化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)及化學(xué)平衡
三水錳礦 / 2021-10-01
化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)及化學(xué)平衡
化學(xué)熱力學(xué)的核心理論有三個(gè)：所有的物質(zhì)都具有能量，能量是守恒的，各種能量可以相互轉(zhuǎn)化；事物總是自發(fā)地趨向于平衡態(tài)；處于平衡態(tài)的物質(zhì)系統(tǒng)可用幾個(gè)可觀測(cè)量描述。
化學(xué)熱力學(xué)是建立在三個(gè)基本定律基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。熱力學(xué)第一定律就是能量守恒和轉(zhuǎn)化定律，它是許多科學(xué)家實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來(lái)的。一般公認(rèn)，邁爾于1842年首先提出普遍“力”(即現(xiàn)在所謂的能量)的轉(zhuǎn)化和守恒的概念。焦耳1840～1860年間用各種不同的機(jī)械生熱法，進(jìn)行熱功當(dāng)量測(cè)定，給能量守恒和轉(zhuǎn)化概念以堅(jiān)實(shí)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，從而使熱力學(xué)第一定律得到科學(xué)界的公認(rèn)。
1. 有一活塞，其面積為 60cm2，抵抗 3atm 的外壓，移動(dòng)了 20cm，求所作的功。
(1)用焦耳； (2)用卡來(lái)表示。
2. 1dm3 氣體在絕熱箱中抵抗 1atm 的外壓膨脹到 10dm3。計(jì)算：
(1)此氣體所作的功；(2)內(nèi)能的變化量；(3)環(huán)境的內(nèi)能變化量。
3. 壓力為 5.1atm，體積為 566dm3 的流體，在恒壓過(guò)程中，體積減少到 1/2，
(1)求對(duì)流體所作的功
(2)求流體的內(nèi)能減少 365.75kJ 時(shí)，流體失去的熱量？
4. 在一汽缸中，放入 100g 的氣體。此氣體由于壓縮，接受了 2940kJ 的功，向外界放出了2.09kJ 的熱量。試計(jì)算每千克這樣的氣體內(nèi)能的增加量。
5. 在 1atm、100℃時(shí)，水的摩爾汽化熱為 40.67kJ mol－1，求：1mol 水蒸汽和水的內(nèi)能差？
(在此溫度和壓力下，水蒸汽的摩爾體積取作 29.7dm3)
6. 某體系吸收了 3.71kJ 的熱量，向外部作了 1.2kJ 的功，求體系內(nèi)部能量的變化。
7. 某體系作絕熱變化，向外部作了 41.16kJ 的功， 求此體系內(nèi)能的變化量。
8. 有一氣體，抵抗 2atm 的外壓從 10dm3 膨脹到 20dm3，吸收了 1254J 的熱量，求此氣體的內(nèi)能變化？
9. 一理想氣體在恒定的一大氣壓下，從 10dm3 膨脹到 16dm3，同時(shí)吸熱 125.4J 的熱量,計(jì)算此過(guò)程的?U 和?H。
10. 在 300K 時(shí) 3mol 的理想氣體等溫膨脹，它的內(nèi)壓為 8atm，抵抗 2atm 的恒壓力作功，體積增加到 4 倍，試求 W、Q、?U 和?H。
11. 現(xiàn)有 2dm3氮?dú)庠?0℃及 5atm 下抵抗 1atm 的恒外壓作等溫膨脹，其最后的壓力為 1atm，
假設(shè)氮?dú)鉃槔硐霘怏w，求此過(guò)程的 W、?U、?H 及 Q。
12. 在 1atm 下，2molH2和 1molO2 反應(yīng)，在 100℃和 1atm 下生成 2mol 水蒸汽，總共放出了 115.8kJ?mol－1 熱量。求生成每摩爾 H2O(g)時(shí)的?H 和?U。
13. 在 25℃和恒壓下(1atm)，1/2molOF2 同水蒸氣反應(yīng)，反應(yīng)式如下：
OF2(g) + H2O(g) ? O2(g) + 2HF(g)
放出 161.35kJ?mol－1 的熱量，試計(jì)算每摩爾 OF2 同水蒸氣反應(yīng)的?H 和?U。
14. 當(dāng)反應(yīng): N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)在恒容的彈式量熱計(jì)內(nèi)進(jìn)行，放出熱量 87.2kJ?mol－1，計(jì)算：此反應(yīng)的?H 和?U 是多少？(25℃時(shí))
