第三章 习 题 及 答 案1. 是非题（对的在括号内填“＋”号，错的填“－”号） （1）S r ∆为正值的反应均是自发反应。

（—）（2）在常温常压下，空气中的N 2和O 2是长期存在而不化合生成NO 。

这表明此时该反应的吉布斯函数变是负值。

（—） （3）某一给定反应达到平衡后，若平衡条件不变，则各反应物和生成物的分压或浓度分别为定值。

（ + ）（4）对反应系统)g (H )g (CO )g (O H )s (C 22+=+，1m r mol kJ 3.131)K 15.298(H -θ⋅=∆。

由于化学方程式两边物质的化学计量数的总和相等，所以增加总压力对平衡无影响。

（— ）（5）上述反应达到平衡后，若升高温度，则正反应速率v(正)增加，逆反应速率v(逆)减小，结果平衡向右移动。

（ —） （6）反应的级数取决于反应方程式中反应物的化学计量数。

（— ）2. 选择题（将所有正确答案的标号填入空格内）（1）在定温定压条件下，某反应的1m r molkJ 10)T (H -θ⋅=∆。

这表明该反应 c 。

(a) 一定可能自发进行 (b) 一定不可能自发进行(c) 是否可能自发进行，还需进行具体分析（2）某温度时，反应)g (HBr 2)g (Br )g (H 22=+的标准平衡常数2104K -θ⨯=，则反应)g (Br 21)g (H 21)g (HBr 22+=的标准平衡常数θK 等于 b 。

(a)21041-⨯(b)21041-⨯(c) 2104-⨯（3）升高温度可以增加反应速率，主要是因为 b 。

(a) 增加了分子总数 (b) 增加了活化分子% (c) 降低了反应的活化能 (d) 促使平衡向吸热方向移动（4）已知反应)g (CO )g (N 21)g (CO )g (NO 22+=+的1m r mol kJ 2.373)K 15.298(H -θ⋅-=∆，要有利于取得有毒气体NO 和CO 的最大转化率，可采取的措施是 c 。

(a) 低温低压(b) 高温高压 (c) 低温高压(d) 高温低压3. 填空题 （1）对于反应：)g (NH 2)g (H 3)g (N 322=+；1m r molkJ 2.92)K 15.298(H -θ⋅-=∆，若升高温度（约升高100K ），则 θ∆m r H 基本不变 ，θ∆m r S 基本不变 ，θ∆m r G 代数值 增加 ，θK 代数值减小 ，v (正) 增加 ，v(逆) 增加 。

（只要求定性地指出温度升高的影响。

可填写：不变，基本不变，增大，代数值增大，减小，代数值减小。

） （2）对于下列反应：C(s)＋CO 2(g) 2CO(g)；1m r mol kJ 5.172)K 15.298(H -θ⋅=∆若增加总压力或升高温度或加入催化剂，则反应速率常数k(正)、k(逆)和反应速率v(正)、v(逆)以及标准平衡常数θK 、平衡移动的方向等将如何？分别填入下表中。

4. 查表计算下列反应的)K 15.298(S m r θ∆（1）)s (O Fe 2)g (O 3)s (Fe 4322=+ 答案：)K 15.298(S m r θ∆=-549.41 J/mol.k （2）)s ()OH (M g )ag (OH 2)ag (M g 22=+-+ 答案：)K 15.298(S m r θ∆=222.78 J/mol.k（3）)g (O H 3)s (Fe 2)g (H 3)s (O Fe 2232+=+ 答案：)K 15.298(S m r θ∆=141.59 J/mol.k5. 查表计算下列反应)K 15.298(S m r θ∆，并判断在298.15K 标准状态下，反应自发进行的方向。

（1）)g (O H )g (CO )g (H )g (CO 222+=+答案：)K 15.298(S m r θ∆=42.06 J/mol.k ； )15.298(K H m r θ∆=41.16 kJ/mol ；)15.298(K G m r θ∆=28.62 kJ/mol ＞0，反应逆向进行。

（2）)g (O H 2)s (Sn )g (H 2)s (SnO 222+=+答案：)K 15.298(S m r θ∆=115.54J/mol.k ； )15.298(K H m r θ∆=97.06 kJ/mol ；)15.298(K G m r θ∆=62.52 kJ/mol ＞0，反应逆向进行。

6. 利用标准摩尔生成吉布斯函数和标准熵法判断298.15K 时合成氯化氢反应的可能性。

)()(21)(2122g HCl g Cl g H =+ 答案：)15.298(K G m r θ∆=-95.29kJ/mol ＜0,正向自发进行。

标准熵法是指由公式)(T G m r θ∆=)15.298(K H m r θ∆-T )K 15.298(S m r θ∆计算。

7. 已知下列反应的θ∆m r H 的符号，不用查表，判断反应自发进行的方向。

若有转向温度，则指明是高温还是低温反应自发进行。

（1）)g (CO 2)g (CO )s (C 2=+0H m r >∆θ答案： 0>∆θm r S ， 0H m r >∆θ， 要使)(T G m r θ∆＜0，只有升高反应温度可能实现，因此高温有利于反应自发进行。

