相平衡-化学平衡 选择题1-2
第4章相平衡选择填空1-2
（1）
1. NH4HS(s)和任意量的NH3(g)及H2S(g)达平衡时,有：
(A) C=2，Φ=2，f=2 (B) C=1，Φ=2，f=1
(C) C=2，Φ=3，f=2 (D) C=3，Φ=2，f=3
2．将固体 NH4HCO3(s) 放入真空容器中，恒温到 400 K，NH4HCO3按下式分解并达到平衡：NH4HCO3(s) = NH3(g) + H2O(g) + CO2(g) 体系的组分数 C 和自由度数 f 为：
(A) C= 2， f= 1 (B) C= 2， f= 2
(C) C= 1， f= 0 (D) C= 3， f= 2
3. 某体系存在 C(s),H2O(g),CO(g),CO2(g),H2(g) 五种物质，相互建立了下述三个平衡：H2O(g) + C(s) === H2(g) + CO(g)
CO2(g) + H2(g) === H2O(g) + CO(g)
CO2(g) + C(s) === 2CO(g) 则该体系的独立组分数 C 为：
(A) C=3 (B) C=2 (C) C=1 (D) C=4
4. 某一水溶液中有 n种溶质，其摩尔分数分别是 x1,x2,...,xn,若使用只允许水出入的半透膜将此溶液与纯水分开,当达到渗透平衡时水面上的外压为 p w,溶液面上外压为 p s，则该体系的自由度数为： ( )
(A) f=n (B) f=n+1 (C) f=n+2 (D) f=n+3
5. NaCl 水溶液和纯水经半透膜达成渗透平衡时，该体系的自由度是： ( )
(A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4
6. 在 101 325 Pa 的压力下，I2在液态水和 CCl4中达到分配平衡 (无固态碘存在)，则该体系的自由度数为：
(A) f*= 1 (B) f*= 2 (C) f*= 0 (D) f*= 3
7. 二元合金处于低共熔温度时物系的自由度 f 为： ( )
(A) 0 (B) 1 (C) 2 (D) 3
8. CuSO4与水可生成CuSO4﹒H2O,CuSO4﹒3H2O,CuSO4﹒5H2O三种水合物，则在一定温度下与水蒸气平衡的含水盐最多为： ( )
(A)3种 (B)2种 (C)1种 (D)不可能有共存的含水盐
9. 由CaCO3(s),CaO(s),BaCO3(s),BaO(s)及CO2(s)构成的平衡体系,其自由度为： ( )
(A) f=2 (B) f=1 (C) f=0 (D) f=3
10. 三相点是： ( )
(A) 某一温度,超过此温度,液相就不能存在
(B) 通常发现在很靠近正常沸点的某一温度
(C) 液体的蒸气压等于25℃时的蒸气压三倍数值时的温度
(D)固体、液体和气体可以平衡共存时的温度和压力
11. 某一物质 X在三相点时的温度是20℃,压力是2个标准大气压。下列哪一种说法是正确的： ( )
(A) 在2个标准大气压，20℃以上 X 能以液体存在
(B)在2个标准大气压，20℃以下 X 能以固体存在
(C) 在25℃,标准大气压下液体 X 是稳定的
(D) 在25℃时, 标准大气压下液体 X 和固体 X 具有相同的蒸气压
12. N2的临界温度是124 K,如果想要液化N2，就必须：
(A) 在恒温下增加压力 (B) 在恒温下降低压力
(C) 在恒压下升高温度(D)在恒压下降低温度
13. 对于与本身的蒸气处于平衡状态的液体,通过下列哪种作图法可获得一直线？ ( )
(A) p 对T (B) lg(p/Pa) 对 T
(C) lg(p/Pa) 对 1/T (D) 1g/p 对lg(T/K)
14. 当克劳修斯-克拉贝龙方程应用于凝聚相转变为蒸气时，则： ( )
(A) p必随T之升高而降低 (B) p必不随T而变
(C)p必随T之升高而变大 (D)p随T之升高可变大或减少
15. 在0℃到100℃的范围内，液态水的蒸气压p与T的关系为：lg(p/Pa)= -2265/T + 11.101 ,某高原地区的气压只有59 995 Pa,则该地区水的沸点为：( )
(A)358.2K (B)85.2K (C)358.2℃ (D)373K
16. 在 373.15 K 时，某有机液体 A 和 B 的蒸气压分别为 p 和 3p，A和B 的某混合物为理想液体混合物，并在 373.15 K，2p 时沸腾，那么 A 在平衡蒸气相中的摩尔分数是多少？( )
(A) 1/3 (B) 1/4 (C) 1/2 (D) 3/4
17. 在标准大气压下，用水蒸气蒸镏法提纯某不溶于水的有机物时，体系的沸点将： ( )
(A)必低于373.15K (C)取决于水与有机物的相对数量
(B)必高于373.15K (D)取决于有机物的分子量大小
18. 区域熔炼技术主要是应用于： ( )
(A) 制备低共熔混合物 (B)固体提纯
(C) 制备不稳定化合物 (D) 获得固熔体
19. 当用三角形坐标来表示三组分物系时,若某物系其组成在平行于底边BC的直线上变动时,则该物系的特点是：
(A)B的百分含量不变(B)A的百分含量不变
(C)C的百分含量不变 (D)B和C的百分含量之比不变
（2）
1. Fe(s)、FeO(s)、Fe3O4(s)与CO(g)、CO2(g)达到平衡时,其独立化学平衡数 R、组分数 C 和自由度数 f 分别为： ( )
(A) R = 3；C= 2；f= 0 (B) R = 4；C= 1；f= -1
(C) R = 1；C= 4；f= 2 (D) R = 2；C= 3；f= 1
2. FeCl3和 H2O 能形成 FeCl3·6H2O，2FeCl3·7H2O，2FeCl3·5H2O， FeCl3·2H2O 四种水合物,则该体系的独立组分数C和在恒压下最多可能的平衡共存的相数Φ分别为： ( ) (A) C= 3，φ = 4 (B) C= 2，Φ = 4
(C) C= 2，Φ = 3 (D) C= 3，Φ= 5
3. 硫酸与水可形成H2SO4·H2O(s)、H2SO4·2H2O(s)、H2SO4·4H2O(s)三种水合物,问在 101 325 Pa 的压力下，能与硫酸水溶液及冰平衡共存的硫酸水合物最多可有多少种? ( )
(A)3种 (B)2种
(C)1种 (D)不可能有硫酸水合物与之平衡共存
4. 当乙酸与乙醇混合反应达平衡后，体系的独立组分数 C 和自由度 f 应分别为： ( )
(A) C= 2，f= 3 (B) C= 3，f= 3
(C) C= 2，f= 2 (D) C= 3，f= 4
5. 将 AlCl3溶于水中全部水解，此体系的组分数 C 是：
(A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4
6. 298 K 时，蔗糖水溶液与纯水达渗透平衡时，整个体系的组分数、相数、自由度为： ( )
(A) C= 2，Φ = 2，f*= 1 (B) C= 2，φ = 2，f*= 2
(C) C= 2，φ = 1，f*= 2 (D) C= 2，φ = 1，f*= 3
7. 对恒沸混合物的描述，下列各种叙述中哪一种是不正确的？ ( )
(A)与化合物一样，具有确定的组成
(B) 不具有确定的组成
(C) 平衡时，气相和液相的组成相同
(D) 其沸点随外压的改变而改变
8. 在通常情况下,对于二组分物系能平衡共存的最多相为： ( )
(A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4
9. CaCO3(s),CaO(s),BaCO3(s),BaO(s)及CO2(g)构成的一个平衡物系,其组分数为： ( )
(A) 2 (B) 3 (C) 4 (D) 5
10. 某一固体在25℃和标准大气压下升华,这意味着：( )
(A) 固体比液体密度大些 (C) 固体比液体密度小些
(B)三相点的压力大于标准大气压 (D) 三相点的压力小于标准大气压
11. 碘的三相点处在115℃和12 kPa上,这意味着液态碘：
(A) 比固态碘密度大(D)不能有低于12 kPa的蒸气压
(C) 在标准大气压下不能存 (B) 在115℃以上不能存在
12. 哪一种相变过程可以利用来提纯化学药品? ( )
(A)凝固 (B)沸腾 (C)升华(D)A、B、C任一种
13. 在相图上,当体系处于下列哪一点时只存在一个相?
