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四川大学物理化学习题6第六章习题

CaSO4.2H2O(s),从55oC加热到65oC,密封管中 会观察到什么变化?为什么?
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t/oC
P分/kPa 纯水蒸气压/kPa
50 55 60 65 10.67 14.53 19.65 26.66 12.26 15.73 19.65 25.06
升温到60oC,将看到管壁有水凝结,升温到65oC, 将有大量液体水生成
平衡组成与压力和惰性组分有关
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(4) 因KӨ = ∏(aBν) ,所有化学反应的平衡状态随化学 反应计量系数而改变。
平衡状态与方程式的书写方式无关
(5) ∆rGm的大小表示了反应系统处于该反应进度ζ 时反 应的趋势。
(6)平衡常数 KӨ= 1的反应,在标准态下反应,反应朝 什么方向进行?
若p、xA不变,温度应当控制在什么范围?
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∑ (1)298K, Δr HmΘ = ν BΔf HmΘ(B) = −60.0 kJ.mol-1 ∑ Δr SmΘ = ν B SmΘ (B) = −200 J.K-1.mol-1
∑ Δ Cr p,m =
ν

B p,m
物质
ΔfHm\ /kJ·mol-1
Sm\ /J·K-1·mol-1
Cp,m\ /J·K-1·mol-1
A(g)
35.0
250
38.0
B(g)
10.0
300
76.0
(1)当体系中 xA=0.50时,310K、p\下判断反应进行的 方向。
(2)欲使反应向与(1)相反方向进行,T、xA不变,压 力应当控制在什么范围?
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(2) 在 等 温 、 等 压 不 作 非 体 积 功 的 条 件 下 , 反 应 的 ∆rGm<0时,若值越小,自发进行反应的趋势也越 强,反应进行得越快。
热力学中无时间量,因而无快慢。
(3) 因 KӨ= f (T),所以对于理想气体的化学反应, 当温度一定时,其平衡组成也一定。
pH2O = 3.169× 0.80 = 2.54 kPa
ln( p2 )2 = Δr HmΘ ( 1 − 1 )
p1
R T1 T2
p ’ H2O(298.15K) = 1.887 kPa < pH2O
CaSO4(s) 容易潮解
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6. 理想气体反应 2A(g) == B(g), 已知298K时有如下数据:
Kγ = 1.09 × 1.10/(1.23 × 0.77) = 1.27 > 1
KfΘ
=
K pKγ
(
1 pΘ
)∑VB
=
K pKγ
Kf Ө不变,Kp 减少,平衡向左移动
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4. 25℃时,
⑴ 2NaHCO3(s) = Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g) ⑵ NH4HCO3(s) = NH3(g) + H2O(g) + CO2(g) 反 应 ⑴ 、 ⑵ 分 解 压 力 分 别 为 p1=0.527kPa , p2= 5.72kPa 。 若 在 25℃ 将 等 物 质 的 量 的 NaHCO3(s) 、 Na2CO3(s) 和NH4HCO3(s) 放在一个密闭的容器中, 试问:
5-4. 计算CaSO4.2H2O(s)分解反应的ΔHm\(假定反应热 效应不随温度变化) 。
K2Θ K1Θ
=(
p2 )2 p1
Δr HmΘ
=
RT1T2 T2 − T1
ln
K2Θ K1Θ
=
RT1T2 T2 − T1
ln(
p2 )2 p1
Δr HmΘ = 111.0 kJ.mol-1
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的平衡压力和纯水的饱和蒸气压皆随温度升高而增大:
t/oC
P分/kPa 纯水蒸气压/kPa
50 55 60 65 10.67 14.53 19.65 26.66 12.26 15.73 19.65 25.06
由于硫酸钙的溶解度很小,饱和溶液的蒸气压可视为 与纯水蒸气压相等。
5-1. 在一个预先抽空的密封管中放入足量的
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t/oC
P分/kPa 纯水蒸气压/kPa
50 55 60 65 10.67 14.53 19.65 26.66 12.26 15.73 19.65 25.06
5-2. 将CaSO4水溶液在55oC下加热等温蒸发,从溶液 中结晶出什么固相?为什么?
