大学物理化学核心教程第二版（沈文霞）课后参考答案第5章

第五章 化学平衡

一．基本要求

1．掌握化学反应等温式的各种形式，并会用来判断反应的方向和限度。

2．了解标准平衡常数的定义，掌握标准平衡常数的各种表示形式和计算方法。

3．掌握标准平衡常数59f8f68f20fe2c9b92589fffbe30ac85.png与c456d64c14ce37b0b0f6f09cbdba74f7.png在数值上的联系，熟练用热力学方法计算c456d64c14ce37b0b0f6f09cbdba74f7.png，从而获得标准平衡常数的数值。

4．了解标准摩尔生成Gibbs自由能af1c50b2ea8d4cfa1e7190874eea0dbf.png的定义和它的应用。

5．掌握温度对化学平衡的影响，记住van’t Hoff公式及其应用。

6．了解压力和惰性气体对化学平衡的影响。

二．把握学习要点的建议

把本章放在多组分系统之后的目的，就是要利用多组分系统中介绍的化学势的概念和各种表示方式，来导出化学反应等温式，从而用来判断化学反应的方向与限度。

本章又用到了反应进度的概念，不过其值处在e147b052482c26fe493064804a7e9deb.png的区间之内。因为在利用化学势的表示式来计算反应的Gibbs自由能的变化值时，是将化学势看作为一个定值，也就是在有限的反应系统中，化学进度为ce2ed3ad4653001f7d10127dfd9bfd79.png，如果在一个很大的系统中，080325cbbed7d333548e81a066206556.png。

严格讲，标准平衡常数应该用绝对活度来定义，由于本教材没有介绍绝对活度的概念，所以利用标准态化学势来对标准平衡常数下定义，其含义是一样的。从标准平衡常数的定义式可知，标准平衡常数与标准化学势一样，都仅是温度的函数，因为压力已指定为标准压力。对于液相反应系统，标准平衡常数有其相应的形式。对于复相化学反应，因为纯的凝聚态物质本身就作为标准态，它的化学势就是标准态化学势，已经归入c456d64c14ce37b0b0f6f09cbdba74f7.png中，所以在计算标准平衡常数时，只与气体物质的压力有关。

学习化学平衡的主要目的是如何判断反应的方向和限度，知道如何计算平衡常数，了解温度、压力和惰性气体对平衡的影响，能找到一个经济合理的反应条件，为科研和工业生产服务。而不要过多地去考虑各种浓度表示式和各种平衡常数表示式之间的换算，否则会把自己搞糊涂了，反而没抓住主要内容。

由于标准平衡常数与c456d64c14ce37b0b0f6f09cbdba74f7.png在数值上有联系，9de803632aae1c83be54e64fb78f763d.png，所以有了c456d64c14ce37b0b0f6f09cbdba74f7.png的值，就可以计算be1c235a80b3867c6c45c26a452f4111.png的值。定义了标准摩尔生成Gibbs自由能af1c50b2ea8d4cfa1e7190874eea0dbf.png，就可以很方便地用热力学数据表中个物质的af1c50b2ea8d4cfa1e7190874eea0dbf.png值，来计算反应的c456d64c14ce37b0b0f6f09cbdba74f7.png，从而可以求出标准平衡常数。

为什么说c456d64c14ce37b0b0f6f09cbdba74f7.png与be1c235a80b3867c6c45c26a452f4111.png仅是在数值上有联系呢？因为它们处于不同的状态，c456d64c14ce37b0b0f6f09cbdba74f7.png处于标准态，而be1c235a80b3867c6c45c26a452f4111.png处于平衡态，它们之间的关系可以这样来理解。根据公式：

ab3887b017f4842cf9c173570f24946b.png

在等温、等压不做非膨胀功时，化学反应达到平衡，ea9b3762982be346a8144a1296ababe4.png，才得到

3985423c2ae78b44d240e55888373eb3.png

所以，be1c235a80b3867c6c45c26a452f4111.png是处于平衡状态时的压力商，而它又与标准化学势有关（根据它的定义式），故将be1c235a80b3867c6c45c26a452f4111.png称为标准平衡常数，它始终与系统的化学平衡状态相连。而0c458c9be5812080f272f674f5d750c2.png，是处于标准态时化学势的代数和，故称为反应的标准摩尔Gibbs自由能变化值，它是处于标准状态下的物理量。只有在化学反应达到平衡时，才与be1c235a80b3867c6c45c26a452f4111.png联系在一起。之所以要强调这一点是因为，如果把c456d64c14ce37b0b0f6f09cbdba74f7.png看作是平衡状态下的物理量，它的数值永远等于零；如果把be1c235a80b3867c6c45c26a452f4111.png看作是标准状态下的平衡常数，那它就永远等于1，显然这些结论是荒谬的。

标准平衡常数的数值与c456d64c14ce37b0b0f6f09cbdba74f7.png一样，因为用到了化学反应进度的概念，所以与方程式的计量系数是有关系的。方程式的计量系数成倍数的关系，则c456d64c14ce37b0b0f6f09cbdba74f7.png的值也呈倍数的关系，而be1c235a80b3867c6c45c26a452f4111.png则成指数的关系。所以在计算be1c235a80b3867c6c45c26a452f4111.png时，一定要与化学计量方程对应。

温度是影响化学平衡的最主要的因素，温度会改变平衡常数的数值。根据van’t Hoff 公式，对于吸热反应，升高温度，使平衡常数值增大。反之，对于放热反应，降低温度，使平衡常数值增大。要熟练掌握van’t Hoff 定积分公式的应用。

压力不影响平衡常数的数值，而只可能影响有气体参与反应的平衡组成，或通常说的会影响8511a1a309c2c4ef2023d0ddbf88dfe8.png的数值。对于反应前后气体分子数不变的反应，或受压力影响较小的凝聚相反应，则压力对平衡几乎没有影响。只有在反应前后，气体分子数发生改变的反应，压力才会影响平衡的组成，增加压力对气体分子数减少的反应有利，反之，降低压力对气体分子数增加的反应有利，使产物的比例提高。

把不参与反应的气体称为惰性气体，惰性气体对平衡的影响与压力相似，只有在反应前后气体分子数改变的反应，加入惰性气体才会影响平衡的组成。加入惰性气体，降低了各个组成的分压，相当于起了降压和稀释作用，对气体分子数增加的反应是有利的。反之，对气体分子数减少的反应，惰性气体的存在会使产物在平衡组成中的比例下降，必须定期清除这种反应物带入的或反应中产生的惰性气体。

三．思考题参考答案

1．反应达到平衡时，宏观和微观特征有何区别？

答：反应到达平衡时，宏观上反应物和生成物的数量不再随时间而变化，好像反应停止了。而微观上，反应仍在不断的进行，反应物分子变为生成物分子，而生成物分子又不断变成反应物分子，只是正、逆反应的速率恰好相等，使反应物和生成物的数量不再随时间而改变。

2．为什么化学反应通常不能进行到底？

答： 严格讲，反应物与产物处于同一系统的反应都是可逆的，不能进行到底。只有逆反应与正反应相比小到可以忽略不计的反应，可以粗略地认为可以进行到底。这主要是由于存在混合Gibbs自由能的缘故，反应物与产物混合，会使系统的Gibbs自由能降低。如果没有混合Gibbs自由能，在Gibbs自由能对反应进度的变化曲线上，应该是一根不断下降的直线，不会出现最低点。如果将反应在van’t Hoff平衡箱中进行，反应物与生成物的压力都保持不变，反应物与生成物也不发生混合，反应物反应掉一个分子，向平衡箱中补充一个分子。生成一个生成物分子，则从平衡箱中移走一个分子，这样才能使反应进行完全。

3．什么是复相化学反应？其平衡常数有何特征?

