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物理化學(xué)第03章化學(xué)平衡熱力學(xué)原理-免費(fèi)閱讀

  

【正文】 mol1)解:FeO(s)+ H2 (g)==== Fe (s)+H2O(g)Kao= Kpo=KyPO2mol-12H2+S2(g)==== 2 H2S (g)=(-180 300+) Jmol1(2) C(石墨) +O2(g)==== CO2(g) =392000 J(答案: kJ(答案:1015 Pa)解:此題涉及的化學(xué)反應(yīng)有:(1) Fe(s)+H2O (g)=== FeO(s)+H2(g)(2) 2H2O (g)=== 2H2(g)+ O2(g)(2)2(1)=(3) FeO (s)====2Fe(s)+O2(g)在1000K時(shí),=2RTln Kp3o=RTln Kp2o+2RTln Kp1oKp3o= Kp2o/ [Kp1o]2已知 2H2O (g)=== 2H2(g)+ O2(g)反應(yīng)前 1 0 0平衡時(shí) 1α α α/2 ∑ni=1+α/2 Kp2o=KyP’HI=109(P’NH3)22P’NH3PHI=(47105)2=109Pa反應(yīng)(2): HI(g)===1/2H2(g)+1/2I2(g)平衡 1α α/2 α/2∵∑νβ=1/2+1/21=0,n總=1∴Kp2=Kn(1x+y)/(xy)2=…………………….(B)將方程(A)(B)聯(lián)立求解得:x=,y=∴ CH3Cl的轉(zhuǎn)化率為:100%=%解法之二:(1) CH3Cl (g)+H2O (g)==== CH3OH (g)+HCl(g)(2) 2CH3OH (g)==== (CH3)2O (g)+H2O (g)設(shè)反應(yīng)開始時(shí),CH3Cl和H2O(g)各為1 mol,反應(yīng)(1)和(2)的平衡反應(yīng)進(jìn)度為和,則平衡時(shí)各物質(zhì)的量為:nCH3Cl=1nH2O=1+nCH3OH=2nHCl=n(CH3)2O=∑ni=2 mol兩反應(yīng)的∑γβ均等于零,所以Kp1o=Kn1=(2)/[(1)(1+)]=Kp2o=Kn2=(1+)/(+2)2=聯(lián)立求解以上兩個(gè)方程,方法是設(shè)定值,代入兩式得兩個(gè),一組對(duì)應(yīng)的兩組值作圖,則兩條曲線的交點(diǎn)就是答案。mol1ln Kpo=3264/(1200)=Kpo=Kp=PCO2若無(wú)高選擇性催化劑存在,在700 K進(jìn)行上述反應(yīng),此體系平衡時(shí)產(chǎn)物是什么? 提高反應(yīng)體系的壓強(qiáng),對(duì)此體系有何影響?( 答案:CH4,H2O,有利于反應(yīng)正向進(jìn)行)解:在700K時(shí):(1): CO+2H2==== CH3OH=90642+700=64268 JK1(2000 K)= 2000lg2000+2000= JK1)Ag2CO3(s)Ag2O(s)CO2(g)501 66030 543393 510(答案:1545Pa)解: 相關(guān)反應(yīng):Ag2CO3(s)== AgO(s)+ CO2(g)(298)=39351030543+501660=77607 J(298)=+= J/K=+= J/K∴ (298)=298=27534 J因?yàn)椋?T)= 77607+= /T=27534/298+=79484/T+∴ (T)=79484+則:(383)= 13322 J, Kpo(383)==P(CO2)/Po所以Ag2CO3(s)的分解壓為:P(CO2)=1545Pa,故CO2的壓力應(yīng)大于1545 Pa。mol1=1/2+= J(1/10001/900)=(105)=277627 J/mol1011= [277627/(900)]+CC= +=即 lnKpo= 277627/(RT)+= /RT∴ =(2) 因?yàn)?277627 J/mol=T∴ = J(P(PΘ)1/2 =(nSO3/nSO2)在1200 K,液態(tài)純Pb與液態(tài)PbO —105 Pa,試求氧化物熔體中PbO的活度。液態(tài)正戊烷和異戊烷的蒸氣壓與溫度的關(guān)系可分別用下列二式表示:正戊烷:= 1-異戊烷:= 6-式中T為絕對(duì)溫度,p的單位為千帕(kPa)。mol1;CO2(g)+H2(g)=== CO(g)+ H2O(g) 的=()JP H2S=107解之:P NH3=108/ PH2SP NH(CH3)2=107/ PH2S108/ PH2S+107/ PH2S= PH2S解得:P H2S=P NH3=108/= PaP NH(CH3)2=107/= PaP 總= P H2S +P NH3+P NH(CH3)2= Pa11.將10 g Ag2S(s)與890 K, kPa的1 L H2氣相接觸,直至反應(yīng)平衡。