.168kPa, 此时液态水的标准生成吉布斯自由能?fGm?为

－1

－237.19kJ2mol，则水蒸气的标准生成吉布斯自由能为：

－1 －1

(A) －245.76kJ2mol(B) －229.34kJ2mol

－1－1

答案：D。可以设计使25℃的液态水变为3.168kPa的水蒸气，此为恒温恒压可逆相变ΔG＝0，再改变压力由3.168kPa变为100kPa，此步的?G?RTln$$100,再加上液态水的3.168标准生成吉布斯自由能?fGm?即可。

11.在一定温度和压力下，对于一个化学反应，能用以判断其反应方向的是： (A) ?rGm? (B)Kp (C) ?rGm (D) ?rHm 答案：C。

12.某温度时，NH4Cl(s)分解压力是p? ,则分解反应的平衡常数 Kp? 为： (A) 1 (B) 1/2 (C) 1/4 (D) 1/8

答案：C。某温度不，固体分解为气体产物的平衡总压称为该固体的分解压力。此题中的分解压力为p?，可见分解产物NH3与HCl的分压均为(1/2) p??。

13.在1100℃?时，发生下列反应：

(1) C(s)+2S(s)=CS2(g) K1? =0.258

-3

(2) Cu2S(s)+H2(g)=2Cu(s)+H2S(g) K2? =3.9? 10

－2

(3) 2H2S(g)=2H2(g)+2S(s) K3? =2.29? 10

则1100℃?时反应 C(s)+2Cu2S(s)=4Cu(s)+CS2(g)的K? 为:

－8 －5

(A) 8.99?10(B) 8.99?10

－5 －8

答案：A。反应(3)=(1)-2(2)+(3)故K?? K1? (K2? )K3?

14.反应CH3COOH(l)+C2H5OH(l)=CH3COOC2H5(l)+H2O(l)在25℃平衡常数Kc?为4.0，今以CH3COOH及C2H5OH各1 mol混合进行反应，则达平衡常数最大产率为：

(A) 0.334% (B) 33.4% (C) 66.7% (D) 50.0%

答案：C。因为各反应物与产物计量系数均为1，故Kc?＝x2/(1-x)2=4，解出x即为最大产率。

15.某实际气体反应在温度为500K，压力为202.6? 10kPa下的平衡常数Kf?=2，则该反应在500K，20.26kPa下反应的平衡常数Kf?为：

(A) 2 (B) >2 (C) <2 (D) ? 2 答案：A。因为Kf?与压力无关。

16. 900℃时氧化铜在密闭的抽空容器中分解，反应为：2CuO(s)= Cu2O(s)+1/2O2（g），

测得平衡时氧气的压力为1.672kPa，则其平衡常数 K 为：

(A) 0.0165 (B) 0.128 (C) 0.00825 (D) 7.81 答案：B

17.在温度为T，压力为p时，反应3O2(g)=2O3(g)的Kp与Kx的比值为：

-1-1

(A) RT (B) p (C)(RT) (D) p

2pB(pyB)2p2?3Kx，于是答案：D。若反应物与产物分别以A和B表示，则KP?3?3pA(pyA)p得结果D。

18.对于理想气体间的反应，以各种形式表示的平衡常数中，其值与温度和压力皆有关系的是：

(A)Ka (B)Kc (C)Kp (D)Kx

答案：D。因为K$??(p/p$)?BKx，其中K?仅与温度有关而与压力无关，故压力p变化时，Kx要随之而变。

19.已知445℃时, Ag2O(s)的分解压力为20974kPa,则此时分解反应

Ag2O(s)=2Ag(s)+1/2O2(g)的?rGm?

-1 -1

(A) 14.387kJ2mol(B) 15.92 kJ2mol

-1 -1

答案：C。先求出上述反应的K?，再由?rGm??RTlnK得C。

20.某低压下的气相反应，在T=200K时Kp=8314?10Pa, 则Kc/(mol2dm)是：

263

(A) 5?10 (B) 14?10 (C) 14?10 (D) 0.5 答案：D。由题中所给Kp的单位可知

-3

$$??B?1，故Kp与Kc的关系为

Kp?p?nRT/V?CRT?KCRT。于是Kc=Kp/RT=500(mol2m-3)=0.5(mol2dm-3)。

21. H2S气体通入较多的NH3(g),可以有两种反应发生(气体当理想气体) (1) NH3(g)+ H2S(g)=NH4HS(g) ?rGm1 , ?rGm1?，Kp1? ，Kp1 (2) NH3(g)+ H2S(g)=NH4HS(s) ?rGm2 , ?rGm2?，Kp2? ，Kp2 下述结论正确的是：

