化學熱力學基礎(chǔ)及化學平衡
三水錳礦 / 2021-10-01
化學熱力學基礎(chǔ)及化學平衡
化學熱力學的核心理論有三個：所有的物質(zhì)都具有能量，能量是守恒的，各種能量可以相互轉(zhuǎn)化；事物總是自發(fā)地趨向于平衡態(tài)；處于平衡態(tài)的物質(zhì)系統(tǒng)可用幾個可觀測量描述。
化學熱力學是建立在三個基本定律基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。熱力學第一定律就是能量守恒和轉(zhuǎn)化定律，它是許多科學家實驗總結(jié)出來的。一般公認，邁爾于1842年首先提出普遍“力”(即現(xiàn)在所謂的能量)的轉(zhuǎn)化和守恒的概念。焦耳1840～1860年間用各種不同的機械生熱法，進行熱功當量測定，給能量守恒和轉(zhuǎn)化概念以堅實的實驗基礎(chǔ)，從而使熱力學第一定律得到科學界的公認。
1. 有一活塞，其面積為 60cm2，抵抗 3atm 的外壓，移動了 20cm，求所作的功。
(1)用焦耳； (2)用卡來表示。
2. 1dm3 氣體在絕熱箱中抵抗 1atm 的外壓膨脹到 10dm3。計算：
(1)此氣體所作的功；(2)內(nèi)能的變化量；(3)環(huán)境的內(nèi)能變化量。
3. 壓力為 5.1atm，體積為 566dm3 的流體，在恒壓過程中，體積減少到 1/2，
(1)求對流體所作的功
(2)求流體的內(nèi)能減少 365.75kJ 時，流體失去的熱量？
4. 在一汽缸中，放入 100g 的氣體。此氣體由于壓縮，接受了 2940kJ 的功，向外界放出了2.09kJ 的熱量。試計算每千克這樣的氣體內(nèi)能的增加量。
5. 在 1atm、100℃時，水的摩爾汽化熱為 40.67kJ mol－1，求：1mol 水蒸汽和水的內(nèi)能差？
(在此溫度和壓力下，水蒸汽的摩爾體積取作 29.7dm3)
6. 某體系吸收了 3.71kJ 的熱量，向外部作了 1.2kJ 的功，求體系內(nèi)部能量的變化。
7. 某體系作絕熱變化，向外部作了 41.16kJ 的功， 求此體系內(nèi)能的變化量。
8. 有一氣體，抵抗 2atm 的外壓從 10dm3 膨脹到 20dm3，吸收了 1254J 的熱量，求此氣體的內(nèi)能變化？
9. 一理想氣體在恒定的一大氣壓下，從 10dm3 膨脹到 16dm3，同時吸熱 125.4J 的熱量,計算此過程的?U 和?H。
10. 在 300K 時 3mol 的理想氣體等溫膨脹，它的內(nèi)壓為 8atm，抵抗 2atm 的恒壓力作功，體積增加到 4 倍，試求 W、Q、?U 和?H。
11. 現(xiàn)有 2dm3氮氣在 0℃及 5atm 下抵抗 1atm 的恒外壓作等溫膨脹，其最后的壓力為 1atm，
假設氮氣為理想氣體，求此過程的 W、?U、?H 及 Q。
12. 在 1atm 下，2molH2和 1molO2 反應，在 100℃和 1atm 下生成 2mol 水蒸汽，總共放出了 115.8kJ?mol－1 熱量。求生成每摩爾 H2O(g)時的?H 和?U。
13. 在 25℃和恒壓下(1atm)，1/2molOF2 同水蒸氣反應，反應式如下：
OF2(g) + H2O(g) ? O2(g) + 2HF(g)
放出 161.35kJ?mol－1 的熱量，試計算每摩爾 OF2 同水蒸氣反應的?H 和?U。
14. 當反應: N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)在恒容的彈式量熱計內(nèi)進行，放出熱量 87.2kJ?mol－1，計算：此反應的?H 和?U 是多少？(25℃時)
15. 已知 A + B→C + D ??Hº= －41.8kJ·mol－1
C + D→E ? ?Hº= 20.9 kJ·mol－1
試計算下列各反應的?Hº
(1) C + D→A + B
(2) 2C + 2D→2A + 2B