(A)恒沸点 (B)熔点(C)临界点 (D)低共熔点
14. 水的三相点附近,其汽化热和熔化热分别为44.82 kJ/mol和5.994 kJ/mol。则在三相点附近，冰的升华热约为： ( )
(A) 38.83 kJ/mol (B) 50.81 kJ/mol
(C) -38.83 kJ/mol (D) -50.81 kJ/mol
15. 固体六氟化铀的蒸气压p与T的关系为lg(p/Pa)=10.65-2560/(T/K),则其平均升华热为： ( )
(A) 2.128 kJ/mol (B) 49.02 kJ/mol
(C) 9.242 kJ/mol (D) 10.33 kJ/mol
16. 在 400 K 时，液体 A 的蒸气压为 40000 Pa，液体 B 的蒸气压为 60000 Pa，两者组成理想液体混合物，平衡时在液相中 A 的摩尔分数为 0.6，在气相中B的摩尔分数为： ( )
(A) 0.31 (B) 0.40 (C) 0.50 (D) 0.60
17. 二元合金处于低共熔温度时,物系的自由度为：( )
(A) f=0 (B) f=1 (C) f=3 (D) f=2
18. 已知苯―乙醇双液体系中,苯的沸点是353.3 K,乙醇的沸点是351.6 K,两者的共沸组成为:含乙醇47.5%(摩尔分数),沸点为341.2 K.今有含乙醇77.5%的苯溶液,在达到气液平衡后,气相中含乙醇为y2,液相中含乙醇为x2。问下列结论何者正确? ( )
(A) y2>x2 (B) y2=x2 (C) y2 第5章 化学平衡 （1） 1. 某温度时,NH4Cl(s)分解压力是标准压力,则分解反应的平衡常数K θ为： ( ) (A) 1 (B) 1/2 (C) 1/4 (D) 1/8 2．化学反应体系在等温等压下发生Δξ= 1 mol 反应,所引起体系吉布斯自由能的改变值ΔrGm 的数值正好等于体系化学反应吉布斯自由能 ()μξ,,P T G ?? 的条件是： (A)体系发生单位反应 (C)反应物处于标准状态 (B)反应达到平衡 (D)无穷大体系中所发生的单位反应 3． 在恒温恒压下,化学反应 a A + b B = l L + m M 的ΔrGm 所代表的意义在下列说法中哪种是错误的? ( ) (A) ΔrGm 表示有限物系中反应进行时产物与反应物间的吉氏自由能之差(即终态与始态的 自由能之差) (B) ΔrGm 表示有限的反应物系处于该反应进度a 时的反应倾向 (C) ΔrGm 表示若维持各反应物化学势不变时发生一个单位反应时的吉布斯自由能变化 (D) ΔrGm 代表变化率()μξ,,P T G ?? ,即表示在 G-ξ图上反应进度为ξ时的曲线斜率 4． 在等温等压下，当反应的Δr Gm θ = 5 kJ/mol 时，该反应能否进行？ ( ) (A) 能正向自发进行 (B) 能逆向自发进 (C) 不能判断 (D) 不能进行 5． 一密闭容器处于 283.15 K 的恒温环境中，内有水及其相平衡的水蒸气。现充入惰性气体（即气体既不与水反应，也不溶于水中），则水蒸气的压力：( ) (A) 增加 (B) 减少 (C) 不变 (D) 惰性气体压力低于101 325 Pa ，水蒸气压增加，高于101 325 Pa 时，则减小。 6． 理想气体反应CO(g) + 2H 2(g)=CH 3OH(g)的Δr Gm θ与温度T 的关系为: Δr Gm θ=-21 660+52.92T,若要使反应的平衡常数K>1,则应控制的反应温度： ( ) (A) 必须低于409.3℃ (B) 必须高于409.3 K (C) 必须低于409.3 K (D) 必须等于409.3 K 7． 25℃时水的饱和蒸气压为 3.168 kPa,此时液态水的标准生成吉布斯自由能Δf G m 为- 237.19 kJ/mol,则水蒸气的标准生成吉布斯自由能为： ( ) (A) -245.76 kJ/mol (B) -229.34 kJ/mol (C) -245.04 kJ/mol (D) -228.60 kJ/mol 8． 在 T ，p 时，理想气体反应 C 2H 6(g) ＝ H2(g) + C 2H 4(g)的 Kc/Kx 为： ( ) (A) RT (B) 1/(RT ) (C) RT/p (D) p /(RT) 9．下述说法中哪一种正确？ ( ) (A) 增加压力一定有利于液体变为固体 (B) 增加压力一定不利于液体变为固体 (C) 增加压力不一定有利于液体变为固体 (D) 增加压力与液体变为固体无关 10． 反应 CH 3COOH(l) + C 2H 5OH(l) = CH 3COOC 2H 5(l) + H 2O(l) 在25℃时平衡常数K 为4.0,今以 CH 3COOH 及 C 2H 5OH 各1mol 混合进行反应,则达平衡最大产率为： (0.89) (A)0.334％ (B)33.4％ (C)66.7％ (D)50.0％ 11．某实际气体反应在温度为500 K、压力为20260 kPa下的平衡常数Kf =2,则该反应在500 K、20.26 k Pa下反应的平衡常数Kp为： ( ) (A) 2 (B) ＞ 2 (C) ＜ 2 (D) ≥ 2 12．对于理想气体间反应，以各种形式表示的平衡常数中，其值与温度和压力皆有关系的是： ( ) (A) K a (B) Kc (C) K p (D) Kx 13．某低压下的气相反应,在 T＝200 K 时Kp＝831.4 Pa，则Kc/(mol·cm)是： ( ) (A)5×102(B) 14×106(C) 14×103 (D) 0.5 14．在通常温度下，NH4HCO3(s) 可发生下列分解反应： NH4HCO3(s) ＝ NH3(g) + CO2(g) + H2O(g) 设在两个容积相等的密闭容器A和B中，分别加入纯 NH4HCO3(s) 1kg 及 20 kg，均保持在298 K 达到平衡后，下列哪种说法是正确的？ ( ) (A) 两容器中压力相等 (B) A 内压力大于 B 内压力 (C) B 内压力大于 A 内压力 (D) 须经实际测定方能判别哪个容器中压力大 15．根据某一反应的Δr Gmθ值，下列何者不能确定：( ) (A) 标准状态下自发变化的方向 (B) 在Δr Gmθ所对应的温度下的平衡位置 (C) 在标准状态下体系所能作的最大非膨胀功 (D)提高温度反应速率的变化趋势 16．在 298 K 时,气相反应H2＋I2＝2HI的Δr Gmθ＝-16 778 J/mol，则反应的平衡常数Kp 为： ( ) (A) 2.0×1012(B) 5.91×106 (C) 873 (D) 18.9 17．某实际气体反应，用逸度表示的平衡常数Kf 随下列哪些因素而变： ( ) (A) 体系的总压力 (B) 催化剂 (C) 温度 (D) 惰性气体的量 18于气相反应，当体系总压力p变化时： ( ) (A) 对 Kf 无影响 (B) 对 Kr 无影响 (C) 对 K p无影响 (D) 对 Kf ，Kr，K p均无影响 （2） 1. 对反应CO(g)+H2O(g)=H2(g)+CO2(g) ( ) (A) Kpθ=1 (B) Kpθ=Kc (C) Kpθ＞Kc (D) Kpθ＜Kc 2. 一定温度下, (1) Kn , (2) (aG/aξ)T,p , (3)Δr Gθ, (4) Kf四个量中，不随化学反应体系压力及组成而改变的量是： ( ) (A)1，3 (B)3，4 (C)2，4 (D)2，3 3. 化学反应等温式Δr G m=Δr Gmθ + RTln J a，当选取不同标准态时，反应的Δr Gmθ将改变，该反应的Δr G m和 Q a将： ( ) (A) 都随之改变 (B) 都不改变 (C) Q a变，Δr G m不变 (D) Q a不变，Δr G m 改变 4. 