物理化学第五版课后知识题目解析解析

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?2K＝＝1.31 α＝0.5337

(1??)203

5－9。 在真空的容器中放入固态的NH4HS，于25℃下分解为NH3(g)与H2S(g)，平衡时容器内的压力为66.66 kPa。

(1) 当放入NH4HS时容器内已有39.99 kPa的H2S(g)，求平衡时容器中的压力。 (2) 容器内原有6.666 kPa的NH3(g)，问需加多大压力的H2S，才能形成NH4HS固体？

解：反应的化学计量式如下 NH4HS(s)

NH3(g) ＋H2S(g)

p p p＝

kPa

由题给条件，25 °C下 K0＝((1) NH4HS(s)

p233.332

)＝()＝0.1111 p010066.66＝33.33 2NH3(g) ＋H2S(g)

pH2S 39.99＋pH2S

K＝

0pH2S?(pH2S?39.99)p022＝0.1111 pH＋39.99pH2S－1111＝0 2SpH2S＝18.874 kPa p＝2pH2S＋39.99＝77.738 kPa

(2) NH3(g )＋H2S(g) NH4HS(s)

1p02当 Jp＝＜ 能形成NH4HS固体

pH2S?6.6660.1111pH2S＞

1111＝166.67 kPa 6.6665－10．25℃,200 kPa下，将4 mol的纯A(g)放入带活塞的密闭容器中，达到如下化学平衡A(g)

2B(g)。已知平衡时，nA﹦1.697mol，nB﹦4.606mol。

0(1) 求该温度下反应的K0和?rGm；

(2) 若总压为50 kPa，求平衡时A，B的物质的量。

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2200?4.6062nB解：(1) K＝0＝3.9669 ?＝

p?nBnA100?(4.606?1.697)?1.6970pB0?rGm﹦－R×298.15×ln3.9669﹦－3.416 kJ·mol－1

(2) A(g)

2B(g)

n0－x 2x ?n＝n0＋x

216?3.966950?4x2nB＝3.9669 x＝＝3.2615 mol K＝0?＝

2?3.9669p?nBnA100?(4?x)(4?x)0pB nA＝0.7385 mol nB＝6.5229 mol 5－11．已知下列数据(298.15K)：

物 质 0Sm／J·mol－1·K－1 0?cHm／kJ·mol－1 C(石墨) 5.740 H2(g) 130.68 N2(g) 191.6 0 O2(g) 205.14 0 CO(NH2)2(s) 104.6 －631.66 －393.51 －285.83 物 质 0／kJ·mol－1 ?fGmNH3(g) －16.5 CO2(g) －394.36 H2O(g) －228.57 0求298.15 K下CO(NH2)2(s)的标准摩尔生成吉布斯函数?fGm，以及下列反应的K0。

CO2 (g)＋2NH3(g) H2O(g)＋CO(NH2)2(s)

1O2(g)2解： CO(NH2)2(s)的生成反应为：C(石墨)＋N2(g)＋2H2(g)＋

0000＝?cHm(C)＋2?cHm(H2)－?cHm[CO(NH2)2] ?fHm CO(NH2)2(s)

＝－393.51－2×285.83＋631.66＝－333.51 kJ·mol－1

0100000?rSm＝Sm[CO(NH2)2] －Sm(C) －Sm(N2)－2Sm(H2)－Sm(O2)

21＝104.6－5.740－191.6－2×130.68－×205.14＝－456.67 J·mol－1·K－1

20[CO(NH2)2] ＝－333.51＋298.15×456.67×10－3＝－197.35 kJ·mol－1 ?fGm _

0?rGm＝－197.35－228.57＋394.36＋2×16.5＝1.44 kJ·mol－1

1.44?103)＝0.5594 K＝exp(?R?298.15005－12． 已知298.15K，CO(g)和CH3OH(g)的?fHm分别为－110.52及－200.7 kJ·mol－1，CO(g)、H(g)、CHOH(l)的S023m分别为197.67、130.68及127J·K－1·mol－1。又知

298.15K甲醇的饱和蒸气压为16.59kPa，?vapHm＝38.0 kJ·mol－1，蒸气可视为理想气体。

0求298.15K时，下列反应的?rGm及K0。

CO(g)＋2 H2(g) CH3OH(g)

0解： ?rHm＝－200.7＋110.52＝－90.18 kJ·mol－1

CO(g)＋2 H2(g) CH3OH(g,p0)

CH3OH(l,p0) CH3OH(l,p?) CH3OH(g ,p?)

