54??pNO?1.07?10Pa时，反应向什么方向??pNO?2.67?10Pa42试问（1）当混合物中及5??pNO?1.07?10Pa和p?NO4??2.67?104Pa时，反应向什2自发进行？（2）当混合物中

30．反应2NO2(g) = N2O4(g)，在298.2K时，

??rGm??4.77kJ?mol?1。

么方向进行？

解： 2NO2(g) = N2O4(g) ， 298K时

?pQ??101325?15.2?K?p（1） ，向左进行。

?2.67?10??101325?0.24?KQ??1.07?10?（2） ，反应自发向右进行。

?N2O45p?242?pNO24p52?p??4.77?10008.314?298??6.86K?p?exp??rGmRT?exp??p?1.07?10??2.67?10?p?

0K?0.155????NOg?2NOg231．反应24在298K的p。（1）求总压力为p0时N2O4的离解

度。（2）求总压力为2×p0时N2O4的离解度。（3）求总压力为p0、离解前N2O4和N2（惰性气体）物质的量为1：1时N2O4的离解度。

解： N2O4?g??2NO2?g?

开始量（mol） 1 0 平衡量（mol） 1-α 2α 平衡总量 1+α，α为离解度

K?（1）

0p2pNO2p0pNO244?2??0.155 ??0.19321??

K?0p2pNO2(2)

(3) 在加入隋性气体后，平衡后总物质的量为2+α

p0pN2O44?'2p??0.155 ?'?0.138'20(1??)p

K?0p2pNO2

32．合成氨时所用氢和氮的比例为3∶1，在673K、1013250Pa压力下，平衡混合物中氨的

24p0pNO4?2p??0.155 ??0.2550(1??)(2??)pN?g??3H2?g??2NH3?g?的Kp。

摩尔分数为0.0385。（1）求2（2）在此温度时，若要得到

?5%的氨，总压力应为多少？

23解：(1) 2开始量（mol） 1/4 3/4 0 平衡量（mol） 1/4(1-x) 3/4(1-x) x x为NH3为混合气中的摩尔分数

N?g??3H?g??2NH?g?

25

K?0p202pNH(p)3pN2p3H2?(pxNH3)2(p0)2pxN2(pxH2)3x2(p0/p)2? 3(1?x)/4?[3(1?x)/4]0.03852?44?10?2??1.64?10-4 43(1-0.0385)?3(2) 由(1)式中可得：

x2(p0)20.052?44?(p0)21/21/2p?{ }?{}00[(1?x)/4?[3(1?x)/4]3Kp(1-0.05)4?33Kp

33．潮湿的Ag2CO3(s)在383K下用空气流（101325Pa）进行干燥。请问气流中CO2(g)的分压最低为多少时，才能避免Ag2CO3分解？已知383K时，Ag2CO3(s) = Ag2O(s) + CO2(g)的

?3K?p?9.5?10?13.3p0 ?1.35?106Pa。

解： Ag2CO3(s) = Ag2O(s) + CO2(g)

383K时

?3K?p?9.51?10， 设

Qp?pCO2p?

欲使Ag2CO3不分解，必须

K?p?Qp，即

34．Ag在空气中会变黑，这是由于发生了以下反应：

2Ag(s) + H2S(g) = Ag2S(s) + H2(g)

在25℃时若银变黑，试估计空气中H2(g)和H2S(g)的压力比最多是多少？已知298K时H2S(g)和Ag2S(s)的分别为 ?33.60和?40.25kJ?mol。

解： 2Ag(s) + H2S(g) = Ag2S(s) + H2(g)

298K时

??fGm?1pCO2?9.51?10?3p??963.6Pa????Ag2S???fGm?H2S??rGm??fGm

?1??????40.25??33.60??6.65kJ?mol

??Kp?exp??rGmRT?exp?6.65?10008.314?298??14.64??

Qp?设

pH2p??pH2S/p??pH2pH2S，当银变黑时有

Qp?K?ppH2pH2S

pH2pH2S?14.64，即空气中最多

?14.64

35．CO2与H2S在高温下有如下反应：CO2(g)?H2S(g)?COS(g)?H2O(g)

今在610K时，将4.4×10-3kg的CO2加入2.5L体积的空瓶中，然后再充入硫化氢使总压为1013.25kPa。平衡后水的摩尔分数为0.02。(1)计算610K时的K；(2)求610K时的

解：(1) 4.4×10-3kg的CO2为0.10mol，其压力为

0

??rGm。

pCO?2

由已知条件可知：水的摩尔分数为0.02，则COS的摩尔分数也为0.02

22pHSnRT0.1?8.314?610??202.86kPaV2.5 ?p总-pCO?1013.25?202.86?810.39kPa 26

n?总物质的量为

则二氧化碳的物质的量为0.10-0.02×0.50=0.09mol

则硫化氢的物质的量为0.50-0.09-2×0.02×0.50=0.39mol

pV1013.25?2.5??0.50molRT8.314?610

K?0nHOnCOS2

当反应式前后计量数相等时，分压之比就可用物质的量之比代替

22nCOnHS0.0102??2.85?10?30.09?0.39(2)