已知反应 2NH3= N2+ 3H2在等温条件下，标准平衡常数为 0.25，那么，在此条件下，氨的合成反应 (1/2) N2+(3/2) H2= NH3的标准平衡常数为： ( ) (A) 4 (B) 0.5 (C) 2 (D) 1 5. Ag2O 分解可用下列两个反应方程之一表示，其相应的平衡常数也一并列出 I. Ag2O(s) === 2Ag(s) + (1/2)O2 (g) Kp(Ⅰ) II. 2Ag2O(s) === 4Ag(s) + O2(g) Kp(Ⅱ) 设气相为理想气体，而且已知反应是吸热的，试问下列结论是正确的是： ( ) (A) Kp(Ⅱ) = Kp(I) (B) K2p(Ⅰ) = Kp(Ⅱ) (C) O2气的平衡压力与计量方程的写法无关 (D) K p(Ⅰ) 随温度降低而减小 6. 某化学反应在298 K时的标准吉布斯自由能变化为负值,则该温度时反应的K值将： ( ) (A) K= 0 (B) K< 0 (C) K> 1 (D) 0 < K< 1 7. 在一定温度和压力下，对于一个化学反应，能用以判断其反应方向的是： ( ) (A) Δr Gmθ (B) Kp (C)ΔrGm (D) ΔrHm 8. 对理想气体反应 CO(g) + H2O(g) = H2(g) + CO2(g) ,下述关系正确的是： ( ) (A) Kx< Kp (B) Kp= Kx (C) Kx= Kc (D) Kp< Kc 9. 下列平衡常数中，量纲为1的是： ( ) (A) Kf, Kp, K (B) Kx, Kp, K (C) Kc, Ka, Kx (D) Kpθ, Ka, Kx 10. 已知分解反应 NH2COONH4(s) = 2NH3(g) + CO2(g) 在30℃时的平衡常数K=0.000655,则此时NH2COONH4(s)的分解压力为：(？) (A)16630Pa (B)594000Pa (C)5542Pa (D)2928Pa 11. 在温度为T，压力为p时，反应3O2(g)＝2O3(g) 的K p与Kx的比值为 ( ) (A) RT (B) p (C) 1/(RT) (D) 1/p 12. 已知445℃时, Ag2O(s) 的分解压力为20 974 kPa，则此时分解反应 Ag2O(s)＝2Ag(s)＋(1/2)O2(g) 的Δr Gmθ为： (？) (A) 14.387 J/mol (B) 15.92 kJ/mol (C) -15.92 kJ/mol (D) -31.83 kJ/mol 13. 反应 2HgO(s) ＝ 2Hg(g) + O2(g) 在101 325 Pa、分解温度时的分压p(Hg)等于： ( ) (A) 101.325 kPa (B) (101.325 /2) kPa (C) (101.325 /3) kPa (D) (2/3)×101.325 kPa 14. 对一个理想气体化学反应的平衡常数与其标准吉布斯自由能变化 (Δr Gmθ ) 的关系有： ( ) (1) Kpθ= exp(=-Δr Gmθ/RT) (2) Kcθ= exp(-Δr Gmθ/RT) (3) Kx= exp(-Δr Gmθ/RT) 其中关系正确的是： (A) (1)、(2) 和 (3) 式均正确(B) (1) 式正确 (C) (2) 式正确 (D) (3) 式正确 15. 理想气体化学反应平衡时,应用下列哪个关系式？ (A) Δr G m= -RTln Kpθ(B) Δr Gmθ= -RTln Kpθ (C) Δr Gmθ= -RTlnKx (D) Δr Gmθ= -RTln Kcθ 16. 在一定的温度下，一定量的 PCl5(g) 在一密闭容器中达到分解平衡。若往容器中充入氮气，使体系的压力增加一倍（体积不变），则 PCl5的解离度将： ( ) (A) 增加 (B) 减少(C) 不变 (D) 不定 17. 在刚性密闭容器中，有下列理想气体的反应达到平衡 A(g) + B(g) ＝C(g) 若在恒温下加入一定量的惰性气体，则平衡将： ( ) (A)向右移动（B)向左移动(C)不移动 (D)无法确定 18． PCl5的分解反应是 PCl5(g) ＝ PCl3(g) + Cl2(g)，在473 K达到平衡时， PCl5(g)有 48.5% 分解，在573 K 达到平衡时，有 97% 分解，则此反应为：( ) (A) 放热反应(B)吸热反应 (C) 即不放热也不吸热 (D) 这两个温度下的平衡常数相等 相平衡例题 例2 系统中有C(s), H 2O(g), CO 2(g), CO(g), H 2(g)共存，C=？ 答：系统中有反应：(1)C(s)+H 2O(g)?CO(g)+H 2(g) (2)C(s)+CO 2(g) ?2CO(g) (3)CO(g)+H 2O(g) ?CO 2(g)+H 2(g) 其中S=5，独立化学平衡数R ≠3=2, ∴C=5–2=3注意：系统确定后，其组分数是确定的，物种数有一定随意性。 例1NH 4Cl(s)=NH 3(g) + HCl(g) C= S –R –R ’ S=3 R =1 K p = P (NH 3) ×P (HCl ) R ′=1 P (NH 3)=P (HCl ) C=1 若体系中已有H C l (g), 则C =?R`=0 C=2例3NH 4HS(s) 和任意量的NH 3(g) 及H 2S(g) 达平衡 时有: (A) C = 2，P = 2，f = 2；(B) C = 1，P = 2，f = 1 (C) C = 2，P = 3，f = 2；(D) C = 3，P = 2，f = 3(A)1000K 下，NH 3、H 2、N 2三气平衡F=? S =3，R =1 (2NH 3=3H 2+N 2)，P =1 F = C -P +1=2 (p 、x NH3、x H2或x N2其中之二) (1)、冰水共存时F ＝？ C =1，P =2(冰、水)， F = 1-2+2=1 (T 或p )f = C –P + 2 指出含有CaCO 3(s) 、CaO(s) 、CO 2(g)的体系与CO 2(g)和N 2(g)的混合物达渗透平衡时的物种数、组分数、相数和自由度数。 例4. 答:S = 4 , R = 1, R ′= 0 CaCO 3(s) = CaO(s) + CO 2(g) C = 3 , P = 4 f = C –P + 3 = 3 –4 + 3 = 2 ※注意:相律 f = C –P + 2 (体系各处的压力均相等,公式中的2表示温度和压力)而在此题渗透平衡中P 1 ≠P 2 ,所以相律应写为: f = C –P + 3 例5 Na 2CO 3有三种含水盐：N a 2C O 3?H 2O , N a 2C O 3?7H 2O , N a 2C O 3?10H 2O (1)p θ下,与N a 2C O 3(aq)和冰共存的含水盐最多有几种？(2)30℃时，可与水蒸气共存的含水盐最多有几种？ 解：系统由N a 2C O 3和H 2O 构成, C =2若S =5, 但存在三个平衡关系: R =3, N a 2C O 3+xH 2O = N a 2C O 3.xH 2O ∴C =2 1) 指定p θ, f = 2 –P + 1= 3 –P , f = 0, P = 3 ∴P 最多为3,与Na 2CO 3(aq)和冰(s)与共存的盐只有一种。 2) 指定30℃, f = 3 –P , f = 0, P = 3 ∴P 最多为3， ∴与水蒸气共存的含水盐最多有2种 物理化学习题第四章 化学平衡 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN 第四章 化学平衡 一．基本要求 1．掌握化学反应定温式的各种形式，并会用来判断反应的方向和限度。 2．了解标准平衡常数的定义，掌握标准平衡常数的各种表示形式和计算方法。 