一、
4、恒温时,B溶解于A中形成溶液。若B的摩尔体积大于溶液中的B的偏摩尔体积,则增加压力将使B在A中的溶解度(A)
A增大B减小C不变D不一定5、反应2Cu2O(s)+O2(g)→4CuO(s)平衡常数为logK=-13260/T+12.4,试计算在1000K时,在空气中生成1kgCuO的0=(C),0=()
A16466.5Jmol-1253900JB51458Jmol-1253900J
C51458Jmol-1793400JD16466.5Jmol-1793400J
6、已知1000K时,(1)CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)K?⑴=1.659×1010
(2)C(s)+CO2(g)=2CO(g)K?⑵=1.719②
则反应C(s)+1/2O2(g)=CO(g)③K?⑶为()
A.9.651×1010B.1.036×1010
C.4.731×1010D.2.852×1010
A5.2×10-13mol·m-3B6.1×10-13mol·m-3
C5.2×10-12mol·m-3D6.1×10-12mol·m-3
8、已知水在正常冰点时的摩尔熔化热ΔfusH?m=6025J·mol-1,某水溶液的凝固点降低了15K,该溶液的浓度xB为(B)
A0.8571B0.1429C0.9353D0.06479、在298K时,向x(甲苯)=0.6的大量苯-甲苯理想溶液中加入1mol纯苯。这一过程的(G/J,(H/J,(S/J·K-1分别为()
A0,0,0B-1266,0,4.274
C-2270,0,7.617D-542.6,0,1.821
10、298K时,将NH4HS(s)NH4HS(s)NH4HS(s)=NH3(g)+H2S(g)K?p和Kp的值为(A)
A0.111,1.11×109Pa2B0.111,0.111Pa2
C1.11×109,1.11×109Pa2D1.11×109,0.111Pa2
二、填空题
1、冰箱除臭剂在用过一段时间后就需要更换是由于(气相有机物)=(固相有机物)(填“>”、“=”、“<”)2、A、B两种纯液体形成理想溶液。在353K,容积为15dm3的真空容器中,加入0.3molA和0.5molB,并处于气—液两相平衡。已知该平衡系统压力为102、656kPa,液相中B的摩尔分数为xB=0.5。假如气体为理想气体,容器中液相所占的体积与气相体积相比可忽略。则两纯液体在353K时的饱和蒸气压
pA*=76.42kPa,pB*=124.0kPa3、当A、B两组分混合形成1mol理想液体混合物时,当mixG最小时,则nA=0.5,nB=0.5。
、合成氨时所用氢和氮的比例为3:1,在400℃和105Pa时,平衡混合物中氨的摩尔百分数为3.85%,则反应N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)的Kp=1.64×10-12Pa
、298.2K时,从大量的A和B的等物质的量混合物中分离出1molA(纯),则最少必须做的功是-1717J·mol-1
7、银可能受H2S(g)腐蚀而发生下面反应:
H2S(g)+2Ag(s)=Ag2S(s)+H2(g)
今在25℃和1.01325×105Pa下,将Ag放在等体积的H2和H2S组成的混合气中,则能(选“能”或“否”)发生上面的反应。
25℃时,n摩尔NaCl溶于1000g水中,形成溶液体积V与n的关系可表示为:
V(cm3)=1001.38+16.625n+1.7738n1.5+0.1194n2
试计算1mlNaCl溶液中H2O的偏摩尔体积为VH2O=18.0067cm3
9、在真空的容器中放入固态的NH4HS,于25℃下分解为NH3(g)与H2S(g),平衡时容器内的压力为66.66kPa,当放入NH4HS时容器中已有39.99kPa的H2S(g),则平衡时容器中的压力P=77.738kPa
10、已知下列热力学数据:BaCO3(s)BaO(s)CO2(g)
