16、无机化学万题库(计算题)(4-6)

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126.已知下列反应在 1073 K 和 1273 K 时的ΔrGm值:

ΘΘ

反应式 ΔrGm(1073 K) ΔrGm(1273 K)

-1

2 Zn (g) + O2 (g) = 2 ZnO (s) -486 kJ?mol -398 kJ?mol-1

-1

2 C (s) + O2 (g) = 2 CO (g) -413 kJ?mol -449 kJ?mol-1

对于反应 ZnO (s) + C (s) = Zn (g) + CO (g) ,试求:

Θ

⑴ 在1073 K 和 1273 K 时的ΔrGm值是多少?

⑵ 欲进行上述反应,试从反应速率和化学平衡的角度讨论反应温度的影响 。** 127.下列反应是高温加工处理钢铁零件时涉及脱碳氧化或渗碳的一个重要化学反应:

Θ

C (石墨) + CO2 (g) = 2 CO (g) 已知 900℃ ,100 kPa 时,反应的 K= 29.49 , 若起始 CO2 (g) 物质的量为1.00 mol ,试通过计算说明平衡时: ⑴ CO2 的转化率为多少?

⑵ CO 的分压 p (CO)= ? ***

128.已知下面反应及其热力学数据: Ag2CO3 (s) = Ag2O (s) + CO2 (g)

Θ-1

Δ f Hm (298 K) / kJ · mol -505.8 -31.05 -393.5

Θ-1-1

Sm (298 K) / J · mol · K 167.4 121.3 213.7 试通过计算说明,标准状态下: ⑴ 298 K 时,反应能否自发进行? ⑵ 反应自发进行的温度条件如何?

Θ

⑶ 500 K 时,反应的 K 值和 p (CO2) 各为多少? ***

Θ

129.对于反应 N2 (g)+O2 (g)=2 NO (g) ,已知:Δ f Hm ( NO,g,298 K) =90.25 kJ · mol-1

Θ15

298 K 时的 K= 1.47×10 。试通过计算说明:

Θ

⑴ 标准状态下,反应在 500 K 时的 K= ?

⑵ 500 K 时 ,p (N2) = 8.0 kPa ,p (O2) = 2.0 kPa ,p (NO) = 1.0 kPa ,反应自

发进行的方向如何?

⑶ 汽车内燃机内汽油的燃烧温度可达 1575 K ,试根据上述计算结果,讨论在该温度下

是否有利于 NO 的生成? ***

130.ATP(腺苷三磷酸) 与水反应生成 ADP (腺苷二磷酸)和磷酸盐(缩写为 Pi ),同时

Θ -1

放出大量能量。其ΔrGm(310 K)=-30.5 kJ · mol。该温度下平衡时细胞内 ADP 和 Pi

-3-3-3-3

的浓度分别为 3.0×10 mol?dm 和 1.0×10 mol?dm 。试计算此温度下平衡时ATP 的浓度是多少?(三者反应计量数均为 1 )***

Θ3Θ

131.反应 2 A (s) + B (g) = 3 D (g) 在 27℃ 、标准状态时 K=1.0×10,Δ rHm (298

-1 ΘΘ

K) = 368 kJ · mol。试计算此反应的ΔrGm (300 K) 和Δ rSm (300 K) ;写出该反

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Θ

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应的标准平衡常数表达式。***

132.已知溴的气化反应及其热力学数据: Br2 ( l ) = Br2 (g)

Θ-1

Δ f Hm (298 K) / kJ · mol 0 30.907

Θ-1-1

Sm (298 K) / J · mol · K152.231 245.463

估算溴在标准状态下的沸点。** 133.298 K 时,反应 ICl (g) =

Θ

11Θ-3

I2 (g) + Cl2 (g) ,K=2.2×10,试写出下列22两个反应的标准平衡常数 K 的表达式并计算其数值 。

① 2 ICl (g) = Cl2 (g) + I2 (g) ; ② Cl2 (g) + I2 (g) = 2 ICl (g) **

134.已知下列反应及有关热力学数据: CH4 (g) + 2 O2 (g) = CO2 (g) + 2 H2O ( l )

Θ-1

Δ f Gm (298 K) / kJ · mol -50.72 0 -394.4 -237.13

Θ-1

Δ f Hm (298 K) / kJ · mol -74.8 0 -393.5 (-241.8 )

Θ-1-1

Sm (298 K) / J · mol · K 186.3 205.1 213.7 ( 188.8 )