(3) A + B→E
16. 計算下列三個反應的?Hº、AGº298和?Sº，從中選擇制備丁二烯的反應。
(1) C4H10(g) → C4H6(g)＋2H2(g)
(2) C4H8(g) →C4H6(g)＋H2(g)
(3) C4H8(g)＋1/2O2(g) → C4H6(g)＋H2O(g)
17. 利用附表中燃燒熱的數(shù)據(jù)，計算下列反應的反應熱?Hº298：
(1) C2H4(g) + H2(g) = C2H6(g)
(2) 3C2H2(g) = C6H6(I)
(3) C2H5OH(l) = C2H4(g) + H2O(l)
18. 已知反應：
C(金鋼石) + O2(g) = CO2(g) ??Hº298=－395.01kJ·mol－1
C(石墨) + O2(g) = CO2(g) ??Hº298= －393.13kJ·mol－1
求：C(石墨)＝C(金剛石)的?Hº298=？
19. 從下列熱反應方程式求出 PCl5(s)的標準摩爾生成熱(溫度為 25℃)
2P(s) + 3Cl2(g) = 2PCl3(l) ??Hº=－634.5kJ·mol－1
PCl3(l) + Cl2(g) = PCl5(s) ??Hº= －137.1kJ·mol－1
20. 從下列數(shù)據(jù)計算 AgCl 在 25℃時標準生成熱。
Ag2O(s) + 2HCl(g) = 2AgCl(s) + H2O(l) ??Hº1=－324.4kJ·mol－1
2Ag(s) + 1/2O2(g) = Ag2O ??Hº2= －30.56kJ·mol－1
1/2H2(g) + 1/2Cl2 = HCl(g) ??Hº3 =－92.21kJ·mol－1
H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(l) ??Hº4 = －285.6kJ·mol－1
21. 根據(jù)硫生成 SO2，SO2在鉑的催化下，被氧化生成 SO3，SO3 溶于 H2O 生成 H2SO4(l)
等反應，利用下面的數(shù)據(jù)；計算 H2SO4(l)的生成熱。已知：
SO2(g)的?Hfº=－296.6kJ·mol－1
SO2(g)＋1/2O2=SO3(g)的?Hº= －98.19kJ·mol－1
H2O(l)的?Hfº= －285.6kJ·mol－1
SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(l)的?Hº=－130.2kJ·mol－1
22. 利用附表中生成焓(?Hf ?)數(shù)據(jù)，計算下列反應的?H ?
(1) 2Al(s) + Fe2O3(s) ? Al2O3(s) + 2Fe(s)
(2) SiH4(g) + 2O2(g) ? SiO2(s) + 2H2O(g)
(3) CaO(s) + SO3(g) ? CaSO4(s)
(4) CuO(s) + H2(g) ? Cu(s) + H2O(g)
(5) C2H4(g) + H2(g) ? C2H6(g)
23. 已知下列熱化學方程式
Fe2O3(s) + 3CO(g) ? 2Fe(s) + 3CO2(g) ??Hº1= －27.59kJ·mol－1
3Fe2O3(s) + CO(g) ? 2Fe3O4(s) + CO2(g) ??Hº2= －58.52kJ·mol－1
Fe3O4(s) + CO(g) ? 3FeO(s) + CO2(g) ??Hº3= + 38.04kJ·mol－1
不用查表，計算下列反應的?Hº
FeO(s) + CO(g) ? Fe(s) + CO2(g)
24. 水蒸汽與石墨反應得到 CO 和 H2O(水煤氣)，此反應為
H2O(g) + C(石墨) ?CO(g) + H2(g)， 求此反應的?Hº
25. 從乙醇、石墨和氫氣的燃燒熱來計算下列反應的?Hº
2C(石墨) + 2H2(g) + H2O(l) ? C2H5OH(l)
若把反應物 H2O(l)換成 H2O(g)，試求上述反應的?Hº
