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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流程兰征版物理化学习题解答3.精品文档.第三章 化学平衡1、 气相反应:2SO3(g)=2SO2(g)+O2(g)在1000K时的平衡常数=3.54103,求该反应的(1000K)和(1000K)。解:第一问能做,第二问不能做(不知道系统总压)。解答略。2、氧化钴(CoO)能被氢或CO还原为Co,在721、101325Pa时,以H2还原,测得平衡气相中H2的体积分数=0.025;以CO还原,测得平衡气相中CO的体积分数=0.0192。求此温度下反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) 的平衡常数。解:CoO(s) + H2(g)
2、= Co(s) + H2O (1) 0.025 (1-0.025) CoO(s) + CO(g) = Co(s) + CO2 (2) 0.0192 (1-0.0192) (2)-(1)= CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ,所以=51/39=1.313、计算加热纯Ag2O开始分解的温度和分解温度。(1)在101325Pa的纯氧中;(2)在101325Pa且=0.21的空气中。已知反应2Ag2O(s)=4Ag(s)+O2(g)的=(58576-122T/K)Jmol-1。解:分解温度即标态下分解的温度。令=(58576-122T/K)480K开始分解温度即非标态下分解的温度。令
3、=(58576-122T/K)+8.314Tln0.21434K4、已知Ag2O及ZnO在温度1000K时的分解压分别为240及15.7kPa。问在此温度下(1)哪一种氧化物容易分解?(2)若把纯Zn及纯Ag置于大气中是否都易被氧化?(3)若把纯Zn、Ag、ZnO、Ag2O放在一起,反应如何进行?(4)反应ZnO(s)+2Ag(s)=Zn(s)+Ag2O(s)的=242.09kJmol-1,问增加温度时,有利于那种氧化物的分解?解:(1)氧化银易分解;(2)银不易被氧化;(3)Zn + Ag2O = Ag + ZnO;(4)ZnO5、已知下列反应的-T关系为:Si(s)+O2(g)=SiO2(
4、s); =(-8.715105+181.09T/K)Jmol-12C(s)+O2(g)=2CO(g); =(-2.234105-175.41T/K)Jmol-1试通过计算判断在1300K时,100kPa下,硅能否使CO还原为C?硅使CO还原的反应为:Si(s)+2CO(g)=SiO2(s)+2C(s)解:(1)-(2)=(3),则=(-6.481105+356.5T/K)Jmol-11300K时,=(-6.481105+356.51300)=-1.847105Jmol-10解得x=0.049=4.9%19、已知下列热力学数据 金刚石 石墨(298K)/ kJmol-1 -395.3 -393.
5、4(298K)/ JK-1mol-1 2.43 5.69密度/kgdm-3 3.513 2.260求(1)在298K时,由石墨转化为金刚石的标准摩尔反应吉布斯函数。(2)根据热力学计算说明单凭加热得不到金刚石,而加压则可以的道理(假定密度和熵不遂温度和压力变化)。(3)298K时石墨转化为金刚石的平衡压力。解:(1)= -393.5+395.3= -1.9( kJmol-1)= 2.43-5.69= -3.26 (JK-1mol-1)= 1900+2983.26= 2871( Jmol-1) = -1.89610-6(m3mol-1)(2)=-恒压下两边对T求导,得=3.26可见,随温度升高增
6、大,即单凭加热不会转变。恒温下两边对p求导,得=-1.89610-6可见,随压力升高减小,压力足够大时变为负值,可以转变。 (3)对上式进行积分令 (p)=2871-1.89610-6 (p-p)0解得 p=1.51109(Pa)20、(1)某铁矿含钛,以TiO2形式存在,试求用碳直接还原TiO2的最低温度。若高炉内的温度为1700,TiO2能否被还原? (2)若钛矿为FeTiO3(s),试求用碳直接还原的最低温度。在上述高炉中FeTiO3(s)能否被还原?已知 Ti(s)+1.5O2(g)+Fe(s)=FeTiO3(s)的(T)=(-12.37105+219T/K) Jmol-1 Fe(s)
7、=Fe(l)的(T)=(1.55104-8.5T/K) Jmol-1 C(s)+O2(g)=CO2(g) 的(T)=(-3.935105+2.93T/K) Jmol-1(查表计算而得)解:(1)查表得 TiO2(s) + C(s) = Ti(s) + CO2(g) -912.11 0 0 -393.50 kJmol-1 50.25 5.69 30.29 213.64 JK-1mol-1= -393.5+912.11= 518.61( kJmol-1)= 213.64+30.29-5.69-50.25= 188 (JK-1mol-1)令= 518610-188T2759(K),1700,TiO2不能被还原(2) 2FeTiO3(s)+3C(s)=2Fe(l)+2Ti(s)+3CO2(g)令(T)=3(-3.935105+2.93T)+2(1.55104-8.5T)-2(-12.37105+219T)2967(K),1700,TiO2不能被还原书上答案不对,并且第二问既缺数据又数据不对。