Θ

试计算该反应在 298 K 时和 500 K 时的 K 值。(注:水在 298 K 和 500 K 时具有

不同聚集状态,上述数据中,加有括号的是气态水的数据 。)***

135.CO 与 H2 合成甲醇的反应 CO (g) + 2 H2 (g) = CH3OH (g) ,在 350 K 时测得一容

44

器中所含各物质的分压力为 : p (CO) = 2.03×10 Pa , p (H2) = 3.04×10 Pa ,

Θ-1

p (CH3OH) = 0.300 Pa ,若反应的ΔrGm (350 K)= -13.45 kJ · mol,通过计算判断

此时容器中CH3OH (g)的量将增加还是减少?**

Θ

136.已知反应 CaCO3 (s) = CaO (s) + CO2 (g) 在1073 K 时 K= 1.00 。如果将

3

25.00 g CaCO3 放入一个 10.0 dm 的容器中,加热到 1073 K ,计算达到平衡时CaCO3 分

解的百分率。(忽略固体体积)(CaCO3 式量100)**

ΘΘ

137.已知 ?(Zn / Zn) =-0.7621 v ,?(Mn / Mn) =-1.182 v 。计算在标准状态下,下列

ΘΘ

反应的吉布斯函数变ΔrGm及标准平衡常数 K:

2+2+-1

Mn + Zn → Mn + Zn (F=96500 C·mol) **

138.将1.50 mol NO ,1.00 mol Cl2 和 2.50 mol NOCl 在容积为15.0 L 的容器中混合。

230℃ 时,反应 2 NO (g) + Cl2 (g) = 2 NOCl (g) 达到平衡,测得有 3.06 mol NOCl

Θ

存在。计算该平衡体系中 NO 的物质的量和反应的标准平衡常数 K。***

139.已知反应 PCl5( g ) = PCl3( g ) + Cl2( g )

3

⑴ 523 K 时,将 0.700 mol PCl5 注入容积为 2.00 dm 的密闭容器中,,平衡时有 0.500

Θ

mol PCl5 被分解了。试计算该温度下的标准平衡常数 K。

⑵ 如果在开始时注入 0.700 mol PCl5 和 0.100 mol Cl2 ,计算达平衡时 PCl5 的分解

2+

2+

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率为多少? ***

140.在高温下 HgO 按下式分解: 2 HgO (s) = 2 Hg (g) + O2 (g) 在723 K 时,所

生成的两种气体的总压力为 108 kPa ;而在 693 时,分解的总压力为51.6 kPa 。 ⑴ 分别计算在 723 K 和 693 K 时p (O2) 和 p (Hg) 各为多少?在 723 k 和 693 K 时

Θ

反应的标准平衡常数 K是多少?由此推断该反应是吸热还是放热反应?

3

⑵ 如果将 10.0 g HgO 放在 1.00 dm 的容器中,温度升高至 450℃ ,计算还有多少克

HgO 没有分解?(HgO 式量为 216.5)***

3

141.在容积为10.0 dm的容器中放有 1.00 mol 的水,当加热到 1750 K 时,发生如下反应:

Θ-9

2 H2O (g) = 2 H2 (g) + O2 (g) 其标准平衡常数 K= 1.89×10 。计算平衡时氧

的物质的量为多少? ***

Θ

142.在 21.8℃ 时,反应 NH4HS (s) = NH3 (g) + H2S (g) 的标准平衡常数 K=0.070。 若将0.20 g NH4HS (s) 放入容积为 10.0 L 的密闭容器中,通过计算回答在 21.8℃时

上述平衡是否存在?(NH4HS的式量为51.0)****

Θ

143.已知反应 2 SO2 (g) + O2(g) = 2 SO3 (g) 在1062 K 时的标准平衡常数 K=

0.955 。如在该温度下,某容器中充有 SO2 、O2 和SO3 三种气体,其分压分别为p (SO2) = 30.0 kPa ,p (O2) = 60.0 kPa ,p (SO3) = 25.0 kPa 。通过计算判断体系中反应进行的方向。如果反应在恒温恒压下进行,平衡时各物质的分压是多少?****