26. 已知某溫度下，下列反應的焓變化：
(1) 3H2(g) + N2(g) ? 2NH3(g) ??H= －92.4kJ·mol－1
(2) 2H2(g) + O2(g) ? 2H2O(g) ??H= －483.7kJ·mol－1
計算：反應 4NH3(g) + 3O2(g) ? 2N2(g) + 6H2O(g)的焓變化。說明在此溫度下，此正反應是
吸熱還是放熱的。
27. 由下面的熱化學方程式，計算 CH4的標準生成焓。
(1) CH4 + 2O2 →CO2 + 2H2O(l) ??Hº= －890.3kJ·mol－1
(2) 2H2 + O2 →2H2O(l) ??Hº= －572.7kJ·mol－1
(3) C(石墨) + O2 ? CO2 ??Hº= －392.9kJ·mol－1
28. 丙酮 CH3COCH3 的?Hº為－256.7kJ·mol－1，溫度為25℃，計算：
(1)在一定壓力下的燃燒熱；
(2) 2g 丙酮燃燒所放出的熱量。
29. 預言下列從左到右的過程，熵是增加的還是減少的？
(1) H2O(s) → H2O(l) (2) C(s) + 2H2(g) → CH4(g)
(3) 2CO2(g) →2CO(g) + O2(g) (4) N2(g,1atm) → N2(g,2atm)
(5) CaCO3(s) + 2H+(aq) →Ca2+(aq) + CO2(g) + H2O(l)
(6) NaCl(s) →Na+(aq) + Cl－(aq)
30. 在 1atm 及 146.5℃下，AgI(?)=AgI(?)是一個可逆轉(zhuǎn)變。其轉(zhuǎn)換能是 6.395kJ?mol－1。問 2mol
的 AgI(?)變?yōu)?AgI(?)，其熵的變化量?S 是多少？
31. 指出下列(1)、(2)、(3)中各對過程中，哪一個熵變更大？試解釋。
(1) 0℃的冰變 0℃的水蒸汽與 0℃的水變成 0℃的水蒸汽；
(2) 一液體在比已知溫度下的蒸汽壓要低的外壓情況下變成氣體與一液體在與已知溫度
下的蒸汽壓相等的外壓情況下變成氣體；
(3) 一氣體從 30℃可逆地加熱到 70℃與一同樣的氣體從 30℃不可逆地加熱到 80℃。
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32. 計算 25℃由氧及氫生成水蒸汽的熵變化，已知 O2 的 S ?是 204.8J·mol－1?K－1，H2 的 S ? 是 130.5J?mol－1?K－1，H2O 的 S ? 是 188.5J?mol－1?k－1。
33. 正己烷的沸點為 68.7℃，在沸點時，汽化熱為 28.83kJ?mol－1，若 1mol 該液體完全汽化
成飽和蒸汽時，其熵變化若干？
34. 在一個很大的室內(nèi)，保持空氣在 294K，室外的空氣在 250K 時，一小時由壁向外傳5058kJ 的熱量。求：
(1)室內(nèi)的空氣， (2)室外的空氣， (3)宇宙三者的熵變化？
35. (1)求 1g 0℃的冰熔化成同溫度的水時，熵的增量？(其中冰的溶解熱為 334.4J?g－1)
(2)求 1atm 下，100℃時 1g 水蒸發(fā)成同溫度的水蒸氣時熵的增量？(其中水的汽化熱為2.253kJ·g－1)
36. 一定量的理想氣體，在一獨立的體系中，溫度為 400K 時，作等溫可逆膨脹。在此過程中，從熱源吸入 836J 熱量，求：
(1)氣體的熵變化， (2)熱源的熵變化， (3)宇宙的熵變化。
37. 判斷下列說法是否正確？為什么？
(1) 自發(fā)過程是體系的熵減少的過程；
(2) 在溫度、壓力不變時，自發(fā)過程為只作 pV 功時的自由能增加的過程；
(3) 自發(fā)過程是吸熱反應的過程。
38. 下列反應是放熱反應：CH4(g) + Cl2(g) →CH3Cl(g) + HCl(g)
試判斷哪一個反應方向是自發(fā)進行的方向。
39. (1)甲烷和硫化氫的反應是吸熱反應：CH4(g) + 2H2S(g) →CS2(g) + 4H2(g)