3．掌握标准平衡常数K 与r m G ?在数值上的联系，熟练用热力学方法计算r m G ?，从而获得标准平衡常数的数值。 4．了解标准摩尔生成Gibbs 自由能f m G ?的定义和它的应用。 5．掌握温度对化学平衡的影响，记住van ’t Hoff 公式及其应用。 6．了解压力和惰性气体对化学平衡的影响。 二．把握学习要点的建议 把本章放在多组分系统之后的目的，就是要利用多组分系统中介绍的化学势的概念和各种表示方式，来导出化学反应定温式，从而用来判断化学反应的方向与限度。 本章又用到了反应进度的概念，不过其值处在0 1 mol -的区间之内。因为在利用化学势的表示式来计算反应的Gibbs 自由能的变化值时，是将化学势看作为一个定值，也就是在有限的反应系统中，化学进度为d ξ，如果在一个很大的系统中， 1 mol ξ=。 严格讲，标准平衡常数应该用绝对活度来定义，由于本教材没有介绍绝对活度的概念，所以利用标准态化学势来对标准平衡常数下定义，其含义是一样的。从标准平衡常数的定义式可知，标准平衡常数与标准化学势一样，都仅是温度的函数，因为压力已指定为标准压力。对于液相反应系统，标准平衡常数有其相应的形式。对于复相化学反应，因为纯的凝聚态物质本身就作为标准态，它的化学势就是标准态化学势，已经归入r m G ?中，所以在计算标准平衡常数时，只与气体物质的压力有关。 学习化学平衡的主要目的是如何判断反应的方向和限度，知道如何计算平衡常数，了解温度、压力和惰性气体对平衡的影响，能找到一个经济合理的反应条件，为科研和工业生产服务。而不要过多地去考虑各种浓度表示式和各种平衡常数表示式之间的换算，否则会把自己搞糊涂了，反而没抓住主要内容。 由于标准平衡常数与r m G ?在数值上有联系，r m ln p G RT K ?=-，所以有了r m G ?的值，就可以计算p K 的值。定义了标准摩尔生成Gibbs 自由能f m G ?， 专题强化训练 巧解化学反应速率和化学平衡的图象题 (45分钟100分) 一、选择题(本题包括7小题，每题6分，共42分) 1.一定条件下，溶液的酸碱性对TiO2光催化染料R降解反应的影响如图所示。 下列判断正确的是( ) A.在0～50 min之间，pH=2和pH=7时R的降解百分率相等 B.溶液酸性越强，R的降解速率越小 C.R的起始浓度越小，降解速率越大 D.在20～25 min之间，pH=10时的平均降解速率为0.04 mol·L-1·min-1 【解析】选A。在0～50 min内，pH=2和pH=7时反应物R都完全反应，降解率都为100%，A正确；R的降解速率与溶液的酸碱性及起始浓度均有关系，因此根据图中曲线所示，由于起始浓度不同，故不能判断R的降解速率与溶液酸碱性的直接关系，B、C错误；pH=10时，在20～25 min之间，R的平均降解速率为=0.04×10-4mol·L-1·min-1，D错误。 2.(2015·武汉模拟)有一化学平衡mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，如图所示的是 A的转化率与压强、温度的关系。下列叙述正确的是( ) A.正反应是放热反应；m+n>p+q B.正反应是吸热反应；m+n 第六章相平衡 6.1 指出下列平衡系统中的组分数C，相数P及自由度F。 （1）I2(s)与其蒸气成平衡； （2）CaCO3(s)与其分解产物CaO(s)和CO2(g)成平衡； （3）NH4HS(s)放入一抽空的容器中，并与其分解产物NH3(g)和H2S(g)成平衡； （4）取任意量的NH3(g)和H2S(g)与NH4HS(s)成平衡。 （5）I2作为溶质在两不互溶液体H2O和CCl4中达到分配平衡（凝聚系统）。 解：（1）C = 1, P = 2, F = C–P + 2 = 1 – 2 + 2 = 1. （2）C = 3 – 1 = 2, P = 3, F = C–P + 2 = 2 – 3 + 2 = 1. （3）C = 3 – 1 – 1 = 1, P = 2, F = C–P + 2 = 1 – 2 + 2 = 1. （4）C = 3 – 1 = 2, P = 2, F = C–P + 2 = 2 – 2 + 2 = 2. （5）C = 3, P = 2, F = C–P + 1 = 3 – 2 + 1 = 2. 6.2 已知液体甲苯（A）和液体苯（B）在90 °C时的饱和蒸气压分别为= 和。两者可形成理想液态混合物。今有系统组成为的甲苯-苯混合物5 mol，在90 °C下成气-液两相平衡，若气相组成为求： （1）平衡时液相组成及系统的压力p。 （2）平衡时气、液两相的物质的量 解：（1）对于理想液态混合物，每个组分服从Raoult定律，因此 （2）系统代表点，根据杠杆原理 6.3 单组分系统的相图示意如右图。 试用相律分析途中各点、线、面的相 平衡关系及自由度。 解：单相区已标于图上。 二相线（F = 1）： 三相点（F = 0）： 图中虚线表示介稳态。 6.4 已知甲苯、苯在90 °C下纯液体的饱和蒸气压分别为54.22 kPa和136.12 kPa。两者可形成理想液态混合物。取200.0 g甲苯和200.0 g苯置于带活塞的导热容器中，始态为一定压力下90 °C的液态混合物。在恒温90 °C下逐渐降低压力，问 （1）压力降到多少时，开始产生气相，此气相的组成如何？ （2）压力降到多少时，液相开始消失，最后一滴液相的组成如何？ （3）压力为92.00 kPa时，系统内气-液两相平衡，两相的组成如何？两相的物质的量各位多少？ 解：原始溶液的组成为 （1）刚开始出现气相时，可认为液相的组成不变，因此 （2）只剩最后一滴液体时，可认为气相的组成等于原始溶液的组成 第29届中国化学奥林匹克(初赛)试题、答案及评分标准 第1题(8分)写出下列各化学反应的方程式。 反应物或产物之一写错不得分；不配平（包括电荷平衡）不得分；用"＝" 或"→"皆可； 不标注“↑”（气体）和“↓”（沉淀）不扣分。下同。 第2题(12分) 2-1实验室现有试剂：盐酸，硝酸，乙酸，氢氧化钠，氨水。从中选择一种试剂, 分别分离 以下各组固体混合物(不要求复原，括号内数据是溶度积)，指出溶解的固体。 (1)CaCO3 ( 3.4 ? 10–9 ) 和CaC2O4 (2.3 ? 10–9 ) (2)BaSO4 (1.1 ? 10–10) 和BaCrO4 (1.1 ? 10–10 ) (3)Zn(OH)2 ( 3.0 ? 10–17 ) 和Ni(OH)2 (5.5 ? 10–16) (4)AgCl ( 1.8 ? 10–10 ) 和AgI (8.5 ? 10–17) –22–52 2-2在酸化的KI溶液中通入SO2，观察到溶液变黄并出现混浊(a)，继续通SO2，溶液变为 无色(b)，写出与现象a和b相对应所发生反应的方程式。写出总反应方程式(c)，指出KI 若上述方程式中，H2O + SO2直接写成H2SO3，也得分。 2-3 分子量为4000的聚乙二醇有良好的水溶性，是一种缓泻剂，它不会被消化道吸收，也不会在体内转化，却能使肠道保持水分。 2-3-1以下哪个结构简式代表聚乙二醇？ 2-3-2聚乙二醇为何能保持肠道里的水分？ 2-3-3聚乙二醇可由环氧乙烷在酸性条件下聚合而成，写出反应式。 若环氧乙烷、聚乙二醇写成分子式，得0.5分 第3题(10分) 相平衡题 一、判断题： 1．在一个给定的系统中，物种数可以因分析问题的角度的不同而不同，但独立组分数是一个确定的数。 2．单组分系统的物种数一定等于1。 3．自由度就是可以独立变化的变量。 4．相图中的点都是代表系统状态的点。 5．恒定压力下，根据相律得出某一系统的f = l，则该系统的温度就有一个唯一确定的值。6．单组分系统的相图中两相平衡线都可以用克拉贝龙方程定量描述。 