38.0?10316.59

?rS＝127－197.67－2×130.68＋＋Rln 298.15100

0m＝－332.03＋127.45－14.94 ＝－219.52 J·K－1·mol－1

0或 Sm( CH3OH, g)＝127＋127.45－14.94＝239.51 J·K－1·mol－1

0?rSm＝239.51－197.67－2×130.68＝－219.52 J·K－1·mol－1

0?rGm＝－90.18－298.15×(－219.51) ×10－3＝－90.18＋65.45＝－24.73 kJ·mol－1

?24.73?103)＝exp(9.9765) ＝2.15×104 K＝exp(－

298.15R0 _

05－13．已知25℃时AgCl(s)，水溶液中Ag＋，Cl－的?fGm分别为－109.789kJ·mol－1，

77.107kJ·mol－1和－131.22kJ·mol－1。求25℃下AgCl(s)在水溶液中的标准溶度积K0及溶解度s。 解： AgCl(s)

0 Ag＋＋Cl－ ?rGm＝77.107－131.22＋109.789＝55.676 kJ·mol－1

55676)＝exp(－22.4607) ＝1.76×10－10

298.15?R143.3212?100?10s＝MK0＝＝0.19 mg／100g ?1.76?10610K0＝exp(－

5－14．体积为1dm3的抽空密闭容器中放有0.03458 molN4O2(g)，发生如下分解反应：

N4O2(g)2 NO2(g)

050℃时分解反应的平衡总压为130.0kPa。已知25℃时N4O2(g)和NO2(g)的?fHm分别0为9.16kJ·mol－1和33.18kJ·mol－1。设反应的?rCp,m≈0。

(1) 计算50℃时N4O2(g)的解离度及分解反应的K0； (2) 计算100℃时反应的K0。 解：(1) N4O2(g)

2 NO2(g)

n0(1－) 2n0

?n＝n0(1＋)

130?1＝0.04839 mol ＝0.3994

R?323.15222n4n0?ppp4?2130?4?0.39962NO20＝0.9869 ??0?2?0??K＝0222p?nBnN2O2pn0(1??)p(1??)100?(1?0.3996)?n＝

BpN2O4?2n0?p2?0.3996?130?＝55.80kPa

n0(1??)1?0.3996n0(1??)p(1?0.3996)?130?＝74.21kPa

n0(1??)1?0.3996pN4O2?2pNO274.212＝＝0.9869 K＝

55.80?100pN2O4p000(2) ?rHm＝2×33.18－9.16＝57.2 kJ·mol－1

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K205720011ln0??(?)＝2.8528 K1R323.15373.15K20＝17.3358×0.9869＝17.11

5－15．已知25℃时的下列数据

物 质 Ag2O(s) －31.05 121.3 CO2(g) －393.509 213.74 Ag2CO3(s) －505.8 167.4 ?fH0m／kJ·mol－1 0Sm／J·mol－1·K－1 0求110℃时Ag2CO3(s)的分解压。设?rCp,m≈0。

解： Ag2CO3(s) Ag2O(s)＋CO2(g)

0?rHm＝－31.05－393.509＋505.8＝81.241 kJ·mol－1 0?rSm＝121.3＋213.74－167.4＝167.64 J·mol－1·K－1

0?rGm(383.15K)＝81.241－383.15×167.64×10－3＝17.01 kJ·mol－1

K0＝exp(?17010)＝exp(－5.3397) ＝4.7972×10－3

383.15?RpCO2＝p0K0＝0.480 kPa

05－16．在100℃下，下列反应的K0＝8.1×10－9，?rSm＝125.6J·K－1·mol－1。计算：

COCl2(g) CO (g) ＋Cl2(g)

(1) 100℃，总压为200kPa时COCl2的解离度；

0(2) 100℃下上述反应的?rHm；

(3) 总压为200kPa，解离度为0.1%时的温度。设ΔCp,m＝0。 解：(1) COCl2(g) CO (g) ＋Cl2(g)

1－

pp0?nB?)?BB

?B Σn＝1＋

K＝(0200?2nB＝?＝8.1×10－9 ?2100(1??)B