相平衡化学平衡补充练习题.doc

第4章 相平衡
一、 填空题
1. 碳酸钠与水可形成三种化合物:Na2CO3、H2O(s), Na2CO3、7H2O(s), Na2CO3、10H2O(s)。 在100kPa下,能与碳酸钠水溶液、冰平衡共存得含水盐有
种,这种(或这些)含水盐就是 。
(1, Na2CO3、10H2O(s))
2. 碳在高温下还原氧化锌达到平衡后,体系中有ZnO(s),C(s),Zn(g),CO(g)与CO2(g)五种物质存在,已知存在如下两个独立得化学反应:
ZnO(s)+C(s)=Zn(g)+CO(g)
2CO(g)=CO2(g)+C(s)
则Zn(g),CO(g)与CO2(g)得平衡压力PZn(g),PCO(g)与PCO2(g)之间得关系为 ,组分数 ,相数 ,自由度数 ,举出独立变量如下 。
(PZn(g)＝PCO(g)＋2PCO2(g),C=2, P=3, f=1)
3.将固体NH4Cl(s)放入真空容器中,在某温度下达到分解平衡时
NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)
体系得组分数为 ,相数为 ,自由度数为 。
(1,2,0)
4.盐AB(s)与H2O可以形成以下几种稳定水合物: AB、H2O(s),2AB、5H2O(s),
2AB、7H2O(s)与AB、6H2O(s),这个盐水体系得组分数为( ),有( )个
低共熔点,最多可有( )相同时共存。 (2, 5,3)
5.有完全互溶得双液系统A－B得沸点－组成图如下:
(1) 当深度为X1得溶液在封闭系统中恒压加热就是,溶液得泡点(开始沸腾)得温
度为 ,露点(液相完全消失)得温度为 。
(2)指出:当系统分别处于Q点与Q’点所示得状态时,
系统得状态得相同之处就是 ,不同之处
就是 。
(3) M点得自由度数f= 。
((1) TM, TN; (2) 所处得T,P相同;气液两相得组成yB,xB不相同;达两相平衡时,
汽液相得相对量不同;(3) f=1)
6.有理想气体反应:
A(g) +2B(g) → C(g)
在等温与总压不变得条件下进行,若原料气体中A与B得物质得量之比为1:2,
达平衡时系统得组分数C＝ ,自由度数f＝ 。当温度一定
时,增大压力则k0 (填增大、减小或不变),平衡将 移
动(填向左、向右或不)。
7. 含有K2SO4与NaNO3得水溶液,其组分数C= ; 若在温度与压力一定得条件下,此系统最多能有 相共存。
8.在密闭容器中,NaCl得饱与溶液与其水蒸汽呈平衡,并且存在着从溶液中析出得细小NaCl晶体,则该系统中得组分数C= , 相数P= , 自由度数F= 。
9.在右图所示得水得平衡相图中,
线就是水得蒸发曲线;
线就是冰得升华曲线;
线就是冰得熔化曲线;
点就是水得三相点。
10.饱与蒸气压不同得两种液体形成理想液态混合物成气-液平衡时,易挥发组分在气相中得相对含量 (大于、等于、小于)它在液相中得相对含量。
11.在101、325 kPa外压下,水得沸点为100℃, 氯苯得沸点为130℃。水与氯苯组成得完全不互溶系统得共沸点一定 100℃、 130℃。(填大于、等于、小于)
12.液相完全互溶得二组分系统气-液平衡相图其蒸气压-组成曲线上若出现最高点,该点得气相组成为yB,液相组成为xB,则yB xB。(填大于、等于、小于)
填空题参考答案
1, Na2CO3、10H2O(s) 2、 PZn(g)＝PCO(g)＋2PCO2(g),C=2, P=3, f=1,T或P 3、 1,2,0
4、 2, 5,3 5 (1) TM, TN; (2) 所处得T,P相同;及气液两相得组成yB,xB相同;达两相平衡时,汽液相得相对量不同;(3) f=1 6、( C=1; f=0; 不变; 向右)
7、 (3,3) 8、 (2,3,1) 9、OC,OB,OA,O 10、 (大于)
11 (小于) 12 、 (等于)
二、选择题
1.一定温度下,二元理想溶液中若纯B得饱与蒸汽压大于纯A得饱与蒸汽(PB0>PA0),则当XB增大气液两相达平衡时,系统压力
A． 不变 B。减小
C.增大 D。 不一定
2.组分A与组分B形成完全互溶系统,在一定温度下,若纯B得饱与蒸汽压大于纯A得饱与蒸汽压(PB0>PA0),当此组分构成得混合液,处于气液平衡时
A． yB>xB B。 yB<xB
C. yB=xB D。 都有可能

