第03章化學反應系統(tǒng)熱力學習題及答案物理化學(編輯修改稿)
2024-09-01 10:12 本頁面
【文章內容簡介】 (V金 V石) (PP?)+103 = 0，求解同上。（注意單位統(tǒng)一為m3和Pa）167。3 42．(1) C2H6(g) —→ C2H4(g) + H2(g) Kθ=Kp==KC = Kp/ KC== kJmol–1 (2) 2NO(g) + O2(g) —→ 2NO2(g) Kθ=Kp==KC = Kp/ KC=()1=104= kJmol–1 (3) NO2(g) + SO2(g) —→ SO3(g) + NO(g) Kθ=Kp===KC == Kp/ KC=1 (4) 3O2(g) —→ 2 O3(g) Kθ=Kp==KC = Kp/ KC=()1=104= kJmol–13．解：HI(g) —→ 1/2 H2(g) + 1/2I2(g)， ∑νB=0， Kθ=Kp= KC= Kx=(1/2α)1/2(1/2α)1/2/(1α)=167。 各種因素對化學反應平衡的影響（P148）1. 對于理想氣體反應、真實氣體反應、有純液體或純固體參加的理想氣體反應，是否都只是溫度的函數(shù)？答： 對指定的化學反應，只是溫度的函數(shù)。2. 標準平衡常數(shù)改變時，平衡是否必定移動？平衡移動時，標準平衡常數(shù)是否一定改變？答：標準平衡常數(shù)改變時，平衡必定移動；平衡移動時，標準平衡常數(shù)不一定改變， 如等溫下的改變壓力、改變組成等。3. 乙醇氣相脫水制備乙烯，其反應是C2H6OH(g)=C2H4(g)+H2O(g)，：物 質C2H5OH(g)C2H4(g)H2O(g)ΔHf／(kJ mol1)Sm／(J K1mol1)282 (1) K下的和。 (2)根據(jù)ΔG=ΔHTΔS，討論升溫為什么對生成乙烯有利。解：(1) ΔrHm?=ΣνBΔfHm?= ()+()= kJmol1ΔrSm?=ΣνB Sm?= += Jmol1K1ΔrGm? =ΔrHm?TΔrSm?= 103= kJmol1ΔrGm? =RTlnK?，解得K?=(2) 由計算可知，反應ΔrHm?0，為吸熱反應，升高溫度對吸熱反應有利；因為ΔrSm?0，升高溫度，TΔrSm?增大，使ΔrGm?減小，對正反應（生成乙烯）有利。 4. 反應SO2(g)+O2(g)＝SO3(g)的(T)= (94600+ ) J mol1，問欲使含6%的SO12%的O2的混合物氣體，在下SO2轉化率達90%，反應的溫度應為多少？解： SO2(g) + O2(g) ＝ SO3(g) + 惰性氣體起始： 6mol 12mol 0 82mol平衡： = 82 ΣnB= molΔrGm? =RTlnK?，94600+=，解得T= K5. 制備H2(g)通常采用電解水的方法。若采用加熱的方法使水分解，估算反應的溫度為多少。解： H2O(l)= H2(g) +O2(g)查表求出以上反應的標準焓變和熵變分別為：ΔrHm?= 0 ()= kJmol1ΔrSm?= (1/2)+= JK1mol1ΔrGm?=ΔrHm?TΔrSm?=當ΔrGm?=0時，H2O(l)可以開始分解，解得此時T=1750 K。6. 合成甲醇的反應是CO(g)+2H2(g)＝CH3OH(g)。若使1:2的CO(g)與H2(g)的混合氣體有10%的轉化率，系統(tǒng)的壓力應是多大？已知() = kJ mol1，= kJ mol1，ΔCp=0 ?！?解法一： CO(g) + 2H2(g) = CH3OH(g)起始： 1mol 2mol平衡： Σn = molΔrGm? ()= RT ln K? ()24610 =ln K? ()，解得K? ()= ，解得 K? ()=106，解得P=274 P?解法二：根據(jù)GibbsHelmholtz方程，因為 ΔCp=0，所以ΔrHm? 不隨溫度變化，可看成常量：解得ΔrGm?()= kJmol1ΔrGm?()= RT ln K?()80600= ln K? ()，解得K? ()=106后面步驟同解法一。第三章 化學反應系統(tǒng)熱力學（章后練習題P155157）31 已知25℃時下列數(shù)據(jù)： 物 質 CH3OH(l) CH3OH(g) ( K) /(kJ mol1) ( K) /(J K1 mol1) 計算25℃時甲醇的飽和蒸氣壓p*。解：CH3OH(l)→CH3OH(g) ,=[()]T[]103= kJ mol1 =, =p*/ , p*=104Pa31．解：Δ=Δ(CH3OH(g))
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