7．根据二元液系的p～x图可以准确地判断该系统的液相是否是理想液体混合物。 8．在相图中总可以利用杠杆规则计算两相平衡时两相的相对的量。 9．杠杆规则只适用于T～x图的两相平衡区。 10．对于二元互溶液系，通过精馏方法总可以得到两个纯组分。 11．二元液系中，若A组分对拉乌尔定律产生正偏差，那么B组分必定对拉乌尔定律产生负偏差。 12．恒沸物的组成不变。 13．若A、B两液体完全不互溶，那么当有B存在时，A的蒸气压与系统中A的摩尔分数成正比。 14．在简单低共熔物的相图中，三相线上的任何一个系统点的液相组成都相同。 15．三组分系统最多同时存在5个相。 二、单选题： 1．H2O、K+、Na+、Cl- 、I- 体系的组分数是：C (A) K = 3 ；(B) K = 5 ；(C) K = 4 ；(D) K = 2 。 2．克劳修斯－克拉伯龙方程导出中，忽略了液态体积。此方程使用时，对体系所处的温度要求：C (A) 大于临界温度；(B) 在三相点与沸点之间； (C) 在三相点与临界温度之间；(D) 小于沸点温度。 3．单组分固－液两相平衡的p～T曲线如图所示，则：C (A) V m(l) = V m(s) ；(B)V m(l)＞V m(s) ； (C) V m(l)＜V m(s) ；(D)无法确定。 4．蒸汽冷凝为液体时所放出的潜热，可用来：C (A) 可使体系对环境做有用功；(B) 可使环境对体系做有用功； (C) 不能做有用功；(D) 不能判定。 5．压力升高时，单组分体系的熔点将如何变化：D (A) 升高；(B) 降低；(C) 不变；(D) 不一定。 6．硫酸与水可组成三种化合物：H2SO4·H2O(s)、H2SO4·2H2O(s)、H2SO4·4H2O(s)，在p 下，能与硫酸水溶液共存的化合物最多有几种：B (A) 1 种；(B) 2 种；(C) 3 种；(D) 0 种。 物理化学习题及答案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN 物理化学期末复习 一、单项选择题 1. 涉及焓的下列说法中正确的是() (A) 单质的焓值均等于零 (B) 在等温过程中焓变为零 (C) 在绝热可逆过程中焓变为零 (D) 化学反应中系统的焓变不一定大于内能变化 2. 下列三种胶体分散系统中，热力不稳定的系统是：() A.大分子溶胶 B.胶体电解质 C.溶胶 3. 热力学第一定律ΔU=Q+W 只适用于() (A) 单纯状态变化 (B) 相变化 (C) 化学变化 (D) 封闭物系的任何变化 4. 第一类永动机不能制造成功的原因是() (A) 能量不能创造也不能消灭 (B) 实际过程中功的损失无法避免 (C) 能量传递的形式只有热和功 (D) 热不能全部转换成功 5. 如图，在绝热盛水容器中，浸入电阻丝，通电一段时间，通电后水及电阻丝的温度均略有升高，今以电阻丝为体系有（） (A) W =0，Q <0，U <0 (B). W＞0，Q <0，U >0 (C) W <0，Q <0，U >0 (D). W <0，Q =0，U >0 6. 对于化学平衡, 以下说法中不正确的是（） (A) 化学平衡态就是化学反应的限度 (B) 化学平衡时系统的热力学性质不随时间变化 (C) 化学平衡时各物质的化学势相等 (D) 任何化学反应都有化学平衡态 7. 封闭系统内的状态变化：（） A 如果系统的?S >0，则该变化过程自发 sys B 变化过程只要对环境放热，则该变化过程自发 ，变化过程是否自发无法判断 C 仅从系统的?S sys 8. 固态的NH HS放入一抽空的容器中，并达到化学平衡，其组分数、独立组分 4 数、相数及自由度分别是（） A. 1，1，1，2 B. 1，1，3，0 C. 3，1，2，1 D. 3，2，2，2 9. 在定压下，NaCl晶体，蔗糖晶体，与它们的饱和混合水溶液平衡共存时，独立组分数C和条件自由度f'：（） A C=3，f'=1 B C=3，f'=2 C C=4，f'=2 D C=4，f'=3 10. 正常沸点时，液体蒸发为气体的过程中（） (A) ΔS=0 (B) ΔG=0 第 1 页 共 3 页 专题五 化学平衡图像 考点1化学平衡图象常见类型 解题策略： (1)首先要看清楚横轴和纵轴意义(特别是纵轴。表示转化率和表示反应物的百分含量情况就完全相反)以及曲线本身属等温线还是等压线。(当有多余曲线及两个以上条件时，要注意“定一议二”) (2)找出曲线上的特殊点，并理解其含义。(如“先拐先平数值大”) (3)根据纵轴随横轴的变化情况，判定曲线正确走势，以淘汰错误的选项。 1、速率—时间图 此类图象定性地揭示了v 正、v 逆随时间（含条件改变对速率的影响）而变化的规律，体现了平衡的“动、等、定、变”的基本特征，以及平衡移动的方向． 6．对达到平衡状态的可逆反应X+Y Z+W ，在其他条件不变的情况下，增大压强，反应速率变化图象如图1所示，则图象中关于X 、Y 、Z 、W 四种物质的聚集状态为（ ） A ．Z 、W 均为气体，X 、Y 中有一种是气体 B ．Z 、W 中有一种是气体，X 、Y 皆非气体 C ．X 、Y 、Z 、W 皆非气体 D ．X 、Y 均为气体，Z 、W 中有一种为气体 2、浓度—时间图 此类图象能说明各平衡体系组分（或某一成分）在反应过程中的变化情况．解题时要注意各物质曲线的折点（达平衡时刻），各物质浓度变化的内在联系及比例符合化学方程式中化学计量数关系等情况． 7．图2表示800℃时A 、B 、C 三种气体物质的浓度随时间 的变化情况，t1是到达平衡状态的时间．试回答： （1）该反应的反应物是______； （2）反应物的转化率是______； （3）该反应的化学方程式为______． 3、含量—时间—温度（压强）图 这类图象反映了反应物或生成物的量在不同温度（压强）下对时间的关系，解题时要注意一定条件下物质含量不再改变时，应是化学反应达到平衡的特征． 8．同压、不同温度下的反应：A （g ）＋B （g ）C （g ）；△HA 的含量和温度的关系如图3所示，下列结论正确的是 （ ） A ．T 1＞T 2，△H>0 B ．T 1＜T 2，△H>0 C ．T 1＞T 2，△H<0 D ．T 1＜T 2，△H<0 4、恒压（温）线 该类图象的纵坐标为物质的平衡浓度或反应物的转化率，横坐标为温度或压强． 10．对于反应2A （g ）＋B （g ）2C （g ）；△H<0，下列图象正确的是 （ ） 化学竞赛试题 题号一二三四总分 分数 相对原子质量：H;1 C;12 Ca;40 O;16 一、选择题（本题包括10小题，每小题1分，共10分。每小题只有一个选项符合题意。）1．下列现象中涉及到化学变化的是（）A．纸张燃烧B．滴水成冰C．铁杵成针D．石蜡熔化 2．下列物质中，属于纯净物的是（）A．食用醋B．酒精C．精制碘盐D．“雪碧”可乐3．食品添加剂溴酸钾(KBrO3)会致癌，已被禁用，其中溴元素(Br)的化合价为（）A．+1 B．+3 C．+5 D．+2 4．下列物质中不属于氧化物的是（）A．冰水B．双氧水C．蒸馏水D．盐水 5．生活中处处有化学。下列相关叙述中正确的是（）A．为提高牛奶的含氮量，需向牛奶中适量投放三聚氰胺 B．硒（Se）元素可以防癌，则人体摄入越多越好 C．用厨房洗涤精可以去除水壶中的水垢 D．废铁属于可回收垃圾 6．实验证明Ｍ气体在空气中燃烧有CO2生成。仅根据此结果，对Ｍ的成分推测正确的是 （）A．Ｍ是一氧化碳B．Ｍ是甲烷 C．Ｍ中一定含有碳元素D．Ｍ中含有碳、氧两种元素 7．区分下列物质的方法中不可行的是（） A．用闻气味的方法区别氧气和二氧化碳B．用水区分硝酸铵和食盐两种固体C．用肥皂水鉴别硬水和软水D．用稀硫酸区分黄铜(Cu、Zn)和黄金8．以下关于实验记录的内容中不属于现象描述的是（）A．