144.已知下列反应及其热力学数据: Ag2O (s) = 2 Ag (s) +

Θ

-1

1O2 (g) 2 Δ f Hm (298 K) / kJ · mol -31.1 0 0

Θ-1-1

Sm (298 K) / J · mol · K 121 42.55 205.03

Θ Θ

假定反应的Δ rHm和 Δ rSm 不随温度的变化而改变,计算 Ag2O 的最低分解温度和在

该温度下 O2 的分压是多少? ***

3

145.20℃ 时,在 1.0 dm 的反应器中装有 1489.48 kPa 的 NH3 ,加热至 350℃ 时,在催

化剂的作用下,发生下列反应: NH3 (g) =

13N2 (g) + H2 (g) 。平衡时,混合气22体的总压力为 5066.25 kPa ,试求:NH3 的离解度和各气体的分压。***

Θ

146.可逆反应 CO2 (g) + H2 (g) = CO (g) + H2O (g) 的平衡常数 K= 1 ,为了在平

衡时有 60% 的氢被消耗掉,应以怎样的体积比来混合 CO2 和 H2 ?达到平衡时,体系的压力如何变化?**

Θ

147.1000℃ 时,反应 FeO (s) + CO (g) = Fe (s) + CO2 (g) 的 K= 0.40 。在装

有 2.0 mol FeO (s) 的密闭容器中通入 CO (g) ,反应达到平衡时欲得到 0.5 mol 的 Fe

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(s),问:⑴ 开始时应通入多少摩尔的 CO (g) ?

⑵ 增加 FeO (s) 的量,对平衡有何影响?**

148.27℃ 时,9.20 g N2O4 按下式分解: N2O4 (g) = 2 NO2 (g) ,达平衡时,体系体积

3

为 2.95 dm ,压力为 100 kPa 。 ⑴ 求转化率(原子量 N 14 )

Θ

⑵ 求27℃ 时的 K;

Θ -1 Θ Θ

⑶ 127℃ 时,ΔrGm=-13.6 kJ · mol,求Δ rHm和Δ rSm;

⑷ 27℃ 时,若p (NO4) = p (NO2) = 50.7 kPa ,判断反应方向如何?****

149.将2 mol CH4 (g) 与 1 mol H2S (g) 混合置于某真空容器中,加热并使温度保持 727℃ ,

当按下式建立平衡时 CH4 (g) + 2 H2S (g) = CS2 (g) + 4 H2 (g) ,若容器内总压力为 93.28 kPa ,而 H2 (g) 的分压为 20.28 kPa ,计算容器的体积是多少?***

3

150.1227℃ 时,在1 dm 的反应器内存在如下反应:CaCO3 (s) = CaO (s) + CO2 (g) 此

时 CO2 的分压为 6.23 MPa ,但 CO2 (g) 在1227℃ 时又将按下式发生分解: CO2 (g) = CO (g) +

1O2 (g) 。若将 1 mol CaCO3 进行以上反应,平衡后混合气体中 2CO2 的摩尔分数为0.55 ,计算平衡时 CaCO3 还有多少?****

3

151.某 1 dm 的反应器内有一平衡混合物: SO2 + NO2 = SO3 + NO 。已知其中含有 0.6

mol SO3 ,0.4 mol NO ,0.1 mol NO2 ,0.8 mol SO2 。在温度和体积均保持不变的情况下,应往容器内补加多少摩尔的 NO ,才能使 NO2 气的总量增加到0.3 mol? **

3

152.在1 dm 某反应器中,进行如下反应: N2 + 3 H2 = 2 NH3 ,平衡时含有 0.3 mol 的

N2 ,0.4 mol 的 H2 和 0.1 mol 的 NH3 。试计算需要加入多少摩尔的 H2 才能使 NH3 的浓度增加一倍 ?(温度不变)**

3

153.在1 dm 某反应器中,进行如下反应:A (g) + B (g) = AB (g) ,在1000 K 达到平

衡,其中含 有 0.02 mol 的固体 B 。此时 p A = 828.2 kPa ,p B = 496.9 kPa ,p AB= 1159.5 kPa 。若往上述体系中补加气体 A ,温度不变 ,试计算至少应加入多少摩尔A才能使固体 B 刚好消耗完全并保持平衡状态不变 ?****

154.把 3 体积 H2 和 1 体积 N2 的混合物加热至 400℃ ,若总压力为 1000 kPa ,且有适

当催化剂时,体系很快达到平衡,其中含有 NH3 3.85%(体积百分数)。试计算:

Θ

⑴ 反应 N2 (g) + 3 H2 (g) =2 NH3 (g) 的 K; ⑵ 在此温度下要得到 5% 的 NH3 时,需要多少压力 ?

⑶ 当总压力为 5000 kPa 时,平衡时 NH3 的体积百分数为多少 ?****

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