答：有气相和凝聚相（液相、固体）共同参与的反应称为复相化学反应。对凝聚相，只考虑是纯态的情况，纯态的化学势就是它的标准态化学势，所以复相化学反应的标准平衡常数只与气态物质的压力有关。

4．什么是物质的解离压？

答：在一定温度下，某纯的固体物质发生解离反应，如果只产生一种气体，达到平衡时，这气体的压力就称为该固体在该温度时的解离压。如果产生的气体不止一种，达到平衡时，所有气体压力的总和称为该固体在该温度时的解离压。显然物质的解离压在定温下有定值。

5．什么是标准摩尔生成Gibbs自由能？

答：因为Gibbs自由能的绝对值不知道，所以只能用相对值，需要规定一个共同的相对标准。即将标准压力下稳定单质（包括纯的理想气体，纯的固体或液体）的生成Gibbs自由能看作零，在标准压力下，反应温度时，由稳定单质生成计量系数0cf7dcb7ae9be81e4b951a1cb76f1bcf.png的物质B时，标准摩尔Gibbs自由能的变化值称为物质B的标准摩尔生成Gibbs自由能，用符号3c140126fe46d101c5e49201d7728a0c.png表示。热力学数据表上一般列出的是在298.15 K时的数值。

6．根据公式，a9068a57bf224c131d6e3850fe79756f.png，所以说 c456d64c14ce37b0b0f6f09cbdba74f7.png 是在平衡状态时的Gibbs自由能的变化值，这样说对不对?

答：不对。在等温、等压、不作非膨胀功时，化学反应达到平衡时的Gibbs自由能的变化值等于零，这样才得到上述公式。而c456d64c14ce37b0b0f6f09cbdba74f7.png是指在标准状态下Gibbs自由能的变化值，在数值上等于反应式中各参与物质的标准化学势的代数和，即：a3869392aa63b6cb1f84c1b01dbb6dcb.png，因此不能认为c456d64c14ce37b0b0f6f09cbdba74f7.png是在平衡状态时的Gibbs自由能的变化值，否则在标准状态下。它的数值永远等于零。

7．在一定的温度、压力且不作非膨胀功的条件下，若某反应的6f1d19a8a5d02189ede9abdc429b28e2.png，能否研制出一种催化剂使反应正向进行？

答：不能。催化剂只能同时改变正向和逆向反应的速率，使平衡提前到达，而不能改变反应的方向和平衡的位置，催化剂不能影响251e6ba7d725ca715b9e228768acf389.png的数值。用热力学函数判断出的不能自发进行的反应，用加催化剂的方法也不能使反应进行，除非对系统做非膨胀功。

8．合成氨反应的化学计量方程式可以分别用如下两个方程来表示，两者的c456d64c14ce37b0b0f6f09cbdba74f7.png和59f8f68f20fe2c9b92589fffbe30ac85.png的关系如何？

ddbb3f446da716a66377c1e5e63be154.png

答：251e6ba7d725ca715b9e228768acf389.png的下标“m”表示反应进度为1 mol时Gibbs自由能的变化值，现在两个反应式中各物的量成倍数关系，当反应进度都等于1 mol时，得：

bfeead526ba24e73dcf0a6af7e5c2b96.png

9．工业上，制水煤气的反应方程式可表示为：

13b90264d70b196ce8dc9582b16ac48d.png a7041b1847908705b62a839467a0eb88.png

设反应在673 K时达到平衡，讨论下列因素对平衡的影响。

①增加碳的含量；②提高反应温度；③增加系统的总压力；④增加水气分压；⑤增加氮气分压。

答：① 只要碳是纯的固态，则它的活度等于1，它的化学势就等于标准态时的化学势，在复相化学平衡中，纯固态不出现在平衡常数的表达式中，则增加碳的含量对平衡无影响。

② 提高反应温度会使平衡向右移动，因为这是一个吸热反应，提高反应温度对正反应有利。

③ 增加系统的总压力，虽然不影响平衡常数的数值，但是会影响平衡的组成。因为这是一个气体分子数增加的反应，增加压力，会使平衡向体积变小的方向移动，会使平衡向左方移动，不利于正向反应。所以，工业上制备水煤气时，一般在常压下进行。

④ 水是反应物，增加水气的分压，会使平衡向正向移动。

⑤ 氮气在这个反应中是惰性气体，增加氮气虽然不会影响平衡常数的数值，但会影响平衡的组成。因为这是个气体分子数增加的反应，增加惰性气体，使气态物质的总的物质的量增加，相当于将反应系统中各个物质的分压降低了，这与降低系统的总压的效果相当，起到了稀释、降压的作用，可以使产物的含量增加，对正向反应有利。

10． 五氯化磷的分解反应为 85e919a1e863aa8aa91bcbf31356a8e2.png，在一定温度和压力下，反应达平衡后，改变如下条件，五氯化磷的解离度将如何变化？并解释为什么？设所有气体均为理想气体。

(1) 降低系统的总压；

(2) 通入氮气，保持压力不变，使体积增加一倍；

(3) 通入氮气，保持体积不变，使压力增加一倍；

(4) 通入氯气，保持体积不变，使压力增加一倍。

答：（1） 降低总压有利于正向反应，使五氯化磷的解离度增加，因为这是一个气体分子数增加的反应。

（2）通入氮气，保持压力不变，这对气体分子数增加的反应有利，相当于起了稀释、降压的作用，所以五氯化磷的解离度会增加。

（3） 通入氮气，因保持体积不变，压力和气体的总物质量同时增加，它们的比值不变，所以平衡组成也不变，五氯化磷的解离度亦不变。

（4） 通入氯气，增加了生成物的含量，使平衡向左移动，对正向反应不利，会使五氯化磷的解离度下降。

四．概念题参考答案

1．在等温、等压且不做非膨胀功的条件下，当反应的3a5a1cf032f873c20dcc9a5844d03236.png时，该反应自发进行的方向为 ( )

(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

答：(C)。 判断反应能否自发进行，要用等温、等压且不做非膨胀功的条件下251e6ba7d725ca715b9e228768acf389.png的变化值，而不能用c456d64c14ce37b0b0f6f09cbdba74f7.png的值。除非该反应是在标准压力下进行，则7e6dc7b8540e22c7e5865e91a3f2636d.png，反应能逆向自发进行。或者c456d64c14ce37b0b0f6f09cbdba74f7.png是一个绝对值很大的负值，改变压力商也不可能改变251e6ba7d725ca715b9e228768acf389.png的符号，则251e6ba7d725ca715b9e228768acf389.png也小于零，这时可以估计反应能自发正向进行。