3. 在一定温度下,在水与CCl4组成得互不相溶得系统中,向水层中加入1:1得KI与I2,此系统得自由度数就是
A、 1 B、 2
C、 3 D、 4
4. 室温下氨基甲酸铵分解反应为
若在300 K时向体系中加入一定量得NH2CO2NH4固体,则此系统得物种数S与组分数C应为
A、 S=1, C=1 B、 S=3, C=2
C、 S=3, C=1 D、 S=3, C=3
5. 将1 mol N2与 1 mol O2 放在一密闭得容器中,发生了如下得气相反应N2+O2=2NO,则此系统得组分数与自由度数为
A、 C=1, F=2 B、 C=2, F=3
C、 C=3, F=4 D、 C=1, F=1
6. 将克拉贝龙方程用于H2O(l)与H2O(S)两相平衡,随着压力得增长,H2O得凝固点将:
A、 上升 B、 下降
C、 不变 D、 无法判断
7.当克拉贝龙方程用于纯物质两相平衡时,下列说法哪个正确:
A、p不随温度而变化 B、p随温度得升高而降低
C、 p随温度得升高而升高 D、 p随温度得升高可降低可升高
8.由A、B二组分组成一理想液态混合物。若PA* < PB*,则系统总蒸气压P总有
A、 P总> PA* B、 P总< PA*
C、 P总= PA* + PB* D、 PA* < P总< PB*
9.对于二组分系统能平衡共存得最多相数为
A、 1 B、 2
C、 3 D、 4
10. 由2 mol A与2 mol B形成理想液态混合物,PA* = 90 kPa, PB* = 30 kPa。则气相摩尔分数之比yA:yB为
A、 3:1 B、 4:1
C、 6:1 D、 8:1

11. 在二组分固-液相图(右图)中,当系统从
物系点P冷却到点L时,系统将出现
A. A(s)、E(l)、C(s)三相共存
B. B(s)、D(l)、C(s)三相共存
C. C(l)
D. C(s)
11
T/KK
A x→ B
12.如图所示得二组分凝聚系统得相图中,相区1中平衡共存得相就是:
A． 液相与纯A(s)
1
B.液相与纯B(s)
C.一对共轭液态溶液
D.液相与低共熔混合物(B)
选择题参考答案
1、 C 2、 D 3、 B 4、 C 5、 A
6、 B 7、 D 8、 D 9、 D 10、 A
11、 D 12、 B
(三)讨论习题
1.右图为二元物系A,B在100kPa下得沸点－组成图。
(1) 指出各区得相态;
(2) 有4mol得A(l)与1mol得B(l)得混合物在100kPa下80℃达平衡时
① 平衡体系中, 有几个相？各相得组成(以B得摩尔分数来表示)分别为多少？
② 各相物质得量各为多少摩尔？
③ 求80℃A(l)得饱与P0A与B得亨利常数kB与A(l)得汽化热ΔH(汽化热不随温度变化)
设:蒸汽可视为理想气体混合物,在稀溶液范围内,溶液遵从稀溶液规律。
解:(1) 如图
(2) ① 组成为D得蒸汽Û 组成为C得液相, 两相平衡
蒸汽D, yB=0、4
液体C, xB=0、04
② 杠杆规则
∵ n=5 mol
∴ nl=(0、2/0、36)5=2、78 mol
ng=n-nl=2、22 mol
③ A得气相中得分压PA,遵从道尔顿分压定律, PA=P总yA (1)
平衡液相xB=0、96,B作为溶质,A作为溶剂,从拉乌尔定律,PA=PA0xA (2)
由 (1), (2) 得
80℃,
从图中瞧出纯A得沸点为 100℃
由克－克方程:
解出 ΔH汽化(A)＝25、725 kJ、mol-1
(3)同理,PB=P总yB =kBxB (亨利定律)
解得

