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第五章 化学平衡 第五章 化学平衡 第第五五章章 化化学学平平衡衡 5.1 在某恒定的温度和压力下，取 的A(g)进行如下化学反应 若 ，试证明，当反应进度 时，系统的Gibbs函数G 值为 最小，这时A, B间达化学平衡。 解：假设系统为理想气体，则反应系统的Gibbs函数为 因为 ，因此 恒温、恒压下G只是n 的函数，其极值求解如下A 解得 5.2 已知四氧化二氮的分解反应 在298.15 K时， 。试判断在此温度及下列条件下， 反 应进行的方向。 （1） NO(100 kPa), NO(1000 kPa); 2 4 2 （2） NO(1000 kPa), NO(100 kPa); 2 4 2 （3） NO(300 kPa), NO(200 kPa); 2 4 2 解：由J 进行判断 p 5.3 1000 K时，反应 的 。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， 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。 解：设反应体系中气相为理想气体，则 因此， 5.4 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) – (1)，因此 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 x (2) – (1)，因此 注：平衡组成的计算关键是物料衡算。 注：平衡组成的计算关键是物料衡算。 注注：：平平衡衡组组成成的的计计算算关关键键是是物物料料衡衡算算。。 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 。 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 cm 盐酸吸收3 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 3 3 -3 含水蒸气）2.02 dm。原盐酸溶液20 cm 需用浓度为52.3 mmol⋅dm 的氢氧化钾 溶液18.72 cm 滴定至终点。气体通过后只需用同样浓度的氢氧化钾溶液15.173 cm。求1174 K时，下列反应的 。3 解：平衡时各组分物质的量容易求出 由于氮和氢气的摩尔比为1:3，等于其反应计量系数之比，因此 因此， 5.8 五氯化磷分解反应 在200 °C时的 ，计算： （1）200 °C，200 kPa下PCl 的解离度。5 （2）摩尔比为1:5的PCl 与Cl 的混合物，在200 °C，101.325 kPa下，5 2 求 达到化学平衡时PC