升高溫度，對反應有什么影響？
(2)氯氣和氧氣之間的反應是吸熱反應：2Cl2(g) + O2(g) →2Cl2O(g)
升高溫度，對反應有什么影響？
40. 對于 298K 時的 CO2和石墨的反應：CO2(g) + C(石墨) ≒2CO(g)
??Hº= +172.3kJ·mol－1
??Sº= +175.3J·mol－1K－1
試說明：
(1)此反應的?S 為正值的理由。
(2)問此反應能否自發(fā)進行(用計算來說明)。
(3)試求在什么溫度以上，此反應能自發(fā)進行。
41. 已知反應(1)、(2)的?G ?298 分別為?Gº1＝ －142.0kJ·mol－1，?Gº2= －113.6kJ·mol－1
(1) 16H+ + 2MnO4－+ 10Cl－ →5Cl2(g) + 2Mn2+ + 8H2O(l)
(2) Cl2(g) + 2Fe2+ →2Fe3+ + 2Cl－
試求下面反應的?Gº
8H+ + MnO4－ + 5Fe2+ →5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O(l)
42. 已知：H2O2(l)：?Gfº= －118.0kJ·mol－1
H2O(l)：?Gfº= －236.4kJ·mol
求下面反應的標準自由能的變化
H2O2(l)＝H2O(l)＋1/2O2(g)
43. 已知：
CH4(g) O2(g) CO2(g) H2O(l)
??Hº －74.82 － －392.9 －285.5 (kJ·mol－1)
Sº 186.01 49.0 51.06 16.75 (J·mol－1?K－1)
試求下面反應的標準自由能的變化?Gº298
CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(l)
44. 已知：CH3OH(g)：?Gº298= ?162.6kJ·mol－1
CO(g)：?Gº298= 135.9kJ·mol－1
試求下面反應的?Gº298k
CO(g) + 2H2(g) ? CH3OH(g)
45. 計算下面反應在 25℃時的?Gº、?Hº、?Sº。
1/2H2(g) + 1/2Br2(g) →HBr(g)
46. 計算下面反應的?Gº(在 25℃時)
2C2H6(g) + 7O2(g) →4CO2(g) + 6H2O(l)
47. 已知：Fe3O4 的?Hfº= -1.117×10³kJ·mol－1,??Gfº= 1.014×10³kJ·mol－1
計算 25℃時下面反應的?Gº、?Hº、?Sº。
Fe3O4(s) + 4H2(g) →3Fe(s) + 4H2O(g)
48. 已知：
H2(g) + 1/2O2(g)≒ H2O(l) ??Gº= 237.13kJ·mol－1
H2O(g) + Cl2(g) ≒2HCl(g) + 1/2O2(g) ??Gº= 38.1 kJ·mol－1
H2O(l)≒ H2O(g) ??Gº= 8.58 kJ·mol－1
計算 HCl(g)在 25℃時的標準生成自由能。
49. 由鐵礦石生產(chǎn)鐵有兩種可能途徑：
(1) Fe2O3(s) + 3C(s) → 2Fe(s) + 3CO2(g)
(2) Fe2O3(s) + 3H2(g) → 2Fe(s) + 3H2O(g)
上述哪個反應可在較低的溫度下進行？
50. 利用 298K 時的下列數(shù)據(jù)，估計在 1atm 下，F(xiàn)e2O3 能用碳來還原的溫度。
2C + O2 ＝ 2CO ? ?rHmº= 221kJ·mol－1
2Fe + 3/2O² ＝ Fe2O3 ? ?rHmº= 820kJ·mol－1
Sº(C)=5.5J·mol－1?K－1 ?Sº(O2)=205J·mol－1?K－1
Sº(Fe2O3)=180J·mol－1?K－1 Sº(Fe)=27J·mol－1?K－1
Sº(CO)=198J·mol－1?K－1