2．理想气体混合物在化学反应达平衡时，应该使用下列哪个关系式？ （ ）

（A）bd4509ef152dbb37900240f39f114f58.png （B）9de803632aae1c83be54e64fb78f763d.png

（C）4a3b6366b0d161fbf17d584f5d96df08.png （D）59fa37fbf288e8657bf4b6f0b3de40a7.png

答：（B）。根据理想气体化学势的表示式，对数项中用c224113dbedceb2b923de1f8490cd445.png表示，在化学反应等温式中，对数项中是压力商b6141ddd7353140e237cbaf872804ada.png，达平衡时，是平衡时的压力商，所以标准平衡常数是be1c235a80b3867c6c45c26a452f4111.png，相应的Gibbs自由能的变化值为c456d64c14ce37b0b0f6f09cbdba74f7.png。

3．理想气体反应b249d05e81b968528ecb01b55e402465.png的c456d64c14ce37b0b0f6f09cbdba74f7.png与温度T的关系为：97c881d6affda7721709f2aeeacefd1c.png。若要使反应的平衡常数大于1，则应控制的反应温度为 ( )

(A) 必须低于409.3℃ (B) 必须高于b53bcaec999a6b38bb0074d5a04e72b4.png

(C) 必须低于b53bcaec999a6b38bb0074d5a04e72b4.png (D) 必须等于b53bcaec999a6b38bb0074d5a04e72b4.png

答：(C)。c456d64c14ce37b0b0f6f09cbdba74f7.png与标准平衡常数be1c235a80b3867c6c45c26a452f4111.png的关系式为9de803632aae1c83be54e64fb78f763d.png，要使d1387778d8f0f039924db48a7351cb3b.png，则a55d64ad5b6df58de5019f2de144f058.png。从已知的关系式，解得bf388bcdc201321a8e7030c2b206bb1e.png。要使反应在标准压力下能自发正向进行，c456d64c14ce37b0b0f6f09cbdba74f7.png必须小于零，所以，根据已知的关系式，反应温度必须低于b53bcaec999a6b38bb0074d5a04e72b4.png。

4．在973 K时，反应762bd381a87e237867168632f9034a90.png的标准平衡常数09860f0ff88b94069926f6158fe17458.png。若将如下各分压的理想气体混合在一起，d5da7a409f7c38ffc969a8ca3e988bb9.png，ac0eacdc45abb12c3a3c3773e175ced9.png，50a56f723dbec51fd8681156aecc6511.png，6176fb6b1de6ccc8c41edeff140aeedb.png，在相同温度下，反应的方向将 ( )

(A) 向右进行 (B) 向左进行

(C) 处于平衡状态 (D) 无法判断

答：（A）。有一个可以作为判据的化学反应等温式为

84b566681239b17318a5281891092b2e.png

如果若b618e7a7115b34dd36afe8e46167adfc.png，则63ae3ec5dc33103aed17ac9e547d28b1.png，反应可自发向右正向进行。这个反应的b6141ddd7353140e237cbaf872804ada.png值为

daff81c88933b8be6a6c197bcf63fe45.png

b6141ddd7353140e237cbaf872804ada.png远小于be1c235a80b3867c6c45c26a452f4111.png的值，所以反应自发向右进行。

5．在350 K时，7c1c32355453c81fb776497640135b19.png发生分解反应的计量方程为

2906f99c808e7810a9f2848ab839bf18.png

设在两个容积都等于e8a3ca0ffbe05036b15c38c357a348fb.png的密闭容器A和B中，分别加入纯的7c1c32355453c81fb776497640135b19.pngc60e88fc6124188ed7da213befc5a37c.png和9edcf63755ac29cbf78cc36d89cd6120.png，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

答：(A)。因为容器的体积有限，7c1c32355453c81fb776497640135b19.png都是过量的，在相同温度下，两密闭容器中的分解压力相同。

6．根据某一反应的c456d64c14ce37b0b0f6f09cbdba74f7.png值，下列不能确定的是 ( )

(A) 标准状态下自发变化的方向

(B) 在c456d64c14ce37b0b0f6f09cbdba74f7.png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

答：(D)。温度对平衡的影响情况，要用van’t Hoff公式判断，要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c456d64c14ce37b0b0f6f09cbdba74f7.png不好确定。

7．某实际气体反应，用逸度表示的标准平衡常数 随下列哪个因素而变 ( )

(A) 系统的总压力 (B) 催化剂

(C) 温度 (D) 惰性气体的量

答：(C)。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。

8．在某一反应温度下，已知反应（1）6478f39d6de606f64c4252800bd36439.png的标准平衡常数为394438cebb7928008565445c4b5d06db.png。那么，在相同的反应条件下，反应6cc9e014900328cf689c2e5f058d59d9.png的标准平衡常数f11d801c2bdfa1ed8cdeb96ac87bffc8.png为 ( )

(A) 4 (B) 0.5

(C) 2 (D) 1

答：(C)。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1/2次方，所以

9e4134becfd6b5156f9e7152b136e2ae.png

9．在298 K时，某化学反应的标准Gibbs自由能变化的变化值e91bcfee34e02e857ee6cc785f33e96d.png，则反应对应的标准平衡常数59f8f68f20fe2c9b92589fffbe30ac85.png将 ( )

(A) cb433e96fa01d94883dae229e7f16612.png (B) 3e3b4229897a0d8e549edafb73be8f13.png

(C) 1aba5796ab4a0590ddc3ebce6aed661d.png (D) ee2c513e6e4c26e65da2bcdc2faff4c2.png

答：(B)。因为 a9068a57bf224c131d6e3850fe79756f.png，e91bcfee34e02e857ee6cc785f33e96d.png，9b1973b485ffe4089c212982627faf0e.png，3e3b4229897a0d8e549edafb73be8f13.png。

10．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 ( )

(A) 406b58dde13fbf6b31fc0ded59ca974e.png

(B) 762bd381a87e237867168632f9034a90.png

(C) 6cc9e014900328cf689c2e5f058d59d9.png

(D) 85e919a1e863aa8aa91bcbf31356a8e2.png

答：(C)。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，能使产物的比例增加。这里只有(C)是气体分子数减少的反应。

11．在等温、等压的条件下，反应13b90264d70b196ce8dc9582b16ac48d.png的平衡常数和转化率分别为78c0045150421031f466ff87c0b5aa07.png和09c60c94effc3ef291c6c58f24c1efae.png。充入一定量的e9e36f925b8c5eaee82d1428deebb7c4.png后，再次达平衡时的平衡常数和转化率分别为f11d801c2bdfa1ed8cdeb96ac87bffc8.png和d38088a89adecd5ad9ccfcb585bd7e34.png。两者的关系为 ( )

