练习思考-化学平衡

三章 首 页

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例 3-1

o反应2CO(g)＋O2＝2CO２(g)在2000K时的Kp＝3.27×107,设在此温度下有由CO﹑O2﹑CO2组成的

??G?混合气体，它们的分压分别为1000﹑ 5000 ﹑100000Pa,试计算此条件下的??????。反应向哪个方向

??T,p进行？如果CO和CO2的分压不变，要使反应逆向进行，O2的分压应是多少？设气体服从理想气体状态

方程。

??G?o解 根据判断???RTlnKop?RTlnQp?0 ???????T,p?100000???100000??o3Qp???2?10 22?pco??po2??1000??5000??????????po??po??100000??100000??????pco2??Po?????22??G?o???RTlnKop?RTlnQp???????T,p??8.314?2000ln3.27?107?8.314?2000ln(2?105) ??84.75J?mol?1??反应向右进行。

若使反应逆向进行，必须满足

??G?o???RTlnKop?RTlnQp?0 ???????T,p?100000???100000???0 即：?8.314?2000ln3.27?107?8.314?2000ln2po2??1000????????100000??100000??2?? pO2＜31 Pa

1

例 3-2

实验测得某化学反应A（g）＋B（g）＝2D（g）在10～400℃之间热力学平衡常数KO与温度T之间的关系为：lnKOp??4980?6.85 T（1）计算反应在300K时的平衡常数；

ooo（2）计算该反应在400K时的ΔrGm、ΔrHm和ΔrSm，并对所得结果加以讨论；

（3）该反应是否有转折温度？如果有，估计转折温度为多少？ 解：（1）lnKop??

Kop?e?4980?6.85 T?5.829?10?5

4980?6.85300（2）根据公式lnKop??4980?6.85，可知 T

oΔrHm?4980 R

oΔrHm?4980?8.314?10?3?41.40 kJ?mol-1

当温度为400K时

lnKop??4980?6.85??5.6 400ooΔrGm??RTlnKp??8.314?400?(?5.6)?10?3?18.62 kJ?mol?1 ooΔrHm?ΔrGm41.40?103?18.62?103ΔrS???56.95 J?K-1?mol-1

T400om

讨论：根据计算结果，ΔrHm＞0，该反应为吸热反应，升高温度有利于反应正向进行。ΔrGm＞0，

o但ΔrGm不是很大，如果能将生成的产物移走，并加大反应物的分压，仍有可能使反应正向进行。

oo（3）由于ΔrHm和ΔrSm都大于0，该反应有转折温度：

oΔrHm41.40?103T???727.0 K o56.95ΔrSmoo

例 3-3 气态HNO3可按下式分解

4HNO3(g)?4NO2(g)?2H2O(g)?O2(g)

2

Kp?71024pO2(p?7po2)4

式中p为平衡压力，pO2为氧气的平衡分压。 证:

4HNO3(g)?4NO2(g)?2H2O(g)?O2(g)

p0 p0 －4pO2

反应前 平衡时

0 4pO2 0 2pO2

0 pO2

p=p0 －4pO2 ＋ 4pO2 ＋ 2pO2 ＋ pO2 = p0 ＋3pO2 po=p－3pO2

Kp?(pNO2)4(pH20)2pO2(pHNO3)4?(4pO2)4(2pO2)2pO2(p?7pO2)4?71024pO2(p?7pO2)4

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1． 请判断下列说法是否正确

o（1）因为?rGo??RTlnKop，所以?rG表示系统达到平衡时产物与反应物的吉布斯能差。

ooo（2）若化学反应的ΔrHm与温度无关，ΔrSm一定与温度无关；由此可以推出ΔrGm也与温度无

关。

（3）移走反应体系中的催化剂，可使平衡向左移动。 2． 选择正确答案，填入后面的空格中 （1）已知在温度T时，反应

11C（s）+CO2（g）＝CO（g）的平衡常数为K1，则反应方程式221K 2书写为：C（s）+CO2＝（g）2CO（g）时，其平衡常数K2=（ ）。

A．2K

B．.K

C．K2

D．

（2）下列哪项是判断一个化学反应的方向及是否达到平衡的判据（ ）。

A．ΔrSm

oB．ΔrGm

o C．KO

D．ΔrGm

（3）在温度T时，分解反应A（s）＝B（g）+D（g）达到平衡后体系的压力为88.06 kPa，该反应的平衡常数K=（ ）。

A．7755

B．1939

C．0.7755

D．0.1939

O3

3． 填空

（1）有理想气体反应A（g）＋B（g）=3C（g）,在等温下维持体系总压不变，向体系中加入惰性气体，平衡 移动：若在恒温下将气体置于钢筒内加入惰性气体后平衡 移动。

（2）在300K下，一个抽空的容器中放入过量的A(s),发生A(s) = B(s)＋3D(g) 的反应,达到平衡时D的分压为pD=1.0 kPa，反应的标准平衡常数（po＝105 Pa）Kop= 。

（3）化学反应 2NO(g)?O2(g)?2NO2(g) 是放热反应，反应平衡后，用 温度和 压力的方法可以使平衡向生成产物的方向移动。

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1．（1）错 2．（1）C

（2）错 （3）错 （2）D （3）D

（2）Kop?1.0?6????1?10 （3）降低、增加 ?100?33．（1）向右、不变

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