51. 利用問題 50 中對于反應 C＋O2＝2CO 所給數(shù)據(jù)和下列數(shù)據(jù)
Ti + O2 ＝ TiO2 ??Hº=－912kJ·mol－1
Sº(Ti)=30J·mol－1?K－1 Sº(TiO2)=50.5J·mol－1?K－1
估計反應 TiO2 + 2C = Ti + 2CO 的溫度(以 K 為單位)
52. 氧化銀和氧化銅在室溫下是穩(wěn)定的，但在高溫空氣中不穩(wěn)定。試計算在含氧 20％（體積）的空氣中，Ag2O 和 CuO 發(fā)生分解的最低溫度。（假設?H ?和?S ?不隨溫度而變化）
53. 計算下列兩個反應??Hº、??Gº298 和?Sº，并討論用焦炭還原煉制金屬鋁的可能性。
2Al2O3(S)＋3C(s) == 4Al(s)＋3CO2(g)
Al2O3(S)＋3CO(s) == 2Al(s)＋3CO2(g)
54. 寫出平衡常數(shù) Kc 的表達式(由各單質(zhì)氣體生成下面的 1mol 氣體化合物)：
(1)NO， (2)HCl， (3)NH3， (4)ClF3， (5)NOCl。
55. 寫出下列各可逆反應的平衡常數(shù) Kc的表達式
(1) 2NaHCO3(s) ≒Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g)
(2) CO2(s)≒ CO2(g)
(3) (CH3)2CO(l) ≒(CH3)2CO(g)
(4) CS2(l) + 3Cl2(g) ≒CCl4(l) + S2Cl2(l)
(5) 2 Na2CO3(s) + 5C(s) + 2N2(g) ≒4NaCN(s) + 3CO2(g)
56. 在 1120℃時 CO2 + H2 ≒CO + H2O 之 Kp=2
2CO2 ≒CO + O2 之 Kp=1.4×10-¹²
求：H2 + 1/2O2≒ H2O 的 Kp。
57. 已知：2800K 時反應 CO + 1/2O2→ CO2 的平衡常數(shù) Kp=6.443。
求同溫度下，下列反應(1)、(2)的 Kp。
(1) 2CO + O2 → 2CO2
(2) CO2 → CO + 1/2O2
58. 某氣體 X2Z 在通常的溫度下穩(wěn)定，但當加熱時，部分離解成氣體 Z，假設一氣體 X2Z樣品的最初狀態(tài)為 27℃和 1atm，把它放入一固定體積的長頸瓶中，加熱到 627℃，如果壓強
增加到 4.20atm，問 X2Z 的離解度為多少？
59. 在 550℃，平衡時總壓強為 1atm，光氣 COCl2部分離解為 CO 和 Cl2。離解后混合氣體每升重 0.862g，求光氣的離解度？
60. 在 800℃到 1200℃之間，磷蒸氣由 P4和 P2混合組成。在 1000℃和 0.200atm 下，磷蒸氣的密度為 0.178g.dm－3。問在此條件下，P4離解成 P2 的離解度是多少？
61. 3dm3 的瓶內(nèi)裝有壓強為 0.5atm 的氯氣，再加入 0.1mol 的 PCl5。求在 250℃時 PCl5的離解度。(PCl5 PCl3 + Cl2，當 t=250℃時，Kp=1.78)
62. 一平衡體系 N2O4(g) 2NO2(g)。在某溫度和 1atm 時 N2O4的離解百分率為 50％，
問壓強增加至 2atm 時，N2O4的離解百分率為多少。
63. 設有 1.588g 的 N2O4，按下式進行部分解離 N2O4 2NO2 在 25℃時達到平衡后，體積為 0.500dm3，總壓強維持 760mmHg，求 25℃時 N2O4的離解度？
64. 在 45℃時 N2O4(g) 2NO2(g)的平衡常數(shù) Kc=0.0269。如果 2.50?10－3mol 的 NO2放入一個 0.35dm3 的長頸瓶中，平衡時，NO2和 N2O4的濃度各為多少？
65. 在 600K 時，反應 NH3(g) 1/2N2(g)+3/2H2(g)的平衡常數(shù) Kc=0.395。如果把1.00gNH3 注入 1.00dm3 的容器中，在 600K 達到平衡，問將會產(chǎn)生多大的壓強？