(A) 73c0e7929e07c45bc01443d04d6b0b9b.png，29f759dc89d2ce3f1f0dba78ad285957.png (B) c7abe55e7fae7ff28afaf232cf511def.png，29f759dc89d2ce3f1f0dba78ad285957.png

(C) 49301c19c3ccdb37cd85951d5a53f167.png，504d042baa44b2ef99053d38ab705187.png (D) 73c0e7929e07c45bc01443d04d6b0b9b.png，504d042baa44b2ef99053d38ab705187.png

答：(D)。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e9e36f925b8c5eaee82d1428deebb7c4.png，相当于起了降压的作用，所以转化率会提高。

12．在一定的温度下，一定量的 PCl5(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 PCl5的解离度将 ( )

(A) 增加 (B) 减少

(C) 不变 (D) 不确定

答：(C)。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，但是因为在密闭刚性容器中，体积不变，则压力也相应增加，使压力和气体的总物质的量的比值不变，所以解离度亦不变。

13．PCl5的分解反应的计量方程为85e919a1e863aa8aa91bcbf31356a8e2.png，在473 K达到平衡时，PCl5(g)的解离度023110f7e82c2b490864d51737635c01.png，温度升至573 K达到平衡时，解离度7f5c760c2c198d603be333568c1df546.png，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

答：(B)。升高温度，可以使吸热反应的平衡常数增大。

14．在298 K和标准压力下，反应66e4f19b57bc7a2308c1b6deb534917a.png的85faa9882ba436484019f898c89e214b.png，0eeb0f51679c35cd6629bc290494f2e6.png。假定ba47aa415155e2e97b2ea124912a3e53.png，则在398 K时，反应的e604d36dd1387ff4f01b82d28f2f2011.png的值为 ( )

(A) 760f5a4558bd8585ade8fe4694c6f839.png (B) 0f559a492a025548306df2c71187496f.png

(C) c38a9702fd498d3bdfc18c3aeb9ffafa.png (D) 8a8ff6a9f31e55403360f70b93067132.png

答：(C)。因为是等温反应，所以 5206793a05d194f7c346cf21a460554a.png

cf32b87f65848fd1dc28bcb4b294639e.png

c0fe5c08bbfe695fb236ca1b67ae8640.png

因为假定ba47aa415155e2e97b2ea124912a3e53.png，所以94c384e4ba389385cb93b12fb38ab0dc.png和e4b20054ac675722ff828af1d2fd76d1.png的值不随温度而变，则

ac0d1e29bb554bcb6d2072843f107cfe.png

5009cb9d2cbe4beb847200d2ab9cb76f.png

c80d2b0ee5881108b4c3cb63f4206de4.png

五．习题解析

1．在973 K和标准压力下，反应762bd381a87e237867168632f9034a90.png的 00328bd3337c738932543ce9da3c5f06.png。试根据如下两种情况，分别判断反应的方向。

(1) 反应系统中各组分的分压都是548db2dde19419fdfcedea8fac224c55.png。

(2) 反应系统中，78738ab82b9e94e5ca8f0236640e92c5.png，6a3a49104f1b5c3e8e3c8d767f703ee0.png，ddf58700b52f50767e56a954ddb94b87.png。

解：(1) 根据化学反应等温式 84b566681239b17318a5281891092b2e.png

c4c99798924704391b5899a98fb1c3bb.png

ec006b7df44aeae77a15b56a7c846c1b.png，617dc337b6d5c53b69daa09a9699ab19.png，正向反应是不自发的，而逆向反应是自发的。

(2) 686e56ac91feb1f4114c77d356a9fbb4.png

fe7f1ba0678840273d6169b293f136cb.png，63ae3ec5dc33103aed17ac9e547d28b1.png，正向反应是自发的。

2． 反应 762bd381a87e237867168632f9034a90.png的标准平衡常数与温度的关系为

02ecdf5facc0119fea60468a17584cab.png，当64a5d59c6b1889fa348c877ccccfa1ba.png，14dd8f9aabe12fb8c73c872f9e9f1919.png，79fb8281c05b98f53b7fc83a8d7c7fac.png和9288764416ac9a88dd49c02ec5211cbc.png的起初组成的摩尔分数分别为0.30，0.30，0.20和0.20，总压为c779abdabdbcbff5e91b98bb3b0a1d82.png时，问在什么温度以下（或以上），反应才能自发地向生成产物的方向进行？

解： 要使反应自发地向生成产物的方向进行，必须使反应的63ae3ec5dc33103aed17ac9e547d28b1.png，即

bd483e64d5e9c330864cd8269191d3a4.png e2b4988b4c543046535556228dc9f5d9.png

a2adad710be9da42a61f25831cf4a6b6.png

acfa083e581d9902e4db2868afdf04e4.png

解得 e64911a0b1a690896acb2dde8b89a329.png

3．在313 K时，反应82eeb5c530f0eaf33494184d13c7dd54.png的bd61538385833cf8a3ed50bf2ee6b0e8.png。在一个aab2642552acac3358edcd81f8cd068c.png的容器内含有b98823490af8b88da14b0f6ab75419de.png的0152d79497463863532ed00ec26491b0.png，如果要使0152d79497463863532ed00ec26491b0.png全部变成feec4ad5ca3c2c3db560eead9189b744.png，试计算需通入97a4d94d6c503f80bc6cfab1dd197869.png的物质的量的。设气体为理想气体。

解： 欲使反应向左进行，应满足：

08e8160fb0d968b630e501a047df0542.png

9bd52885d84ce8f28f1e824d3d57ef6b.png

这是一个复相化学反应，标准平衡常数只与97a4d94d6c503f80bc6cfab1dd197869.png的压力有关。设需通入97a4d94d6c503f80bc6cfab1dd197869.png的物质的量为7b8b965ad4bca0e41ab51de7b31363a1.png，则

f5cb62863bb8ba49507ce095f4f462c7.png

a4ff65e39b3de5bcaef72518ccfeb1fb.png

e7d6dcb86232746cd398dc7c0b8fec78.png

ad61491b08572cd8d3d275769e238492.png

6d0196fab7f9ea3cec7d7e7a74d73651.png

ec157956e4680b8e83eaa4ad4d9ffad7.png

4．18070f0cb341f1a3a32592de110f0b9c.png受到9be3c96a2c63e2259080e852af42850a.png的腐蚀可能发生如下反应

9ea237ef59d79f742edad17529fdf3be.png。

试计算，在298 K和标准压力下，在9be3c96a2c63e2259080e852af42850a.png和9288764416ac9a88dd49c02ec5211cbc.png的混合气体中，9be3c96a2c63e2259080e852af42850a.png的摩尔分数低于多少时，便不致使18070f0cb341f1a3a32592de110f0b9c.png发生腐蚀？已知在298 K时，fed00a3cccf8a3beeed93a59f4cbd766.png和9be3c96a2c63e2259080e852af42850a.png的标准摩尔生成Gibbs自由能分别为：435ad0344841b04b6223fa481cafe15a.png，