CaSO4.2H2O(s) YZZZXZ CaSO4 (s) + 2H2O(g) pH2O=15.73kPa > p分=14.53kPa,
减少
B .升高温度
增加
C .容器体积不变,通入N2气来增加总压力 不变
D. 加入催化剂
不变
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3. 反应CO(g) + H2O(g) = CO2(g) + H2(g),在600℃、 100kPa下达到平衡(各物质的逸度系数均为1),当压
力增大到500kPa时,各物质的逸度系数分别为: γ CO2 = 1.09, γ H2 = 1.10, γ CO = 1.23, γ H2O = 0.77 问这时平衡点向何方移动?
pH2O = 15.73×90%= 14.16 kPa < p分=14.583 kPa
平衡右移,析出:CaSO4(s)
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t/oC
50 55 60 65
P分/kPa 纯水蒸气压/kPa
10.67 14.53 19.65 26.66 12.26 15.73 19.65 25.06
处于平衡态。各组分处于标准态,aB = 1
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2. 反应PCl5(g) = PCl3(g) + Cl2(g) 在212℃、p容器中达 到平衡,PCl5 离解度为0.5,反应的 Δr HmΘ= 88 kJ·mol-1,以下情况下,PCl5的离解度如何变化 :
A .通过减小容器体积来增加压力
温度低于60oC,p分< p*,不会有水凝结; 60oC,p分= p*,建立了 H2O(g) YZZZXZ H2O(l)
有水凝结
65oC,p分> p*,一旦有水生成,马上凝结为水
体系压力维持在25.06kPa, CaSO4.2H2O(s)分解,平 衡右移,直至CaSO4.2H2O(s)分解完全。
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5-5. 成都地区夏季平均气温约为25oC,平均相对湿度 (一定温度下,空气中水的蒸汽压占该温度下水 的饱和蒸汽压的百分数)约为80%,计算说明在 成都的夏季,CaSO4(s)是否容易潮解?已知25oC 时,水的饱和蒸汽压为3.169 kPa。
CaSO4.2H2O(s) YZZZXZ CaSO4 (s) + 2H2O(g)
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体系最终能实现平衡 p(H2O) = p(CO2) = 0.2635 kPa p(NH3) =5.72-2 ×0.2635=5.193 kPa
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5. CaSO4.2H2O(s)分解反应: CaSO4.2H2O(s) YZZZXZ CaSO4 (s) + 2H2O(g)
(A)这三种物质的数量将如何变化;
(B)体系最终能否实现平衡.
反应(1):p(H2O) = p(CO2) = 0.5 × 0.527 = 0.2635 kPa,
反应(2): p(H2O) = p(CO2) = ⅓ × 5.72 = 1.907 kPa
NaHCO3(s)↑ Na2CO3(s)↓ NH4HCO3(s)↓
第六章 化学平衡习题
1. 判断下列描述的对错,并简要说明理由。
(1) 在等温、等压、Wf=0的条件下,系统总是向着吉 布斯函数减小的方向进行。若某化学反应在给定 条件下∆rGm < 0,则反应物将完全变成产物,反应 将进行到底。
ΔrGm< 0: 在给定反应进度那一时刻的判定条件。 当反应进行后,ΔrGm会发生变化,到ΔrGm=0时达到 平衡。一般情况下反应物不可能全部变成产物
i:T、xA不变:即Kp\和ΔrGm\不变
ΔrGm = ΔrGmΘ + RT ln Qp
=
2000
+
RT
ln
xB xA2
Байду номын сангаас.(
p pΘ
)−1
<
0
解得:p > 4.35 pΘ
ii:p、xA不变: 即压力商Qp不变,Qp=2
ΔrGmΘ = Δr HmΘ − T Δr SmΘ = −60000 + 200T
平衡左移,水蒸发完后,结晶: CaSO4.2H2O(s)。
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t/oC
P分/kPa 纯水蒸气压/kPa
50 55 60 65 10.67 14.53 19.65 26.66 12.26 15.73 19.65 25.06
5-3. 55oC时将CaSO4溶液蒸发为饱和溶液,然后加 入一定数量的CaCl2使蒸气压降低10%,将析出 什么固体?为什么?
(B)
=
0
310K:ΔrGmΘ = Δr HmΘ − TΔr SmΘ = 2.00 kJ.mol-1
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