(1)當(dāng)放入NH4HS時(shí)容器中已有39993 Pa的H2S,求平衡時(shí)容器中的壓強(qiáng)。P CO2=Kn(P/n總) ∑νβ=(.61481/2)(101325/)=103==102Pa1/2Kpq= Kp試計(jì)算:(1)PCl5(g)的離解度;(2)該反應(yīng)的Kp;(3)反應(yīng)的。p∑νβ= Kym3?!边@種說(shuō)法對(duì)嗎?為什么?3.平衡常數(shù)改變了,平衡是否移動(dòng)?平衡發(fā)生了移動(dòng),平衡常數(shù)是否改變?4.什么是標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)?“標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)數(shù)值上總是等于1”的說(shuō)法對(duì)嗎? 值能否根據(jù)某溫度、任一壓強(qiáng)下反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)各氣體的分壓按計(jì)算?5.對(duì)于一個(gè)化學(xué)反應(yīng),當(dāng)人為地改變反應(yīng)體系中各反應(yīng)物及生成物所取的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí),反應(yīng)的Δ、及有無(wú)變化?為什么?6.為什么有純凝聚相參加的反應(yīng)其平衡數(shù)表示式中沒(méi)有凝聚相物質(zhì)的平衡分壓出現(xiàn)?7.下列碳的不完全燃燒反應(yīng)為:2C(s)+O2(g)==== 2CO(g) =(-232 600- T)J14.寫出下列反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)表達(dá)式:(1) 2NO(g)+O2(g)==== 2NO2(g)(2) NH3(g)==== N2(g)+H2(g)(3) C(s)+H2O(g)==== CO(g)+H2(g)(4) BaCO3(s)==== BaO(s)+CO2(g)(5) 2Br-(aq)+2Fe3+(aq)==== 2Fe2+(aq)+Br2(g)(6) Zn(s)+2H+(aq)==== Zn2+(aq)+H2(g)15.已知反應(yīng)2Cl2(g)+2H2O(g)==== 4HCl(g)+O2(g),>0,達(dá)到平衡后,下列左邊的操作(其他條件不變)對(duì)右邊的物理量有何影響?(1) 增大容器體積:n(H2O,g)(2) 加入O:n(H2O,g)、n(O2)、n(HCl,g)(3) 減小容器體積:n(Cl2)、p(Cl2)(4) 升高溫度:、p(HCl)(5) 加入N2氣:n(HCl)(6) 加入正催化劑:n(HCl)16.已知850 ℃時(shí)反應(yīng)CaCO3(s)==== CaO(s)+CO2(g)的=,問(wèn)密閉條件下,下列情況哪些有可能建立平衡?(1)只有CaCO3和CaO;(2)只有CaCO3和CO2(104 Pa);(3)只有CaCO3和CO2(105 Pa); (4)只有CaO和CO2(104 Pa);(5)只有CaO和CO2(105 Pa)。若再加入2mol H2,則平衡后HI的物質(zhì)的量為2xmol。p∑νβ= Ky=Kn=x試計(jì)算反應(yīng)SO2+O2 ==== SO3 在903 K時(shí)的及。試求反應(yīng)H2S (g)+CO2(g)==== COS(g)+H2O(g)的平衡常數(shù)。(Po) ∑νβ= Kp/ Po=[4α2/(1α2)]P/ Po=4101325/[()101325]=(2) 若 P=,則 =[4α2/(1α2)]()α2/(1α2)=,α2=α=(3) 若 α=,則=[4()](P/101325)P=1013258.在1393 K下用H2氣還原FeO(s),求FeO的分解壓。PH2S=(36680/2)2=(36680)2/4=108 Pa2(2) NH2(CH3)2HS(s)=== NH(CH3)2(g)+ H2S(g)Kp2= P NH(CH3)2( 答案:①會(huì)水解;② %)解: (1) MgO(s)+H2O(g)=== Mg(OH)2(s)=46024++293=16601 Jmol1Sn (l)+Cl2==== SnCl2 (l) =(333062+)J(答案:α= ,γ= )解:對(duì)題給反應(yīng)在1113 K下有:= 13180+1113= J所以:Kq =exp() =又因:Kq =(PH2/ PΘ)/[(PH2/ PΘ)PO21/2/(PΘ)1/2 =()1/2/(101325)1/2=(2) 按題意,總壓增加一倍,即為2P,=1/2KpΘ=Kp(PΘ)1/2=Kn(2P/n總)1/2(PΘ)1/2∴ nSO3/nSO2= KpΘ若反應(yīng)的在900
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