1、第二章思 考 題 1. 下列說法是否正確? （1）質(zhì)量定律適用于任何化學(xué)反應(yīng)。×（2）反應(yīng)速率常數(shù)取決于反應(yīng)溫度，與反應(yīng)的濃度無關(guān)。（3）反應(yīng)活化能越大，反應(yīng)速率也越大。×（4）要加熱才能進(jìn)行的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)。×2. 以下說法是否恰當(dāng)，為什么? （1）放熱反應(yīng)均是自發(fā)反應(yīng)。不一定（2）rSm為負(fù)值的反應(yīng)均不能自發(fā)進(jìn)行。不一定（3）冰在室溫下自動溶化成水，是熵起了主要作用的結(jié)果。是3由錫石(SnO2)生產(chǎn)金屬錫，要求溫度盡可能低?？梢詥为毤訜岬V石(產(chǎn)生O2)，或?qū)㈠a石與碳一起加熱(產(chǎn)生CO2)，或?qū)㈠a石與氫氣一起加熱(產(chǎn)生水蒸氣)。根據(jù)熱力學(xué)原理，應(yīng)選用何種方法

2、?（氫氣一起加熱）4. 已知下列反應(yīng)的平衡常數(shù)：H2(g) + S(s) H2S(g)；S(s) + O2(g) SO2(g)； 則反應(yīng)：H2(g) + SO2(g) O2(g) + H2S(g)的平衡常數(shù)是下列中的哪一個。 (1) - (2)· (3) / (4)/5. 區(qū)別下列概念：(1) 與 (2) 與 (3) J 與 Jc、Jp (4) K 與 Kc 、Kp 6. 評論下列陳述是否正確?（1）因為 （T）=-RTlnK ，所以溫度升高，平衡常數(shù)減小。不一定（2）（T）i(298.15)(生成物) + i(298.15)(反應(yīng)物)×（3）CaCO3在常溫下不分解，是因

3、為其分解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；在高溫(T>1173K)下分解，是因為此時分解放熱。× 7. 向5L密閉容器中加入3molHCl(g)和2molO2(g)，反應(yīng)：4HCl(g) + O2(g) 2H2O(g) + 2Cl2(g)的-114.408 kJ·mol-1 ，在723K達(dá)到平衡，其平衡常數(shù)為K。試問：（1）從這些數(shù)據(jù)能計算出平衡常數(shù)嗎? 若不能，還需要什么數(shù)據(jù)?不能（須知道轉(zhuǎn)化率或平衡分壓或反應(yīng)的熵）（2）標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下，試比較723K和823K時K的大小。（K（723K）> K（823K）（3）若下列兩反應(yīng)的平衡常數(shù)分別為和2H2O(g) 2H2(g) + O2(g

4、) 2HCl(g) H2(g) + 2Cl2(g) 那么，K與和 之間有什么關(guān)系(以式子表示)? ()2/ 8對于可逆反應(yīng)：C(s) + H2O(g)CO(g) + H2(g)；> 0下列說法你認(rèn)為對否? 為什么? （1）達(dá)平衡時各反應(yīng)物和生成物的分壓一定相等。×（2）改變生成物的分壓，使 J < K ，平衡將向右移動。（3）升高溫度使正增大；逆減小，故平衡向右移動；×（4）由于反應(yīng)前后分子數(shù)目相等，所以增加壓力對平衡無影響。×（5）加入催化劑使正增加，故平衡向右移動。×9. 可逆反應(yīng)：達(dá)平衡時，A(g) + B(g) 2C(g) (298.

5、15K)<0) 如果改變下述各項條件，試將其它各項發(fā)生的變化填入表中。操作條件正逆k正k逆平衡常數(shù)平衡移動方向增加A(g)分壓-正正-壓縮體積-逆-降低溫度-正使用正催化劑-不變-10根據(jù)平衡移動原理，討論下列反應(yīng)：2Cl2(g) + 2H2O(g) 4HCl(g) + O2(g)； (29815K)>0 將Cl2，H2O，HCl，O2四種氣體混合后，反應(yīng)達(dá)平衡時，若進(jìn)行下列各項操作，對平衡數(shù)值各有何影響(操作項目中沒有注明的是指溫度不變、體積不變)?操作項目 平衡數(shù)值 (1) 加O2 H2O的物質(zhì)的量-(2) 加O2HCl的物質(zhì)的量(3) 加O2 O2 的物質(zhì)的量-(4) 增大容

6、器的體積 H2O的物質(zhì)的量(5) 減小容器的體積 Cl2的物質(zhì)的量-(6) 減小容器的體積 Cl2的分壓-(7) 減小容器的體積 K 不變(8) 升高溫度 K-(9) 升高溫度 HCl的分壓-(10) 加催化劑 HCl的物質(zhì)的量不變11. 設(shè)有反應(yīng)A(g) + B(g) 2C(g), A、B、C都是理想氣體，在25、1×105Pa條件下，若分別按下列兩種過程變化，那么變化過程的Q、W、各是多少？(1)體系放熱41.8kJ·mol-1,而沒有做功；(2)體系做了最大功，放出1.64kJ·mol-1的熱。過程QW體積W非體積 -41.8-00-41.8 -41.85.

