【考研类试卷】考研物理化学（化学平衡）模拟试卷1及答案解析.doc

1、考研物理化学（化学平衡）模拟试卷 1 及答案解析(总分：54.00，做题时间：90 分钟)一、填空题(总题数：3，分数：6.00)1.填空题请完成下列各题，在各题的空处填入恰当的答案。（分数：2.00）_2.理想气体反应 CO(g)+2H 2 (g)=CH 3 OH(g)的 r G m 与温度 T 的关系为： r G m (J.mol 1 )=一 21 660+5292TK。若要使反应的平衡常数大于 1，则应控制反应温度_。（分数：2.00）_3.在 298 K 时，反应 CuSO 4 .3H 2 O(s) （分数：2.00）_二、单项选择题(总题数：8，分数：16.00)4.单项选择题下列各

2、题的备选答案中，只有一个是符合题意的。（分数：2.00）_5.在等温、等压且不做非膨胀功的条件下，当反应的 r G m =5 kJ.mol 1 时，该反应自发进行的方向为( )（分数：2.00）A.正向自发进行B.逆向自发进行C.无法判断D.反应不能进行6.在 973K 时，反应 CO(g)+H 2 O(g) （分数：2.00）A.向右进行B.向左进行C.处于平衡状态D.无法判断7.根据某一反应的 r G m 值，下列不能确定的是( )（分数：2.00）A.标准状态下自发变化的方向B.在 r G m 所对应的温度下的平衡位置C.在标准状态下系统所能做的最大非膨胀功D.提高温度对平衡的影响情况8

3、.在某一反应温度下，已知反应 2NH 3 (g) 3H 2 (g)+N 2 (g)(1)的标准平衡常数为 K p (1)=025。那么，在相同的反应条件下，反应 （分数：2.00）A.4B.05C.2D.19.在如下几个反应中，增加系统的总压，能使产物的比例增加的是( )（分数：2.00）A.CaCO 3 (S) B.CO(g)+H 2 O(g) C.D.PCl 5 (g)=Cl 2 (g)+PCl 3 (g)10.在一定的温度下，一定量的 PCl 5 (g)在一密闭刚性容器中达到分解平衡。若往容器中充入氮气，使系统的压力增加一倍，则 PCl 5 的解离度将( )（分数：2.00）A.增加B.

4、减少C.不变D.不确定11.在 298 K 和标准压力下，反应 H 2 (g)+ O 2 (g) （分数：2.00）A.一 23713 kJ.mol 1B.2371 3 kJ.mo| 1C.一 22080 kJ.mol 1D.一 2535 1 kJ.mol 1三、计算题(总题数：9，分数：32.00)12.FeO 分解压力(Pa)与温度的关系为 （分数：2.00）_13.反应 CO(g)+H 2 O(g) CO 2 (g)+H 2 (g)的标准平衡常数与温度的关系为 （分数：2.00）_14.Ag(S)受到 H 2 S(g)的腐蚀可能发生如下反应 2Ag(s)+H 2 S(g) （分数：2.0

5、0）_15.在 298 K 和标准压力下，水合硫酸铜脱水反应的计量方程为 CuSO 4 .3H 2 O(S) （分数：2.00）_16.在 323 K 时，下列反应的解离压力为 3998 kPa。 2NaHCO 3 (S)=Na 2 CO 3 (S)+H 2 O(g)+CO 2 (g) 设气体为理想气体。求算 323 K 时，反应的标准摩尔 Gibbs 自由能的变化值 r G m 。（分数：2.00）_在 630 K 时，反应 2HgO(s) （分数：6.00）(1).反应的标准平衡常数 K p ；（分数：2.00）_(2).在 630 K 时 HgO(s)的解离压力；（分数：2.00）_(3

6、).若将 HgO(s)投入到 630 K，O 2 (g)的压力为 100 kPa 的定体积容器中，在 630 K 时达到平衡，求与HgO(s)呈平衡的气相中 Hg(g)的分压力。（分数：2.00）_17.某反应在 1100 K 附近，温度每升高 1K，K p 比原来增大 1，试求在此温度附近的 r H m 。（分数：2.00）_在 298 K 时，丁烯脱氢制取丁二烯的反应为 C 4 H 8 (g)=C 4 H 6 (g)+H 2 (g)，根据热力学数据表，试计算：（分数：6.00）(1).298 K 时反应的 r H m ， r S m ， r G m 和标准平衡常数 K p 的值；（分数：2

7、.00）_(2).830 K 时标准平衡常数 K p 的值，设 r H m 与温度无关；（分数：2.00）_(3).若在反应气中加入水蒸气，加入量与丁烯的比例为 C 4 H 8 (g)：H 2 O(g)=1：15，试计算反应在 830 K，200 kPa 条件下，丁烯的平衡转化率。 已知，298 K 时参与反应物质的热力学数据如下表所示。 （分数：2.00）_设在某一温度和标准压力下，有一定量的 PCl 5 (g)，体积为 10 dm 3 ，其解离度设为 050，通过计算说明，在下列几种情况下，PCl 5 (g)的解离度是增大还是减小。设气体都是理想气体。（分数：8.00）(1).降低气体的总

8、压，直到体积增加到 20 dm 3 ；（分数：2.00）_(2).通入 N 2 (g)，使体积增加到 20 dm 3 ，而压力仍为 100 kPa；（分数：2.00）_(3).通入 N 2 (g)，使压力增加到 200 kPa，而体积维持为 10 dm 3 ；（分数：2.00）_(4).通入 Cl 2 (g)，使压力增加到 200 kPa，而体积维持为 10 dm 3 。（分数：2.00）_考研物理化学（化学平衡）模拟试卷 1 答案解析(总分：54.00，做题时间：90 分钟)一、填空题(总题数：3，分数：6.00)1.填空题请完成下列各题，在各题的空处填入恰当的答案。（分数：2.00）_解析

9、：2.理想气体反应 CO(g)+2H 2 (g)=CH 3 OH(g)的 r G m 与温度 T 的关系为： r G m (J.mol 1 )=一 21 660+5292TK。若要使反应的平衡常数大于 1，则应控制反应温度_。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：低于 4093 K)解析：解析： r G m 与标准平衡常数 K p 的关系式为 r G m =一 RTlnK p 。当 K p =1时， r G m =0，由 r G m 与 T 的关系式，得 T=4093 K。要使平衡常数大于 1，即反应在标准压力下能自发正向进行， r G m 必须小于零，由 r G m 与 T 的关系式及

10、K p =1 时的温度 T，反应温度必须低于 4093 K。3.在 298 K 时，反应 CuSO 4 .3H 2 O(s) （分数：2.00）_正确答案：(正确答案：110 2 P )解析：解析：由 K = 二、单项选择题(总题数：8，分数：16.00)4.单项选择题下列各题的备选答案中，只有一个是符合题意的。（分数：2.00）_解析：5.在等温、等压且不做非膨胀功的条件下，当反应的 r G m =5 kJ.mol 1 时，该反应自发进行的方向为( )（分数：2.00）A.正向自发进行B.逆向自发进行C.无法判断 D.反应不能进行解析：解析：判断反应能否自发进行，要用等温、等压且不做非膨胀功

11、的条件下 r G m 的变化值，而不能用 r G m 的值。除非：(1)反应是在标准压力下进行，此时 r G m 0，反应能逆向自发进行；(2) r G m 是一个绝对值很大的负值，改变压力商也不可能改变 r G m 的符号，则 r G m 也小于零，此时可以估计反应能正向自发进行。6.在 973K 时，反应 CO(g)+H 2 O(g) （分数：2.00）A.向右进行 B.向左进行C.处于平衡状态D.无法判断解析：解析：有一个可以作为判据的化学反应等温式为 ( r G m ) T，p =一 RTlnK p +RTlnQ p 若 K p Q，则( r G m ) T，p 0，反应可自发向右正向

12、进行。这时反应的 QK p 值为 7.根据某一反应的 r G m 值，下列不能确定的是( )（分数：2.00）A.标准状态下自发变化的方向B.在 r G m 所对应的温度下的平衡位置C.在标准状态下系统所能做的最大非膨胀功D.提高温度对平衡的影响情况 解析：解析：温度对平衡的影响情况，要用 vant Hoff 公式判断。根据反应是吸热还是放热来决定提高温度对平衡有利还是不利，而用 r G m 一般不好确定。8.在某一反应温度下，已知反应 2NH 3 (g) 3H 2 (g)+N 2 (g)(1)的标准平衡常数为 K p (1)=025。那么，在相同的反应条件下，反应 （分数：2.00）A.4B