2.有二元凝聚系统相图如右图所示。
已知A、B可生成化合物。
(1)写出A与B生成稳定化合物
与不稳定化合物得组成;
（2） 相图上条件自由度为0
得线 ;
（3） 据此二元凝聚系统相图填
写下面得表格:
区域
相数
相态
自由度
1

2

3

4

5

6

(4) 画出从物系点O®O’得步冷曲线,并说明冷却过程得相变化。
解:(1)生成稳定化合物AB与不稳定化合物A2B
（2） 图上条件自由度为0得线 HEI、LMN、DJK
（3） 此二元凝聚系统相图填写得表格:
区域
相数
相态
自由度
1
1
α
2
2
2
α+A2B(S)
1
3
2
l+α
1
4
2
l+ A2B(S)
1
5
2
A2B(S)+ AB(S)
1
6
2
l+ AB(S)
1
第5章 化学平衡
一． 填空题:
1． 已知718K时Ag2O(s)得分解压力为209、743´102kPa,则此时分解反应Ag2O(s) = 2Ag(s) + 1/2 O2(g) 得△rGm0为 。
2． 反应,当H2因反应消耗了0、3mol时,反应进度x应为 。
3． 在温度T时,某理想气体反应A(g) + B(g) = C(g) + M(g),其标准平衡常数为0、25,以A:B=1:1得混合气体发生反应,则A得理论转化率为 。
4． 1000K时CO(g) + 1/2 O2 (g) = CO2 (g) K0p,1 = 1、659´1010
C(s) + CO2 (g) = 2CO (g) K0p,2 = 1、719
则反应 C(s) + 1/2 O2 (g) = CO (g) 得K0p,3为 。
5． 将NH4Cl(s) 置于抽空容器中,加热到597K,使NH4Cl(s)分解,NH4Cl(s) = NH3(g) + HCl(g)达平衡时物系总压力为101、325kPa,则热力学平衡常数Kp0为 。
6． 在1000K,反应C(s) + 2H2(g) = CH4(g) 得△rGm0 =19、288kJ/mol,当气相压力为101325Pa,组成为CH410%,H280%,N210% 时,上述反应得△rGm为 。
7． 在1173K时氧化铜在密闭得抽空容器中分解,其反应为2CuO(s) = Cu2O(s) + 1/2O2(g),测得平衡时氧得压力为1、672kPa,则其平衡常数Kp0为 。
8． 已知反应NH2COONH4(s) = 2NH3(g) + CO2(g) 在303K时平衡常数Kp0=6、55´10-4,则此时NH2COONH4(s)得分解压力约为 。
9． 1373K时反应:
C(s) + 2S(s) = CS2(g) (a) K0p,a= 0、258
Cu2S(s) + H2(g) = 2Cu(s) + H2S(g) (b) K0p,b = 3、9´10-3
2H2S(g) = 2H2(g) + 2S(s) (c) K0p,c =2、29´10-2
则1373K时反应C(s) + 2Cu2S(s) = 4Cu(s) + CS2(g) 得Kp0 为 。
10将1mol SO3(g) 引入一个1000K得真空容器中,当总压为202、65kPa时,SO3(g)离解为SO2(g)及O2(g)并达到平衡。已知SO3得离解百分数为25%,则其热力学平衡常数Kp0值应为
11、 若分别以K0、Kp、Kn与Kf表示平衡常数,对于理想气体反应,与温度、压力都有关得平衡常数就是 ,对于真实气体反应,与温度、压力都有关得平衡常数就是 。
9. 反应2C (石墨) + O2 (g) = 2CO (g)在298K时得平衡常数为K0,则CO(g)在298K得标准生成吉布斯函数= 。
10. 理想气体反应在一定温度下达到平衡。若使体系总体积不变,加入一种新气体组分,各气体分压将 ;各气体化学势将 ;反应平衡将 。
11. 理想气体反应得标准平衡常数用 表示,实际气体反应得标准平衡常数用 表示,当 时二者可近似相等。
15、 从范特霍夫方程可瞧出,对于放热反应,升高温度,K0 (填增大或减小),平衡向 方向移动。(填反应物或产物)
填空题参考答案
1、 –15、96 kJ×mol-1 2、 0、2 mol 3、 0、333
4、 2、852´1010 5、 0、2567 6、 3、745 kJ×mol-1
7、 0、129 8、 16、41 kPa 9、 8、99´10 –8
10、 0、158 11、 Kn, Kp与Kn 12、