66. COCl2光氣在足夠高的溫度下可以部分分解成氣體 CO 和 Cl2。在一實驗中，把 0.631g的 COCl2 注入 0.472dm3 的容器中，在 900K 時產(chǎn)生的總壓強為 1.872atm。試計算光氣的離解
百分數(shù)？
67. 有一反應：2X + Y ＝ X2Y(X、Y、X2Y 都為氣體)?，F(xiàn)把 3molX 和 3molY 放入 1dm3容器中，平衡時，X2Y 為 0.6mol，求：
(1)平衡時 X，Y 各為多少摩爾？
(2)平衡常數(shù) Kc、Kp(若在 100℃達到平衡)。
68. 反應 XY2 ＝ X + 2Y 中三種皆為理想氣體。在體積為 10.0dm3 的容器中，起初 XY2 有0.40mol，現(xiàn)加入催化劑，使 XY2離解。達到平衡時，混合物的壓強為 1.20atm,溫度為 300K， 求 Kp。
69. 反應 Fe3O4 + CO ＝ 3FeO(s) + CO2，在溫度為 600℃時平衡常數(shù) Kp為 1.15。若混合物原先有 1mol 的 Fe3O4、2mol 的 CO、0.5mol 的 FeO 和 0.3mol 的 CO2，如果總壓是 5atm，求
平衡時各物質(zhì)的摩爾數(shù)？
70. 在溫度為 1482.53K，總壓為 10atm 時，蒸氣平衡時的質(zhì)量組成為：Na(g) 71.30%，Na2(g) 28.70%,計算此反應 2Na(g) Na2(g)的 Kp值。
71. 在 250℃時，為要在 1dm3 容器中生成 0.1mol?dm－3 的氯氣，需通入 PCl5 若干摩爾？
Kp=1.78
72. 合成氨的原料中，氮和氫的摩爾比為 1:3。在 400℃和 10atm 下平衡時，可產(chǎn)生 3.85%的 NH3(體積百分數(shù))，求：
(1)反應 N2 + 3H2≒2NH3 的 Kp。
(2)如果要得到 5％的 NH3，總壓需要多少？
(3)如果將混合物的總壓增加到 50atm，平衡時 NH3 的體積百分數(shù)為多少？
73. 已知下列反應的在不同溫度下平衡常數(shù)，求正反應是吸熱還是放熱的，并解釋之。
H2(g) + I2(g)≒ 2HI(g)
74. 下列可逆反應達到平衡：
2A(g) + B(g) C(g)。在兩升的容器內(nèi)反應物 A 的量為 1.2mol，B 的量為 0.8mol(初 始)。達到平衡后，A 的量為 0.9mol，求此反應的 Kc。
75. 把 1.0g 的 PCl5 放入 250cm3 的長頸瓶中，長頸瓶加熱到 250℃，PCl5 離解并達到平衡，PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g)。在平衡時 Cl2 的量為 0.25g，問在 250℃時，這個離解反應的
Kc為多少？
76. 在一定的溫度下，SO2和 O2 作用生成 SO3的反應，其平衡常數(shù)為 Kp=2.25,設在該溫度下參加反應的 SO2為 5mol，O2 為 4mol，要使平衡時有 80％的 SO2 轉(zhuǎn)變?yōu)?SO3，問反應的總
壓應當是多少？
77. 在 27℃和 1atm 下，NO2 相對于 H2 的密度為 38.34，求：
(1) NO2 的轉(zhuǎn)化率為多少？
(2)這溫度下的平衡常數(shù) Kc，Kp 為多少？(2NO2 N2O4)
78. 固體碳酸銨按如下的方程式分解：
(NH4)2CO3(s) ≒2NH3(g) + CO2(g) + H2O(g)
在某一高溫下，NH3、CO2和 H2O 氣體的總壓是由純的固體碳酸銨分解產(chǎn)生。在平衡時，其總壓為 0.400atm，
(1)計算此反應的平衡常數(shù)。
(2)如果 pH2O 通過外界手段調(diào)到 0.200atm，在(NH4)2CO3(s)還有留存的情況下 pNH3 和 pCO2的壓強為多少？