15. 已知 A + B→C + D ??Hº= －41.8kJ·mol－1
C + D→E ? ?Hº= 20.9 kJ·mol－1
試計(jì)算下列各反應(yīng)的?Hº
(1) C + D→A + B
(2) 2C + 2D→2A + 2B
(3) A + B→E
16. 計(jì)算下列三個(gè)反應(yīng)的?Hº、AGº298和?Sº，從中選擇制備丁二烯的反應(yīng)。
(1) C4H10(g) → C4H6(g)＋2H2(g)
(2) C4H8(g) →C4H6(g)＋H2(g)
(3) C4H8(g)＋1/2O2(g) → C4H6(g)＋H2O(g)
17. 利用附表中燃燒熱的數(shù)據(jù)，計(jì)算下列反應(yīng)的反應(yīng)熱?Hº298：
(1) C2H4(g) + H2(g) = C2H6(g)
(2) 3C2H2(g) = C6H6(I)
(3) C2H5OH(l) = C2H4(g) + H2O(l)
18. 已知反應(yīng)：
C(金鋼石) + O2(g) = CO2(g) ??Hº298=－395.01kJ·mol－1
C(石墨) + O2(g) = CO2(g) ??Hº298= －393.13kJ·mol－1
求：C(石墨)＝C(金剛石)的?Hº298=？
19. 從下列熱反應(yīng)方程式求出 PCl5(s)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成熱(溫度為 25℃)
2P(s) + 3Cl2(g) = 2PCl3(l) ??Hº=－634.5kJ·mol－1
PCl3(l) + Cl2(g) = PCl5(s) ??Hº= －137.1kJ·mol－1
20. 從下列數(shù)據(jù)計(jì)算 AgCl 在 25℃時(shí)標(biāo)準(zhǔn)生成熱。
Ag2O(s) + 2HCl(g) = 2AgCl(s) + H2O(l) ??Hº1=－324.4kJ·mol－1
2Ag(s) + 1/2O2(g) = Ag2O ??Hº2= －30.56kJ·mol－1
1/2H2(g) + 1/2Cl2 = HCl(g) ??Hº3 =－92.21kJ·mol－1
H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(l) ??Hº4 = －285.6kJ·mol－1
21. 根據(jù)硫生成 SO2，SO2在鉑的催化下，被氧化生成 SO3，SO3 溶于 H2O 生成 H2SO4(l)
等反應(yīng)，利用下面的數(shù)據(jù)；計(jì)算 H2SO4(l)的生成熱。已知：
SO2(g)的?Hfº=－296.6kJ·mol－1
SO2(g)＋1/2O2=SO3(g)的?Hº= －98.19kJ·mol－1
H2O(l)的?Hfº= －285.6kJ·mol－1
SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(l)的?Hº=－130.2kJ·mol－1
22. 利用附表中生成焓(?Hf ?)數(shù)據(jù)，計(jì)算下列反應(yīng)的?H ?
(1) 2Al(s) + Fe2O3(s) ? Al2O3(s) + 2Fe(s)
(2) SiH4(g) + 2O2(g) ? SiO2(s) + 2H2O(g)
(3) CaO(s) + SO3(g) ? CaSO4(s)
(4) CuO(s) + H2(g) ? Cu(s) + H2O(g)
(5) C2H4(g) + H2(g) ? C2H6(g)
23. 已知下列熱化學(xué)方程式
Fe2O3(s) + 3CO(g) ? 2Fe(s) + 3CO2(g) ??Hº1= －27.59kJ·mol－1
3Fe2O3(s) + CO(g) ? 2Fe3O4(s) + CO2(g) ??Hº2= －58.52kJ·mol－1
Fe3O4(s) + CO(g) ? 3FeO(s) + CO2(g) ??Hº3= + 38.04kJ·mol－1
不用查表，計(jì)算下列反應(yīng)的?Hº
FeO(s) + CO(g) ? Fe(s) + CO2(g)
24. 水蒸汽與石墨反應(yīng)得到 CO 和 H2O(水煤氣)，此反應(yīng)為
H2O(g) + C(石墨) ?CO(g) + H2(g)， 求此反應(yīng)的?Hº
25. 從乙醇、石墨和氫氣的燃燒熱來(lái)計(jì)算下列反應(yīng)的?Hº
2C(石墨) + 2H2(g) + H2O(l) ? C2H5OH(l)
若把反應(yīng)物 H2O(l)換成 H2O(g)，試求上述反應(yīng)的?Hº