当反应温度大于转向温度时反应正向自发。

（2）)g (SO )g (O 21)g (SO 322=+ 0H m r <∆θ答案： 0〈∆θm r S ，0H m r <∆θ， 要使)(T G m r θ∆＜0，只有反应温度越低越可能实现，因此低温有利于反应自发进行。

当反应温度小于转向温度时反应正向自发。

（3）)g (O H 3)g (O 3)g (O 3)1(OH H C 22252+=+0H m r <∆θ答案：0>∆θm r S ，0H m r <∆θ， 实现)(T G m r θ∆＜0，任何反应温度都能实现反应正向自发进行。

8. 查表计算下列反应的)K 15.298(K θ。

（1）)g (O )1(Hg 2)s (HgO 22+=答案：)15.298(K G m r θ∆=117.11 kJ/mol, k θ=e -47.25=3.04×10-21;（2）)g (CO )s (CaO )s (CaCO 23+=答案：)15.298(K G m r θ∆=130.44 kJ/mol, k θ=e -52.66=1.40×10-239. 用标准熵法计算反应)g (H 2)(C 2+石墨 CH 4(g)在398.15K 时的)T (G m r θ∆和平衡常数θK 。

❖解: △r H m θ(298.15k) =-74.85kJ/mol,△r S m θ (298.15k) =-80.62J/mol.k △r G m θ(398.15k)= △r H m θ -T △r S m θ= -74.85-398.15× (-80.62) ×10-3=-42.75 kJ/mol△r G m θ(398.15k)= -RT lnK θ lnK θ =- △r G m θ(398.15k)/ RT=42.75×103/(8.314×398.15)=12.9, K θ =4×105 10. 查表计算反应催化剂)g (H )g (CO )g (O H )(C 22+=+石墨在298.15K 及398.15K 时的θK 值。

❖解: △r G m θ(298.15k)= -137.15-(-228.59) =91.44 kJ.mol△r G m θ(298.15k)= -RT lnK θ→ K θ =9.43×10-17 △r H m θ(298.15k)=131.3 kJ.molln(K 2θ /K 1θ )= (△r H m θ /R) ·[(T 2-T 1)/ T 2· T 1] T 2 =398.15k, K 2θ =5.7×10-11 注意单位统一.11. 已知某反应)1(B A )s (B )g (A 22=+在298.15K 时2100.1K ⨯=θ，在398.15K 时θK = 2.5。

求反应的)K 15.298(H m r θ∆。

答案：)K 15.298(H m r θ∆=-36.4 kJ/mol12. 用锡石(SnO 2)制取金属锡，有建议可用下列几种方法： （1）单独加热矿石，使之分解。

（2）用碳（以石墨计）还原矿石（加热产生CO 2）。

（3）用H 2(g)还原矿石（加热产生水蒸汽）。

今希望加热温度尽可能低一些。

试通过计算，说明采用何种方法为宜。

解: 计算要使上三反应能自发进行,它们所需的反应温度. △ r G m θ= △r H m θ -T △r S m θ≤0(1)△r H m θ=580kJ/mol,△r S m θ=204.28J/mol.k,T ≥ 2839k (2)△r H m θ=186.5kJ/mol,△r S m θ=207.15J/mol.k,T ≥ 900k (3)△r H m θ=97.06kJ/mol,△r S m θ=115.06J/mol.k,T ≥ 839k采用第三种方法. 13. 已知下列反应： Fe(s)＋CO 2(g) FeO(s)＋CO(g)；标准平衡常数为θ1KFe(s)＋H 2O(g) FeO(s)＋H 2(g)；标准平衡常数为θ2K在不同温度时反应的标准平衡常数值如下： T/K θ1Kθ2K973 1.47 2.38 1073 1.81 2.00 1173 2.151.6712732.481.49试计算在上述各温度时反应：CO 2(g)＋H 2(g) CO(g)＋H 2O(g)的标准平衡常数θK ，并通过计算说明此反应是放热还是吸热的。

答案：k θ(T)=K 1θ(T)/K 2θ(T)，k θ(973K)=0.617; k θ(1073K)=0.905;k θ(1173K)=1.287; k θ(1273K)=1.66;可见随温度升高,平衡常数值增大,反应为吸热反应.14. 对于下列平衡系统：C(s)＋H 2O(g) = CO(g)＋H 2(g)，△r H m θ为正值。

（1）欲使平衡向右移动，可采取哪些措施？（2）欲使（正）反应进行得较快且较完全（平衡向右移动）的适宜条件如何？这些措施对θK 及k(正)、k(逆)的影响各如何？答案： （1）升温;减压;通 H 2O(g). （2）要使正反应速度较快,升温和通 H 2O(g)可实现;要使反应反应正向进行较完全,必须提高反应平衡常数,因反应是吸热反应,升高温度可实现;要同时满足反应又快又完全的要求,只有升高温度才能.。