(A) ?rGm1 ? ?rGm2 ，?rGm1? ? ?rGm2? ，Kp1? ? Kp2? ，Kp1?? Kp2 (B) ?rGm1 = ?rGm2 ，?rGm1? ? ?rGm2? ，Kp1? ? Kp2? ，Kp1?? Kp2

答案：A。

-1

22.在298K时，气相反应H2 + I2 = 2HI的 ?rGm?=－16778J2mol ，则反应的平衡常数Kp?为：

12 6

(A) 2.0? 10(B) 5.91? 10 (C) 873 (D) 18.9

答案：C。根据?rGm??RTlnKp。

23.一定温度和压力下，化学反应吉布斯自由能?rGm =(?G/??)T, p, ni 与标准化学反应吉布斯自由能?rG ? 相等的条件是：

(A) 反应体系处于平衡 (B) 反应体系的压力为p? (C) 反应可进行到底

(D) 参与反应的各物质均处于标准态

答案：D。根据?rGm??rGm?RTlnKp，当参与反应的各物质均处于标准态时，

$$$$K$RTlnK$p?1; p?0。

24.已知反应 3O2(g) = 2O3(g) 在25℃时?rHm???????J2mol，则对该反应有利的条件是：

(A) 升温升压 (B) 升温降压 (C) 降温升压 (D) 降温降压答案：C

25.加入惰性气体对哪一个反应能增大其平衡转化率？ (A) C6H5C2H5(g) = C6H5C2H3(g) + H2(g) (B) CO(g) + H2O(g) = CO2(g) + H2(g) (C) 3/2 H2(g) + 1/2 N2(g) = NH3(g)

(D) CH3COOH(l) + C2H5OH(l) = H2O(l) + C2H5COOH3(l) 答案：A

26. 某放热反应在T=800K，压力p下进行，达平衡后产物的百分含量是50%，若反应在T=200K，压力p下进行，平衡时产物的百分含量将：

(A) 增大 (B) 减小 (C) 不变 (D) 不能确定答案：A

27. 理想气体反应CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)，若起始原料CO与H2的分子比为1:2，平衡时CO的转化率为? ，平衡常数为Kp ,则：

(A) ?与p有关 (B) H2的转化率是2?

2222

. -1

28. 在732K时反应NH4Cl(s) = NH3(g) + HCl(g)的?rGm?为－20.8kJmol，?rHm?为

-1

154kJ2mol，则反应的?rSm?为：

-1-1-1-1

(A) 239J2K2mol (B) 0.239J2K2mol

-1-1-1-1

-1

cCC1．对 aA + bB → cC 反应来说?rGm??rG?RTlnab。从式中可见，当产物

CACB$mcCC浓度C＝0时，lnab＝－∞，即任何反应总能自发进行，那么用?rGm来判断化学反

CACBcC应能否自发进行还有什么意义？

答：当产物浓度为零时，任何反应总能自发进行从理论上来看是成立的，但往往并没有多少实际意义。因为若反应的?rGm值为很大的正值，例如大于40KJ，其平衡常数便是很小的数值。亦即当这些反应进行到产物的浓度还远不能被觉察时反应就已经停止。也就是说

cCC由零增加一点，?rGm即成为正值，故实际上反应并没有进行。

$2．若SO2+12O2?SO3在温度为T的容器内达到平衡后，通入不参与反应的惰性气体，会不影响平衡常数Kp的值和平衡产量？设气体都是理想气体。

答：加入惰性气体且均为理想气体虽能改变系统压力，但并不能改变平衡常数Kp，因其不是压力的函数。但却可以影响平衡产量。

3. 等温，等容，有2NO2?$$N2O4 为可逆反应。当向该容器中再通N2O4时，反应

是正移还是逆移？有这样两种解释：

(1)因为等温等容，所以增加N2O4后N2O4浓度增大，所以反应逆移。

(2)因为等温等容,所以增加N2O4后压强增大，且方程式左边气体系数和大于右边，所以反应正移。

以上两种解释，哪种说法是正确的？

答：加入N2O4后，压力增大，但标准平衡常数Kp并不变，这时Jp＞Kp，故平衡向左移动。

$$第六章相平衡

1. 二元恒沸混合物的组成

(A）固定 (B) 随温度而变 (C) 随压力而变 (D) 无法判断答案：C

2. 一单相体系, 如果有3种物质混合组成, 它们不发生化学反应, 则描述该系统状态的独立变量数应为

(A) 3个 (B) 4个 (C) 5个 (D) 6个答案：B。F＝C－P＋2＝3－1＋2＝4

3．通常情况下，对于二组分物系能平衡共存的最多相为 (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4

答案：D。F＝2－P＋2＝4－P，F不能为负值，最小为零。当F＝0时P＝4。 4．正常沸点时，液体蒸发为气体的过程中

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