木炭在氧气中燃烧后，触摸集气瓶外壁感觉到较热 B．“铜绿”加热分解的产物是氧化铜、二氧化碳和水 C．硫在盛有氧气的集气瓶中燃烧时，能闻到刺激性气味 D．镁条在空气中燃烧，发出耀眼白光，生成白色固体 9．在密闭容器内有四种物质，在一定条件下充分反应，测得反应前后各物质的质量如下表，下列说法正确的是（）物质X Y Z Q 反应前质量/g 8 2 20 5 反应后质量/g 待测10 8 13 A．反应后X的质量为6 g B．该反应类型一定是置换反应（改）C．参加反应的X、Z的质量比是1：3 D．Y、Q的相对分子质量比一定为1：1 10．当调整、改变有关反应物的相对用量时，下列反应的产物会发生改变的是（）A．氢气在氧气中燃烧B．镁在氧气中燃烧 C．木炭在氧气中燃烧D．甲烷在氧气中燃烧 二、（本题包括3小题，每空1分，共16分） 1．（6分）元素符号、化学式等是化学用语。以下内容请你用最合适的化学用语填空：（1）地壳中含量最多的金属元素（）；（2）空气中含量最多的气体（）；（3）能保持氧气化学性质的微粒（）；（4）调味品食盐的阳离子（）（5）铁锈的主要成分（）（6）温度计中填充的液态金属（）。 第四章 化学平衡练习题 一、判断与问答题： 1．反应的吉布斯函数变就是反应产物与反应物之间的吉布斯函数的差值。 2．在恒定的温度和压力条件下，某化学反应的?r G m 就是在一定量的系统中进行1mol 的 化学反应时产物与反应物之间的吉布斯函数的差值。 3．因为m r G ?= -RT ln K ，所以m r G ?是平衡状态时的吉布斯函数变化。 4．m r G ?是反应进度的函数。 5．在等温等压条件下，?r G m > 0的反应一定不能进行。 6．?r G m 的大小表示了反应系统处于该反应进度ζ时反应的趋势。 7．任何一个化学反应都可以用m r G ?来判断其反应进行的方向。 8．在等温、等压、W’ = 0的条件下，系统总是向着吉布斯函数减小的方向进行。若某化 学反应在给定条件下?r G m < 0，则反应物将完全变成产物，反应将进行到底。 9．在等温、等压不作非体积功的条件下，反应的? r G m < 0时，若值越小，自发进行反应 的趋势也越强，反应进行得越快。 10．某化学反应的? r G m 若大于零，则K 一定小于1。 11．理想气体反应 A + B = 2C ，当p A = p B = p C 时，m r G ?的大小就决定了反应进行方向。 12．标准平衡常数的数值不仅与方程式的写法有关，而且还与标准态的选择有关。 13．在给定温度和压力下发生的PCl 5的分解反应，只须测定平衡时混合气体的密度就可 以求知平衡常数了。 14．因 K = f (T )，所以对于理想气体的化学反应；当温度一定时，其平衡组成也一定。 15．若已知某气相生成反应的平衡组成，则能求得产物的m r G ?。 16．温度T 时，若K = l ，说明这个反应在此温度，压力为100kPa 的条件下已达到平衡。 17．一个已达平衡的化学反应，只有当标准平衡常数改变时，平衡才会移动。 18．因K = ∏(a B ν)，所有化学反应的平衡状态随化学反应计量系数而改变。 19．有供电能力(W f ≠ 0)的可逆电池反应体系的状态，在“G ～ξ”曲线上可存在的位置？ 20．“纯是相对的，绝对纯的物质是没有”，试从反应的亲合能A 上分析这句话的道理？ 21．化学反应亲合势愈大，则自发反应趋势越强，反应进行得愈快，对否？ 22．标准平衡常数与标准反应自由能的关系：K RT G ln m r -=?，那么，为什么反应的 平衡态与标准态是不相同的？ 23．欲使反应产物的平衡浓度最大，反应物的投料比一般为多大？ 24．对于计量系数?ν = 0的理想气体化学反应，哪些因素变化不改变平衡点？ 25．平衡常数 K = 1的反应，在标准态下反应，反应朝什么方向进行？ 26．在空气中金属不被氧化的条件是什么？ 27．反应PCl 5(g) = PCl 3(g) + Cl 2(g) 在212℃、p 容器中达到平衡，PCl 5 离解度为0.5， 反应的m r H ?= 88 kJ·mol -1，以下情况下，PCl 5的离解度如何变化： (A) 通过减小容器体积来增加压力； (B) 容器体积不变，通入N 2气来增加总压力； (B) 升高温度； (D) 加入催化剂。 28．对于复分解反应，如有沉淀、气体或水生成，则容易进行到底，试以化学平衡理论 分析其道理？ 29．2HgO(s) = 2Hg(g) + O 2(g)，在反应温度下及p = 101.325kPa 时，K = 4×10-3，试问 HgO(s) 的分解压力多大？当达到分解温度时，与HgO(s) 平衡的p Hg 有多大？若在标 准状态下反应，体系的总压力是多少？ 30．反应CO(g) + H 2O(g) = CO 2(g) + H 2(g)，在600℃、100kPa 下达到平衡(各物质的逸度 系数均为1)，当压力增大到500kPa 时，各物质的逸度系数分别为：γ (CO 2) = 1.09， γ (H 2) = 1.10，γ (CO) = 1.23，γ (H 2O) = 0.77，问这时平衡点向何方移动？ 31．反应CaCO 3(s) = CaO(s) + CO 2(g) 在常温常压下的分解压力并不等于零，那么古代大 理石建筑物何以能够保留至今而不倒？ 化学平衡图像 一、选择题（本题包括35小题，每小题2分，共70分。每小题有一个或两个选项符合题意。） 1．一定温度下，在2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如右图所示，下列描述正确的是（） A．反应开始到10s，用Z表示的反应速率为0.158mol/(L·s） B．反应开始时10s，X的物质的量浓度减少了0.79mol/L C．反应开始时10s，Y的转化率为79.0% D．反应的化学方程式为：X(g)＋Y(g)Z(g) 2．T℃时，A气体与B气体反应生成C气体。反应过程中A、B、C浓度变化如图（Ⅰ）所示，若保持其他条件不变，温度分别为T1和T2时，B的体积分数与时间的关系如图（Ⅱ）所示，则下列结论正确的是（） A．在（t1＋10）min时，保持其他条件不变，增大压强，平衡向逆反应方向移动 B．t1＋10）min时，保持容器总压强不变，通入稀有气体，平衡向逆反应方向移动 C．T℃时，在相同容器中，若由0.3mol·L—1 A 0.1 mol·L—1 B和0.4 mol·L—1 C反应，达到平衡后，C的浓度仍为0.4 mol·L—1 D．其他条件不变，升高温度，正、逆反应速率均增大，且A的转化率增大 3．已知可逆反应aA＋bB cC中，物质的含量A%和C%随温度的变化曲线如图所示，下列说法正确的是（）A．该反应在T1、T3温度时达到过化学平衡 B．该反应在T2温度时达到过化学平衡 C．该反应的逆反应是放热反应 D．升高温度，平衡会向正反应方向移动 4．右图表示反应N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）；ΔH＝－92.2kJ/mol。在某段时间t0～t6中反应速率与反应过程的曲线图，则氨的百分含量最高的一段时间是（） A．