ΔfHm?(298K)(kJ·mol-1):-1218.8-558.1-393.51
ΔfGm?(298K)(kJ·mol-1):-1138.9-528.4-394.38
则反应BaCO3(s)=BaO(s)+CO2(g)的分解温度T=1559K
三、计算题
1、使一定量摩尔比为1:3的氮和氢混合气体在1174K,3MPa下通过铁催化剂以合成氨。设反应达到平衡,出来的气体混合物缓缓地通入20cm3盐酸吸收氨。用气量计测得剩余气体的体积相当于273.15K,102.325kPa的干燥气体(不含水蒸气)2.02cm3.原盐酸溶液20cm3需用浓度为52.3mmol·dm-3的氢氧化钾溶液18.72cm3滴定至终点。气体通过后则只需用同样浓度的氢氧化钾溶液15.17cm3.求1174K时,下列反应N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)。
解:N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)
NH3)3n-1.5n(NH3)n(NH3)
盐酸溶液吸收氨(即反应生成的氨)的物质的量
n(NH3)=[(18.72-15.17)×10-3×52.3]mmol
=0.1857×10-3mol
273.15K,102.325kPa的干燥气体(即未参与反应的N2和H2)物质的量
n1=PV/RT=101325×2.02×10-3/(8.314×273.15)=0.09012mol
n1=[n-0.5n(NH3)]+[3n-1.5n(NH3)]=4n-2n(NH3)
所以n=[n1+2n(NH3)]/4
=[0.09012+20.1857×10-3]/4mol
=0.02262mol
平衡时
n(NH3)=0.1857×10-3mol
n(N2)=n-0.5n(NH3)=(0.02262-0.5×0.1857×10-3)mol=0.02253
n(H2)=3n-1.5n(NH3)=(3×0.02262-1.5×0.1857×10-3)mol=0.06760mol
n总=n(N2)+n(H2)+n(NH3)=0.02253+0.06760+0.1857×10-3mol=0.09032mol
y(N2)=n(N2)/n总=0.02253/0.09032=0.2495
y(H2)=n(H2)/n总=0.06760/0.09032=0.7485
y(NH3)=n(NH3)/n总=0.1857×10-3/0.09032=0.0020
K=[P(NH3)/P]2/{[P(N2)/P][P(H2)/P]3}
=[Py(NH3)/P]2/{[Py(N2)/P][Py(H2)/P]3}
=[y(NH3)]2/{y(N2)[y(H2)]3}(P/P)
=0.00202/[0.2495(0.7485)3](1×105/3×106)
=4.49×10-8
2、液体A和B形成理想溶液。现有yB(g)=0.6的蒸气相,放在一个带有活塞的汽缸内,恒温下将蒸气慢慢压缩。
已知pA(=0.4p(,pB(=1.2p(,计算
①当液体开始凝聚时的蒸气压p;
②当xA(l)=xB(l)=0.5时的蒸气压p和yA(g);
解:①当液体开始凝聚时呈气液两相平衡,因液相为理想溶液服从拉乌尔定律,故此时蒸气压pi=pixi,已知yB(g)=0.6,则yA(g)=0.4
pA=pA(xA(l)=pyA(g)=0.4p
pB=pB(xB(l)=pyB(g)=0.6p
0.4p=0.4p([1–xB(l)]
0.6p=1.2p(xB(l)
2xB(l)=1–xB(l)
xB(l)=1/3,
p=pB(xB(l)/yB(g)=2/3p(
②当xA(l)=xB(l)=0.5时
p=pA+pB=pA(xA(l)+pB(xB(l)=0.8p(
yA(g)=pA/p=pA(xA(l)/p=0.25,
yB(g)=0.75
解:ΔrGm?=ΔrHm?-TΔrSm?