13、 不变;不变;不移动 14、 ;压力很低 15、 减小;反应物
二． 选择题:
1． 在T、P恒定得条件下,某一化学反应aA + bB = lL + mM 其△rGm所代表得意义下列说法中哪种就是错误得？ ( )
A.△rGm表示有限系统中反应进行时产物与反应物间得吉布斯函数之差(即表示终态与始态得吉布斯函数差);
B.△rGm表示有限得反应系统处于反应进度ξ时反应趋势;
C.△rGm表示若维持各物质化学势不变时发生一个摩尔化学反应得吉布斯函数变化;
D.△rGm表示,即表示G ~ξ图上反应进度为ξ时曲线得斜率。
2． 已知298K时理想气体反应N2O4(g)=2NO2(g)得K0为0、1132。今在同温度且N2O4(g)及NO2(g)得分压都为101、325kPa得条件下,反应将: ( )
A.向生成NO2得方向进行 B.正好达到平衡
C.难以判断其进行方向 D.向生成N2O4得方向进行
3． 反应N2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g) 可视为理想气体间反应,在反应达平衡后,若维持体系温度与压力不变,而于体系中加入惰性气体,则: ( )
A． Kp不变,平衡时得N2与H2得量将增强,而NH3得量减少
B． Kp不变,且N2、H2、NH3得量均不变
C． Kp不变,平衡时得N2与H2得量将减少,而NH3得量增加
D． Kp增加,平衡时N2与H2得量将减少,NH3得量增加
4． 已知2NO(g) + O2(g) = 2NO2(g)为放热反应。反应达平衡后,欲使平衡向右移动以获得更多NO2,应采取得措施就是: ( )
A.降温与减压 B.降温与增压
C.升温与减压 D.升温与增压
5． 在合成氨生产时对原料气循环使用,实际操作时,每隔一段时间要将循环气放空,其主要目得就是: ( )
A． 减少NH3含量,有利于反应向合成NH3得方向移动
B． 降低累积惰性气含量,有利于合成NH3
C． 排除过量得N2,以提高N2:H2得比例
D． 减少反应放热得热量积累,以降低温度
6． 在恒定温度及压力下,化学反应达平衡时,下列诸式中何者不一定成立？ ( )
A.△rGm0＝0 B.△rGm＝0
C. D.
7． 在温度为T得一真空容器中,引入(NH4)2CO3固体,将发生下列反应,(NH4)2CO3(s) = 2NH3(g) + CO2(g) + H2O(g),其平衡常数为K0。设各气体都符合理想气体,分解压力为P。欲使P>P0,K0必须满足: ( )
A. B.
C. D.
8． 对理想气体反应C2H6(g) = C2H4(g) + H2(g),在300K时其Kp0与Kc0得比值为:( )
A. B.
C. D.
9． 某化学反应在298K时标准摩尔反应吉布斯函数变化为负值,则该温度时反应得K0:
A.K0<0 B.K0=0 C.0<K0<1 D.K0>1 ( )
10． 某化学反应得,则该反应得标准平衡常数K0就是: ( )
A.K0>1,且随温度升高而增大; B.K0>1,且随温度升高而减小;
C.K0<1,且随温度升高而增大; D.K0<1,且随温度升高而减小。
11． 理想气体化学反应平衡时 (ΣnB ¹ 0),加入惰性气体,平衡不发生移动得条件就是:
A.恒温恒压 B.恒温恒容 C.任意 D.绝热恒压
12． 在恒定温度、压力下,反应aA + bB = mM达到化学平衡得条件就是: ( )
A.mA = mB = mM B.amA = bmB = mmM C.mA + mB = mM D.amA + bmB = mmM
13． 平衡常数与温度得关系为,对于任一反应: ( )
A.K0必随温度升高而加大; B.K0必随温度升高而减小;
C.K0必不随温度得改变而改变; D.以上都不对。
14． 已知反应得平衡常数为(以逸度表示得平衡常数),则在同样条件下反应得平衡常数为:
A. B. ( )
C. D.
15． 对于反应:,下列结论 就是对得。
A. B. ( )
C. D.得单位就是
选择题参考答案:
1、 A 2、 D 3、 A 4、 B
5、 B 6、 A 7、 B 8、 A
9、 D 10、 B 11、 B 12、 D 13、 D 14、 D 15、 B
(三)讨论习题:
1． 反应CO2(g) + 2NH3(g) = (NH3)2CO(s) + H2O(l),已知:
物质
CO2(g)
NH3(g)
(NH3)2CO(s)
H2O(l)