13、.05C.2 D.1解析：解析：第二个方程是第一个方程的逆过程，标准平衡常数是第一个方程的倒数。而第二个方程式的计量系数是第一个方程的一半，则标准平衡常数应开 12 次方，所以9.在如下几个反应中，增加系统的总压，能使产物的比例增加的是( )（分数：2.00）A.CaCO 3 (S) B.CO(g)+H 2 O(g) C. D.PCl 5 (g)=Cl 2 (g)+PCl 3 (g)解析：解析：增加系统的总压，虽然不改变标准平衡常数，但是对气体分子数减少的反应有利，所得反应向正反应方向移动，使反应物增加，混合体系中产物的比例增加。这里只有 C 是气体分子数减少的反应。10.在一定的温度下，一定

14、量的 PCl 5 (g)在一密闭刚性容器中达到分解平衡。若往容器中充入氮气，使系统的压力增加一倍，则 PCl 5 的解离度将( )（分数：2.00）A.增加B.减少C.不变 D.不确定解析：解析：虽然充入不参与反应的氮气应对气体分子数增加的反应有利，但是因为在密闭的刚性容器中，体积不变，压力相应增加而压力和气体的总物质的量的比值不变，所以解离度亦不变。11.在 298 K 和标准压力下，反应 H 2 (g)+ O 2 (g) （分数：2.00）A.一 23713 kJ.mol 1B.2371 3 kJ.mo| 1C.一 22080 kJ.mol 1 D.一 2535 1 kJ.mol 1解析：

15、解析：因为是等温反应，所以 r G m = r H m 一 T r S m r H m = r G m +T r S m 一 23713+298(一 1633一 10 3 )kJ.mol 1 =一 28579 kJ.mol 1 因为假定 C p，m =0 所以 r H m 和 r S m 的值不随温度而变，则 r G m (398 K)= r H m 一T r S m =一 28579 kJ.mol 1 一 398 K(一 1633 JK 1 mol 1 ) =一 22080 kJ.mol 1三、计算题(总题数：9，分数：32.00)12.FeO 分解压力(Pa)与温度的关系为 （分数：2.0

16、0）_正确答案：(正确答案： )解析：13.反应 CO(g)+H 2 O(g) CO 2 (g)+H 2 (g)的标准平衡常数与温度的关系为 （分数：2.00）_正确答案：(正确答案：要使反应自发地向生成产物的方向进行，就必须使反应的( r G m ) T，p 0，即 ( r G m ) T，p =一 RTlnK p +RTlnQ p 0，lnQ p lnK p )解析：14.Ag(S)受到 H 2 S(g)的腐蚀可能发生如下反应 2Ag(s)+H 2 S(g) （分数：2.00）_正确答案：(正确答案：设 H 2 S(g)在气体混合物中的物质的量分数为 x，则 H 2 (g)的物质的量分数为

17、(1一 x)。 要不致使 Ag(S)发生腐蚀，则 因为 r G m = f G m (Ag 2 S，s)一 f G m (H 2 S，g) =(一 4025+3356)kJ.mol 1 =一 669 kJ.mol 1 )解析：15.在 298 K 和标准压力下，水合硫酸铜脱水反应的计量方程为 CuSO 4 .3H 2 O(S) （分数：2.00）_正确答案：(正确答案：这是一个复相化学反应，标准平衡常数只与 H 2 O(g)的压力有关。 平衡时 p(H 2 O，g)=P (K p )1/3 =100 kPa(1010 6 )1/3=10 kPa )解析：16.在 323 K 时，下列反应的解离

18、压力为 3998 kPa。 2NaHCO 3 (S)=Na 2 CO 3 (S)+H 2 O(g)+CO 2 (g) 设气体为理想气体。求算 323 K 时，反应的标准摩尔 Gibbs 自由能的变化值 r G m 。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：这是一个复相化学反应，系统中气体的总压等于两个气体生成物压力的加和，因为 )解析：在 630 K 时，反应 2HgO(s) （分数：6.00）(1).反应的标准平衡常数 K p ；（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：K p = )解析：(2).在 630 K 时 HgO(s)的解离压力；（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：这是一