26. 已知某溫度下，下列反應(yīng)的焓變化：
(1) 3H2(g) + N2(g) ? 2NH3(g) ??H= －92.4kJ·mol－1
(2) 2H2(g) + O2(g) ? 2H2O(g) ??H= －483.7kJ·mol－1
計(jì)算：反應(yīng) 4NH3(g) + 3O2(g) ? 2N2(g) + 6H2O(g)的焓變化。說(shuō)明在此溫度下，此正反應(yīng)是
吸熱還是放熱的。
27. 由下面的熱化學(xué)方程式，計(jì)算 CH4的標(biāo)準(zhǔn)生成焓。
(1) CH4 + 2O2 →CO2 + 2H2O(l) ??Hº= －890.3kJ·mol－1
(2) 2H2 + O2 →2H2O(l) ??Hº= －572.7kJ·mol－1
(3) C(石墨) + O2 ? CO2 ??Hº= －392.9kJ·mol－1
28. 丙酮 CH3COCH3 的?Hº為－256.7kJ·mol－1，溫度為25℃，計(jì)算：
(1)在一定壓力下的燃燒熱；
(2) 2g 丙酮燃燒所放出的熱量。
29. 預(yù)言下列從左到右的過(guò)程，熵是增加的還是減少的？
(1) H2O(s) → H2O(l) (2) C(s) + 2H2(g) → CH4(g)
(3) 2CO2(g) →2CO(g) + O2(g) (4) N2(g,1atm) → N2(g,2atm)
(5) CaCO3(s) + 2H+(aq) →Ca2+(aq) + CO2(g) + H2O(l)
(6) NaCl(s) →Na+(aq) + Cl－(aq)
30. 在 1atm 及 146.5℃下，AgI(?)=AgI(?)是一個(gè)可逆轉(zhuǎn)變。其轉(zhuǎn)換能是 6.395kJ?mol－1。問(wèn) 2mol
的 AgI(?)變?yōu)?AgI(?)，其熵的變化量?S 是多少？
31. 指出下列(1)、(2)、(3)中各對(duì)過(guò)程中，哪一個(gè)熵變更大？試解釋。
(1) 0℃的冰變 0℃的水蒸汽與 0℃的水變成 0℃的水蒸汽；
(2) 一液體在比已知溫度下的蒸汽壓要低的外壓情況下變成氣體與一液體在與已知溫度
下的蒸汽壓相等的外壓情況下變成氣體；
(3) 一氣體從 30℃可逆地加熱到 70℃與一同樣的氣體從 30℃不可逆地加熱到 80℃。
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32. 計(jì)算 25℃由氧及氫生成水蒸汽的熵變化，已知 O2 的 S ?是 204.8J·mol－1?K－1，H2 的 S ? 是 130.5J?mol－1?K－1，H2O 的 S ? 是 188.5J?mol－1?k－1。
33. 正己烷的沸點(diǎn)為 68.7℃，在沸點(diǎn)時(shí)，汽化熱為 28.83kJ?mol－1，若 1mol 該液體完全汽化
成飽和蒸汽時(shí)，其熵變化若干？
34. 在一個(gè)很大的室內(nèi)，保持空氣在 294K，室外的空氣在 250K 時(shí)，一小時(shí)由壁向外傳5058kJ 的熱量。求：
(1)室內(nèi)的空氣， (2)室外的空氣， (3)宇宙三者的熵變化？
35. (1)求 1g 0℃的冰熔化成同溫度的水時(shí)，熵的增量？(其中冰的溶解熱為 334.4J?g－1)
(2)求 1atm 下，100℃時(shí) 1g 水蒸發(fā)成同溫度的水蒸氣時(shí)熵的增量？(其中水的汽化熱為2.253kJ·g－1)
36. 一定量的理想氣體，在一獨(dú)立的體系中，溫度為 400K 時(shí)，作等溫可逆膨脹。在此過(guò)程中，從熱源吸入 836J 熱量，求：
(1)氣體的熵變化， (2)熱源的熵變化， (3)宇宙的熵變化。
37. 判斷下列說(shuō)法是否正確？為什么？
(1) 自發(fā)過(guò)程是體系的熵減少的過(guò)程；
(2) 在溫度、壓力不變時(shí)，自發(fā)過(guò)程為只作 pV 功時(shí)的自由能增加的過(guò)程；
(3) 自發(fā)過(guò)程是吸熱反應(yīng)的過(guò)程。
38. 下列反應(yīng)是放熱反應(yīng)：CH4(g) + Cl2(g) →CH3Cl(g) + HCl(g)
試判斷哪一個(gè)反應(yīng)方向是自發(fā)進(jìn)行的方向。
39. (1)甲烷和硫化氫的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)：CH4(g) + 2H2S(g) →CS2(g) + 4H2(g)
升高溫度，對(duì)反應(yīng)有什么影響？