-393、51
-46、19
-333、17
-285、85

213、64
192、51
104、60
69、96
(1). 、 在298K,标准状态下反应能否自发进行？
(2). 、 设△rSm0与△rHm0均与T无关,估算反应在标准状态下能自发进行得最高温度。
解:(1)、 由表中数据可得:

\在298K、标准状态下,反应可以自发进行。
(2)、 当时反应便可自发进行。
时反应便可自发进行,即在标准状态下反应能自发进行得最高温度为313、91K。
2． NaHCO3(s) 分解反应为:2NaHCO3(s) = Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g),已知:
物质
NaHCO3(s)
Na2CO3(s)
H2O(g)
CO2(g)

-947、4
-1131
-241、8
-393、5

102、0
136、0
189、0
214、0
而且在298K至373K之间,△rHm0(T)及△rSm0(T)均可视为与T无关。求
(1). 371、0K时得K0;
(2). 101、325 kPa,371、0K时,系统中H2O得摩尔分数x=0、65得H2O与CO2混合气体,能否使NaHCO3(s)避免分解？
解:(1)、 由表中数据可得:

由可得:

(2)、
由此可知,Jp<K0,不能避免NaHCO3得分解。
3． 反应C2H4(g) + H2O(g) = C2H5OH(g),已知298、15K下数据:
物质
C2H4(g)
H2O (g)
C2H5OH(g)

52、26
-241、82
-235、1

219、5
188、72
282、6
(1). 求算298K时反应得标准平衡常数K0;
(2). 求298K,100kPa下乙烯得平衡转化率(设C2H4与H2O初始物质得量均为1mol);
(3). 设△rHm0与温度无关,计算373K时得K0。
解:(1)、 由表中数据可得:

由可得:

(2)、 设反应得转化率为a
、
平衡时物质总量为 (1 - a + 1 - a + a) mol = (2 - a) mol
\
可求得a = 0、809
(3)、 由可得: