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平衡后气体中一氧化碳的体积分数
。在同一温度,若用CO还原CoO(s),
。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
5.11 现有理想气体反应
(1) 求此反应的K θ。
开始时,A与B均为1 mol,25℃下,反应达到平衡时,A与B的物质的量各为(1/3) mol。 (2) 开始时,A为1mol,B为2mol。
(3) 开始时,A为1mol,B为1mol,C为0.5 mol。 (4) 开始时,C为1mol,D为1mol。 分别求反应达平衡时C的物质的量。 解:(1)
(2)
(3)
(4)
5.12 将1mol的SO2与1 mol O2的混合气体,在101.325 kPa及903 K下通过盛有铂丝的玻璃管,控制气流速度,使反应达到平衡,把产生的气体急剧冷却,并用KOH吸收SO2及SO3。最后量得余下的氧气在101.325 kPa,273.15 K下体积为13.78 dm3,试计算下列反应在903 K时的
及
。
解:平衡时反应掉的O2为 因此,平衡时各组分的物质的量为
n总=1.615mol
0.77p?θ1.615pKθ==5.39
0.615p0.50.23p(?θ)??θ1.615p1.615p
5.13 383.3 K,60.483 kPa时,从测定醋酸蒸气的密度所得到的平均摩尔质量是醋酸单体分子摩尔质量的1.520倍。假定气体分子中只含有单分子及双分子。求下列反应的 解:醋酸单体分子摩尔质量为子 的
物质的量分别为
,则
,设单分子及双分
。
5.14 (1)在1120 C下用H2还原FeO(s),平衡时混合气体中H2的摩尔分数为0.54。求FeO(s)的分解压。已知同温度下
(2) 在炼铁炉中,氧化铁按如下反应还原: 求1120
C下,还原1 mol FeO需要CO若干摩尔?已知同温度下
解:(1)各反应计量式如下
显然,(3)=(1)+(2)
(2)氧化铁还原反应
显然,
因此所需CO(g)的物质的量为1 + 2.38 = 3.38 mol。 5.15 求下列反应在298.15 K下平衡的蒸气压。
已知298.15 K下个物质的标准摩尔生成吉布斯函数
物质 ??fGm/kJ?mol?1
如下。 -917.0 -661.8 -228.6 CuSO4·5H2O(s) CuSO4·3H2O(s) CuSO4·H2O(s) CuSO4·H2O(s) H2O(g) -1879.6 -1399.8 解: