1、考研物理化学（化学平衡）模拟试卷 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。1 400和标准压力下，反应了 (1)的 K1为00129，则在相同温度和压力下，反应 3H2(g)+N2(g) 2NH3(g)(2)的 K2为_。2 将 NH4C1(s)置于抽空的容器中加热到 324，使 NH4C1(s)按下式分解：NH4C1(S) NH3(g)+HCl(g) 达到平衡时，体系的总压力为 101325 kPa，则标准平衡常数 K为_。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。3 理想气体混合物在化学反应达平衡时，应该使用的关系式是( )（A） rGm=一
2、RTlnp（B） rGm=RTlnK p（C） rGm=RTlnK x（D） rGm=一 RTlnKc4 在 350K 时，NH4HCO 3(s)发生分解反应的计量方程为 NH 4HCO3(s) NH3(g)+CO2(g)+H2O(g) 设在两个容积都等于 10 dm3 的密闭容器 A 和 B 中，分别加入纯的NH4HCO3(s)10 kg 和 200 kg，保持温度不变，达到平衡后，下列说法正确的是( )（A）两容器中压力相等（B） A 内压力大于 B 内压力（C） B 内压力大于 A 内压力（D）必须经实际测定方能判别5 某实际气体反应，用逸度表示的标准平衡常数随下列因素而变的是( )（A
3、）系统的总压力（B）催化剂（C）温度（D）惰性气体的量6 在 298 K 时，某化学反应的标准 Gibbs 自由能的变化值 rGm0，则反应对应的标准平衡常数 K将( )（A）K =0（B） K1（C） K0（D）0K 17 在等温、等压的条件下，反应 C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)的平衡常数和转化率分别为 Kp(1)和 2。充入一定量的 N2(g)后，再次达平衡时的平衡常数和转化率分别为 Kp(2)和 2。两者的关系为( )（A）K p(1)=Kp(2)， 1 2（B） Kp(1)K p(2)， 1 2（C） Kp(1)K p(2)， 1 2（D）K p(1)=Kp(2)，
4、1 28 PCl5 的分解反应的计量方程为 PCl5(g)=Cl2(g)+PCl3(g)，在 473 K 时达到平衡，PCl5(g)的解离度 =0485 ，温度升至 573 K 达到平衡时，解离度 =097，则此反应是( )（A）放热反应（B）吸热反应（C）既不放热也不吸热（D）两个温度下的平衡常数相等8 PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g)在 400 K 到 500 K 间的标准自由能变化为 rGm=(836810 3 一 3343TlgT 一 7226T)J.mol 19 试求 450K 的 rGm， rHm， rSm，K ；10 1 dm3 容器中装入 1g PCl5(g)(分子
5、量为 2082)，求 450 K 达到平衡时 PCl5(g)的离解度及总压。10 在 973 K 和标准压力下，反应 CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)的 Kp=071。试根据如下两种情况，分别判断反应的方向。11 反应系统中各组分的分压都是 15210 5Pa；12 反应系统中，p CO=101310 6Pa，p H2O=506510 5Pa，p CO2=pH2=15210 5Pa。13 在 313 K 时，反应 LiCl.3NH3(s) LiCl.NH3(s)+2NH3(g)的 Kp=91010。在一个 5 dm3 的容器内含有 01 mol 的 LiCl.NH3(S)，如
6、果要使 LiCl.NH3(S)全部变成LiCl.3NH3(S)，试计算需通入 NH3(g)的物质的量的。设气体为理想气体。14 通常在钢瓶里的压缩氢气中含有少量 O2(g)。实验中常将氢气通过高温下的铜粉，以除去少量 O2(g)，其反应为 2Cu(s)+ O2(g) Cu2O(s)。若在 873 K 时使反应达到平衡，试计算：经处理后，在氢气中剩余 O2(g)的分压为多少? 已知反应的摩尔Gibbs 自由能的变化值与温度的关系为 rGm=(一 166 732+6301TK)J.mol 114 在合成甲醇的过程中，有一个水煤气变换工段，即把 H2(g)变换成原料气 CO(g)，反应式为 H 2(
