1、考研物理化学（化学平衡）历年真题试卷汇编 2 及答案与解析一、填空题请完成下列各题，在各题的空处填入恰当的答案。1 某反应的反应物和产物均为气体，该反应在 29815 K 时的标准平衡常数K=l，反应为吸热反应。则(1)在 29815 K 时，该反应的 rGm_；(2)在同样的标准状态下，29815K 时，该反应的 rSm_；(3)在 31315 K 时，该反应的 rGm_。(填 0，0 或=0)(2012 年北京科技大学 )2 在 T，p 时，理想气体反应 C2H6(g)=H2(g)+C2H4(g)的 KcK x 为：_。(2011年北京科技大学)3 对于反应 2C2H6(g)+7O2=4C
2、O 2(g)+6H2O(g)，在恒温恒压下向反应系统中通入氮气，其标准平衡常数 K将_，其化学平衡将_移动。(2011 年南京航空航天大学)4 在催化剂作用下，将 1 mol SO2(g)和 05 mol O 2(g)的混合气体加热到 1 000 K，发生如下反应： SO 2(g)+ O2(g)=SO3(g) 在 100 kPa 下反应达平衡时，SO 2(g)的平衡转化率为 46，则反应在该温度下的平衡常数 K=_。(2016 年北京化工大学)二、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。5 下列关于化学反应和化学平衡的描述中，正确的是( )(2014 年浙江大学)（A）某一反应的
3、平衡常数是一个确定不变的常数（B）凡是反应体系便一定能建立化学平衡（C）化学平衡时各物质的化学势相等（D）化学平衡态就是化学反应的限度6 在 300 K 下，一个抽空的容器中放入过量的 A，发生下列反应：A(s) B(s)+3D(g)，达到平衡时 D(g)的压力为 p=102 kPa，此反应的标准平衡常数 K(300 K)=( )(2014 年湖南大学)（A）102（B） 106110 6（C） 10410 4（D）3067 如下反应：3C 2H2=C6H6，反应物和产物在 25时的 fGm(kJ.mol 1 )分别为 209和 125。在 25，p 下，下列说法正确的是( )(201 3 年
4、浙江工业大学)（A）不能自发向右进行（B）平衡时， rGm=0（C）能自发向右进行（D）平衡时， rGm 达到最大8 对于化学平衡，以下叙述中，不正确的是( )(2014 年浙江工业大学)（A）化学平衡时，各物质的化学势相等（B）化学平衡时，系统的热力学性质不随时间变化（C）一定条件下的化学平衡态，都存在一个表征该平衡态的特征常数 K（D）一定条件下的化学平衡态，就是化学反应在该条件下的限度9 已知温度区间为 117 237，甲醇脱氧反应的标准平衡常数与温度的关系如下：lnK=一 10 5938(TK)+6470，那么该反应在此温度区间的 rHm为( )(2012 年北京科技大学)（A）一 8
5、808 kJ.mol 1（B） 8808 kJ.mol 1（C）一 3825 kJ.mol 1（D）3825 kJ.mol 110 等压下加入惰性气体对气相反应的影响是( )(2012 年北京科技大学)（A）反应向体积减少的方向移动（B）反应向体积增加的方向移动（C）反应和体积变化无关（D）不确定11 某实际气体反应，用逸度表示的平衡常数 K随下列哪些因素而变?( )(2010 年北京科技大学)（A）体系的总压力（B）催化剂（C）温度（D）惰性气体的量12 在温度为 T 和压力为 p 时，反应 302(g)=20，(g)的 Kp 与 Kx 的比值为( )(2016 年中国科学技术大学)（A）R
6、T（B） p（C） (RT)1（D）p 112 已知反应 4Na(g)+O 2(g)Na 2O(S) 的 rGm=及反应 4Cr(S)+3O 2(g)Cr 2O3(S) 的 rHm(298 K)=一 2 25685 kJ.mol 1 ， rSm(298 K)=一 54777 J.mol 1.K1 ， Cp=56 J.mol1 .K1 。13 求第个反应的标准反应吉布斯自由能 rGm与温度 T 的关系式；14 通过计算说明，在标准态下，温度必须控制在 10629 K 以下，Cr 2O3 才能被Na(g)还原。(2012 华南理工大学 )14 反应 Mn(s)+ O2(g)=MnO(s)的 rGm
