【考研类试卷】考研物理化学（化学平衡）模拟试卷2及答案解析.doc

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1、考研物理化学（化学平衡）模拟试卷 2 及答案解析(总分：58.00，做题时间：90 分钟)一、填空题(总题数：3，分数：6.00)1.填空题请完成下列各题，在各题的空处填入恰当的答案。（分数：2.00）_2.400和标准压力下，反应了 (1)的 K 1 为 00129，则在相同温度和压力下，反应 3H 2 (g)+N 2 (g) （分数：2.00）_3.将 NH 4 C1(s)置于抽空的容器中加热到 324，使 NH 4 C1(s)按下式分解： NH 4 C1(S) （分数：2.00）_二、单项选择题(总题数：7，分数：14.00)4.单项选择题下列各题的备选答案中，只有一个是符合题意的。（分

2、数：2.00）_5.理想气体混合物在化学反应达平衡时，应该使用的关系式是( )（分数：2.00）A. r G m =一 RTln p B. r G m =RTlnK p C. r G m =RTlnK x D. r G m =一 RTlnK c 6.在 350K 时，NH4HCO 3 (s)发生分解反应的计量方程为 NH 4 HCO 3 (s) （分数：2.00）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.必须经实际测定方能判别7.某实际气体反应，用逸度表示的标准平衡常数随下列因素而变的是( )（分数：2.00）A.系统的总压力B.催化剂C.温度D.惰性

3、气体的量8.在 298 K 时，某化学反应的标准 Gibbs 自由能的变化值 r G m 0，则反应对应的标准平衡常数 K 将( )（分数：2.00）A.K =0B.K 1C.K 0D.0K 19.在等温、等压的条件下，反应 C(s)+H 2 O(g)=CO(g)+H 2 (g)的平衡常数和转化率分别为 K p (1)和 2 。充入一定量的 N 2 (g)后，再次达平衡时的平衡常数和转化率分别为 K p (2)和 2 。两者的关系为( )（分数：2.00）A.K p (1)=K p (2)， 1 2B.K p (1)K p (2)， 1 2C.K p (1)K p (2)， 1 2D.K p

4、(1)=K p (2)， 1 210.PCl 5 的分解反应的计量方程为 PCl 5 (g)=Cl 2 (g)+PCl 3 (g)，在 473 K 时达到平衡，PCl 5 (g)的解离度 =0485，温度升至 573 K 达到平衡时，解离度 =097，则此反应是( )（分数：2.00）A.放热反应B.吸热反应C.既不放热也不吸热D.两个温度下的平衡常数相等三、计算题(总题数：13，分数：38.00)PCl 5 (g)=PCl 3 (g)+Cl 2 (g)在 400 K 到 500 K 间的标准自由能变化为 r G m =(836810 3 一3343TlgT 一 7226T)J.mol 1 （

5、分数：4.00）(1).试求 450K 的 r G m ， r H m ， r S m ，K ；（分数：2.00）_(2).1 dm 3 容器中装入 1g PCl 5 (g)(分子量为 2082)，求 450 K 达到平衡时 PCl 5 (g)的离解度及总压。（分数：2.00）_在 973 K 和标准压力下，反应 CO(g)+H 2 O(g) （分数：4.00）(1).反应系统中各组分的分压都是 15210 5 Pa；（分数：2.00）_(2).反应系统中，p CO =101310 6 Pa，p H2O =506510 5 Pa，p CO2 =p H2 =15210 5 Pa。（分数：2.00

6、）_11.在 313 K 时，反应 LiCl.3NH 3 (s) （分数：2.00）_12.通常在钢瓶里的压缩氢气中含有少量 O 2 (g)。实验中常将氢气通过高温下的铜粉，以除去少量 O 2 (g)，其反应为 2Cu(s)+ O 2 (g) （分数：2.00）_在合成甲醇的过程中，有一个水煤气变换工段，即把 H 2 (g)变换成原料气 CO(g)，反应式为 H 2 (g)+CO 2 (g)=CO(g)+H 2 O(g) 现有一个混合气体，各气体的分压分别为 p H2 =P CO2 =20 kPa，P CO =507 kPa，P H2O =10kPa。已知在 1 093 K 时，反应的 K p

7、 =1，所有的气体可视为理想气体。（分数：4.00）(1).问在 1093 K 时，该反应能否发生?（分数：2.00）_(2).如果把 P CO2 提高到 405 kPa，而 P CO 提高到 304 kPa，其余气体的分压不变，问情况又怎样?（分数：2.00）_13.在 1373 K 时，有下列反应发生： (1)C(s)+2S(s)=CS 2 (g) K 1 =0258 (2)Cu 2 s(s)+H 2 (g)=2Cu(s)+H 2 S(g) k 2 =3910 3 (3)2H 2 S(g)=H 2 (g)+2S(g) K 3 =22910 2 试计算在1373 K 时，用碳还原 Cu 2