7、g)+CO2(g)=CO(g)+H2O(g) 现有一个混合气体，各气体的分压分别为pH2=PCO2=20 kPa，P CO=507 kPa，P H2O=10kPa。已知在 1 093 K 时，反应的Kp=1，所有的气体可视为理想气体。15 问在 1093 K 时，该反应能否发生?16 如果把 PCO2 提高到 405 kPa，而 PCO 提高到 304 kPa，其余气体的分压不变，问情况又怎样?17 在 1373 K 时，有下列反应发生： (1)C(s)+2S(s)=CS 2(g) K1=0258 (2)Cu 2s(s)+H2(g)=2Cu(s)+H2S(g) k2=3910 3 (3)2H2
8、S(g)=H2(g)+2S(g) K3=22910 2 试计算在 1373 K 时，用碳还原 Cu2S(s)反应的平衡常数 k4。17 在 250400 K 的温度范围内反应 NH4Cl(s) NH3(g)+HCl(g)的平衡常数与温度的关系式为 。设在这个温度范围内C p=0。试计算在 300 K 时18 NH4C1(s)在真空容器中分解时的解离压力，NH 3(g)和 HCl(g)的分压；19 反应的 rGm， rHm和 rSm。19 在 300 K 和标准压力下，反应 A(g)+B(g) AB(g)的标准摩尔 Gibbs 自由能的变化值 rGm=一 8368 kJ.mol 1 。在同样条件
9、下，以 2 mol A 和 2 mol B 按上述方程式进行反应，试计算：20 反应的平衡转化率；21 达平衡时，混合物中各气体的摩尔分数。22 在 400 K500 K 之间，反应 PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g)的标准 Gibbs 自南能变化可由下式给出： rGm(J.mol1 )=836810 3 一 。试计算此反应在 450K 时的 rGm， rHm， rSm及 K。23 在 298 K 时，有反应 SO2(g)+ O2(g) SO3(g)，试计算在该温度下反应的标准平衡常数 Kp。设气体为理想气体，298 K 时的热力学数据如表中所示。24 在高温和标准压力下，将水蒸气通
10、过灼热的煤层，按下式生成水煤气： C(石墨)+H2O(g)=H2(g)+CO(g) 若在 1000 K 及 1200 K 时的 Kp分别为 2472 及 3758，试计算在此温度范围内的摩尔反应焓变 rHm(设反应焓变在该温度区间内为常数)及在 1100 K 时反应的平衡常数 Kp。24 已知 N2O4(g)解离反应的标准平衡常数在 298 K 时为 0143，在 338 K 时为264。试计算： 25 N2O4(g)的标准摩尔解离焓；26 在 318 K，100 kPa 下，N 2O4(g)的解离度。27 乙烯水合反应 C2H4(g)+H2O(l) C2H5OH(1)的标准摩尔反应自由能 r
11、Gm与温度的关系为 rGm(J.mol 1 )= 计算 573 K 时的标准平衡常数 Kp。考研物理化学（化学平衡）模拟试卷 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】 16610 4【试题解析】 反应式(2)：反应式(1)2，故 K2=(K1)2=(00129) 2=16610 4【知识模块】 化学平衡2 【正确答案】 0.25【试题解析】 【知识模块】 化学平衡二、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。3 【正确答案】 B【试题解析】 根据理想气体化学势的表示式，对数项用 pBp 表示。在化学反应等温式中，对数项是压力商 Qp，达平
12、衡时，是平衡时的压力商，所以标准平衡常数是 Kp，相应的 Gibbs 自由能的变化值为 rGm。【知识模块】 化学平衡4 【正确答案】 A【试题解析】 因为容器的体积有限，且 NH4HCO3(s)都是过量的，所以在相同温度下，两密闭容器中的分解压力相同。【知识模块】 化学平衡5 【正确答案】 C【试题解析】 实际气体化学势的标准态与理想气体是一样的，其标准态化学势仅是温度的函数，所以标准平衡常数也是温度的函数，会随着温度的改变而改变。【知识模块】 化学平衡6 【正确答案】 B【试题解析】 因为 rGm=一 RTlnK， rGm0，所以一 RTlnK0，即K1。【知识模块】 化学平衡7 【正确答
13、案】 D【试题解析】 因为温度不变，所以标准平衡常数也不变。这是一个气体分子数增加的反应，充入一定量的惰性气体 N2(g)，相当于起了降压的作用，所以转化率会提高。【知识模块】 化学平衡8 【正确答案】 B【试题解析】 升高温度，可以使吸热反应的平衡常数增大。【知识模块】 化学平衡【知识模块】 化学平衡9 【正确答案】 rGm(450 K)=(836810 3 一 33 434501g4507226450)J=112494 J【知识模块】 化学平衡10 【正确答案】 即离解度为 4034。平衡分压=252187Pa252kPa【知识模块】 化学平衡【知识模块】 化学平衡11 【正确答案】 根据