7、=试求：15 800 K 时 MnO(s)的标准摩尔生成焓 fHm；16 在 800 K 时，MnO(s)解离压力等于多少?已知反应的 rHm与温度有关。(2012年华南理工大学)17 将 NH3 在恒温 20时充入容积为 100 L 的压力容器中，直到压力达到 150 MPa 为止。然后放入适量催化剂并保持温度为 350 ，一部分 NH3 分解为 N2 和H2，混合气体的压力变为 500 MPa。求此时 NH3 的解离度以及各气体的摩尔分数。(2012 年南京航空航天大学)17 已知反应 ZnO(s)+H2(g)=Zn(g)+H2O(g)的 rGm=(232 000160TK)J.mol 1
8、，298 K 时，ZnO(s)和 H2O(g)的标准生成焓分别为一 34828 和一 24182 kJ.mol1 。18 试求反应的 rSm；19 计算 298 K 时 Zn(g)的标准生成焓；20 8000 K 时，若 H2(g)、Zn(g) 、H 2O(g)的分压分别为 100、03 和 03 kPa，ZnO(S)能否被还原为 Zn(g)?(2010 年华南理工大学)20 已知反应 Ag2CO3(S)Ag 2O(S)+CO2(g)的标准平衡常数与温度的关系为：29815 K 时 Ag2CO3(s)，Ag 2O(s)，CO 2(g)的标准熵分别为1674 J.mol 1 .K1 、1213
9、J.mol 1 .K1 、213、74 J.mol 1 .K1 。21 若该反应的C p，m 0，计算该反应在 38315 K 时的 rGm；22 计算 Ag2CO3(S)的分解温度。考研物理化学（化学平衡）历年真题试卷汇编 2 答案与解析一、填空题请完成下列各题，在各题的空处填入恰当的答案。1 【正确答案】 =0，0，0【试题解析】 rGm=RTlnK。当 K=1 时，可得 rGm=0；因该反应为吸热反应，所以 Q0，则 rSm= 0。 rGm=rHm一 TrSm这一反应为吸热的熵增反应，温度升高， rGm减小。【知识模块】 化学平衡2 【正确答案】 pRT【试题解析】 根据关系式【知识模块
10、】 化学平衡3 【正确答案】 不变，正向【试题解析】 氮气是不参加反应的惰性气体，惰性气体的存在并不影响反应的平衡常数。但总压一定时，惰性气体的存在相当于起了稀释的作用，它和减少反应体系总压的效果是一样的。因反应 2C2H6(g)+7O2(g)=4CO2(g)+6H2O(g)的v B0，故平衡正向移动。【知识模块】 化学平衡4 【正确答案】 1.847【试题解析】 如欲提高 SO2 的转化率，可提高 O2 的用量(计算略)。当 SO2 的平衡转化率为 46时，平衡时 nSO2=054 mol，n SO3=046 moln 总 =127 mol 计算可得：【知识模块】 化学平衡二、单项选择题下列
11、各题的备选答案中，只有一个是符合题意的。5 【正确答案】 D【试题解析】 平衡常数的取值与化学反应方程式的书写、温度有关，不是确定不变的值；完全进行的反应，如燃烧反应不能建立化学平衡；当达到平衡时，反应物与生成物的化学势之和为零，故 D 是唯一正确的选项。【知识模块】 化学平衡6 【正确答案】 B【试题解析】 K = =(102100) 3=106110 6【知识模块】 化学平衡7 【正确答案】 C【试题解析】 平衡时， rGm=rGm+RTlnJpeq=0，故 B，D 首先排除；根据题给信息计算标准吉布斯函数变，得 rGm=(1253209)kJ.mol1 =一 502 kJ.mol1 ，理
12、论上可自发向右进行。【知识模块】 化学平衡8 【正确答案】 A【试题解析】 平衡判据为 rGm=rGm+RTlnJpeq=0，当平衡时，反应的吉布斯函数变之和为零，而不是所有物质均相等。其他三个备选项是对平衡的正确描述，应掌握。【知识模块】 化学平衡9 【正确答案】 B【试题解析】 由范特霍夫方程的不定积分式 可知 rHm=10593883 1410 3 kJ.mol1 =8808 kJ.mol 1【知识模块】 化学平衡10 【正确答案】 B【试题解析】 对于恒压下的反应，加入惰性气体，相当于减小体系中反应物的分压，有利干v B0 的反应正向进行，即分子数增加，反应向体积增加的方向移动。【知识