8、S(s)反应的平衡常数 k 4 。（分数：2.00）_在 250400 K 的温度范围内反应 NH 4 Cl(s) NH 3 (g)+HCl(g)的平衡常数与温度的关系式为 （分数：4.00）(1).NH 4 C1(s)在真空容器中分解时的解离压力，NH 3 (g)和 HCl(g)的分压；（分数：2.00）_(2).反应的 r G m ， r H m 和 r S m 。（分数：2.00）_在 300 K 和标准压力下，反应 A(g)+B(g) （分数：4.00）(1).反应的平衡转化率；（分数：2.00）_(2).达平衡时，混合物中各气体的摩尔分数。（分数：2.00）_14.在 400 K50

9、0 K 之间，反应 PCl 5 (g)=PCl 3 (g)+Cl 2 (g)的标准 Gibbs 自南能变化可由下式给出： r G m (J.mol 1 )=836810 3 一 （分数：2.00）_15.在 298 K 时，有反应 SO 2 (g)+ O 2 (g) SO 3 (g)，试计算在该温度下反应的标准平衡常数 K p 。设气体为理想气体，298 K 时的热力学数据如表中所示。 （分数：2.00）_16.在高温和标准压力下，将水蒸气通过灼热的煤层，按下式生成水煤气： C(石墨)+H 2 O(g)=H 2 (g)+CO(g) 若在 1000 K 及 1200 K 时的 K p 分别为 2

10、472 及 3758，试计算在此温度范围内的摩尔反应焓变 r H m (设反应焓变在该温度区间内为常数)及在 1100 K 时反应的平衡常数 K p 。（分数：2.00）_已知 N 2 O 4 (g)解离反应的标准平衡常数在 298 K 时为 0143，在 338 K 时为 264。试计算：（分数：4.00）(1).N 2 O 4 (g)的标准摩尔解离焓；（分数：2.00）_(2).在 318 K，100 kPa 下，N 2 O 4 (g)的解离度。（分数：2.00）_17.乙烯水合反应 C 2 H 4 (g)+H 2 O(l) C 2 H 5 OH(1)的标准摩尔反应自由能 r G m 与温

11、度的关系为 r G m (J.mol 1 )= （分数：2.00）_考研物理化学（化学平衡）模拟试卷 2 答案解析(总分：58.00，做题时间：90 分钟)一、填空题(总题数：3，分数：6.00)1.填空题请完成下列各题，在各题的空处填入恰当的答案。（分数：2.00）_解析：2.400和标准压力下，反应了 (1)的 K 1 为 00129，则在相同温度和压力下，反应 3H 2 (g)+N 2 (g) （分数：2.00）_正确答案：(正确答案：16610 4 )解析：解析：反应式(2)：反应式(1)2，故 K 2 =(K 1 ) 2 =(00129) 2 =16610 43.将 NH 4 C1(

12、s)置于抽空的容器中加热到 324，使 NH 4 C1(s)按下式分解： NH 4 C1(S) （分数：2.00）_正确答案：(正确答案：0.25)解析：解析：二、单项选择题(总题数：7，分数：14.00)4.单项选择题下列各题的备选答案中，只有一个是符合题意的。（分数：2.00）_解析：5.理想气体混合物在化学反应达平衡时，应该使用的关系式是( )（分数：2.00）A. r G m =一 RTln p B. r G m =RTlnK p C. r G m =RTlnK x D. r G m =一 RTlnK c 解析：解析：根据理想气体化学势的表示式，对数项用 p B p 表示。在化学反应等

13、温式中，对数项是压力商 Q p ，达平衡时，是平衡时的压力商，所以标准平衡常数是 K p ，相应的 Gibbs 自由能的变化值为 r G m 。6.在 350K 时，NH4HCO 3 (s)发生分解反应的计量方程为 NH 4 HCO 3 (s) （分数：2.00）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.必须经实际测定方能判别解析：解析：因为容器的体积有限，且 NH 4 HCO 3 (s)都是过量的，所以在相同温度下，两密闭容器中的分解压力相同。7.某实际气体反应，用逸度表示的标准平衡常数随下列因素而变的是( )（分数：2.00）A.系统的总压力B.