79. 為測定 445℃時反應 H2(g) + I2(g) 2HI(g)的平衡常數(shù)，把 0.915gI2 和 0.0197gH2 在 445℃時反應直至平衡建立，還留下 0.0128g H2沒有反應。
計算此反應的平衡常數(shù) Kc。
80. 在 T=750K，p=300atm，分子比 H2；N2=3：1 時，反應：
1/2N2＋3/2H2≒ NH3的 Kp=0.00658。設最初摻有惰性氣體的原料氣共有 2mol，通過計算說明當惰性氣體之摩爾分數(shù)分別為 0.08，0.20，0.40 時，對平衡的影響。
81. 從實驗得知五氯化磷蒸氣能分解如下：PCl5(g)≒ PCl3(g) + Cl2(g)
長頸瓶中起先只含純 PCl5，在 2atm 下加熱到 250℃時有 69％PCl5(g)離解，計算在 250℃時，此離解反應的 Kp。
82. 在一個真空容器中，混合 2mol 的 CH4氣體和 1mol 的 H2S 氣體，當加熱到 727℃時，氣體反應 CH4 + 2H2S CS2 + 4H2 建立了平衡，這個容器內(nèi)的總壓是 0.9atm，氫氣的
分壓是 0.2atm，求這個容器的體積。
83. 對于合成氨的反應：(N2:H2＝1:3)
N2 + 3H2 2NH3 在 500℃時平衡常數(shù) Kp=1.5×10－5(atm)。求壓強為 p=300atm 時，達到平衡時的氨的摩爾分數(shù)。
84. 在反應 CO + Cl2 ≒COCl2 中，CO 與 Cl2以相同的摩爾數(shù)相互作用，當平衡時，CO 僅剩下一半，如果反應前混合物的總壓為 1atm，平衡時氣體總壓為多少？
85. 在 25℃，1atm 時 N2O4和 NO2 的平衡混合物的密度為 3.18g?dm－3,求：
(1)混合氣體的平均分子量。 (2)該條件下 N2O4的離解度。
(3)NO2 和 N2O4的分壓。 (4)反應 N2O4 2NO2 的平衡常數(shù) Kp。
86. 固態(tài)的 NH4HS 分解時建立下列平衡：
NH4HS(s) ≒NH3(g) + H2S(g)
當 25.9℃時，平衡的氣體總壓是 0.658atm。假設在此溫度下，固體 NH4HS 在密閉容器中分解，瓶內(nèi)原有 0.45atm 的 H2S 存在，求平衡時各氣體的分壓。
87. 在 1000℃時 FeO + CO≒ Fe + CO2 的 Kp=0.403，求欲得 1molFe 需通入多少摩爾CO？
88. 在 8.2℃時將 0.5mol 的 N2O4溶于 450cm3 的 CHCl3 中，分壓達到平衡，問平衡時溶液中 NO2的濃度若干？已知在 8.2℃時 N2O4 2NO2 的平衡常數(shù) Kc=1.08?10－5。
89. 由 1.5mol 的 NO、1.0mol 的 Cl2 和 2.5mol 的 NOCl 混合在 15dm3 的容器中，在 230℃反應為 2NO(g) + Cl2(g) ? 2NOCl(g)。平衡時，NOCl 為 3.06mol，試計算：
(1)平衡時 NO 的摩爾數(shù)。
(2)平衡常數(shù) Kc、Kp。
90. 在一定溫度下，一定量的 PCl5 的氣體體積為 1dm3，此時 PCl5 有 50％解離為 PCl3 和Cl2，用質(zhì)量作用定律說明在下列情況下，解離度是增加還是減少？(此時壓強為 1atm)
(1)降低壓強，使體積變?yōu)?2dm3。
(2)保持體積不變，加入 N2，使壓強為 2atm。
(3)保持壓強不變，加入 N2 使體積為 2dm3。
(4)保持壓強不變，加入 Cl2使體積變?yōu)?2dm3。
(5)保持壓強不變，加入 PCl3 使體積變?yōu)?2dm3。
91. 溴化亞硝酰(NOBr)是一種氣態(tài)化合物，能由下面的反應生成：2NO+Br2 2NOBr。 在 25℃時，這個反應的平衡常數(shù)為 116(atm)－1，這時所有的物質(zhì)都為氣態(tài)物質(zhì)。這個反應是
放熱的，