Kp?=esp(ΔrGm?/RT)>1,ΔrHm?<0为放热反应,平衡常数随温度的升高而减小。
解:由于纯水的化学势大于糖水的化学势,故水从纯水杯向糖水杯转移。所以糖水液面高于纯水液面,选A。
解:Kp温度不变时,Kp不变当加入惰性气体时,B增加,当保持总压不变时反应,反应物增加,产物减少,才能保持Kp不变解:对于纯B()T=VB,对于溶液中的B,()T=Vm,B。增加压力时,
由于VB>Vm,B,B在溶液中的自由能增量比纯B时小,故溶解度增大。
解:当T=1000K时,logK=-13260/T+12.4=13260/1000+12.4=-0.86
ΔrGm?=-8.314×1000×2.303×(-0.86)=16466J·mol-1
生成1kgCuO的ΔG0=16466.5×1000/(4×80)=51458J
ΔH?m=2.303×8.314×13260=253900J·mol-1
生成1kgCuO的ΔH0=253900×1000/(4×80)=793400JK?⑶=K?⑴K?⑵=1.659×1010×1.719=2.852×1010故选D。
7、解:ΔrGm?(873K)=166600+62.95×873=-111645J
由ΔrGm?=-RTlnK?=-RTln[P(O2)/p?]1/2
ln[P(O2)/p?]=2ΔrGm?/RT=2×(-111645)/(8.314×873)=-30.76
故p(O2)=4.4×10-9Pa
由pv=nRT得:
c=p/RT=4.4×10-9/(8.314×873)=6.1×10-13mol·m-3故选B
ΔfusH?m/R(-)=6025/8.314×(—)=-0.1542
x(H20)=0.8571
xB=1-x(H2O)=0.1429,故选B
9、选C(H=0,
(G=(ni(i(终)–(ni(i(始)
=1×(((苯+RTlnx苯)–1×((苯
=RTlnx苯=-2270J·mol-1
(S=–(G/T=7.617J·K-1
10、因为H2S与NH3计量系数为1:1,所以p(H2S)=p(NH3)=66.66/2kPa=33.33kPa
平衡常数K?P=[p(H2S)/p?][p(NH3)/p?]=(33.33/100)2=0.111
KP=p(H2S)p(NH3)=(33.33×103)2=1.11×109Pa2
二、填空题
(气相有机物)(固相有机物)(气相有机物)(固相有机物)解:ng=PV/RT=102656×15×10-3/(8.314×353.15)=0.5245mol
n1=0.3+0.5-0.5245=0.2755mol
xA=1-xB=1-0.55=0.45
n1,A=0.2755×0.45=0.1240mol
ng,A=0.3-0.1240=0.1760mol
yA=0.1760/0.5245=0.3356
则pA=pA*xA=pyA
pA*=pyA/xA=102、656×0.3356/0.45=76.42kPa
pB*=(p-pA)/xB=(102、656-102、656×0.3356)/0.55=124.0kPa
解:mixG=RT(x1lnx1+x2lnx2)
=RT[x1lnx1+(1-x1)ln(1-x1)]
(mixG/x1)T,P=0时mixG有最小值,即
(mixG/x1)T,P=RT[lnx1+1-ln(1-x1)-1]=0
即lnx1=ln(1-x1)
所以x1=0.5即nA=0.5,nB=0.5
解:N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)
始态0
平衡(1-x)(1-x)x
Kp=[p(NH3)]2/P(N2)[p(H2)]3=(xp)2/{(1-x)p×[(1-x)p]3}
当x=0.0385p=105Pa时,Kp=1.64×10-12Pa
解:G=G后–G前=BGB,M(后)-BGB,M(前)
=[(n-1)A+nB+A]-(nA+nB)
=A-A
=-RTlnxA
=(-8.314×298.2×ln0.5)J·mol-1
=1717J·mol-1
Wf=-G=-1717J·mol-1
7、解:ΔrGm?=-7.31kJ·mol-1
ΔrGm=ΔrGm?+RTlnQa
Qa=p(H2)/p(H2S)=1
ΔrGm=ΔrGm?<0故能发生反应)T,P,nH2O
=16.625+1.5×1.7738n0.5+0.1194n,n=1
=19.5245cm3
VH2O+VNaCl=1019.8982
VH2O=18.0067cm3
9、解:NH4HS(s)=NH3(g)+H2S(g)
25℃反应平衡时:
p(H2S)=p(NH3)=66.66/2kPa
平衡常数K?1=[p(H2S)/p?][p(NH3)/p?]=(33.33/100)2=0.1111
NH4HS(s)=NH3(g)+H2S(g)
反应前各组分分压039.99kPa
平衡时各组分分压p(NH3)39.99kPa+p(NH3)
K?1={[39.99kPa+p(NH3)]/100}[p(NH3)/100]=0.1111
解得:p(NH3)=18.874kPa
容器压力p=p(NH3)+p(H2S)=(39.99+2×18.874)kPa=77.738kPa
解:ΔrHm?(298K)=267.19kJ·mol-1
ΔrGm?(298K)=216.12kJ·mol-1
ΔrSm?(298K)=[ΔrHm?(298K)-ΔrGm?(298K)]/T
=(267.19-216.12)×103/298
=171.38J·K-1·mol-1
温度升至分解温度时,K?=1,ΔrGm?=0
T=ΔrHm?(298K)/ΔrSm?(298K)=1559K
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