7、5-40.16 -1.64-0-40.16-41.8-41.8-5.5-40.16 解: (提示:在等溫等壓下,體系的減小等于體系素做的最大非體積功)由于體系的H、U、S、G都是狀態(tài)函數(shù)，其改變量與過程的途徑無關(guān)，所以以上2個過程的、是相同的。由(1)可知，W0，Q-41.8kJ·mol-1,根據(jù)熱力學(xué)第一定律：Qp+W+p(V2-V1)=+nRT因為n0，所以Q-41.8 kJ·mol-1由(2)可知，體系作了最大非體積功，且放出1.64 kJ·mol-1的熱。根據(jù)Q+W非體積可知：-41.8kJ·mol-1-1.64 kJ·mol-1+W非

8、體積所以：W非體積-40.16 kJ·mol-1因為：-T-41.8 kJ·mol-1-298.15K×-40.16 kJ·mol-1所以：-5.50J·mol-1·K-112. 能否用K來判斷反應(yīng)自發(fā)性? 為什么? 不能13. 若基元反應(yīng)A 2B的活化能為Ea, 而其逆反應(yīng)活化能為Ea', 問(1) 加催化劑后，Ea和Ea'各有何變化?等值降低(2) 加不同的催化劑對Ea的影響是否相同? Ea值不同(3) 提高反應(yīng)溫度，Ea、Ea'各有何變化?不變(4) 改變起始濃度，Ea有何變化? 不變*14. 狀態(tài)函數(shù)

9、p、T、V、U、H、S、G 中哪些具有加和性（指其值與體系中物質(zhì)的量有關(guān)）? V、U、H、S、G習(xí) 題作業(yè)： P60622./3./6./8./11./13./15./18.1. 應(yīng)用公式（T）= （T）- T（T）, 計算下列反應(yīng)的值，并判斷反應(yīng)在298.15K及標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下能自發(fā)向右進(jìn)行。8Al(s) + 3Fe3O4(s) 4Al2O3(s)+ 9Fe(s)(提示：)#2. 通過計算說明下列反應(yīng)：2CuO(s) Cu2O(s) + 1/2O2(g)(1) 在常溫(298K)、標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下能自發(fā)進(jìn)行?(2) 在700K時、標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下能否自發(fā)進(jìn)行?（提示：（1）（2）#3. 碘鎢燈可提高白熾燈的發(fā)光效

10、率并延長其使用壽命。其原理是由于燈管內(nèi)所含少量碘發(fā)生了如下可逆反應(yīng), 即 W(s) + I2(g) WI2(g) 當(dāng)生成的WI2(g)擴(kuò)散到燈絲附近的高溫區(qū)時，又會立即分解出W而重新沉積至燈管上。已知298.15K時：W(s) WI2(g)/(kJ·mol-1)0 -8.37/(J·mol-1·K-1)33.5 251(1) 若燈管壁溫度為623K，計算上式反應(yīng)的(623K)(2) 求WI2(g)在燈絲上發(fā)生分解所需的最低溫度。（提示：（1）（2）4. 寫出下列反應(yīng)的平衡常數(shù) Kc 、Kp、 K的表達(dá)式:(1) CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H

11、2(g)(2) NH3(g) 1/2N2(g) + 3/2H2(g)(3) CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g)(4) Al2O3(s) + 3H2(g) 2Al(s) + 3H2O(g)(注意：固體和溶劑液體不計入平衡常數(shù))5. 298.15K時，下列反應(yīng)：2H2O2(l) 2H2O(l) + O2(g)的 = -196.10 kJ·mol-1 , = 125.76 J·mol-1·K-1, 試分別計算該反應(yīng)在298.15K和373.15K的K值。（提示：）#6. 試判斷下列反應(yīng) N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) (1) 在298.15K

12、、標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下能否自發(fā)進(jìn)行?(2) 計算298.15K時該反應(yīng)的K值。（提示：）7. 將空氣中的N2(g)變成各種含氨的化合物的反應(yīng)叫做固氮反應(yīng)。根據(jù)計算下列3種固氮反應(yīng)的及K，并從熱力學(xué)角度選擇那個反應(yīng)最好?N2(g) + O2(g) 2NO(g)2N2(g) + O2(g) 2N2O(g)N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)（提示：）#8. 求下列反應(yīng)的、，并用這些數(shù)據(jù)分析利用該反應(yīng)凈化汽車尾氣中NO和CO的可能性。CO(g) + NO(g) CO2(g) + 1/2N2(g)（提示:）9. 設(shè)汽車內(nèi)燃機內(nèi)溫度因燃料燃燒反應(yīng)達(dá)到1300, 試估算此溫度時下列反應(yīng) 1/2N2(g) +