13、模块】 化学平衡11 【正确答案】 C【试题解析】 温度必然会影响平衡常数。A 选项，各组分的分压力会影响平衡常数，但总压不影响；B 选项，催化剂不能改变平衡常数，只能加快或者延迟反应的进程；D 选项，惰性气体的存在并不影响平衡常数，但可以使平衡组成发生移动。【知识模块】 化学平衡12 【正确答案】 B【试题解析】 【知识模块】 化学平衡【知识模块】 化学平衡13 【正确答案】 反应焓变、熵变与温度的关系分别为 rHm(T)=CpdT+常数 设 rHm(T)=56T+a， rSm(T)= 则将 rHm(298 K)=一 225685 kJ.mol 1 ，rSm(298 K)=一 54777 J
14、.mol 1 .K1 代入公式得 a=一 2 273 538b=一54777 所以 rHm(T)=一 2 273 538+56T， rSm(T)=一 54777+ 故 rGm=rHmTrSm=一 2 273 538+60377 T 一【知识模块】 化学平衡14 【正确答案】 根据题意可知，式 可得 Na 还原 Cr2O3 的化学反应式，即 6Na(g)+Cr 2O3(s)Na 2O(S)+2Cr(S)根据盖斯定律，该反应的吉布斯函变为解得 rGm=rHm一 TrSm=一 777 564+75765(TK) 一 2051(TK)lnT298 KJmol 1 将 T=1 06287 K 代入公式得
15、 rGm=一 1908 3 J.mol 1 0 将 T=1 0629 K 代入公式得 rGm=1942 J.mol 10 所以，温度必须控制在 10629 K 以下，Cr 2O3 才能被 Na(g)还原。【知识模块】 化学平衡【知识模块】 化学平衡15 【正确答案】 由热力学基本方程可知 rGm=rHm一 TrSm对比题给公式可知 rSm=7448 J.mol 1.K1 800 K 时，反应的 Gibbs 自由能为 rGm=(一 384 900+7448800+10800ln800)J.mol 1 =一 27l 839 J.mol1 所以 800 K 时，反应的标准摩尔生成焓为 rHm=rGm
16、+TrSm=271 839+8007448=一 212 255 J.mol 1 所以 fHmMnO(s)=rHmMnO(s)=一 212 255 J.mol1【知识模块】 化学平衡16 【正确答案】 800 K 时，G2= 一 RTInKe=271 839 Jmol 1 ，则氧化物的分解压为体系达到平衡时氧气的分压，故 K(T)=p(O2)p 1/2 解得 p(O 2)=105(K)2=31610 31 Pa【知识模块】 化学平衡17 【正确答案】 根据 pV=nRT，可得 则反应开始时氮气的摩尔量为反应后气体总的摩尔量为设 NH3 的分解量为 n。则因为 0615 4+n=09651 解得
17、n=0 349 7 mol 故 NH3 的解离度为各气体的摩尔分数为【知识模块】 化学平衡【知识模块】 化学平衡18 【正确答案】 由热力学基本方程可知 rGm=rHm一 TrSm 对比题给公式 rGm=(23 000160TK)J.mol 1 可知 rSm=160 J.mol1 .K1【知识模块】 化学平衡19 【正确答案】 298 K 时 rGm=(232 000160298)J.mol1 =18432 kJ.mol 1 rHm=rGm+TrSm=184 320 J.mol1 +298 K160 J.mol1 .K1 =232 kJ.mol1 又因为 rHm=fHmH2O(g)+fHmZn
18、(g) fHmZnO(s) 所以 fHmZn(g)=rHm一fHmH2O(g)+fHmZnO(s) =232 kJ.mol1 一(一 24182)kJ.mol 1 +(一 34828)kJ.mol1 =12554 kJ.mol 1【知识模块】 化学平衡20 【正确答案】 800 K 时 rGm=232 000160800=104 kJ?mol1 ， rGm=一RTlnK则 K =16210 7故 800 K 时，反应不能自发进行，ZnO(S)不能被自发还原。【知识模块】 化学平衡【知识模块】 化学平衡21 【正确答案】 范特霍夫方程微分式为： 与题给公式对比可得 rHm=(9 77159R)kJ.mol 1 =81241 kJ.mol 1 若该反应的 Cp，m 0，可近似认为rHm在一定温度范围内不变。rSm=(21374+12131674)=16764J.mol 1 .K1 rGm=rHm一 TrSm =(81241383151676410 3 )kJ.mol1 17 kJ.mol1【知识模块】 化学平衡22 【正确答案】 【知识模块】 化学平衡