2fcef6a3fbc6015987958f51b2655a20.png。

解： 设9be3c96a2c63e2259080e852af42850a.png在气体混合物中的物质的量分数为9dd4e461268c8034f5c8564e155c67a6.png，则9288764416ac9a88dd49c02ec5211cbc.png的物质的量分数为c8f538b37f3f644bb01510e9d2ec3c79.png。根据化学反应等温式

35336f3cc81e9722e1919b5d7e6710c5.png

f9b4d791a94e49f38a82914539ee935e.png

21c75d32338352e1a1c474f90db6ab44.png

60aa66bbffe393e85f8641529fb900ce.png

a390174b428f34e1e30a00cbcc6d749f.png

396bfae08c76f5e08381d1982aa2286a.png 28ffc3203d7dfa4628f8e1b68496b541.png

5． 通常在钢瓶里的压缩氢气中含有少量2954db10af3c5ce0010d6969774547ad.png。实验中常将氢气通过高温下的铜粉，以除去少量2954db10af3c5ce0010d6969774547ad.png，其反应为：819d18cc420fb2f7e36c225bae5a6d8f.png。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2954db10af3c5ce0010d6969774547ad.png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：42108e521408be44b56a9c6a923abe91.png。

解：这是一个复相反应，其中只有一种气体，要计算2954db10af3c5ce0010d6969774547ad.png的分压，实际就是计算在873 K时的平衡常数。首先将873 K时的c456d64c14ce37b0b0f6f09cbdba74f7.png计算出来

388d77be8bae3f32631ace0d0b007e14.png

因为 d0595c2cefb769e655ebbf6ed66da3e8.png

所以 772d2c966e8be7f333f6246d2f663c46.png

25af44085417505bda7c9a8028271775.png

这时可以认为2954db10af3c5ce0010d6969774547ad.png已基本除干净了。

6．在合成甲醇的过程中，有一个水煤气变换工段，即把9288764416ac9a88dd49c02ec5211cbc.png变换成原料气64a5d59c6b1889fa348c877ccccfa1ba.png，

d0307a38e0d8a7af1c3227b4b36fdc34.png

现有一个混合气体，各气体的分压分别为4e5c6a4fa245fc1c0acf8809b94ebd3f.png，d66beb77f79101673cc2661c45fe089d.png，9929e102352aaf8c3480fdcb5e444875.png。已知在1 093 K时，反应的 K d89f95647d60ea53bd6368d7d39e2d15.png＝1，所有气体可视作理想气体。

(1) 问在 1 093 K时，该反应能否发生？

(2) 如果把a8d351c7389f96baceff6423045ec7e3.png提高到cebdf46e1a261a224cd092c4fa111e0e.png，而f6127131fa4f183d3a31f56bf06de8d2.png提高到8fec44cfa563664ec5e7af220e0bd7dc.png，其余气体的分压不变，问情况又怎样？

解：(1) 根据化学反应等温式，

3550de7225953b9221933d0ed06ea9da.png

bf6f43c61980e3efa812ca8fa58269ad.png

89688ab40a4c92cfc5282489b3ec83fe.png

因为617dc337b6d5c53b69daa09a9699ab19.png，故在该条件下，反应不可能自发正向进行。

(2) 把a8d351c7389f96baceff6423045ec7e3.png和f6127131fa4f183d3a31f56bf06de8d2.png的分压提高后

29688cfe85bee9876d8d7a3df2a39ad5.png

675e6f4f80e40c6bde3eeb030af8362f.png

这时，63ae3ec5dc33103aed17ac9e547d28b1.png，故在这个条件下，反应可自发正向进行。

7． 在 1 373 K时，有下列反应发生：

(1) C(s)＋2S(s)＝CS2(g) K 35f69a32e5f65c18e2d156af51538256.png＝0.258

(2) Cu2S(s)＋H2(g)＝2Cu(s)＋H2S(g) K 7860cdb369ec9638414a1ce7f3336330.png＝3.9×10-3

(3) 2H2S(g)＝2H2(g)＋2S(g) K e136e24d49c935ee05e55726d9cb2875.png＝2.29×10-2

试计算在1 373 K 时，用碳还原Cu2S(s)反应的平衡常数 K 8fc633fde36436e7fa20306b4effbced.png。

解： 用碳还原Cu2S(s)的反应式为：

(4) 2Cu2S (s) +C(s) = 4Cu (s) +CS2 (g)

这几个反应方程式之间的关系为

(4) = (1)+2×(2)+(3)

所以 ce7e7aa6732ff80a81f73706e203e931.png

54ef33399899fa8792de9fcab6a04393.png

8．在994 K和100 kPa压力下，使纯9288764416ac9a88dd49c02ec5211cbc.png慢慢地通过过量的CoO(s)，则氧化物部分地被还原为Co(s)。流出的已达平衡的气体中，含9288764416ac9a88dd49c02ec5211cbc.png的体积分数为0.025。在同一温度时，若用64a5d59c6b1889fa348c877ccccfa1ba.png还原CoO(s)，平衡后气体中含64a5d59c6b1889fa348c877ccccfa1ba.png的体积分数为0.0192。如果将物质的量相等的64a5d59c6b1889fa348c877ccccfa1ba.png和14dd8f9aabe12fb8c73c872f9e9f1919.png的混合物，在994 K 下通过适当催化剂进行反应，试计算其平衡转化率？

解： 首先写出反应的计量方程和计算相应的标准平衡常数

(1) 1e5ecb56e425dfa40c458e53d3ca47d7.png

b1fea0a7b5476588b0e7040cb6ada716.png

(2) 2fbd6e4cfa4ee66cfbf65472848c680b.png

6629b8503f65fe7ddfad832bc629b216.png

所要计算的反应是（3），ffd50e344e51756b106cc2abba97244c.png

（3） 762bd381a87e237867168632f9034a90.png

所以 06814cc82f0dde71a14f82960b76ec0f.png

设反应（3）的平衡转化率为ab410a966ac148e9b78c65c6cdf301fd.png

28098c87e48636f0513699e6b41e5a93.png

这是一个反应前后气体分子数相等的反应，所以压力商与摩尔分数商相等

7f9c39eae9d56b5101ba28999705c647.png

解得： 5f0f662a35c6d3d26abd0cab98917463.png

9．在298 K和标准压力下，水合硫酸铜脱水反应的计量方程为

b26a1b4110ee7c39177bab35ba189f91.png

已知其标准平衡常数859b729134ea25b8f32c7d6e82097682.png。为了使0.01 mol76996a7ef2c348fb6efc7fd845f85961.png在6d4cbf9505ac27ce931e8d22e8c7db5c.png的容器中，完全转化为0f2a982da6f52cd698748603130722dd.png，试计算至少应加入14dd8f9aabe12fb8c73c872f9e9f1919.png的物质的量。设气体为理想气体。

解：这是一个复相化学反应，标准平衡常数只与14dd8f9aabe12fb8c73c872f9e9f1919.png的压力有关

9550fc8645a2ce53bde3471dbe02122e.png

解得在平衡时 7311a398a95f1f6c0419ed300da8325d.png

afd13a1c426613b58c42a0d50cceac1b.png

b5748185a25e0f6898cf1430b41e5bdf.png

ace6fa4130665888a9791de603903649.png

加入的b0d87625cfc2873664543af70e1b62ce.png有两个用途，一是生成水合硫酸铜，另一个是维持容器中的水气分压，所以至少应加入b0d87625cfc2873664543af70e1b62ce.png的物质的量为