(2)氯氣和氧氣之間的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)：2Cl2(g) + O2(g) →2Cl2O(g)
升高溫度，對(duì)反應(yīng)有什么影響？
40. 對(duì)于 298K 時(shí)的 CO2和石墨的反應(yīng)：CO2(g) + C(石墨) ≒2CO(g)
??Hº= +172.3kJ·mol－1
??Sº= +175.3J·mol－1K－1
試說(shuō)明：
(1)此反應(yīng)的?S 為正值的理由。
(2)問(wèn)此反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行(用計(jì)算來(lái)說(shuō)明)。
(3)試求在什么溫度以上，此反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。
41. 已知反應(yīng)(1)、(2)的?G ?298 分別為?Gº1＝ －142.0kJ·mol－1，?Gº2= －113.6kJ·mol－1
(1) 16H+ + 2MnO4－+ 10Cl－ →5Cl2(g) + 2Mn2+ + 8H2O(l)
(2) Cl2(g) + 2Fe2+ →2Fe3+ + 2Cl－
試求下面反應(yīng)的?Gº
8H+ + MnO4－ + 5Fe2+ →5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O(l)
42. 已知：H2O2(l)：?Gfº= －118.0kJ·mol－1
H2O(l)：?Gfº= －236.4kJ·mol
求下面反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)自由能的變化
H2O2(l)＝H2O(l)＋1/2O2(g)
43. 已知：
CH4(g) O2(g) CO2(g) H2O(l)
??Hº －74.82 － －392.9 －285.5 (kJ·mol－1)
Sº 186.01 49.0 51.06 16.75 (J·mol－1?K－1)
試求下面反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)自由能的變化?Gº298
CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(l)
44. 已知：CH3OH(g)：?Gº298= ?162.6kJ·mol－1
CO(g)：?Gº298= 135.9kJ·mol－1
試求下面反應(yīng)的?Gº298k
CO(g) + 2H2(g) ? CH3OH(g)
45. 計(jì)算下面反應(yīng)在 25℃時(shí)的?Gº、?Hº、?Sº。
1/2H2(g) + 1/2Br2(g) →HBr(g)
46. 計(jì)算下面反應(yīng)的?Gº(在 25℃時(shí))
2C2H6(g) + 7O2(g) →4CO2(g) + 6H2O(l)
47. 已知：Fe3O4 的?Hfº= -1.117×10³kJ·mol－1,??Gfº= 1.014×10³kJ·mol－1
計(jì)算 25℃時(shí)下面反應(yīng)的?Gº、?Hº、?Sº。
Fe3O4(s) + 4H2(g) →3Fe(s) + 4H2O(g)
48. 已知：
H2(g) + 1/2O2(g)≒ H2O(l) ??Gº= 237.13kJ·mol－1
H2O(g) + Cl2(g) ≒2HCl(g) + 1/2O2(g) ??Gº= 38.1 kJ·mol－1
H2O(l)≒ H2O(g) ??Gº= 8.58 kJ·mol－1
計(jì)算 HCl(g)在 25℃時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)生成自由能。
49. 由鐵礦石生產(chǎn)鐵有兩種可能途徑：
(1) Fe2O3(s) + 3C(s) → 2Fe(s) + 3CO2(g)
(2) Fe2O3(s) + 3H2(g) → 2Fe(s) + 3H2O(g)
上述哪個(gè)反應(yīng)可在較低的溫度下進(jìn)行？
50. 利用 298K 時(shí)的下列數(shù)據(jù)，估計(jì)在 1atm 下，F(xiàn)e2O3 能用碳來(lái)還原的溫度。
2C + O2 ＝ 2CO ? ?rHmº= 221kJ·mol－1
2Fe + 3/2O² ＝ Fe2O3 ? ?rHmº= 820kJ·mol－1
Sº(C)=5.5J·mol－1?K－1 ?Sº(O2)=205J·mol－1?K－1
Sº(Fe2O3)=180J·mol－1?K－1 Sº(Fe)=27J·mol－1?K－1
Sº(CO)=198J·mol－1?K－1
51. 利用問(wèn)題 50 中對(duì)于反應(yīng) C＋O2＝2CO 所給數(shù)據(jù)和下列數(shù)據(jù)
Ti + O2 ＝ TiO2 ??Hº=－912kJ·mol－1
Sº(Ti)=30J·mol－1?K－1 Sº(TiO2)=50.5J·mol－1?K－1
估計(jì)反應(yīng) TiO2 + 2C = Ti + 2CO 的溫度(以 K 為單位)
52. 氧化銀和氧化銅在室溫下是穩(wěn)定的，但在高溫空氣中不穩(wěn)定。試計(jì)算在含氧 20％（體積）的空氣中，Ag2O 和 CuO 發(fā)生分解的最低溫度。（假設(shè)?H ?和?S ?不隨溫度而變化）
53. 計(jì)算下列兩個(gè)反應(yīng)??Hº、??Gº298 和?Sº，并討論用焦炭還原煉制金屬鋁的可能性。
2Al2O3(S)＋3C(s) == 4Al(s)＋3CO2(g)
Al2O3(S)＋3CO(s) == 2Al(s)＋3CO2(g)
54. 寫(xiě)出平衡常數(shù) Kc 的表達(dá)式(由各單質(zhì)氣體生成下面的 1mol 氣體化合物)：
(1)NO， (2)HCl， (3)NH3， (4)ClF3， (5)NOCl。
55. 寫(xiě)出下列各可逆反應(yīng)的平衡常數(shù) Kc的表達(dá)式
(1) 2NaHCO3(s) ≒Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g)
(2) CO2(s)≒ CO2(g)
(3) (CH3)2CO(l) ≒(CH3)2CO(g)
(4) CS2(l) + 3Cl2(g) ≒CCl4(l) + S2Cl2(l)
(5) 2 Na2CO3(s) + 5C(s) + 2N2(g) ≒4NaCN(s) + 3CO2(g)
56. 在 1120℃時(shí) CO2 + H2 ≒CO + H2O 之 Kp=2
2CO2 ≒CO + O2 之 Kp=1.4×10-¹²
求：H2 + 1/2O2≒ H2O 的 Kp。
57. 已知：2800K 時(shí)反應(yīng) CO + 1/2O2→ CO2 的平衡常數(shù) Kp=6.443。
求同溫度下，下列反應(yīng)(1)、(2)的 Kp。
(1) 2CO + O2 → 2CO2
(2) CO2 → CO + 1/2O2
58. 某氣體 X2Z 在通常的溫度下穩(wěn)定，但當(dāng)加熱時(shí)，部分離解成氣體 Z，假設(shè)一氣體 X2Z樣品的最初狀態(tài)為 27℃和 1atm，把它放入一固定體積的長(zhǎng)頸瓶中，加熱到 627℃，如果壓強(qiáng)
增加到 4.20atm，問(wèn) X2Z 的離解度為多少？
59. 在 550℃，平衡時(shí)總壓強(qiáng)為 1atm，光氣 COCl2部分離解為 CO 和 Cl2。離解后混合氣體每升重 0.862g，求光氣的離解度？
60. 在 800℃到 1200℃之間，磷蒸氣由 P4和 P2混合組成。在 1000℃和 0.200atm 下，磷蒸氣的密度為 0.178g.dm－3。問(wèn)在此條件下，P4離解成 P2 的離解度是多少？
61. 3dm3 的瓶?jī)?nèi)裝有壓強(qiáng)為 0.5atm 的氯氣，再加入 0.1mol 的 PCl5。求在 250℃時(shí) PCl5的離解度。(PCl5 PCl3 + Cl2，當(dāng) t=250℃時(shí)，Kp=1.78)
62. 一平衡體系 N2O4(g) 2NO2(g)。在某溫度和 1atm 時(shí) N2O4的離解百分率為 50％，
問(wèn)壓強(qiáng)增加至 2atm 時(shí)，N2O4的離解百分率為多少。
63. 設(shè)有 1.588g 的 N2O4，按下式進(jìn)行部分解離 N2O4 2NO2 在 25℃時(shí)達(dá)到平衡后，體積為 0.500dm3，總壓強(qiáng)維持 760mmHg，求 25℃時(shí) N2O4的離解度？
64. 在 45℃時(shí) N2O4(g) 2NO2(g)的平衡常數(shù) Kc=0.0269。如果 2.50?10－3mol 的 NO2放入一個(gè) 0.35dm3 的長(zhǎng)頸瓶中，平衡時(shí)，NO2和 N2O4的濃度各為多少？
65. 在 600K 時(shí)，反應(yīng) NH3(g) 1/2N2(g)+3/2H2(g)的平衡常數(shù) Kc=0.395。如果把1.00gNH3 注入 1.00dm3 的容器中，在 600K 達(dá)到平衡，問(wèn)將會(huì)產(chǎn)生多大的壓強(qiáng)？
66. COCl2光氣在足夠高的溫度下可以部分分解成氣體 CO 和 Cl2。在一實(shí)驗(yàn)中，把 0.631g的 COCl2 注入 0.472dm3 的容器中，在 900K 時(shí)產(chǎn)生的總壓強(qiáng)為 1.872atm。試計(jì)算光氣的離解
百分?jǐn)?shù)？
67. 有一反應(yīng)：2X + Y ＝ X2Y(X、Y、X2Y 都為氣體)?，F(xiàn)把 3molX 和 3molY 放入 1dm3容器中，平衡時(shí)，X2Y 為 0.6mol，求：
(1)平衡時(shí) X，Y 各為多少摩爾？
(2)平衡常數(shù) Kc、Kp(若在 100℃達(dá)到平衡)。
68. 反應(yīng) XY2 ＝ X + 2Y 中三種皆為理想氣體。在體積為 10.0dm3 的容器中，起初 XY2 有0.40mol，現(xiàn)加入催化劑，使 XY2離解。達(dá)到平衡時(shí)，混合物的壓強(qiáng)為 1.20atm,溫度為 300K， 求 Kp。
69. 反應(yīng) Fe3O4 + CO ＝ 3FeO(s) + CO2，在溫度為 600℃時(shí)平衡常數(shù) Kp為 1.15。若混合物原先有 1mol 的 Fe3O4、2mol 的 CO、0.5mol 的 FeO 和 0.3mol 的 CO2，如果總壓是 5atm，求
平衡時(shí)各物質(zhì)的摩爾數(shù)？
70. 在溫度為 1482.53K，總壓為 10atm 時(shí)，蒸氣平衡時(shí)的質(zhì)量組成為：Na(g) 71.30%，Na2(g) 28.70%,計(jì)算此反應(yīng) 2Na(g) Na2(g)的 Kp值。
71. 在 250℃時(shí)，為要在 1dm3 容器中生成 0.1mol?dm－3 的氯氣，需通入 PCl5 若干摩爾？
Kp=1.78
72. 合成氨的原料中，氮和氫的摩爾比為 1:3。在 400℃和 10atm 下平衡時(shí)，可產(chǎn)生 3.85%的 NH3(體積百分?jǐn)?shù))，求：
(1)反應(yīng) N2 + 3H2≒2NH3 的 Kp。
(2)如果要得到 5％的 NH3，總壓需要多少？
(3)如果將混合物的總壓增加到 50atm，平衡時(shí) NH3 的體積百分?jǐn)?shù)為多少？
73. 已知下列反應(yīng)的在不同溫度下平衡常數(shù)，求正反應(yīng)是吸熱還是放熱的，并解釋之。
H2(g) + I2(g)≒ 2HI(g)
74. 下列可逆反應(yīng)達(dá)到平衡：
2A(g) + B(g) C(g)。在兩升的容器內(nèi)反應(yīng)物 A 的量為 1.2mol，B 的量為 0.8mol(初 始)。達(dá)到平衡后，A 的量為 0.9mol，求此反應(yīng)的 Kc。
75. 把 1.0g 的 PCl5 放入 250cm3 的長(zhǎng)頸瓶中，長(zhǎng)頸瓶加熱到 250℃，PCl5 離解并達(dá)到平衡，PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g)。在平衡時(shí) Cl2 的量為 0.25g，問(wèn)在 250℃時(shí)，這個(gè)離解反應(yīng)的
Kc為多少？
76. 在一定的溫度下，SO2和 O2 作用生成 SO3的反應(yīng)，其平衡常數(shù)為 Kp=2.25,設(shè)在該溫度下參加反應(yīng)的 SO2為 5mol，O2 為 4mol，要使平衡時(shí)有 80％的 SO2 轉(zhuǎn)變?yōu)?SO3，問(wèn)反應(yīng)的總
壓應(yīng)當(dāng)是多少？
77. 在 27℃和 1atm 下，NO2 相對(duì)于 H2 的密度為 38.34，求：
(1) NO2 的轉(zhuǎn)化率為多少？
(2)這溫度下的平衡常數(shù) Kc，Kp 為多少？(2NO2 N2O4)
78. 固體碳酸銨按如下的方程式分解：
(NH4)2CO3(s) ≒2NH3(g) + CO2(g) + H2O(g)
在某一高溫下，NH3、CO2和 H2O 氣體的總壓是由純的固體碳酸銨分解產(chǎn)生。在平衡時(shí)，其總壓為 0.400atm，
(1)計(jì)算此反應(yīng)的平衡常數(shù)。
(2)如果 pH2O 通過(guò)外界手段調(diào)到 0.200atm，在(NH4)2CO3(s)還有留存的情況下 pNH3 和 pCO2的壓強(qiáng)為多少？