19、个复相化学反应，设 HgO(S)的解离压力为 p，O 2 (g)的分压为 Hg(g)的分压为 则 )解析：(3).若将 HgO(s)投入到 630 K，O 2 (g)的压力为 100 kPa 的定体积容器中，在 630 K 时达到平衡，求与HgO(s)呈平衡的气相中 Hg(g)的分压力。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：因为温度未变，所以标准平衡常数的数值也不变。设这时 Hg(g)的分压为 p Hg ，分解出来的 O 2 (g)的分压为 达平衡时 )解析：17.某反应在 1100 K 附近，温度每升高 1K，K p 比原来增大 1，试求在此温度附近的 r H m 。（分数：2.00）_

20、正确答案：(正确答案：根据题意 根据 vant Hoff 公式 )解析：在 298 K 时，丁烯脱氢制取丁二烯的反应为 C 4 H 8 (g)=C 4 H 6 (g)+H 2 (g)，根据热力学数据表，试计算：（分数：6.00）(1).298 K 时反应的 r H m ， r S m ， r G m 和标准平衡常数 K p 的值；（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：298 K 时 r H m = v B f H m (B) =1 1016+0 一(一 013)kJ.mol 1 一=11029 kJ.mol 1 r S m = v B S m (B) =(13068+2788530571)

21、J.K 1 .mol 1 =10382 J.K 1 .mol 1 r G m = r H m 一 T r S m =110292981038210 3 kJ.mol 1 =7935 kJ.mol 1 K p (298 K) )解析：(2).830 K 时标准平衡常数 K p 的值，设 r H m 与温度无关；（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：vant Hoff 的定积分公式为 )解析：(3).若在反应气中加入水蒸气，加入量与丁烯的比例为 C 4 H 8 (g)：H 2 O(g)=1：15，试计算反应在 830 K，200 kPa 条件下，丁烯的平衡转化率。 已知，298 K 时参与反应

22、物质的热力学数据如下表所示。 （分数：2.00）_正确答案：(正确答案：设反应开始时 C 4 H 8 (g)为 1 mol，830 K 和 200 kPa 时的平衡转化率为 。 平衡时总的物质的量为 n=(1 一 )+(+15mol=(16+)mol 已知总压 P=200 kPa，则 )解析：设在某一温度和标准压力下，有一定量的 PCl 5 (g)，体积为 10 dm 3 ，其解离度设为 050，通过计算说明，在下列几种情况下，PCl 5 (g)的解离度是增大还是减小。设气体都是理想气体。（分数：8.00）(1).降低气体的总压，直到体积增加到 20 dm 3 ；（分数：2.00）_正确答案：

23、(正确答案：首先要利用已知条件，计算出在该反应温度下的标准平衡常数的值。设 PCl 5 (g)的解离度为 ，解离反应如下： 根据道尔顿分压定律，当系统的总压为 p 时，各物质的分压 p B =px B 。将 代入标准平衡常数的计算式，整理得 已知在该反应温度下，当总压 p=100 kPa时，解离度 =050，则该温度下的标准平衡常数 在降低总压，体积增加到 20 dm 3 时，设解离度为 1 。因为保持温度不变，所以标准平衡常数的值也不变，这时系统的总压 p 1 的值可计算如下：将 p B =px B 代入平衡常数的计算式，有 )解析：(2).通入 N 2 (g)，使体积增加到 20 dm 3

24、 ，而压力仍为 100 kPa；（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：设解离度为 2 ，p 2 =P ，此时系统总的物质的量为 解得 代入平衡常数的计算式 )解析：(3).通入 N 2 (g)，使压力增加到 200 kPa，而体积维持为 10 dm 3 ；（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：设解离度为 3 ，p 3 =2p 0 ，此时总的物质的量为 代入平衡常数的计算式，整理得 )解析：(4).通入 Cl 2 (g)，使压力增加到 200 kPa，而体积维持为 10 dm 3 。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：设解离度为 4 ，p 4 =2p 0 。通入 Cl 2 (g)的物质的量为 n Cl2 ，此时总的物质的量 代入平衡常数的计算式，整理得 因为 )解析：