6a2fced9529782147b9f24ae48566629.png

10．反应 afe992e32a1b99eb7c260e4455370698.png的平衡常数，在 250～400 K 的温度范围内，与温度的关系式为de1288a6790e388ee1ebc0d675f59a56.png。设在这个温度范围内21bc31e014258b33ebc565016bd5a284.png。试计算在300 K 时：

（1）f5d9e0ce2aa4cb3e27d9c0d7995effe8.png在真空容器中分解时的解离压力和97a4d94d6c503f80bc6cfab1dd197869.png和1238ed2de6c5b7f79b144f3bebdfd605.png的分压。

（2）反应的740395114324e0e96a8f3be98c6442fc.png和e4b20054ac675722ff828af1d2fd76d1.png。

解：（1）在300 K 时，分解反应的标准平衡常数为

917f0161fc5be15a5622ae6960ca1584.png

23c7880790001ebc415aa6bc58b83d45.png

这是一个复相化学反应，设解离压力为83878c91171338902e0fe0fb97a8c47a.png，则有

616f1dd6e508989b76407bf842d80822.png

解得 a338aa5ed17e9b8bfd6a24525ca65e9e.png

43060cfdd1499a50222536e7527383da.png

（2） 285209fc8f543201444164e1da5d33f2.png

7f47c41b62a247686befe78889540295.png

71ea159fd115e30fe4e448198b58e1de.png

1ededfa566e35e75021633d034e81a20.png

e7e4d8de4f7fb351f75054b8feaaae76.png

438658a56ef27ac929c49d1824aa82a3.png

3a3407c86749be77d1f5fa6437e29817.png

11．在300 K和标准压力下，反应cb8fe48df357193116324f4572116699.png的标准摩尔Gibbs自由能的变化值7571ee1bab8c96d010dbefdbef5a1b0c.png。在同样条件下，以 2 mol A 和 2 mol B 按上述方程式进行反应，试计算：

(1) 反应的平衡转化率。

(2) 达平衡时，混合物中各气体的摩尔分数。

解：(1) 设达平衡时，反应物转化为产物的物质的量为ab410a966ac148e9b78c65c6cdf301fd.png

bd9dd706c33be4671d53ac377296d205.png

7907ec3128b0824161bf9d5a70a5bd7c.png

f599aa22b7ff42d0d8a51c989632450c.png

37c72c70184364b92e902567f2fb9e05.png

解得： 32c92a3c07c98ba6538e526ce69f528d.png

平衡转化率为 8fc7cf1c1364c9cc515c3bd3d1f81314.png

（2）混合物中气体的总的物质的量为

49a5bb9149990925b14d6a9184e6f10d.png

d01e942ec5ab1293aaa4a4f829467ff6.png

fe1e41aa3d058fdd67a79e58c72d6d29.png

2ce10a1f857995c57ac878de8feb8fb6.png

12． 在 400 K～500 K 之间,反应 PCl5(g)＝PCl3(g)＋Cl2(g) 的标准Gibbs自由能变化可由下式给出：4daa51113310c05ea1aaf0383d80b1e7.png。试计算此反应在450 K时的 c456d64c14ce37b0b0f6f09cbdba74f7.png，94c384e4ba389385cb93b12fb38ab0dc.png，e4b20054ac675722ff828af1d2fd76d1.png及be1c235a80b3867c6c45c26a452f4111.png。

解：将450 K代入c456d64c14ce37b0b0f6f09cbdba74f7.png的表示式，计算450 K时的c456d64c14ce37b0b0f6f09cbdba74f7.png的值

a6033fa20b9cde4b5dd23274373b5a1f.png

8d0b019f1b0d7c76b0428ab557c5c7e1.png

aa1745f67ec579ba33d4882d1e8369a3.png

7068646ebea906a9bef8e76938353dd2.png

c80834d9562fde132261f0309baa7440.png

a062958aed3ce99469b851c8015600e5.png

e335879443a603d88eda77d529f0c3f6.png

438658a56ef27ac929c49d1824aa82a3.png

ab5c8728aa54922b674fcb43454ae640.png

13． 在 323 K 时，下列反应的解离压力为3.998 kPa

2NaHCO3(s) = Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(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c456d64c14ce37b0b0f6f09cbdba74f7.png。

解：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 6b42a7484eb6b0f3207f1419dbcf15fd.png

所以标准平衡常数

afc491ac74798e4b89d18e6c0501a23d.png

9de803632aae1c83be54e64fb78f763d.png

afa73dab7c97b6aa67b8ba16f32270f6.png

14．在 298 K 时，有反应2cb34d0179190905b1d7301f791dbaa2.png，试计算反应在该温度下的标准平衡常数8ad80a60f2fdd2aef63b5f1016cf9759.png。设气体为理想气体，298 K时的热力学数据如表中所示。

解：要计算8ad80a60f2fdd2aef63b5f1016cf9759.png的值，首先要求得反应的c456d64c14ce37b0b0f6f09cbdba74f7.png。利用所给的热力学数据，先计算反应的94c384e4ba389385cb93b12fb38ab0dc.png和e4b20054ac675722ff828af1d2fd76d1.png，然后可得到c456d64c14ce37b0b0f6f09cbdba74f7.png。

3fe2a8bdbf732ec899872a3615d6e0b3.png

8d58e1bbe20783f54ba00398eb470ebb.png

6ad47569c777d92c8341bb6e408ad45d.png

e87de8462bd2881ea3d8d70e77afee3f.png

d9eafeb627ed0021c4d150e070c6a7e3.png

5206793a05d194f7c346cf21a460554a.png

f9182349a998342dd272c80f68d71b1c.png

b2fcceae5676c0579711249ee4d8a8cb.png

e7fbae1a4aebab6bd07ecd7709380c10.pnga77d555b482aae88b9950280de55c3f8.png

这个反应的趋势还是很大的。

15．在 630 K 时，反应：c26bbc93e64c3f9a08e6d9734e1540f3.png的0d64fc3860dbb02d54f89d5fda5d20bb.png。试计算：

(1) 反应的标准平衡常数8ad80a60f2fdd2aef63b5f1016cf9759.png。

(2) 在630 K 时 HgO(s)的解离压力。

(3) 若将 HgO(s)投入到630 K，2954db10af3c5ce0010d6969774547ad.png的压力为b35d39ef260e1725ccc24a7dfc55f5a0.png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780bcd05d0ba62db5708ad56612e336b.png的分压力。

解：(1) 201bb21223fe10d0474843ff6e877e3c.png

(2) 设HgO(s)的解离压力为83878c91171338902e0fe0fb97a8c47a.png，这是一个复相化学反应，2954db10af3c5ce0010d6969774547ad.png的分压为d2fa999997a47e2039562b7370884fad.png，780bcd05d0ba62db5708ad56612e336b.png的分压为111ab91ebccea9cede9404a00c43e37f.png，则