79. 為測(cè)定 445℃時(shí)反應(yīng) H2(g) + I2(g) 2HI(g)的平衡常數(shù)，把 0.915gI2 和 0.0197gH2 在 445℃時(shí)反應(yīng)直至平衡建立，還留下 0.0128g H2沒(méi)有反應(yīng)。
計(jì)算此反應(yīng)的平衡常數(shù) Kc。
80. 在 T=750K，p=300atm，分子比 H2；N2=3：1 時(shí)，反應(yīng)：
1/2N2＋3/2H2≒ NH3的 Kp=0.00658。設(shè)最初摻有惰性氣體的原料氣共有 2mol，通過(guò)計(jì)算說(shuō)明當(dāng)惰性氣體之摩爾分?jǐn)?shù)分別為 0.08，0.20，0.40 時(shí)，對(duì)平衡的影響。
81. 從實(shí)驗(yàn)得知五氯化磷蒸氣能分解如下：PCl5(g)≒ PCl3(g) + Cl2(g)
長(zhǎng)頸瓶中起先只含純 PCl5，在 2atm 下加熱到 250℃時(shí)有 69％PCl5(g)離解，計(jì)算在 250℃時(shí)，此離解反應(yīng)的 Kp。
82. 在一個(gè)真空容器中，混合 2mol 的 CH4氣體和 1mol 的 H2S 氣體，當(dāng)加熱到 727℃時(shí)，氣體反應(yīng) CH4 + 2H2S CS2 + 4H2 建立了平衡，這個(gè)容器內(nèi)的總壓是 0.9atm，氫氣的
分壓是 0.2atm，求這個(gè)容器的體積。
83. 對(duì)于合成氨的反應(yīng)：(N2:H2＝1:3)
N2 + 3H2 2NH3 在 500℃時(shí)平衡常數(shù) Kp=1.5×10－5(atm)。求壓強(qiáng)為 p=300atm 時(shí)，達(dá)到平衡時(shí)的氨的摩爾分?jǐn)?shù)。
84. 在反應(yīng) CO + Cl2 ≒COCl2 中，CO 與 Cl2以相同的摩爾數(shù)相互作用，當(dāng)平衡時(shí)，CO 僅剩下一半，如果反應(yīng)前混合物的總壓為 1atm，平衡時(shí)氣體總壓為多少？
85. 在 25℃，1atm 時(shí) N2O4和 NO2 的平衡混合物的密度為 3.18g?dm－3,求：
(1)混合氣體的平均分子量。 (2)該條件下 N2O4的離解度。
(3)NO2 和 N2O4的分壓。 (4)反應(yīng) N2O4 2NO2 的平衡常數(shù) Kp。
86. 固態(tài)的 NH4HS 分解時(shí)建立下列平衡：
NH4HS(s) ≒NH3(g) + H2S(g)
當(dāng) 25.9℃時(shí)，平衡的氣體總壓是 0.658atm。假設(shè)在此溫度下，固體 NH4HS 在密閉容器中分解，瓶?jī)?nèi)原有 0.45atm 的 H2S 存在，求平衡時(shí)各氣體的分壓。
87. 在 1000℃時(shí) FeO + CO≒ Fe + CO2 的 Kp=0.403，求欲得 1molFe 需通入多少摩爾CO？
88. 在 8.2℃時(shí)將 0.5mol 的 N2O4溶于 450cm3 的 CHCl3 中，分壓達(dá)到平衡，問(wèn)平衡時(shí)溶液中 NO2的濃度若干？已知在 8.2℃時(shí) N2O4 2NO2 的平衡常數(shù) Kc=1.08?10－5。
89. 由 1.5mol 的 NO、1.0mol 的 Cl2 和 2.5mol 的 NOCl 混合在 15dm3 的容器中，在 230℃反應(yīng)為 2NO(g) + Cl2(g) ? 2NOCl(g)。平衡時(shí)，NOCl 為 3.06mol，試計(jì)算：
(1)平衡時(shí) NO 的摩爾數(shù)。
(2)平衡常數(shù) Kc、Kp。
90. 在一定溫度下，一定量的 PCl5 的氣體體積為 1dm3，此時(shí) PCl5 有 50％解離為 PCl3 和Cl2，用質(zhì)量作用定律說(shuō)明在下列情況下，解離度是增加還是減少？(此時(shí)壓強(qiáng)為 1atm)
(1)降低壓強(qiáng)，使體積變?yōu)?2dm3。
(2)保持體積不變，加入 N2，使壓強(qiáng)為 2atm。
(3)保持壓強(qiáng)不變，加入 N2 使體積為 2dm3。
(4)保持壓強(qiáng)不變，加入 Cl2使體積變?yōu)?2dm3。
(5)保持壓強(qiáng)不變，加入 PCl3 使體積變?yōu)?2dm3。
91. 溴化亞硝酰(NOBr)是一種氣態(tài)化合物，能由下面的反應(yīng)生成：2NO+Br2 2NOBr。 在 25℃時(shí)，這個(gè)反應(yīng)的平衡常數(shù)為 116(atm)－1，這時(shí)所有的物質(zhì)都為氣態(tài)物質(zhì)。這個(gè)反應(yīng)是
放熱的，
(1)假設(shè)這些物質(zhì)都引入了一個(gè)反應(yīng)室中，各自的分壓為：NOBr：0.8atm；NO：0.4atm；Br2：0.2atm；這樣會(huì)不會(huì)發(fā)生反應(yīng)？如果會(huì)，是 NOBr 的凈生成還是它的凈分解？試解釋。
(2)在 25℃建立平衡后溫度升高到 100℃，由于溫度變化，NOBr 是凈生成還是凈分解？
試解釋。
(3)假設(shè)氦注入在 25℃上式反應(yīng)已達(dá)到平衡的長(zhǎng)頸瓶中，直至長(zhǎng)頸瓶的壓強(qiáng)為平衡時(shí)的兩倍，對(duì)于存在的 NOBr 的量有否影響？
92. 計(jì)算 C(石墨) + 2H2(g) ＝ CH4(g)，在 25℃時(shí)的平衡常數(shù)。
已知?Hº= －74.78kJ·mol－1， ?Sº= —80.59J·mol－1?K－1。
93. 在 1200K 和石墨存在的情況下，CO2(g) + C(石墨) 2CO(g)。平衡混合物中 CO占摩爾分?jǐn)?shù)為 98.3%，CO2 占 1.69%，總壓為 1atm，問(wèn)：
(1) CO 和 CO2 分壓為多少？
(2) 平衡常數(shù) Kp為多少？
(3) 此反應(yīng)的?G 為多少？
94. 求下列各反應(yīng)的?G ? 和平衡常數(shù) K，（所需數(shù)據(jù)，見(jiàn)附表)
(1) 4I?(aq) + O2(g) + 4H+≒2H2O(l) + 2I2(g)
(2) CO(g) + 2H2(g)≒ CH3OH(l)
(3) 3H2(g) + SO2(g) ≒H2S(g) + 2H2O(l)
(4) Ca(s) + CO2(g) ≒CaO(s) + 2CO(l)
95. 在 448℃時(shí)反應(yīng) H2(g) + I2(g) 2HI(g)的 Kp=66.9，在 350℃該反應(yīng)的 Kp=50.0。
(1) 計(jì)算在這個(gè)溫度范圍內(nèi)的?Hº
(2) 計(jì)算在這兩個(gè)溫度下，反應(yīng)的?Gº
96. 在 700K 時(shí)，反應(yīng)：CO(g)+2H2(g) ≒CH3OH(g)的?G∅700 = －13.46kJ.mol－1，計(jì)算此反應(yīng)的 Kp 值。
97. 在 395℃時(shí)反應(yīng) COCl2(g) ≒CO(g) + 2H2(g) 的 Kp 為 4.56×10－2，計(jì)算此反應(yīng)的?G 668。
98. N2O4(g) ≒2NO2(g)平衡體系的 Kp和溫度 t℃的關(guān)系如下：
| Kp |
0.141 |
0.308 |
0.628 |
| t(℃) |
25 |
35 |
45 |
(1) 將 lgKp 對(duì) 1/T 作圖 (2) 從直線的斜率求?Hº
(3) 計(jì)算每一個(gè)溫度的?Gº
(4) 計(jì)算每一個(gè)溫度的?Sº
99. 已知 BaO(s) + H2O(l) = Ba(OH)2(s) ??rHm∅ = －103kJ·mol-1
Ba(OH)2(s) + aq ←→ Ba2+(aq) + 2OH-(aq) ??rHm∅= －52kJ·mol-1
Ba(OH)2·8H2O(s) + aq = Ba2+(aq) + 2OH-(aq) ??rHm = ＋64kJ·mol-1
請(qǐng)回答下列問(wèn)題。若能，給出答案；若不能，簡(jiǎn)述原因。
(1) 能求得 BaO(s)的溶解熱嗎？
(2) 能求得 Ba(OH)2(s)轉(zhuǎn)變成 Ba(OH)2·8H2O 能量變化嗎？
(3) 能求得“O2?”(s) + H2O(l) = 2OH?
(s)的能量嗎？
(4) 能求得“O2?”(s) + aq ? 2OH?
(s)的能量嗎？
22
100. 在 298.15K 時(shí) CaSO4·2H2O(s)、CaSO4(s)、H2O(l)的標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯函數(shù)分別為：?1796、 ?1320、?237(kJ·mol?1)，水的飽和蒸氣壓為 3575Pa。
(1) 判斷在 298.15K 時(shí)，將 CaSO4·2H2O(s)放入飽和水蒸氣的空氣中是否會(huì)分解。
(2) 求 298.15K 時(shí) CaSO4·2H2O(s)的分解壓力。
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