0?rGm??RTlnK0??8.314?610ln2.85?10?3?29.7kJ?mol?1

36．在298K时，下列可逆反应的平衡常数。

1,6-二磷酸果糖（FDP）= 3-磷酸甘油醛（G-3-P）+ 二羟基丙酮磷酸盐（DHAP） 试求：（1）反应的标准摩尔吉布斯函数变

??298K??rGmKc??8.9?10?5。

?2?1?5?1??????cFDP?10mol?LcG?3?P?cDHAP?10mol?L（2）若；时，反应的方??1向向哪边进行？（设c?1mol?L）。

解：（1）

??rGm??RTlnKc???8.314?298ln?8.9?10?5??23.11kJ?mol?1?Qc（2）

?c?G?3?P?c??c?DHAP?c???10????

?52c?FDP?c?10?2?10?8

，即反应向右进行。

37．已知298.2K，CO(g)和CH3OH(g)标准摩尔生成焓ΔfHm0分别为-110.52及-200.7kJ·mol-1，CO(g)、H2(g)、CH3OH(l)的标准摩尔熵Sm0分别为197.67、130.68及127J·mol-1·K-1。又知298.2K甲醇的饱和蒸气压为16.59kPa，摩尔气化热ΔvapHm0为38.0kJ·mol-1，蒸气可视为理想气体。利用上述数据，求298.2K时，反应

CO(g)+2H2(g)→CH3OH(g)的ΔrGm0及K0。

解： CH3OH(l) → CH3OH(g) (298.15K ，101.325kPa) 已知ΔvapHm0求ΔG ↓ΔG1 ↑ΔG3

CH3OH(l) → CH3OH(g) (298.15K ，16.59kPa) ΔG2=0

101.325?Kc??Qc?G??G1??G2??G3?

316.59T?[V(g)?V(l)]dp?nRln101.325?4485.5J16.59

?S?CO(g) + 2H2(g) → CH3OH(g)

?H??G38.0?10?4485.5??112.4J?K?1T298.15

?S?S(g)?S(l) S(g)?S(l) ??S?127?112.4?239.4J?K-1

?S?239.4?197.67?2?130.68??219.6J?K-1

?G??H?T?S??90.18?298.15?(?219.6)?10?3??24.70kJ?mol-1

?H??200.7?(?110.52)??90.18kJ?mol-1

?G??RTlnK0 38．关于生命起源有各种学说，其中包括由简单分子自发地形成动、植物的复杂分子的一些假设。例如，形成动物代谢产物的尿素（NH2）2CO有下列反应：

K0?exp(??G/RT)?exp(24700/8.314?298.15)?2.15?104

27

CO2（g）+ 2NH3（g） == （NH2）2CO（s）+H2O（l）

试问：（1）在298K时，若忽略

（2）假设

??rSmQa的影响，该反应能否自发形成尿素？

与温度无关，该反应进行的最高温度是多少？

和

??rHm解：298K时 查表求得

（1）

???rHm??133.0kJ?mol,?rSm??423.7J?mol?1????298K???rHm?298K??T?rSm?298K???rGm

???rGm??rGm?RTlnQa??rGm?0Qa当忽略时，

??133?103?298???423.7???6.74kJ?mol?1

∴反应能自发向右进行形成尿素。

（2）最高温度平衡时

????T???rHm?T??T?rSm?T??0?rGm

?Tmax???Tmax??rHm?298K??133?103?rHm????313.9K???Tmax??rSm?298K??423.7?rSm

??rHm??88.0kJ?mol?139．在873K时，下列反应的（设与温度无关） C（石墨，s）+2H2（g） = CH4（g） (1) 若873K时，试求1073K时的平衡常数。

(2) 为了获得CH4的高产率，温度和压力是高一些好还是低一些好？ 解：（1）根据化学反应等压方程，

??rHmK?p?0.386与T无关时

?11???T?T??1??2

?Kp?1073?88000?11??ln????????2.2599Kp?873?8.314?1073873?

?2??K?1073?0.1044?0.386?4.03?10p?m??rHmln???RKp?T1?K?p?T2?（2）

??rH?0 ∴ 降低温度对提高

K?p

有利；

?p?Kx?K?p??p???????1??，故增加压力对生成CH4有利。 B再由，

40．已知反应（CH3）2CHOH（g）=（CH3）2CO（g）+ H2（g）的

?rCp?16.74J?K?1?mol?1lnK?p，在298.2K时

??rHm?61.50kJ?mol?1；在500K时

K?p?1.5。

请求出与T的关系式和600K时的

，

解：根据Vant Hoff等压式

K?p。

???Hrm??2?RT?p??lnK?p???T??m

?rH???rCpdT?16.74T??HC298.2K时

61.50?1000?16.74?29.28??HC，解得?HC?56508

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