9d3ad6dc5b58a4d428e2430e94cc3996.png

解得解离压力 bd06b9b23506c50760c8886a0f0bd14a.png

(3) 因为温度未变，所以标准平衡常数的数值也不变。设这时780bcd05d0ba62db5708ad56612e336b.png的分压为f189e3f83f196d7f0ddc1acb19c03a86.png，分解出来的2954db10af3c5ce0010d6969774547ad.png的分压为00c3000e22c3db84d71ac0abf21009e1.png。达平衡时

2953f57cbb210df52e517999ba362df4.png

a9c86387e8e16cf74394d0b72fa61648.png

解得 3a65ba5d8efa26d8eae5859e61ccc3b5.png

由于容器中已经有2954db10af3c5ce0010d6969774547ad.png存在，所以使780bcd05d0ba62db5708ad56612e336b.png的分压下降。

16． 某反应在1 100 K附近，温度每升高1 K，8ad80a60f2fdd2aef63b5f1016cf9759.png比原来增大1%，试求在此温度附近的94c384e4ba389385cb93b12fb38ab0dc.png。

解： 根据题意，4b29af96cde05b547ee2595f7d656489.png 即 2a9f9283c3a92a92e3d84c0ff884e691.png

根据 van’t Hoff 公式， 67becfbe2ffd88aae364fdf965e9c910.png

所以 055806e9264a5774f5e1adee4b875393.png

b54cc3ff921aa232e596de81104c6d48.png

17．在高温和标准压力下，将水蒸气通过灼热的煤层，按下式生成水煤气：

C (石墨) + H2O(g) ＝ H2(g) + CO(g)

若在 1 000 K及1 200 K时的8ad80a60f2fdd2aef63b5f1016cf9759.png分别为2.472及37.58，试计算在此温度范围内的摩尔反应焓变94c384e4ba389385cb93b12fb38ab0dc.png（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a6a8e005b975f39217bdde8eb09d4cdb.png。

解：根据 van’t Hoff 的定积分公式

e12fb0a79de9c54453919a1a0eaa4ea5.png

7c7b46218b782cfabde5b51b2a500cfa.png

解得 a628a610b53d9c1b898e722778c55644.png

a729b1c9946de5cc2dbbe1c0d922fecc.png

c3c8a20e370f05ebb305111339ca9270.png

18．已知2f13a67b638beb2cd79fde22192fa8ff.png解离反应的标准平衡常数，在298 K时为f9f420356993b9bb2b736f3e757f39f6.png，在338 K时为83f4027b97159a578b5aa5b6b54dd97e.png。试计算：

（1）2f13a67b638beb2cd79fde22192fa8ff.png的标准摩尔解离焓。

（2） 在318 K，100 k Pa下，2f13a67b638beb2cd79fde22192fa8ff.png的解离度。

解： (1) 根据 van’t Hoff 公式，

e12fb0a79de9c54453919a1a0eaa4ea5.png

88b0e6e106b2fc2400e0fb9c88311400.png

解得： d7b49cadd42aa71cc4678782ab786c61.png

（2）先求出318 K 时的平衡常数edee409038c80cd57713fc13f2e642b7.png

23a1ef7404371dd73578896b806ca853.png

解得： f22f843158e8c840651d1ae646b557ea.png

设2f13a67b638beb2cd79fde22192fa8ff.png的解离度为ab410a966ac148e9b78c65c6cdf301fd.png，解离反应为

ed315bd67333f1bef288de4f48c5dd00.png

90318f2f684b933db9136031201d8024.png

391ad3a5449054d8cf33e3857bcd5161.png

解得： dc7c5ad1790ed0152fbef371bff69fe0.png

19．乙烯水合反应4bcf6f9f0ba327e06f0ffe5343700bbb.png的标准摩尔反应自由能c456d64c14ce37b0b0f6f09cbdba74f7.png与温度的关系为：46cc17baf7b0eb1ae7b38bdc5ccd53af.png，计算573 K时的标准平衡常数8ad80a60f2fdd2aef63b5f1016cf9759.png。

解：在573 K 时，c456d64c14ce37b0b0f6f09cbdba74f7.png的值为：

76d7c9be9c17b58bff83d387c180f3a1.png

c1476e684160047313b6d48a865c751a.png

15361cb565066989dfe68ae6096e04a8.png

20． 在298 K时，丁烯脱氢制取丁二烯的反应为93f3457191b189a34a723055b7c0dbca.png，根据热力学数据表，试计算：

（1）298 K时反应的94c384e4ba389385cb93b12fb38ab0dc.png，e4b20054ac675722ff828af1d2fd76d1.png，c456d64c14ce37b0b0f6f09cbdba74f7.png和标准平衡常数be1c235a80b3867c6c45c26a452f4111.png的值。

（2）830 K时标准平衡常数be1c235a80b3867c6c45c26a452f4111.png的值，设94c384e4ba389385cb93b12fb38ab0dc.png与温度无关。

（3）若在反应气中加入水蒸气，加入量与丁烯的比例为bb3288e92e56240dee326c9ca4e35ddf.png，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为：

解： （1） 在298 K时

dadfde7efdb7df423acdb1fa9e4e7514.png

6f1668785bbb36d1f58136c30fb4e869.png

39918cb866a7537ba98a12f2b3b4fb76.png

ba81a8a476d8c8fa267d5a2cb3e12585.png

0769fd47fbcb208351928f4fad2a21c5.png

5206793a05d194f7c346cf21a460554a.png

4b4b878258992dd185d9aebdb978a479.png

325f405bc1de5edc584bdaaad3e1cac9.png

a515d99a1f1ff18a2fceb00aee299b2b.png

（2）利用van der Hoff公式

92b3f1bb19e651e9f001be369f3f378a.png

b96d223d4c0aa509353220deb0062c09.png

解得 55ae5e0621176e5396498f23ce00f056.png。

可见，对于吸热反应，升高温度可以使平衡常数增大。

（3） 设反应开始时76007776a7c51ee8df9405b217cc724f.png为1 mol，平衡转化率为ab410a966ac148e9b78c65c6cdf301fd.png

b1e0dbd6067930345596830165d4f445.png

平衡时总的物质的量为

0fc7681de4bd4af51002539ad51b1025.png

已知总压709956617f1b7b9a6ec176869724a3c0.png，则

b54ff3784d4d47910c55caaa40b7182d.png

解得 86fcb0295397f3bcc32a4ec9064a5bc4.png

如果不加水蒸气，871c61f2a7d201926a3506fd4f1900dc.png，显然转化率会小得多。

21．已知反应df920d16fe63025eb7d0e1d0770e9c17.png在373 K时的标准平衡常数1f67bf57c66b1d3c1d995f45e4c3e1b3.png，9989e5f1233c43b434329e273fcf8744.png，试计算（可以作合理的近似）

（1） 在373 K，总压为c345ff5c57d591697501c130b02bf88e.png时4afc0c402546f91a3c8ae011d9aa8fda.png的解离度。