t0～t1 B． t2～t3 C． t3～t4 D． t5～t6 第六章 相平衡 考研辅导题答案 说明：如果答案有问题，请及时联系 1、指出下列平衡体系中的物种数、组分数、相数和自由度数 （1）Ca(OH)2(s) 与CaO(s)和H2O(g)呈平衡 S=3 R=1 R ’=0 所以 C=3-1-0=2 P=3 F=2-3+2=1 （2）I2在液态水和CCl4中分配达平衡（无固体存在） S=3=C P=2 F=3-2+2=3 （3）将固体NH4HCO3(S)放入真空容器中恒温至400K ， NH4HCO3(S)分解达平衡NH4HCO3(s)=NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) S=4 R=1 R ’=2 C=1 P=2 F=1-2+1=0 （4）含有KNO3和NaCl 的水溶液与纯水达渗透平衡 C=3 P=2 F=3-2+3=4 (5)N2(g)，O2(g) 体系中加入一种固体催化剂，可生成几种气态氮的氧化物 S=3 P=2 C=3-0-0=3 F=3-2+2=3 2、CuSO4与水可生成CuSO4·H2O ，CuSO4·3H2O 和CuSO4·5H2O 三种水合物，则在一定温度下与水蒸气平衡的含水盐最多为 （ 2 ） 种；在一定压力下，有（ 2 ）种水合物能与水蒸气平衡共存 3、有某平衡系统，其中aa’为刚性壁，只能透过O2(g) ,bb’为半透膜，O2(g)N2(g)H2O(g)均不能通过。试分析 （1）该平衡系统的组分数。 S=6 R=1 R ’=0 C=5 （2）该平衡系统的相数和相态。 P=6 （3）该平衡系统的有哪些平衡条件。 相平衡H2O(g)=H2O(l) 化学平衡 CaO(s)=Ca(s)+1/2O2(g) N 2(g), H 2O(g) H 2O(l) O 2(g), Ca(s) CaO(s) O 2(g) HCl(g) aa ′ bb ′ 第五章相平衡练习题 一、判断题： 1．在一个给定的系统中，物种数可以因分析问题的角度的不同而不同，但独立组分数是一个确定的数。 2．单组分系统的物种数一定等于1。 3．自由度就是可以独立变化的变量。 4．相图中的点都是代表系统状态的点。 5．恒定压力下，根据相律得出某一系统的f = l，则该系统的温度就有一个唯一确定的值。 6．单组分系统的相图中两相平衡线都可以用克拉贝龙方程定量描述。 7．根据二元液系的p～x图可以准确地判断该系统的液相是否是理想液体混合物。8．在相图中总可以利用杠杆规则计算两相平畅时两相的相对的量。 9．杠杆规则只适用于T～x图的两相平衡区。。 10．对于二元互溶液系，通过精馏方法总可以得到两个纯组分。 11．二元液系中，若A组分对拉乌尔定律产生正偏差，那么B组分必定对拉乌尔定律产生负偏差。 12．恒沸物的组成不变。 13．若A、B两液体完全不互溶，那么当有B存在时，A的蒸气压与系统中A的摩尔分数成正比。 14．在简单低共熔物的相图中，三相线上的任何一个系统点的液相组成都相同。 15．三组分系统最多同时存在5个相。 二、单选题： 1．H2O、K+、Na+、Cl- 、I- 体系的组分数是： (A) K = 3 ；(B) K = 5 ；(C) K = 4 ；(D) K = 2 。 2．克劳修斯－克拉伯龙方程导出中，忽略了液态体积。此方程使用时，对体系所处的温度要求： (A) 大于临界温度；(B) 在三相点与沸点之间； (C) 在三相点与临界温度之间；(D) 小于沸点温度。 3．单组分固－液两相平衡的p～T曲线如图所示，则： (A) V m(l) = V m(s) ；(B) V m(l)＞V m(s) ； (C) V m(l)＜V m(s) ；(D) 无法确定。 4．蒸汽冷凝为液体时所放出的潜热，可用来： (A) 可使体系对环境做有用功；(B) 可使环境对体系做有用功； (C) 不能做有用功；(D) 不能判定。 5．压力升高时，单组分体系的熔点将如何变化： (A) 升高；(B) 降低；(C) 不变；(D) 不一定。 6．硫酸与水可组成三种化合物：H2SO4·H2O(s)、H2SO4·2H2O(s)、H2SO4·4H2O(s)，在p 下，能与硫酸水溶液共存的化合物最多有几种： (A) 1 种；(B) 2 种；(C) 3 种；(D) 0 种。7．在101325Pa的压力下，I2在液态水与CCl4中的溶解已达到平衡(无固体I2存在)，此体 系的自由度为： (A) 1 ；(B) 2 ；(C) 3 ；(D) 0 。 8．NaCl水溶液和纯水，经半透膜达到渗透平衡，该体系的自由度数是： (A) f = 1 ；(B) f = 2 ；(C) f = 3 ；(D) f = 4 。 9．对于下列平衡系统：①高温下水被分解；②同①，同时通入一些H2(g) 和O2(g)；③H2和O2同时溶于水中，其组元数K和自由度数f的值完全正确的是： (A) ①K = 1，f = 1 ②K = 2，f = 2 ③K = 3，f = 3 ； (B) ①K = 2，f = 2 ②K = 3，f = 3 ③K = 1，f = 1 ； (C) ①K = 3，f = 3 ②K = 1，f = 1 ③K = 2，f = 2 ； (D) ①K = 1，f = 2 ②K = 2，f = 3 ③K = 3，f = 3 。 10．在下列体系中自由度f = 2的体系是： 物理化学《化学平衡》习题及答案 选择题 1．下面的叙述中违背平衡移动原理的是 (A) 升高温度平衡向吸热方向移动 (B) 增加压力平衡向体积缩小的方向移动 (C) 加入惰性气体平衡向总压力减少的方向移动 (D) 降低压力平衡向增加分子数的方向移动 答案：C 。加入惰性气体平衡向总压力增大的方向移动 2．要使一个化学反应系统在发生反应后焓值不变, 必须满足的条件是 (A) 温度和内能都不变 (B) 内能和体积都不变 (C) 孤立系统 (D) 内能, 压力与体积的乘积都不变 答案：D 。因ΔH ＝ΔU ＋Δ（pV ） 3．在等温等压下，当反应的?r G m ? = 5kJ ·mol -1 时，该反应能否进行? (A) 能正向自发进行 (B) 能逆向自发进行 (C) 不能判断 (D) 不能进行 答案：C 。应该用?r G m 判断而不是?r G m ? 。 4．已知反应 2NH 3 = N 2 + 3H 2，在等温条件下，标准平衡常数为0.25，那么，在此条件下，氨的合成反应1/2 N 2 + 3/2 H 2 = NH 3 的标准平衡常数为： (A) 4 (B) 0.5 (C) 2 (D) 1 答案：C 。 5．反应 2C(s) + O 2(g) ←→ 2CO(g)，其?r G m ? /(J ·mol -1 ) = -232600 - 167.7T /K ，若温度升高，则： (A) ?r G m ? 变负，反应更完全 (B) K p ? 变大，反应更完全 (C) K p ? 变小，反应更不完全 （D ）无法判断 答案：C 6．对于气相反应，当体系总压力p 变化时 (A) 对K f ? 无影响 (B) 对K r 无影响 (C) 对K p ? 无影响 (D) 对K f ? 、K r 、K p ? 均无影响 答案：A 。理想气体的K p ? 不受压力的影响而真实气体的K p ? 将随压力而变。 7．理想气体反应CO(g)+2H 2(g) = CH 3OH(g)的?r G m ?与温度T 的关系为： ?r G m ? = －21660+52.92T ，若要使反应的平衡常数K p ? >1，则应控制的反应温度： (A) 必须低于409.3℃ (B) 必须高于409.3K (C) 必须低于409.3K (D) 必须等于409.3K 答案：C 8．某化学反应在298K 时的标准吉布斯自由能变化为负值，则该温度时反应的K p ?将是： (A)K p ?= 0 (B) K p ? < 0 (C) K p Θ > 1 (D) 0 < K p ? < 1 答案：C 。根据ln r m p G RT K ?=-$ $ 。 9．25℃ 时水的饱和蒸气压为3.168kPa, 此时液态水的标准生成吉布斯自由能?f G m ?为－ 237.19kJ ·mol －1 ，则水蒸气的标准生成吉布斯自由能为： (A) －245.76kJ ·mol －1 (B) －229.34kJ ·mol －1 (C) －245.04kJ ·mol －1 (D) － 228.60kJ ·mol －1 答案：D 。