14、催化剂C.温度 D.惰性气体的量解析：解析：实际气体化学势的标准态与理想气体是一样的，其标准态化学势仅是温度的函数，所以标准平衡常数也是温度的函数，会随着温度的改变而改变。8.在 298 K 时，某化学反应的标准 Gibbs 自由能的变化值 r G m 0，则反应对应的标准平衡常数 K 将( )（分数：2.00）A.K =0B.K 1 C.K 0D.0K 1解析：解析：因为 r G m =一 RTlnK ， r G m 0，所以一 RTlnK0，即 K1。9.在等温、等压的条件下，反应 C(s)+H 2 O(g)=CO(g)+H 2 (g)的平衡常数和转化率分别为 K p (1)和 2 。充入

15、一定量的 N 2 (g)后，再次达平衡时的平衡常数和转化率分别为 K p (2)和 2 。两者的关系为( )（分数：2.00）A.K p (1)=K p (2)， 1 2B.K p (1)K p (2)， 1 2C.K p (1)K p (2)， 1 2D.K p (1)=K p (2)， 1 2 解析：解析：因为温度不变，所以标准平衡常数也不变。这是一个气体分子数增加的反应，充入一定量的惰性气体 N2(g)，相当于起了降压的作用，所以转化率会提高。10.PCl 5 的分解反应的计量方程为 PCl 5 (g)=Cl 2 (g)+PCl 3 (g)，在 473 K 时达到平衡，PCl 5 (g)

16、的解离度 =0485，温度升至 573 K 达到平衡时，解离度 =097，则此反应是( )（分数：2.00）A.放热反应B.吸热反应 C.既不放热也不吸热D.两个温度下的平衡常数相等解析：解析：升高温度，可以使吸热反应的平衡常数增大。三、计算题(总题数：13，分数：38.00)PCl 5 (g)=PCl 3 (g)+Cl 2 (g)在 400 K 到 500 K 间的标准自由能变化为 r G m =(836810 3 一3343TlgT 一 7226T)J.mol 1 （分数：4.00）(1).试求 450K 的 r G m ， r H m ， r S m ，K ；（分数：2.00）_正确答案

17、：(正确答案： r G m (450 K)=(836810 3 一 33434501g4507226450)J=112494 J)解析：(2).1 dm 3 容器中装入 1g PCl 5 (g)(分子量为 2082)，求 450 K 达到平衡时 PCl 5 (g)的离解度及总压。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案： 即离解度为 4034。 平衡分压 )解析：在 973 K 和标准压力下，反应 CO(g)+H 2 O(g) （分数：4.00）(1).反应系统中各组分的分压都是 15210 5 Pa；（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：根据化学反应等温式( r G m ) T，p =一

18、 RTlnK p +RTlnQ p ，得 )解析：(2).反应系统中，p CO =101310 6 Pa，p H2O =506510 5 Pa，p CO2 =p H2 =15210 5 Pa。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案： )解析：11.在 313 K 时，反应 LiCl.3NH 3 (s) （分数：2.00）_正确答案：(正确答案：欲使反应向左进行，应满足 ( r G m ) T，p =一 RTlnK p +RTlnQ p 0 即lnQ p lnK p (1) 这是一个复相化学反应，标准平衡常数只与 NH 3 (g)的压力有关。设需通入 NH 3 (g)的物质的量为 n，则 )解

19、析：12.通常在钢瓶里的压缩氢气中含有少量 O 2 (g)。实验中常将氢气通过高温下的铜粉，以除去少量 O 2 (g)，其反应为 2Cu(s)+ O 2 (g) （分数：2.00）_正确答案：(正确答案：这是一个复相反应，只有一种气体O 2 (g)，计算其分压，实际就是计算在873 K 时的平衡常数。 r G m =(一 166 732+6301873)J.mol 1 =一 11172 kJ.mol 1 )解析：在合成甲醇的过程中，有一个水煤气变换工段，即把 H 2 (g)变换成原料气 CO(g)，反应式为 H 2 (g)+CO 2 (g)=CO(g)+H 2 O(g) 现有一个混合气体，各气

20、体的分压分别为 p H2 =P CO2 =20 kPa，P CO =507 kPa，P H2O =10kPa。已知在 1 093 K 时，反应的 K p =1，所有的气体可视为理想气体。（分数：4.00）(1).问在 1093 K 时，该反应能否发生?（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：根据化学反应等温式，有 ( r G m ) T，p =一 RTlnK p +RTlnQ p =RTlnQ p )解析：(2).如果把 P CO2 提高到 405 kPa，而 P CO 提高到 304 kPa，其余气体的分压不变，问情况又怎样?（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：把 P CO2 和 P

