物理化學(xué)第03章化學(xué)平衡熱力學(xué)原理(存儲(chǔ)版)
【正文】 ～1 000 K之間可視為常數(shù)，(1)求此溫度區(qū)間與Ｔ的關(guān)系式；(2)求與。K1。K1)/(Jmol1(101325)2即 y/(1/y) 3=y=∴ 平衡時(shí)Cu3Cl3(g)的摩爾數(shù)為y=24．甲醇合成反應(yīng)：CO＋2H2==== CH3OH，＝(90642＋)Jmol1C(s)＋O2(g)==== CO2(g) ＝() JP1/P代入各式：（注意：P=Po=101325Pa，n總=1mol） PCO2+ PCO= （2） PH2+PH2O= （3）2PCO2+PCO+PH2O= （4）將式(1)(2)(3)(4)聯(lián)立求解，由于 PCO2+ PCO +PH2+PH2O= （5）比較(4)和(5)得(6): PH2= PCO2= PH2O （6）(2)(3)=(7): PCO= +PH2O （7） 將(6)、(7)代入(1)求得：PH2O= PoPH2= PCO2=()Po=PCO=因此平衡組成為 H2O：%，H2：%，CO：%，CO2：%，N2：56%26．600 K時(shí)，由CH3Cl和H2O作用生成CH3OH，但CH3OH可繼續(xù)分解為 (CH3)2O，即下列平衡同時(shí)存在：① CH3Cl (g)＋H2O (g)==== CH3OH (g)＋HCl(g)② 2CH3OH (g)==== (CH3)2O (g)＋H2O (g)已知600 K時(shí)＝ 54，＝，今以等物質(zhì)的量的CH3Cl和H2O開(kāi)始反應(yīng)，求CH3Cl的轉(zhuǎn)化率。（答案：）解：氣體混合物物質(zhì)的量n總n總=PV/RT=101325103/()=103mol其中 nCO=n總=103nCO2=n總=103Zn蒸氣： nZn=( mZn/ mZnO)(1/ mZn)=105∴ nCO+ nCO2+ nZn=反應(yīng) ZnO (ｓ)＋CO(ｇ)==== Zn(ｇ)＋CO２(ｇ)Kpo=Kp(Po)∑γβ=Ky(P/Po) ∑γβ=103105100032/(103103101325)=28．若在抽空的容器中放入足夠量的固體碘化銨， K，開(kāi)始時(shí)僅有氨和碘化氫生成，并且壓強(qiáng)在94030 Pa時(shí)停留一定時(shí)間保持不變，但是碘化氫會(huì)漸漸地分解為H２和I2。Kp2= P’NH3（答案：CH4：%，CO：%，H2：%，CO2：%）解：兩個(gè)氣體反應(yīng)同時(shí)平衡(1)CH４(ｇ)＋ H２O (ｇ)==== CO(ｇ)＋3H2(ｇ)(2) CO(ｇ)＋ H２O (ｇ)==== CO２(ｇ)＋Ｈ２(ｇ)RTlnKp1o=4435lnKp1o=4435/(873)=，Kp1o=lnKp2o=6633//(873)=，Kp2o=設(shè)開(kāi)始時(shí)有5mol H２O和1mol CH４，兩平衡反應(yīng)進(jìn)度為和，則nCH４=1nH2O=5nCO=nH2=3+nCO2=∑ni=6+2Kp1o=Ky而反應(yīng)2CO２==== 2CO＋O２，在1173K的＝10－１６；固體碳在1173K的燃燒熱＝－392kJ(1/10731/1473)/=[()10731473/(14731073)]K132．在1 500 K下ZnO(ｓ）和ZnS(ｓ）與H２S，H２O，H２氣氛反應(yīng)達(dá)平衡［平衡后ｐ(H2O)＝50 663 Pa，ｐ(H２)＝4 266 Pa］，試計(jì)算在此氣氛中，O２，H２S，S２和Zn的平衡分壓。PO2)PO2= PH2O2PS2)PH2S=[42662]1/2=240Pa33．在1 223 K、101325 kPa下，與固態(tài)純—Fe和FeO(ｓ）平衡的氣體混合物含64%H2和36% H２O；在相同的壓強(qiáng)和溫度下，與Fe —Ni合金(81% Fe，摩爾分?jǐn)?shù))和純FeO(ｓ）平衡的氣體含59% 和41% H２O。mol1。