14、化学反应等温式( rGm)T，p =一 RTlnKp+RTlnQp，得因为 Q pK p所以 ( rGm)T，p 0 故正向反应是不自发的，而逆向反应是自发的。【知识模块】 化学平衡12 【正确答案】 因为 Q pK p所以 ( rGm)T，p 0 故正向反应是自发的。【知识模块】 化学平衡13 【正确答案】 欲使反应向左进行，应满足 ( rGm)T，p =一 RTlnKp+RTlnQp0即 lnQplnK p (1)这是一个复相化学反应，标准平衡常数只与 NH3(g)的压力有关。设需通入 NH3(g)的物质的量为 n，则=2709n 2lnKp=ln(91010)=2522 (2)lnQp=
15、n(2709n 2)=330+2lnn (3) 将式(2)(3) 代入式 (1) 330+2lnn 2522 得 n57 526 mol【知识模块】 化学平衡14 【正确答案】 这是一个复相反应，只有一种气体O 2(g)，计算其分压，实际就是计算在 873 K 时的平衡常数。 rGm=(一 166 732+6301873)J.mol 1 =一11172 kJ.mol 1此时可以认为 O2(g)已基本除干净了。【知识模块】 化学平衡【知识模块】 化学平衡15 【正确答案】 根据化学反应等温式，有( rGm)T，p =一 RTlnKp+RTlnQp=RTlnQp=2154 kJ.mol 1 因为(
16、 rGm)T，p 0，故在该条件下，反应不可能正向自发进行。【知识模块】 化学平衡16 【正确答案】 把 PCO2 和 PCO 的分压提高后，有( rGm)T，p =一 8906 kJ.mol 1 因为( rGm)T，p 0，故在该条件下，反应可正向自发进行。【知识模块】 化学平衡17 【正确答案】 用碳还原 Cu2S(s)的反应式为 2Cu 2S(s)+C(S)=4Cu(s)+CS2(g) (4) 各方程式之间的关系为 (4)=(1)+2(2)+(3) 所以 K 4=K1.(K2)2.K3 =0258(3 910 3 )22910 3 =89910 8【知识模块】 化学平衡【知识模块】 化学
17、平衡18 【正确答案】 在 300 K 时，分解反应的标准平衡常数为Kp=59810 15 此反应是一个复相化学反应。设解离压力为 p，则有解得 p=154710 2 Pa 故pNH3=pHCl= p=77310 3 Pa【知识模块】 化学平衡19 【正确答案】 rGm=一 RTlnKp=一83 14300(一 3275)J.mol 1 =8168 kJ.mol1 则 rHm=21020 K.R=(21 02083 14)J.mol1 =17476 kJ.mol 1【知识模块】 化学平衡【知识模块】 化学平衡20 【正确答案】 设达平衡时，反应物转化为产物的物质的量为 。解得 =163 mol
18、平衡转化率为【知识模块】 化学平衡21 【正确答案】 混合物中气体的总物质的量为nB=nAB+nA+nB=(163+037+037)mol=2 37 mol 则【知识模块】 化学平衡22 【正确答案】 将 450 K 代入 rGm的表示式，计算 450 K 时的 mrGm的值。rGm=836810 3 一 1452450ln4507226450J.mol 1 =1125 kJ mol 1rHm=(836810 3+1452450)J.mol 1 =9021 kJ.mol 1=1755 J.K 1 .mol1【知识模块】 化学平衡23 【正确答案】 要计算 Kp的值，首先要求得反应的 rGm。而
19、根据所给的热力学数据，先计算反应的 rHm和 rSm，然后才可得到 rGm。 rHm= vBfHm=(一 39572+29683)kJ.mol 1 =一 9889 kJ.mol 1 rSm= vBSm=(2567624822 一 20514)J. 1 .mol1 =一 9403 J.K1 .mol1 rGm=rHm一 TrSm =一 9889 298(一 9403)10 3 kJ.mol1 =一 7087 kJ.mol 1 Kp= =2651012 反应的趋势比较大。【知识模块】 化学平衡24 【正确答案】 vant Hoff 的定积分公式为解得 rHm=13576 kJ.mol 1 则Kp(1 100 K)=1092【知识模块】 化学平衡【知识模块】 化学平衡25 【正确答案】 vant Hoff 的定积分公式为解得 rHm=6104 kJ.mol 1【知识模块】 化学平衡26 【正确答案】 先求出 318 K 时的平衡常数 Kp。解得 K p(318 K)=0673设 N2O4(g)的解离度为 ，解离反应为解得 =038【知识模块】 化学平衡27 【正确答案】 573 K 时 rGm=(一 34 585+264573ln573+4519573)J.mol 1=8738 kJ.mol 1 Kp= =1110 8【知识模块】 化学平衡