（2） 在373 K时，反应的94c384e4ba389385cb93b12fb38ab0dc.png。

（3） 当总压为c345ff5c57d591697501c130b02bf88e.png时，要使4afc0c402546f91a3c8ae011d9aa8fda.png的解离度3e0f87a00c30ff91e4f1d5226d673384.png，应该控制的反应温度，设21ba3a067a21012c2b1cb72dcc6dadfa.png。

解： （1）设在373 K时的解离度为ab410a966ac148e9b78c65c6cdf301fd.png

25498fb6b477896e9a8692bab503732f.png

总的物质的量为 e8d05b5e6d3934d94f643a4139306370.png

69fb7f99fb26dbdc856ca8004b675310.png

9bcc60659e23b5fec93d3b3514d503b1.png

解得 dafffcf5a6bc80742d4d0d0d3ddc1f15.png

（2） 9de803632aae1c83be54e64fb78f763d.png

fb4e0720e6e8d72f36d6f1a65cc0f0c1.png

cf32b87f65848fd1dc28bcb4b294639e.png

74ede3e5379f8b251919b2ff2308cf09.png

（3）当3e0f87a00c30ff91e4f1d5226d673384.png时，设需控制的温度为f066e1184caa1b9991cbceb207ea6341.png，这时的平衡常数为031a4e35c8f68b6083c4ddbfff1a19a9.png

367f042fcbd8ccf54ffda08c0a5ad385.png

利用公式

92b3f1bb19e651e9f001be369f3f378a.png

4a57e0d74fbb9398d2dae1a809d93ad1.png

解得 5a21dc4b7d66e4e2988b87f47837e153.png

22．设在某一温度和标准压力下，有一定量的fb870e88a177e485cf1c6146d48fdfcc.png的体积为251b57218dc239f5da28db4bbd37756f.png，其解离度设为0.50，通过计算说明，在下列几种情况下，fb870e88a177e485cf1c6146d48fdfcc.png的解离度是增大还是减小。设气体都是理想气体。

(1) 降低气体的总压，直到体积增加到9131398f482e41a81e19344846f721e4.png。

(2) 通入e9e36f925b8c5eaee82d1428deebb7c4.png，使体积增加到9131398f482e41a81e19344846f721e4.png，而压力仍为100 kPa。

(3) 通入e9e36f925b8c5eaee82d1428deebb7c4.png，使压力增加到200 kPa，而体积维持为251b57218dc239f5da28db4bbd37756f.png。

（4） 通入227f76be21081d53efbb1e5d7ecdbf84.png，使压力增加到200 kPa，而体积维持为 251b57218dc239f5da28db4bbd37756f.png。

解：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fb870e88a177e485cf1c6146d48fdfcc.png的解离度为ab410a966ac148e9b78c65c6cdf301fd.png，解离反应如下

7aaccc5d8d5c636e86b95772cd3a79f0.png

90318f2f684b933db9136031201d8024.png

根据Dalton分压定律，当系统的总压为83878c91171338902e0fe0fb97a8c47a.png时，各物质的分压77f92c91ca9328fe846ba3b1d3ea2f18.png

3b830894666ad9101f42badaba323832.png

代入标准平衡常数的计算式，并整理得

bc68058a212075ef2a623c07e5aa4b09.png

已知在该反应温度下，当总压cfc7b5c6ba13102305d40630698e8475.png时，解离度407905fd0cdb29e282cda17c2177ef4c.png，在该温度下的标准平衡常数

ac4447e9c64696eeeeb0d255c5eb5c8f.png

（1）在降低总压，体积增加到9131398f482e41a81e19344846f721e4.png时，设解离度为09c60c94effc3ef291c6c58f24c1efae.png。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15be3c2519dc3df50beeab4d9eb20dd8.png的值可计算如下：

在等温条件下，对于理想气体有 e4f0111d29561eeee94e168bc68be496.png

4c75fb29f816706feff3a1dcff913800.png

解得 f19c1a445bb6d40f661cfdaef784a529.png

代入平衡常数的计算式，

c387cafde75925acdd48fd79ca314258.png 77f92c91ca9328fe846ba3b1d3ea2f18.png

59f237e2a47cd55b1fcc99c1f4fa3ed9.png

dd625d6d5a7b5d4a66f1c8ad2b2abf92.png

解得 c90a68e82a8787951263f52a608a3dab.png

这说明系统的总压减低，使解离度增加。因为这是一个气体分子数增加的反应，降低压力，有利于气体分子数增加的反应。

（2）设解离度为d38088a89adecd5ad9ccfcb585bd7e34.png，efdf1952bfcf0e35ff9effcd7ed361f9.png此时系统总的物质的量4c349133d135b183f88c03f8e2039b09.png，

e32cdead380c0ae7f6a76cf40687bc98.png

dca797791d8a1733e26822d9903fc890.png

解得 06409bb04e8f5573da032f4884191347.png

代入平衡常数的计算式，

5381305d2fd5804ea0a8aa3a26ff2c1d.png

1a0504a549229f4d9a8a34d3531b84e6.png

解得 2e28d482685b161bf51ebab93729da63.png

说明通入氮气后，总的物质的量增加，体积增加，使各物质的分压下降，这与降低总压的效果相同，所以使解离度增加。因为这是一个气体分子数增加的反应，通入不参与反应的惰性气体，起到稀释作用，同样有利于气体分子数增加的反应。

(3) 设解离度为ad16953ede7558bc884e447f02fe5340.png，f9e8888baa879e133530beafd2c6942e.png，此时总的物质的量687d381d10e2e13badc6a47e85276748.png，

8c261a3c2be0432ced2df8d8de49c4c6.png

解得 49010ff945957acb0f9b47526055f8a9.png

代入平衡常数的计算式

7548db70e6f9a528942394e08c9862ee.png

050714a9f6e42e234b49ff303b03e4c5.png

解得 3486293ce3df45409e5044ec5c4d6772.png

这时解离度没有改变。说明通入氮气使压力增加，一方面起到稀释作用，另一方面因压力增加对气体分子数增加的反应不利，两种作用抵消，故保持解离度不变。

（4）设解离度为39d4febb28b6400eced40c6cfdbb70af.png，12625456d4695d100bc2cff6c10f7e2f.png。通入227f76be21081d53efbb1e5d7ecdbf84.png的物质的量为6df8def01d43d873700de1c0ce2d7fd5.png，此时总的物质的量0ca876be04dd01b059e3572e938f1314.png，

c0e92e15ce814b6027d5aa33d8727b3e.png

解得 4b6c0891112f904966722acaa565cd92.png

代入平衡常数的计算式

eb5e4d977fc685666ddf22eed83a52bb.png

91b29fd4dea057dc852b0a80e8412a3e.png

因为 73652b641b913762b38ad1483ce50d0e.png，所以 b88650c27671a559d2d518e26dd4f079.png

解得 38e47eb784035824dced5df73e9386fc.png

说明加入与生成物相同的物质后，会使反应物的解离度下降。增加生成物的压力，使反应的平衡组成向左移动。

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/fc889d3b541810a6f524ccbff121dd36a22dc409.html