13、1/2O2(g) NO(g)的和K值。（提示：）10. 在699K時，反應(yīng)H2(g) + I2(g) 2HI(g)的Kp = 55.3,如果將2.00molH2和2.00molI2作用于4.00L的容器內(nèi)，問在該溫度下達(dá)到平衡時合成了多少HI? （提示： 平衡分壓kPa 2905.74-x 2905.74-x 2x）#11. 反應(yīng)CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)在某溫度下Kp = 1,在此溫度下于6.0L容器中加入：2.0L、3.04×105Pa的CO(g)3.0L、2.02×105Pa的CO(g)6.0L、2.02×105Pa的H2O(

14、g)1.0L、2.02×105Pa的H2(g)問反應(yīng)向哪個方向進(jìn)行?(提示：在恒溫下由p1V1=p2V2分別求出將氣體加入該容器后的分壓。P(CO)=1.01×105Pa，P(H2O)=2.02×105Pa，P(CO2)=1.01×105Pa，P(H2)=0.34×105Pa起始分壓105Pa 1.01 2.01 1.01 0.34反應(yīng)商J為：平衡向正方向移動。)12. 在294.8K時反應(yīng)：NH4HS(s) NH3(g) + H2S(g) 的K = 0.070，求：(1) 平衡時該氣體混合物的總壓。(2) 在同樣的實驗中，NH3的最初分壓為2

15、5.3 kPa時 ，H2S的平衡分壓為多少?（提示：（1） 平衡分壓為： x x則標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)為：所以平衡時的總壓為：p=2×26kPa=52kPa(2) T不變，則平衡常數(shù)不變。平衡分壓為： 25.3+y y所以H2S的平衡分壓為17kPa）#13. 反應(yīng)：PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g)(1) 523K時，將0.70mol的PCl5注入容積為2.0L的密閉容器中，平衡時有0.50molPCl5被分解了。試計算該溫度下的平衡常數(shù)Kc、K和PCl5的分解百分?jǐn)?shù)。(2) 若在上述容器中已達(dá)平衡后，再加入0.10molC12，則PCl5的分解百分?jǐn)?shù)與未加Cl2時相比有何不

16、同?(3) 如開始時注入0.70molPCl5的同時，注入0.10molCl2，則平衡時PCl5的分解百分?jǐn)?shù)又是多少? 比較(2)、(3)所得結(jié)果，可得出什么結(jié)論? (提示：（1） 起始濃度為(mol·L-1) 0.70/2.0 0 0平衡濃度濃度為(mol·L-1) (0.70-0.50)/2.0 0.50/2.0 0.50/2.0Kc=0.62mol·L-1，(PCl5)=71%起始分壓為 0 0平衡分壓為 （2） 新的平衡濃度為： 0.10+y 0.25-y 0.25+(0.10/2)-yT不變，則Kc0.62 mol·L-1不變，y=0.01 m

17、ol·L-1，(PCl5)=68%（3） 起始濃度為(mol·L-1) 0.70/2.0 0 0.10/2.0平衡濃度為(mol·L-1) 0.35-z z 0.050+zKc不變，z=0.24 mol·L-1，(PCl5)=68%。比較（2）（3）說明最終濃度及轉(zhuǎn)化率只與始終態(tài)有關(guān)，與加入的過程無關(guān)。）14. 在673K下，1.0L容器內(nèi)N2、H2、NH3三種氣體的平衡濃度分別為：c(N2) = 1.0mol·L-1，c(H2) = 0.50mol·L-1，c(NH3)0.50mol·L-1。若使N2的平衡濃度增加到1.2

18、mol·L-1，需從容器中取走多少摩爾的H2才能使體系重新達(dá)到平衡? （提示：先求出平衡常數(shù)Kc.平衡濃度為(mol·L-1) 1.0 0.50 0.50所以Kc2.0 mol·L-1N2的平衡濃度發(fā)生變化后：起始濃度為(mol·L-1) 1.0 0.50 0.50新的平衡濃度(mol·L-1) 1.2 0.5+（3×0.2）-x 0.5-（2×0.2）所以從容器中取走的氫氣為：x=0.94mol）#15. 在749K條件下，在密閉容器中進(jìn)行下列反應(yīng)：CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) Kc = 2.

19、6，求：(1) 當(dāng)H2O與CO物質(zhì)的量之比為1時，CO的轉(zhuǎn)化率為多少?(2) 當(dāng)H2O與CO物質(zhì)的量之比為3時，CO的轉(zhuǎn)化率為多少?(3) 根據(jù)計算結(jié)果，你能得出什么結(jié)論? （提示：在體積恒定時，物質(zhì)的量之比等于濃度之比，故當(dāng)H2O與CO物質(zhì)的量之比為1時，則c(H2O)/ c(CO)=1 .（1） 起始濃度為(mol·L-1) c c 0 0平衡濃度(mol·L-1) c-x c-x x x所以： （2）設(shè)達(dá)到平衡后，已轉(zhuǎn)化的CO濃度為x mol·L-1，Kc = 2.6不變起始濃度為(mol·L-1) c 3c 0 0平衡濃度(mol·L-1) c-x 3c-x x