可以设计使25℃的液态水变为3.168kPa 的水蒸气，此为恒温恒压可逆相变 第五章 相平衡 一、填空题 1、一定温度下，蔗糖水溶液与纯水达到渗透平衡时的自由度数等于＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 2、纯物质在一定温度下两相共存时的自由度数等于＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 3、NaCl(S)和含有稀盐酸的NaCl 饱和水溶液的平衡系统，其独立组分数是＿＿＿＿＿＿＿。 4、设下列化学反应同时共存时并达到平衡（900-1200K ）： ()()()g CO s CaO s CaCO 23+= ()()()()g O H g CO g H g CO 222+=+ ()()()g H s CaCO s CaO g CO g O H 232)()(+=++ 则该系统的自由度数为＿＿＿＿＿＿。 5、含KNO 3和NaCl 的水溶液与纯水达到渗透平衡时，其组分数为＿＿＿＿，相数为＿＿＿， 自由度数为＿＿＿＿。 6、在氢和石墨的系统中，加一催化剂，H 2和石墨反应生成n 种碳氢化合物，此系统的独立 组分数为＿＿＿＿＿＿。 7、完全互溶的双液系中，在x B =0.6处，平衡蒸气压有最高值，那么组成为x B =0.4的溶液在 气液平衡时，x B （g ）、x B （l ）、x B (总)的大小顺序为＿＿＿＿＿＿。将x B =0.4的溶液进行 精馏时，塔顶将得到＿＿＿＿＿＿。 8、对于渗透平衡系统，相律的形式应写成＿＿＿＿＿＿。 9、NH 4Cl 固体分解达到平衡时，())()(s Cl NH 34g NH g HCl +=，系统的独立组分数为＿ ＿＿，自由度为＿＿＿。 10、将AlCl 3溶于水中，全部水解，生成Al(OH)3沉淀，此系统自由度数f=＿＿＿＿。 11、已知100o C 时水的饱和蒸气压为101.325KPa,用公式＿＿＿＿＿＿＿＿＿可求出25o C 时 水的饱和蒸气压。 答案 1、2 2、0 3、2 第5章 相平衡 复习、讨论 基本内容： ? 相：体系内部物理性质和化学性质完全均匀的一部分。气相、液相、固相 ? 相数：体系内相的数目Φ≥1 ? 相图：描述多相体系状态随浓度、温度、压力等变量的改变而发生变化的图 形 ? 均相体系：只有一相的体系Φ=1 ? 多相体系：含多相的体系Φ>1 ? 凝聚体系：没有（或不考虑）气相的体系 ? 物系点：相图中表示体系总组成的点 ? 相点：表示某一个相的组成的点 ? 液相线：相图中表示液相组成与蒸气压关系的曲线 ? 气相线：相图中表示气相组成与蒸气压关系的曲线 ? 步冷曲线：冷却过程温度随时间的变化曲线T-t ? 独立组分数：C = S - R - R'，S 为物种数，R 为体系中各物种之间独立的化学 平衡关系式个数，R’为浓度和电中性限制条件的数目。对于浓度限制条件，必须是某个相中的几种物质的浓度之间存在某种关系时才能作为限制条件。C=1单组分体系，C=2二组分体系。若没有化学变化：C=S ；含单质的体系且R ’=0：C=N ；含单质的体系且S>N ：R = S – N 。 ? 自由度：确定平衡体系状态所需要的独立强度变量的数目f ≥0 ? 最低（高）恒沸点：对拉乌尔定律正（负）偏差很大的双液系的T —x 图上 的最低（高）点。恒沸点时气相组成与液相相同，具有纯物质的性质，一定压力下恒沸混合物的组成为定值（f*=C-Φ+1=1-2+1=0）。 ? 最低（高）恒沸混合物：最低（高）恒沸点对应的混合物。恒沸物是混合物 而不是化合物 ? 会溶温度(临界溶解温度)：部分互溶双液系相图上的最低点或最高点 ? 转熔温度：不稳定化合物分解对应的温度 ? 共轭层：部分互溶双液系相图上的帽形区内溶液为两层 ? 相律：平衡体系中相数、独立组分数与变量数之间的关系f ＝ C - Φ + n ? 杠杆规则：液相的物质的量乘以物系点到液相点的距离，等于气相的物质的 量乘以物系点到气相点的距离。B n B B n n l ×(X B -x B )=n g ×(y B -X B ) 单组分体系相图(p-T)：水、CO 2、C 二组分体系相图(T-x)： 北师大版物理化学化学平衡习题答案 化学平衡习题解答 1. 有理想气体反应 2H 2(g) + O 2(g)2H 2O(g)，在2000 K 时，已知反应的7 1.5510K =? (1) 计算H 2和O 2分压各为1.00×104 Pa ，水蒸气分压为1.00×105 Pa 的混合气中，进行上述反应的r m G ?，并判断反应自发进行的方向； (2) 当H 2和O 2的分压仍然分别为1.00×104 Pa 时，欲使反应不能正向自发进行，水蒸气的分压最少需要多大？ 解：(1) 反应系统的分压比 2222222252H O H O 243 H O H O (/)(1.0010)101325 1013.25(/)(/)(1.0010) p p p p p Q p p p p p p ''???====''''?? 由定温方程 1 r m 7 51 1013.25ln ln ln(/)(8.3142000ln )J mol 1.55101.6010J mol p p G RT K RT Q RT Q K --?=-+==????=-?? 由r m G ?<，可判断此时反应能够自发正向进 行。 (2) 欲使正向反应不能自发进行，p Q 至少需 与K θ 相等，即 222 2H O 7H O 1.5510p p p Q K p p ?==?= ? 所以227432142 H O 1 1.5510(1.0010)Pa 1.5310Pa 101325 p =???? =? 27H O 1.2410Pa p =? 2. 已知反应CO(g) + H 2O(g) CO 2(g) + H 2(g) 在700℃时K θ = 0.71，(1) 若系统中四种气体的分压都是 1.5×105 Pa ；(2) 若 6CO 1.010 Pa p =?， 25H O 5.010Pa p =?，22 5 CO H ==1.510Pa p p ?；试判断哪个条件下正 向反应可以自发进行？ 解：(1) 由定温方程r m r m ln p G G RT Q ?=?+，知 11 r m ln (8.314973.2ln 0.71)kJ mol 2.77 kJ mol G RT K --?==-???=? ∵r m r m ln p G G RT Q ?=?+ =222CO (g)H (g)H O(g)CO(g)( )()ln ln ()( )p p p p RT K RT p p p p ''-+'' = 55 1 55 1.510 1.510(-8.314973.2ln 0.71+8.314973.2ln )J mol 1.510 1.510 -??????????? = 3 1 2.7710 J mol -?? ∴ ?r G m = 2.77×1031 J mol -?＞ 0 此反应不能正 向自发进行。 (2) 当6CO 1.010 Pa p =?，25H O 5.010Pa p =?，2 25CO H ==1.510Pa p p ?时 ?r G m = 551 65 1.510 1.510(-8.314973.2ln 0.71+8.314973.2ln ) J mol 1.010 5.010 -??????????? = －22.3×1031 J mol -? ∵ ?r G m =－22.3×1031 J mol -?＜ 0物理化学相平衡例题
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