(1)假設這些物質(zhì)都引入了一個反應室中，各自的分壓為：NOBr：0.8atm；NO：0.4atm；Br2：0.2atm；這樣會不會發(fā)生反應？如果會，是 NOBr 的凈生成還是它的凈分解？試解釋。
(2)在 25℃建立平衡后溫度升高到 100℃，由于溫度變化，NOBr 是凈生成還是凈分解？
試解釋。
(3)假設氦注入在 25℃上式反應已達到平衡的長頸瓶中，直至長頸瓶的壓強為平衡時的兩倍，對于存在的 NOBr 的量有否影響？
92. 計算 C(石墨) + 2H2(g) ＝ CH4(g)，在 25℃時的平衡常數(shù)。
已知?Hº= －74.78kJ·mol－1， ?Sº= —80.59J·mol－1?K－1。
93. 在 1200K 和石墨存在的情況下，CO2(g) + C(石墨) 2CO(g)。平衡混合物中 CO占摩爾分數(shù)為 98.3%，CO2 占 1.69%，總壓為 1atm，問：
(1) CO 和 CO2 分壓為多少？
(2) 平衡常數(shù) Kp為多少？
(3) 此反應的?G 為多少？
94. 求下列各反應的?G ? 和平衡常數(shù) K，（所需數(shù)據(jù)，見附表)
(1) 4I?(aq) + O2(g) + 4H+≒2H2O(l) + 2I2(g)
(2) CO(g) + 2H2(g)≒ CH3OH(l)
(3) 3H2(g) + SO2(g) ≒H2S(g) + 2H2O(l)
(4) Ca(s) + CO2(g) ≒CaO(s) + 2CO(l)
95. 在 448℃時反應 H2(g) + I2(g) 2HI(g)的 Kp=66.9，在 350℃該反應的 Kp=50.0。
(1) 計算在這個溫度范圍內(nèi)的?Hº
(2) 計算在這兩個溫度下，反應的?Gº
96. 在 700K 時，反應：CO(g)+2H2(g) ≒CH3OH(g)的?G∅700 = －13.46kJ.mol－1，計算此反應的 Kp 值。
97. 在 395℃時反應 COCl2(g) ≒CO(g) + 2H2(g) 的 Kp 為 4.56×10－2，計算此反應的?G 668。
98. N2O4(g) ≒2NO2(g)平衡體系的 Kp和溫度 t℃的關(guān)系如下：
| Kp |
0.141 |
0.308 |
0.628 |
| t(℃) |
25 |
35 |
45 |
(1) 將 lgKp 對 1/T 作圖 (2) 從直線的斜率求?Hº
(3) 計算每一個溫度的?Gº
(4) 計算每一個溫度的?Sº
99. 已知 BaO(s) + H2O(l) = Ba(OH)2(s) ??rHm∅ = －103kJ·mol-1
Ba(OH)2(s) + aq ←→ Ba2+(aq) + 2OH-(aq) ??rHm∅= －52kJ·mol-1
Ba(OH)2·8H2O(s) + aq = Ba2+(aq) + 2OH-(aq) ??rHm = ＋64kJ·mol-1
請回答下列問題。若能，給出答案；若不能，簡述原因。
(1) 能求得 BaO(s)的溶解熱嗎？
(2) 能求得 Ba(OH)2(s)轉(zhuǎn)變成 Ba(OH)2·8H2O 能量變化嗎？
(3) 能求得“O2?”(s) + H2O(l) = 2OH?
(s)的能量嗎？
(4) 能求得“O2?”(s) + aq ? 2OH?
(s)的能量嗎？
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100. 在 298.15K 時 CaSO4·2H2O(s)、CaSO4(s)、H2O(l)的標準生成吉布斯函數(shù)分別為：?1796、 ?1320、?237(kJ·mol?1)，水的飽和蒸氣壓為 3575Pa。
(1) 判斷在 298.15K 時，將 CaSO4·2H2O(s)放入飽和水蒸氣的空氣中是否會分解。
(2) 求 298.15K 時 CaSO4·2H2O(s)的分解壓力。
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