Qp?pCO2p$?pH2p$pCOp$?pH2Op$?1.52?1.52?1
1.52?1.52Qp>K?p，(?rGm)T,p>0，正向反应是不自发的，而逆向反应是自发的。
(2) Qp?pCO2p$?pH2p$pCOp$?pH2Op$?1.52?1.52?0.045
10.13?5.065Qp ???3．在313 K时，反应LiCl?3NH3(s)???LiCl?NH3(s)?2NH3(g)的Kp?9?10。 ?10在一个5 dm的容器内含有0.1 mol的LiCl?NH3(s)，如果要使LiCl?NH3(s)全部变成 3LiCl?3NH3(s)，试计算需通入NH3(g)的物质的量的。设气体为理想气体。 解： 欲使反应向左进行，应满足： (?rGm)T,p??RTlnKp?RTlnQp>0 ?Kp lnQp>ln这是一个复相化学反应，标准平衡常数只与NH3(g)的压力有关。设需通入NH3(g)的物质的量为n，则 ??pNH??nRT? Qp???3????? ?p??Vp?22?n?8.314?313 ??27.09n2 ???33??5?10?100?10? lnKp?ln(9?10)?25.22 lnQp?ln(27.09n)?3.30?2lnn 3.30?2lnn>25.22 n>57 526 mol 4．Ag(s)受到H2S(g)的腐蚀可能发生如下反应 2?102???2Ag(s)?H2S(g)???Ag2S(s)?H2(g)。 试计算，在298 K和标准压力下，在H2S(g)和H2(g)的混合气体中，H2S(g)的摩尔分数低于多少时，便不致使Ag(s)发生腐蚀？已知在298 K时，Ag2S(s)和H2S(g)的标准摩尔 生成Gibbs自由能分别为：?fGm(Ag2S,s)??40.25 kJ?mol， ??fGm(H2S,g)??33.56 kJ?mol?1。 ??1解： 设H2S(g)在气体混合物中的物质的量分数为x，则H2(g)的物质的量分数为 (1?x)。根据化学反应等温式 ? (?rGm)T,p??rGm?RTln1?x?0 x???rGm?1?x?exp?? ? xRT?? ?rGm??fGm(Ag2S,s)??fGm(H2S,g) ?(?40.25?33.56)kJ?mol?1?????6.69 kJ?mol?1 ???rGm???6.69 kJ?mol?1?exp exp??????14.88 ?1?1RT8.314 J?mol?K?298 K???? 1?x x?0.063 ?14.8 8x6．在合成甲醇的过程中，有一个水煤气变换工段，即把H2(g)变换成原料气CO(g)， H2(g)?CO2(g)?CO(g)?H2O(g) 现有一个混合气体，各气体的分压分别为pH2?pCO2?20 kPa，pCO?50.7 kPa， pH2O?10 kPa。已知在1 093 K时，反应的 K $p＝1，所有气体可视作理想气体。 (1) 问在 1 093 K时，该反应能否发生？ (2) 如果把pCO2提高到405 kPa，而pCO提高到304 kPa，其余气体的分压不变，问情况又怎样？ 解：(1) 根据化学反应等温式， (?rGm)T,p??RTlnK?p?RTlnQp?RTlnQp 41 0?93 ??8.31??ln? ?2.154 kJ?mol ?1??1?0 ??50.7???20?20???1 ?J mol因为(?rGm)T,p>0，故在该条件下，反应不可能自发正向进行。 (2) 把pCO2和pCO的分压提高后 ??304?10 ???1(?rGm)T,p??8.314?1 093?ln??? J?mol ?20?405??? ??8.906 kJ?mol 这时，(?rGm)T,p<0，故在这个条件下，反应可自发正向进行。 7． 在 1 373 K时，有下列反应发生： (1) C(s)＋2S(s)＝CS2(g) K 1＝0.258 (2) Cu2S(s)＋H2(g)＝2Cu(s)＋H2S(g) K 2＝3.9×10-3 (3) 2H2S(g)＝2H2(g)＋2S(g) K 3＝2.29×10-2 试计算在1 373 K 时，用碳还原Cu2S(s)反应的平衡常数 K 4。 解： 用碳还原Cu2S(s)的反应式为： (4) 2Cu2S (s) +C(s) = 4Cu (s) +CS2 (g) 这几个反应方程式之间的关系为 (4) = (1)+2×(2)+(3) 所以 K4?K1?(K2)?K3 ?0.258?(3.9?10)?2.29?10?3?3?1$$$$???2??8.99?10?8 8．在994 K和100 kPa压力下，使纯H2(g)慢慢地通过过量的CoO(s)，则氧化物部分地被还原为Co(s)。流出的已达平衡的气体中，含H2(g)的体积分数为0.025。在同一温度时，若用CO(g)还原CoO(s)，平衡后气体中含CO(g)的体积分数为0.0192。如果将物质的量相等的CO(g)和H2O(g)的混合物，在994 K 下通过适当催化剂进行反应，试计算其平衡转化率？ 解： 首先写出反应的计量方程和计算相应的标准平衡常数 ??? (1) H2(g)?CoO(s)???H2O(g)?Co(s) K?1?pH2O/p?pH2/p??1?0.025?39.0 0.025??? (2) CO(g)?CoO(s)???CO2(g)?Co(s) K?2?pCO2/p?pCO/p???1?0.0192?51.1 0.0192 所要计算的反应是（3），3)(2)()?1() （3） CO(g??32???HO?(g)??2CO?(g2) H(g)?K251.1K???1.31 所以 ?K139.0设反应（3）的平衡转化率为? ??? CO(g)?H2O(g)???CO2(g)?H2(g) t?0 1 1 0 0 t?te 1?? 1?? ? ?这是一个反应前后气体分子数相等的反应，所以压力商与摩尔分数商相等 ?2?1.31 K?2(1??)?3解得： ??0.53 1???O2(g)???SO3(g)，试计算反应在该温度下的标2..14．在 298 K 时，有反应SO2(g)?$准平衡常数Kp。设气体为理想气体，298 K时的热力学数据如表中所示。 热力学函数 SO2(g) SO3(g) O2(g) ??fHm/(kJ?mol?1) ?Sm/(J?K?1?mol?1) ?296.83 248.22 ?395.72 256.76 0 205.14 解：要计算Kp的值，首先要求得反应的?rGm。利用所给的热力学数据，先计算反应的?rHm和?rSm，然后可得到?rGm。 ? ?rHm????H?Bfm B?1???$? ???395.72?296.83?kJ?mol? ?rSm???98.89 kJ?mol?1 ??B?Bm S?(256.76?248.22??205.14)J?K?1?mol?1 21