所以 lg(4?10)?则 Ea2=135.4 kJ.mol-1

3190000??J?mol?1?Ea22.303?8.314J?K-1?mol?1?791K

7．已知下列反应在1362K时的平衡常数： （1） H2(g) +

12S2(g)

H2S(g) K1θ=0.80 H2S(g) + 2H2O(g) K2θ=1.8×104

S2(g) + 4H2O(g) 在1362K时的平衡常

（2） 3H2(g) + SO2(g)

计算反应（3）4H2(g) + 2SO2(g) 数Kθ。

解：目标方程式（3）可以这样重合得到：(3) = (2)×2-(1)×2

4??(K)1.8?10θ

?? ∴K=108 ?=5.06×2(K)0.8??θ2θ1228．在800K下，某体积为1L的密闭容器中进行如下反应 2SO2(g) + O2(g)

2SO3(g) SO2(g)的起始量为0.4 mol·L-1， O2(g)的起始量为1.0

mol·L-1，当80%的SO2转化为SO3时反应达平衡，求平衡时三种气体的浓度及平衡常数。 解：

2SO2(g) + O2(g) ====== 2SO3(g) 起始浓度/(mol?L-1) 0.4 1 0 平衡浓度/ (mol?L-1) 0.4(1-80%) 1-0.4?280% 0.4×80% =0.08 =0.84 =0.32

所以 c(SO2)?0.08mol?L?1 ， c(O2)?0.84mol?L?1，

c(SO3)?0.32mol?L?1

c2(SO3)0.322.-1

Kc= 219.05 Lmol??c(SO2)c2(O2)0.082?0.84L?mol?1-1

因为压力平衡常数：Kp= Kc(RT)-1=[19.05/（8.314×800）] （kPa）= 0.00286（kPa）-1

所以标准平衡常数 Kθ=Kp(pθ)=Kc(RT)-1(pθ)= 0.00286（kPa）-1 ×100 kPa = 0.286

9．在523K下PCl5按下式分解 PCl5(g) PCl3(g)+C12(g) 将0.7mol

的PCl5置于2L密闭容器中，当有0.5mol PCl5 分解时，体系达到平衡，计算523K时反应的Kθ及PCl5分解率。 解：

PCl5(g) ===== PCl3(g) + Cl2(g) 起始浓度/(mol?L-1) 平衡浓度/ (mol?L-1)

0.72=0.35 0 0

=0.1 0.25 0.25

0.7?0.52 因为pV=nRT 所以p=

n

RT=cRT V

[p(PCl3/pθ)][p(Cl2/pθ)]c(PCl3)c(Cl2)]RT0.25?0.25?8.314?523K???θ??27.18θc(PCl5)0.1?100[p(PCl5/p)]pθ

??0.35?.01?100%= 71.43% 0.35 2CO(g) 在1773K时Kθ＝2.1×103，1273K时

10．反应 C(s) + CO2(g)

Kθ＝1.6×102，计算:

（1）反应的ΔrHmθ，并说明是吸热反应还是放热反应； （2）计算1773K时反应的ΔrGmθ （3）计算反应的ΔrSmθ。 解：

θθK2?rHmT?T1 （1） 由 lnθ?(2)

K1RT2T1?1?138.314J?mol?K?1773K?1273K2.1?10θln?rHm=mol-1 2= 96.62 kJ·(1773?1273)K1.6?10θ （2） ?rHm= -2.303RT lgKθ = -2.303×8.314 J?mol?1?K?1×1773K×lg2100 =

-112.78 kJ·mol-1

θθθ??rHm?T?rSm （3） ?rGm

θθ?rTm??rGm(96620?112760)J?mol-1?rS???118.1J?mol-1?K-1

T1773Kθm11．在763K时反应 H2(g) + I2(g)

2HI(g) Kθ=45.9，H2、I2、HI按下列

起始浓度混合，反应将向何方向进行？ 实验序号 1 2 3

2.002(1)θ

解：K = 45.9 Q1 = 0.060=166.7 > Kθ = 45.9 反应逆向0.400(1)(1)c(H2) / (mol·L-1) 0.060 0.096 0.086 c(I2) /( mol·L-1) 0.400 0.300 0.263 c(HI) / (mol·L-1) 2.00 0.5000 1.02 自发

2(0.5000)Q2 = 0.09610.300=8.68 < Kθ = 45.9， 正向自发

(1)(1)022(1.1)Q3 = 0.0860.263≈45.9 = Kθ = 45.9， 平衡状态

(1)(1)12．Ag2O遇热分解 2Ag2O(s)4Ag(s) + O2(g)， 已知298K时Ag2O的ΔfHmθ

= -30.59kJ·mol-1，ΔfGmθ= -10.82 kJ·mol-1。求: （1）298K时Ag2O(s)-Ag体系的p(O2)；

（2）Ag2O的热分解温度（在分解温度时p(O2)＝100kPa）。 解：由题意可得Ag2O分解的化学反应吉布斯自由能变、焓变分别为

θθθθ?rGm?2(??fGm)=21.64 kJ·mol-1 ；?rHm?2(??fHm)=61.18 kJ·mol-1 θθ（1）?rGm??RTlnK Kθ?p(O2)/pθ 21.64??RTlnp(O2)/pθ

Kθ?p(O2)/pθ?0.00061 p(O2)=0.0161 kPa

（2）因为当恰好分解，处于平衡状态时，p(O2)=100 kPa 所以Kθ=1 ，

θθ?11?K2?rHmlnθ???? T1=298 K 则 K1R?T1T2?

118.314J?mol?1?K?11??ln ， T2 = 470 K T2298K61.18kJ?mol?10.0001611

第四章思考题与习题参考答案

一．选择题

1. 下列说法不正确的是（ ）

A. 氢原子中,电子的能量只取决于主量子数n

B. 多电子原子中,电子的能量不仅与n有关,还与l有关 C. 波函数由四个量子数确定

D. ?是薛定格方程的合理解,称为波函数

解：选C. 波函数是由三个量子数n,l,m确定的，与自旋量子数ms无关。 2．下列波函数符号错误的是（ ）

A. ?1.0.0

B. ?2.1.0 C. ?1.1.0 D. ?3.0.0

解：选C. n,l,m三个量子数的取值必须符合波函数的取值原则，即n＞l ≥∣m∣，所以?1.1.0是错误的，应改为

?1.0.0。

3．2p轨道的磁量子数取值正确的是（ ）

A. 1，2 B. 0，1，2 C. 1，2，3 D. 0，+1，-1 解：选D。 只有D符合磁量子数的取值原则。因为m取值受角量子数l取值的限制，对于给定的l值，m=0，?1，?2，…，?l，共2l+1个值。2p轨道的角量子数l=1，所以磁量子数m=0，?1。

4．基态某原子中能量最高的电子是（ ） A. 3,2,+1,+1/2 B. 3,0,0,+1/2 C. 3,1,0,+1/2 D. 2,1,0,-1/2

解：选A。对于多电子的原子，其能量高低由n,l共同决定，二者数值较大且均符合四个量子数取值原则的就是能量最高的电子。

5．某元素原子激发态的电子结构式为[Ar]3d34s24p2,则该元素在周期表中位于（ ）

A. d区ⅦB族 B. p区ⅣA族 C. s区ⅡA族 D. p区ⅣB族 解：选A。 某元素原子激发态的电子结构式为[Ar]3d34s24p2,由此可知其基态原子的电子结构为[Ar]3d54s2，由分区及族的划分原则可知A是正确的。