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第五章 化学平衡
5.1 在某恒定的温度和压力下，取 若
时，系统的吉布斯函数G值为最小，这时A, B间达化学平衡。 的A(g)进行如下化学反应
，试证明，当反应进度
5.2 已知四氧化二氮的分解反应
在298.15 K时，ΔrGmθ
=4.75kJ?mol－1。试判断在此温度及下列条件下，反应进行的方向。
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（1） N2O4(100 kPa), NO2(1000 kPa); （2） N2O4(1000 kPa), NO2(100 kPa); （3） N2O4(300 kPa), NO2(200 kPa); 解：由Jp进行判断
θΔrGm4.75×103K＝exp(－)=exp(－)=0.1472
RT8.314×298.15
5.3 1000 K时，反应 的
θΔrGm=19.397kJ?mol－1。现有与碳反应的气体混合物，其组成为体积分数
，，。试问：
（1）T = 1000 K，p = 100 kPa时，ΔrGm等于多少，甲烷能否形成？ （2）在1000 K下，压力需增加到若干，上述合成甲烷的反应才可能进行。
5.4 已知同一温度，两反应方程及其标准平衡常数如下：
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求下列反应的K。
解：所给反应 = (2)－(1)，因此
θθθ ΔrGm=ΔrGm.2－ΔrGm，1?
???RTlnK???RTlnK2?(?RTlnK1)K??K2K1?
?5.5 已知同一温度，两反应方程及其标准平衡常数如下：
求下列反应的
解：所给反应 = 2×(2)－(1)，因此
θθθ ΔrGm=2ΔrGm.2－ΔrGm，1
。
???RTlnK???2RTlnK2?(?RTlnK1)K??(K2)2K1??
注：平衡组成的计算关键是物料衡算。
5.6 在一个抽空的恒容容器中引入氯和二氧化硫，若它们之间没有发生反应，则在375.3 K时的分压分别为47.836 kPa和44.786 kPa。将容器保持在375.3 K，经一定时间后，总压力减少至86.096 kPa，且维持不变。求下列反应的K θ。
解：反应各组分物料衡算如下
因此，
5.7 使一定量摩尔比为1:3的氮、氢混合气体在1174 K，3 MPa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20 cm3盐酸吸收氨。用气量计测得剩余气体的体积相当于273.15 K，101.325 kPa的干燥气体（不含水蒸气）2.02 dm3。原盐酸溶液20 cm3需用浓度为52.3 mmol·dm-3的氢氧化钾溶液18.72 cm3滴定至终点。气体通过后只需用同样浓度的氢氧化钾溶液15.17 cm3。求1174 K时，下列反应的
。
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5.8 五氯化磷分解反应 在200℃时的
，计算：
（1）200℃，200 kPa下PCl5的解离度。
（2）摩尔比为1:5的PCl5与Cl2的混合物，在200℃，101.325 kPa下，求 达到化学平衡时PCl5的解离度。
解：（1）设200℃，200 kPa下五氯化磷的解离度为α，则
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5.9 在994 K，使纯氢气慢慢地通过过量的CoO(s)，则氧化物部分地被还原为Co(s)。出来的平衡气体中氢的体积分数
。在同一温度，若用CO还原CoO(s)，平衡后气体中一氧化碳的体积分数
。求等
物质的量的一氧化碳和水蒸气的混合物在994 K下，通过适当催化剂进行反应，其平衡转化率为多少？ 解：两还原反应的化学计量式分别为
一氧化碳与水蒸气的反应
显然，(3) = (2) – (1)，因此
设一氧化碳和水蒸气的物质的量分别为n，平衡转化率为
，则
因此，
5.10 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66.66 kPa。 （1） 当放入NH4HS时容器内已有39.99 kPa的H2S(g)，求平衡时容器中的压力。 （2） 容器内原有6.666 kPa的NH3(g)，问需加多大压力的H2S，才能形成NH4HS 解：反应的化学计量式如下
物理化学第五版第五章课后答案解析
