第三章 化学平衡1. 反应NO(g)(g)O 21(g)NO 22+⇔在某温度下（设T ＝300K ）的θP K ＝×10-2，计算该温度下，下面两个反应的θP K 。

①NO(g)2(g)O (g)2NO 22+⇔②(g)3NO NO(g)3(g)O 2322⇔+解： n (RT)ΔθcθpK K =＝×10-4① 21)(θθp p K K ==×10-2)2=×10-421)(θθcc K K ==×10-4)2=×10-4 ② 32)1(θθpp K K ==×105 32)1(θθcc K K ==×10102. g)(22CO (g)O 21CO(g)⇔+，计算：①反应的Δf G m②25℃的θP K ③100℃的θP K 和Δf G m解：查表： Δf H m (KJ/mol) Δf G m ( KJ/mol) θm S (mol K J 1⋅⋅-)CO(g)O 2(g) 0 0 CO 2(g) ① Δf G m =－0－＝(KJ/mol) ② 298K 时：RTGp eK ∆-=θ=×1045③ 373K 时：θ反应Δθ反应Δθ反应ΔS T H G -==--373×21=(KJ/mol)RTGp e K ∆-=θ=×10353. 计算反应O(g)6H (s)NiSO O 6H NiSO 2424+=⋅的Δf G m 及θP K 。

已知：Δf G m 分别为-2222KJ/mol ， KJ/mol ， KJ/mol 解： Δf G m ＝6×+-(-2222)=93(KJ/mol) RTGp eK ∆-=θ=×10-174. PCl 5加热后它的分解反应式为： (g)Cl (g)PCl (g)PCl 235+⇔在10升密闭容器中2molPCl 5，某温度时是分解，求该温度下的平衡常数。

若在该密闭容器中通入1molCl 2后，有多少摩尔PCl 5分解。

解： n(PCl 5)=M 2.0102= n(Cl 2)=M 1.0101=(g)Cl (g)PCl (g)PCl 235+⇔ 初始平衡K c =45.005.015.02= 答：平衡常数为。

设：有xMPCl 5分解(g)Cl (g)PCl (g)PCl 235+⇔x x+45.020.010.0(=-+xx x ）x=1.3Mn ＝×10= 答：有分解5. PCl 5加热分解为PCl 3和Cl 2，将2.659克PCl 5装入1升容器中，在523K 时达到平衡后，总压力为，求PCl 5的分解率，P K 和θP K 。

解: P 0=5PCl P ＝MVmRT＝×104Pa (g)Cl (g)PCl (g)PCl 235+⇔初始 P 0平衡 P 0(1-α) P 0α P 0α总压： P 0(1-α)＋P 0α＋P 0α＝×103 ∴α=80%)1()(020αα-=P P K p =×105(Pa)21.0)1()(020=-=θθθααP P P P K p6. 5升容器中装入等摩尔数的PCl 3和Cl 2。

在523K 时达到平衡，如PCl 5的分压为，此时：(g)Cl (g)PCl (g)PCl 235+⇔反应的K p ＝185KPa ，问原来装入的PCl 3和Cl 2为若干摩尔解： (g)Cl (g)PCl (g)PCl 235+⇔初始 P 0 P 0平衡1853.101)3.101(20=-=P K p ∴P 0=mol RTPVn 27.0== 答：原来装入的PCl 3和Cl 2为7. CuSO 4的风化若用式O(g)5H (s)CuSO O(s)5H CuSO 2424+⇔⋅表示。

①求25℃时的Δf G m 及θP K②在25℃，若空气中水蒸气相对湿度为60％，在敞开容器中上诉反应的△G 是多少此时O 5H CuSO 24⋅是否会风化（25℃O H 2P ＝）解： 查表： CuSO 4·5H 2O(s) CuSO4(s) H 2O(g) Δf G m (KJ/mol) -1880 ① Δf G m =5×+-(-1880)=(KJ/mol) RTGp e K ∆-=θ=×10-14② 85O H 1098.2)3.101167.3(P P K 2-⨯===θθ反应 9.42ln -=-=∆θ反应K RT G (KJ/mol)<0 此时O 5H CuSO 24⋅会风化8. NH 4Cl 按下式分解：HCl(g)NH3(s)NH4Cl(s)+⇔298K 时，Δf G m ＝92 KJ/mol ，求上述平衡体系中的总压力。