Po 3= Kp4oPS2=以PH2和PS2代Kp3o，求PH2SlnKp3o=(－180 300＋1500)/(1500)=Kp3o=Kp3o= PH2S2Po ∑νβ= PH2O2mol1=T=(/T)=()/1173= JK1）解：(1) CO２(ｇ)＋C(石墨)===2CO(ｇ)Kp1o1073= Kp/Po=(260405)2/(260405101325)=Kp1o1473= Ky(1/T11/T2)=[(T2 T3)RT1T2ln(Kp1’o/ Kp1’’o)]/[ RT2T3( T1T2)]lnKp1o=ln Kp1’’o+[( T3 T2)/( T1T2)]ln(Kp1’o/ Kp1’’o)=+[(10001173)/(12981173)]/ln()=+=∴ Kp1o=Kp3o= Kp2o/( Kp1o)2=1019/1020Kp3o=PO2/PoPO2= Pomol1② CO(ｇ)＋ H２O (ｇ)==== CO２(ｇ)＋Ｈ２(ｇ)＝－6 633 JP’HIKp2=(P’H2)1/2由實(shí)驗(yàn)知， 49 g(由于還原成Zn蒸氣)，實(shí)驗(yàn)壓強(qiáng)是100 032 Pa。PH2= PCOP∑νβ反應(yīng)(3)的∑νβ=2，所以在一定溫度下，增大反應(yīng)體系的總壓P, Ky即增大，即有利于CH4和H2O的生成。(Po) ∑νβ=Ky（答案：⑴ 483400 J所以：T≥90210/≥ 22．潮濕的Ag２CO3在383 K時(shí)于空氣流中干燥，為防止分解，空氣中CO2的分壓應(yīng)為多少?已查得有關(guān)熱力學(xué)數(shù)據(jù)如下：/(Jmol1，固態(tài)HgO、液態(tài)Hg和氣態(tài)O2在298 、 JPO21/2(PΘ)1/2 =(nSO3/nSO2)dm3(2) 當(dāng)溶液被惰性溶劑沖稀時(shí)，體積變化引起a亦將變化設(shè)乙醛作用百分?jǐn)?shù)為x，則a=∴ Kc=a2V/[(12a)2()]102 =()2(+)/[(12)2(－)]解上列方程得：x=∴ 乙醛作用的百分?jǐn)?shù)x=%19．在1000 K，SO2氧化為SO3的平衡常數(shù)＝。（P*正/ P*異）= KPΘ（P*正/ P*異）=68097/91432=16．在1113 kPa下，% Fe(摩爾分?jǐn)?shù))的Fe—% % H2O組成的氣體混合物平衡時(shí)，合金中的鐵比鎳氧化得快，其反應(yīng)為：Fe(合金中)＋H2O(g)=== FeO(s)＋H2(g) ＝(13 180＋)J14．反應(yīng)器中盛有液態(tài)Sn和SnCl2，相互溶解度可以忽略，在900 kPa的H2—Ar混合氣體。n總)0= KnAg2S(s)+ H2(g)=== 2Ag(s)+ H2S(g)反應(yīng)前： 0 0平衡時(shí)： 2x x mol∴ Kpo=Kn=x/()==103x= mol則平衡時(shí) ：nAg=WAg== gnAg2S==WAg2S== g(2) 平衡時(shí)氣相組成：yH2S= nH2S/ n總=x/(+x)=yH2= nH2/ n總=()/==%12．反應(yīng) MgO(s)＋H2O(g)=== Mg(OH)2(s)， ＝(46024＋) J(P NH3+39993)=109(P NH3)2+39993 P 109=0P NH3=(39993+)/2=18873 PaP總=2 P NH3+39993=77739 Pa(2) 形成NH4HS(s)的條件：ΔrG0即：JpKp6666 PH2S109PH2S166667 Pa10．298 K時(shí)， NH4HS與NH2(CH3)2HS的分解壓分別為36680與11044 Pa，試計(jì)算在容器中一同投入這兩種硫化物后，298 K時(shí)體系的總壓。nN2O4n總=(1+α)mol16．%，其余是CO２， kPa下， L此混合氣體通入623 K的管式高溫爐中發(fā)生反應(yīng)，然后迅速冷卻。mol1α=101325103/()1=(2)==[()]101325/101325=(3)=RTlnKpq==2502J已知反應(yīng)CO２(ｇ)＋H２(ｇ)===H２O(ｇ)＋CO(ｇ)在1 173 K時(shí)，Ｋｐ＝。m3）1/2）解： (1) 2SO3(ｇ)==== 2SO2(ｇ)＋O2(ｇ)Kp=Kc(RT)∑νβ=1000=103 Pa=Ky= Kpmol－１，設(shè)在673 K時(shí)達(dá)到平衡，試討論下列因素對(duì)平衡的影響：①提高反應(yīng)溫度；②增加體系的總壓；③增加水蒸氣的分壓；④增加碳的數(shù)量；⑤加N２氣。這就不是恒溫恒壓條件下的反應(yīng)了，是否還能用等溫方程式計(jì)算并用以判定反應(yīng)的方向呢?10．在相同溫度下，下列兩反應(yīng)的平衡常數(shù)是否相同?(［Ｃ］表示溶解在鐵液中的碳)C(石墨)＋CO２（ｇ）==== 2CO(ｇ）［Ｃ］＋CO２（ｇ）==== ２ＣＯ（ｇ）11．工業(yè)上制取水煤氣的反應(yīng)為：Ｃ（ｓ）＋Ｈ２Ｏ（
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