21、 CO 的分压提高后，有 ( r G m ) T，p = )解析：13.在 1373 K 时，有下列反应发生： (1)C(s)+2S(s)=CS 2 (g) K 1 =0258 (2)Cu 2 s(s)+H 2 (g)=2Cu(s)+H 2 S(g) k 2 =3910 3 (3)2H 2 S(g)=H 2 (g)+2S(g) K 3 =22910 2 试计算在1373 K 时，用碳还原 Cu 2 S(s)反应的平衡常数 k 4 。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：用碳还原 Cu 2 S(s)的反应式为 2Cu 2 S(s)+C(S)=4Cu(s)+CS 2 (g) (4) 各方程式之

22、间的关系为 (4)=(1)+2(2)+(3) 所以 K 4 =K 1 .(K 2 ) 2 .K 3 =0258(3910 3 )22910 3 =89910 8 )解析：在 250400 K 的温度范围内反应 NH 4 Cl(s) NH 3 (g)+HCl(g)的平衡常数与温度的关系式为 （分数：4.00）(1).NH 4 C1(s)在真空容器中分解时的解离压力，NH 3 (g)和 HCl(g)的分压；（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：在 300 K 时，分解反应的标准平衡常数为 K p =59810 15 此反应是一个复相化学反应。设解离压力为 p，则有 解得 p=154710 2

23、Pa 故 p NH3 =p HCl = )解析：(2).反应的 r G m ， r H m 和 r S m 。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案： r G m =一 RTlnK p =一83 14300(一 3275)J.mol 1 =8168 kJ.mol 1 则 r H m =21020 K.R =(21 02083 14)J.mol 1 =17476 kJ.mol 1 )解析：在 300 K 和标准压力下，反应 A(g)+B(g) （分数：4.00）(1).反应的平衡转化率；（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：设达平衡时，反应物转化为产物的物质的量为 。 解得 =163 mo

24、l 平衡转化率为 )解析：(2).达平衡时，混合物中各气体的摩尔分数。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：混合物中气体的总物质的量为 n B =n AB +n A +n B =(163+037+037)mol=237 mol 则 )解析：14.在 400 K500 K 之间，反应 PCl 5 (g)=PCl 3 (g)+Cl 2 (g)的标准 Gibbs 自南能变化可由下式给出： r G m (J.mol 1 )=836810 3 一 （分数：2.00）_正确答案：(正确答案：将 450 K 代入 r G m 的表示式，计算 450 K 时的 m r G m 的值。 r G m =836

25、810 3 一 1452450ln4507226450J.mol 1 =1125 kJmol 1 r H m =(836810 3 +1452450)J.mol 1 =9021 kJ.mol 1 )解析：15.在 298 K 时，有反应 SO 2 (g)+ O 2 (g) SO 3 (g)，试计算在该温度下反应的标准平衡常数 K p 。设气体为理想气体，298 K 时的热力学数据如表中所示。 （分数：2.00）_正确答案：(正确答案：要计算 K p 的值，首先要求得反应的 r G m 。而根据所给的热力学数据，先计算反应的 r H m 和 r S m ，然后才可得到 r G m 。 r H m

26、 = v B f H m =(一 39572+29683)kJ.mol 1 =一 9889 kJ.mol 1 r S m = v B S m =(2567624822 一 20514)J. 1 .mol 1 =一 9403 J.K 1 .mol 1 r G m = r H m 一T r S m =一 9889298(一 9403)10 3 kJ.mol 1 =一 7087 kJ.mol 1 K p = )解析：16.在高温和标准压力下，将水蒸气通过灼热的煤层，按下式生成水煤气： C(石墨)+H 2 O(g)=H 2 (g)+CO(g) 若在 1000 K 及 1200 K 时的 K p 分别为

27、 2472 及 3758，试计算在此温度范围内的摩尔反应焓变 r H m (设反应焓变在该温度区间内为常数)及在 1100 K 时反应的平衡常数 K p 。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：vant Hoff 的定积分公式为 解得 r H m =13576 kJ.mol 1 则 )解析：已知 N 2 O 4 (g)解离反应的标准平衡常数在 298 K 时为 0143，在 338 K 时为 264。试计算：（分数：4.00）(1).N 2 O 4 (g)的标准摩尔解离焓；（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：vant Hoff 的定积分公式为 )解析：(2).在 318 K，100

28、kPa 下，N 2 O 4 (g)的解离度。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：先求出 318 K 时的平衡常数 K p 。 解得 K p (318 K)=0673 设 N 2 O 4 (g)的解离度为 ，解离反应为 )解析：17.乙烯水合反应 C 2 H 4 (g)+H 2 O(l) C 2 H 5 OH(1)的标准摩尔反应自由能 r G m 与温度的关系为 r G m (J.mol 1 )= （分数：2.00）_正确答案：(正确答案：573 K 时 r G m =(一 34 585+264573ln573+4519573)J.mol 1 =8738 kJ.mol 1 K p = )解析：