文档“化学平衡练习题集与答案解析.doc”包含了一系列关于化学平衡的问题,涵盖了是非题和选择题,涉及化学反应平衡的多个核心概念。以下是这些题目所体现的关键知识点:
1. **化学平衡**:化学反应在一定条件下达到的一种动态稳定状态,此时正逆反应速率相等,宏观上表现为各物质的浓度不再随时间改变。
2. **吉布斯自由能(Gibbs Free Energy, G)**:用于判断化学反应自发性的物理量,若ΔrG为负,则反应自发进行;若ΔrG为零,反应处于平衡;若ΔrG为正,反应非自发。
3. **平衡常数(K)**:反应平衡时反应物和生成物浓度的比值,表达式通常为生成物浓度的指数除以反应物浓度的指数的幂次。K值与温度有关,但不直接反映反应速率。
4. **标准平衡常数(Kθ)**:在标准状态下(1 atm压强,298.15K温度),反应物和生成物的活度比值。Kθ的变化意味着平衡位置的改变。
5. **摩尔吉布斯函数变化值(ΔrGm)**:反应达到平衡时,其值为零。ΔrGm=-RTlnK,其中R是气体常数,T是绝对温度,lnK是平衡常数的自然对数。
6. **反应进度(ξ)**:反应中实际发生反应的物质的量,可以是正或负,单位通常是mol。
7. **反应的热力学性质**:
- 温度升高,吸热反应的平衡常数K增大,放热反应的K减小。
- 吸热反应(ΔrH > 0)在升温时平衡向正反应方向移动,放热反应则相反。
- 体积增大的反应(ΔV > 0)在增大压力时平衡向逆反应方向移动,体积减小的反应则相反。
8. **催化剂**:不改变反应的平衡位置(K不变),但能加快达到平衡的速度。
9. **标准摩尔生成吉布斯函数(ΔfG°)**:用于计算化合物的标准生成反应的ΔrG°,可以预测化合物的稳定性。
在是非题和选择题中,涉及到的具体问题如:
- 添加惰性气体对平衡的影响(不影响平衡,对理想气体尤其如此)。
- ΔrG与反应自发性的关系(ΔrG<0时反应自发)。
- 分解压力与温度的关系(吸热反应随温度升高分解压力增大)。
- 平衡常数K的温度依赖性(ΔrH与K随T的关系,通过Arrhenius方程)。
- 反应物浓度、温度和压力对平衡的影响(如增加总压,对反应物转化率的影响)。
通过解答这些问题,学生可以深入理解化学平衡的概念,以及如何应用热力学定律判断反应方向、计算平衡常数和调整平衡状态。同时,这也有助于准备化学考试或解决实际化学问题。