解： RTGp eK ∆-=θ=×10-17假设以纯的NH 4Cl 分解 P P P HCl NH 3==∵2)(θθPP K p = ∴P ＝×10-4(KPa) P 总＝2P ＝×10-3(KPa)9. 已知2CO(g)(g)CO C(s)2⇔+1227℃的θP K ＝×108，1000℃时θP K ＝×102，回答下列问题：① 该反应式放热反应还是吸热反应 ② 该反应的Δf G m 是多少 ③ 1227℃时的Δf G m 是多少④ 该反应的θm S ∆是多少解：① T 1＝954K T 2＝727K)11(ln 1212T T R H K K r --=∆θT 1<T 2 K 1>K 2 ∴θH r ∆>0 ∴该反应为吸热反应②查表： Δf G m (KJ/mol) Δf G m ( KJ/mol) θm S (mol K J 1⋅⋅-)CO(g)C(s) 0 0 CO 2(g) Δf G m =2×-=120(KJ/mol) ③ 727K 时：Δf G m ＝-RTln θp K =152(KJ/mol)④ θm S ∆=2× 使于的混合物在853K 和×105Pa （总压力）以及V 2O 5催化剂压存在下反应生成SO 3，达到平衡后（温度和总压力不变），测得混合物中剩余的氧气为，试求该温度的θP K解： )(g SO (g)O 21(g)SO 322=+初始 平衡 n(总)＝++=3.101615.1770.0P 3SO ⨯=3.101615.1230.0P 2SO ⨯=3.101615.1615.0P 2O ⨯=43.5)(P P K 21223SO p =⋅=θθθθPP P P O SO11. 已知：(aq)OH (aq)H O(l)H 2-++⇔的Δr H m ＝ KJ/mol 。

计算298K 时，-OH 离子的标准熵。

（其他数据自己查找） 解： 298K 时 K w ＝1×10-14=-=∆θθw mK RT rG ln (KJ/mol) 85.77-=∆-∆=∆TrH rG S mm m θθθ(mol K J 1⋅⋅-) 查表： H +(aq) H 2O(l)θm S (mol K J 1⋅⋅-) 0θθθθ)()()(2l O H aq H aq OH m S S S S -+=∆+- θ)(aq OH S -=(mol K J 1⋅⋅-)12. 一定容器中充有N 2O 4和NO 2的混合物。

其反应为： (g)2NO (g)O N 242⇔平衡建立后如果改变条件使N 2O 4于NO 2的摩尔比为10：1，该反应在308K ，101KPa压力下进行，θP K ＝① 判断反应进行的方向，求Δr G m② 平衡态下各物质的分压及N 2O 4的离解百分率解： ① θNO2P 1101P ⋅+= θO N P 11010P 42⋅+=θp k K Q <==1101P P )PP (θO N 2θNO2100042 该反应往正反应方向进行Δf G m ＝-RTln θp K ＝(KJ/mol)② 设：反应投入的N 2O 410a(mol)，则NO 2a （mol ）N 2O 4的离解百分率为α (g)2NO (g)O N 242⇔初始 10a a平衡 10a(1-α) a+20a α n(总)＝a(11＋10α)101)1011(a )1(a 10P θ(g)O N 42⨯+-=αα101)1011(a )201(a P θ(g)NO 2⨯++=αα315.0)(K 422)(θp 2==θθθP P P P O N g NO ∴α＝%=θ(g)O N 42K =θ(g)NO 2K13. 潮湿的碳酸银在110℃用空气流干燥，如果要避免碳酸银分解成Ag 2O(s)和CO 2(g)。

估计空气流中的CO 2分压应为多少估计气相CO 2的摩尔分数应该是多少 （已知：分解反应的Δr H m ＝ KJ/mol , Δr S m = J/mol ·K ） 解：θm Δθm Δr θm ΔrS T H G -=＝(KJ/mol)RTGp eK ∆-=θ=∵θPP g CO )(θp 2K =∴)(2g CO P = KP K P 3832981=θ %2.1012.01)()(22===P P x g CO g CO14. 已知平衡体系2CO(g)C(s)(g)CO 2→+在T ＝1073K ，总压力为260KPa 时，含CO 2 %，若T ＝1473K ，总压力为232KPa 时含CO 2 %，计算该反应的热效应（设△H 不随T 而变）。

解： T 1=1073K 时 KPa P g CO 77.68260%45.26)(2=⨯= KPa P g CO 23.191260%)45.261()(=⨯-=θθP P PP K CO C 22O1)(==T 2=1473K 232%)92.61()(⨯-=g CO P = 232%92.6)(2⨯=g CO P =θθP P PP K CO C 22O2)(==122112ln T T T T K K R H -⋅=∆=(KJ/mol)15. 已知θP K ＝×1012（298K ），问当温度为1000K 时，体系中SO 3，SO 2和O 2分别为，和时，正反应能否自发进行（M 为106）解： 查表： SO 3(g) SO 2(g) O 2(g) Δf H m (KJ/mol) 0 Δr H m =-( =(KJ/mol))100012981(ln 2981000-∆=R rH K K m kK θθθ ∴θK K 1000=05.8)(212231000=⋅=θθθPP P P P P Q O θSO SO K >θK K 1000 ∴反应不能自发进行，逆向进行。