第03章化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)熱力學(xué)習(xí)題及答案物理化學(xué)-資料下載頁
2025-08-05 10:12本頁面
【正文】 除去氧氣，可將氣體通過高溫下的銅，使發(fā)生下述反應(yīng)：2Cu(s)+O2(g)＝Cu2O(s)。已知此反應(yīng)的/(Jmol1)= 166732+(T/K)。今若在600℃時反應(yīng)達(dá)到平衡，問經(jīng)此手續(xù)處理后，氮氣中剩余氧的濃度為若干？解：2Cu(s)+O2(g)＝Cu2O(s) 600℃()，= 166732+= kJmol–1= RTln K? == 103= ln(PO2/ ) 解得，P(O2)=109 kPaP(O2)=c(O2)RT c(O2)= P(O2)/RT=109/()=1013molm3=1016moldm3解法二：（多數(shù)學(xué)生）先由= RTln K?解出K?，再由，解得。311 某合成氨廠用的氫氣是由天然氣CH4與水蒸氣反應(yīng)而來，其反應(yīng)為CH4(g)+H2O(g)＝CO(g)+3H2(g)。已知此反應(yīng)在1000K下進(jìn)行的=，如果起始時CH4(g)和H2O(g)的物質(zhì)的量之比為1:2，試計算當(dāng)要求CH4的轉(zhuǎn)化率為75%時，反應(yīng)系統(tǒng)的壓力應(yīng)為多少。解： CH4(g) + H2O(g)＝CO(g) + 3H2(g) 起始：1mol 2mol 0 0平衡： ∑nB= K?=Kn，=，解得P= kPa312 Ni和CO能生成羰基鎳：Ni(s)+4CO(g)=Ni(CO)4(g),羰基鎳對人體有危害。若150℃及含有w(CO)=，欲使w［Ni(CO)4］＜1109，問：氣體壓力不應(yīng)超過多大?,上述反應(yīng)150℃時， =106。解：當(dāng)w［Ni(CO)4］＝1109時，p［Ni(CO)4］= p(總) 109/, p(CO) = p(總) , ={ p［Ni(CO)4］/[ p(CO)]4}()3 求出p(總)= 106 Pa313 對反應(yīng) H2(g) + (g)== H2S(g) ，實驗測得下列數(shù)據(jù)：T /K 1023 1218 1362 1473 1667ln (1)求10001700K間反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變； (2)計算1500K反應(yīng)的,。解：以ln對1/T作圖斜率 /R=10674。 =–89kJ mol1,截距 /R= , = J K1 mol1 (1500K)= mol1, =314 AgNO3(s)分解反應(yīng)為AgNO3(s)=Ag(s)+NO2(g)+O2(g)，試求其分解溫度。 K的下列物質(zhì)的有關(guān)數(shù)據(jù)：物 質(zhì)AgNO3(s)Ag(s)NO2(g)O2(g) / (kJ mol1)00 / (J K1 mol1)解：AgNO3(s)＝Ag(s)+NO2(g)+O2(g)()= ()= kJmol–1()=++= JK1mol1=T=103= kJmol–1＞0，欲使AgNO3分解，需提高反應(yīng)溫度，當(dāng)＜0時的溫度為AgNO3開始分解的溫度：156990=T，解得T= K。若考慮分解壓力，當(dāng)分解壓為P?時，P(NO2)+P(O2)= P?則：= =T= RTln K?， =T，解得T= K315 已知反應(yīng) (CH3)2CHOH(g) = (CH3)2CO(g) + H2(g) 的ΔCp= J K1 mol1， K時的= ，= kJ mol1。寫出 lg= f (T)的函數(shù)關(guān)系式并求出(600K) 。 解：由Kirchhoff公式(T)=()+= 103 +()=103+ , 由范德霍夫方程 = = lnK?== + +C將T= K、K?= 代入上式=() + +C，解得C=所以ln K?= ++lgK?==將T=600K代入上式，解得(600K)= 316 潮濕Ag2CO3在100℃下用空氣流進(jìn)行干燥，試計算空氣流中CO2的分壓最少應(yīng)為多少方能避免Ag2CO3分解為Ag2O和CO2？ T= Ag2CO3(s) Ag2O(s) CO2(g)/ kJ mol1 / J K1mol1 Cp,m/ J K1mol1 解：()= +()()= kJmol1=+= JK1mol1()=()+ =+ ()()103 = kJmol1()= += JK1mol1(373K)=()+ = +()ln()== JK1mol1(373K)=(373K) T(373K)=103= kJmol1= RTlnK?= RTln[p(CO2)/]103= ln[P(CO2)/101325]，解得p(CO2)=219 Pa因為ΔrGm=RTln[Ja/K?]，Ja=P(CO2)/P?，K?=Peq(CO2)/P?，JaK? 時ΔrGm0， 即 P219Pa時，正向反應(yīng)不能進(jìn)行。17
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