化学平衡思考题和概念题及解答.doc
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1、 化学平衡思考题参考答案1. 反应达到平衡时,宏观和微观特征有何区别?答: 到达平衡时,宏观上反应物和生成物的量不再随时间而变化,好像反应停止了。而微观上,反应仍在不断的进行,反应物分子变为生成物分子,而生成物分子又不断变成反应物分子,只是正、逆变化的速率恰好相等,使反应物和生成物的量不再随时间而改变2. 为什么化学反应通常不能进行到底?答: 严格讲,反应物与产物处于同一系统的反应都是可逆的,不能进行到底。只有逆反应与正反应相比小到可以忽略不计的反应,可以粗略地认为可以进行到底。这主要是由于存在混合Gibbs自由能的缘故。3. 什么是复相化学反应?其平衡常数有何特征?答: 有气相和凝聚相(液相
2、、固体)共同参与的反应称为复相化学反应。凝聚相只考虑是纯态的情况,纯态的化学势就是它的标准态化学势,所以复相化学反应的标准平衡常数只与气态物质的压力有关。4. 什么是解离压力?答: 某固体物质发生解离反应时,所产生气体的压力,称为解离压力,显然这压力在定温下有定值。如果产生的气体不止一种,则所有气体压力的总和称为解离压。5. 什么是标准摩尔生成Gibbs自由能?答: 因为Gibbs自由能的绝对值不知道,所以只能用相对标准,即将标准压力下稳定单质(包括纯的理想气体,纯的固体或液体)的生成Gibbs自由能看作零,则:在标准压力下,由稳定单质生成单位物质的量的化合物时,Gibbs自由能的变化值称为该
3、化合物的标准摩尔生成Gibbs自由能。通常在298.15 K时的值有表可查。6根据公式, ,所以说 是在平衡状态时的Gibbs自由能的变化值,这样说对不对? 答: 不对。在等温、等压、不作非膨胀功时,化学反应达到平衡时的Gibbs自由能的变化值等于零,这样才得到上述公式。而是指在标准状态下Gibbs自由能的变化值,在数值上等于反应式中各物质标准化学势的代数和,即: ,而不能认为是在平衡状态时的Gibbs自由能的变化值,否则它的值永远为零。7在一定的温度、压力且不作非膨胀功的条件下,若某反应的 ,能否研制出一种催化剂使反应正向进行? 答:不能。催化剂只能改变反应的速率,而不能改变反应的方向和平衡
4、的位置。用热力学函数判断出的不能进行的反应,用改变温度、压力或加催化剂等方法都不能使反应进行,除非对系统作非膨胀功。8 若用下列两个化学计量方程式来表示合成氨反应,两者的 和 的关系如何? 答: 的下标“m”表示反应进度为1 mol时Gibbs自由能的变化值,现在两个反应式中各物的量成倍数关系,当反应进度都为1 mol时,得: 9工业上制水煤气的反应为: 设反应在673 K时达到平衡,试讨论下列因素对平衡的影响。 (1)增加碳的含量 (2)提高反应温度 (3)增加系统的总压力 (4)增加水气分压 (5)增加氮气分压答: (1) 只要碳是纯的固态,则它的相对活度等于1,它的化学势就等于标准态时的
5、化学势,在复相化学平衡中,纯固体项不出现在平衡常数的表达式中,则对平衡无影响。 (2) 提高反应温度会使平衡右移,因为这是一个吸热反应。 (3) 增加系统的总压力会使平衡左移,因为这是一个气体分子数增加的反应,增加压力,会使平衡向体积变小的方向移动。 (4) 增加水气的分压,水是反应物,会使平衡向正向移动。 (5) 增加氮气会使平衡右移。因为这是气体分子数增加的反应,增加惰性气体,使气态物质的总量增加,相当于将产物稀释了,类似于减少了系统的总压,所以产物的含量会增加,但这不会影响平衡常数的数值。10 五氯化磷的分解反应为: 在一定温度和压力下,反应达平衡,改变如下条件,五氯化磷的解离度如何变化
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