大学无机化学上册《化学反应原理》练习题

1. 在某温度下，合成氨反应 N₂(g)+3H₂(g)⇌2NH₃(g) 的平衡常数 K=0.5。现于体积为 1 L 的密闭容器中充入 2 mol N₂、6 mol H₂ 和 6 mol NH₃。（1）计算此时的浓度商 Q；（2）依据勒夏特列原理判断反应将向哪个方向进行，并说明理由；（3）若仅增大体系总压（温度不变），判断平衡移动方向。

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2. 某反应在 298 K 时速率常数为 k₁。当温度升高到 308 K 时，速率常数增大为原来的 3 倍。（1）根据阿伦尼乌斯公式 k = A·e^(−Ea/RT)（设活化能 Ea 在此温度区间为常数），计算该反应的活化能 Ea（R = 8.314 J·mol⁻¹·K⁻¹，ln3 = 1.099）。（2）若将温度从 308 K 再升高 10 K 至 318 K，判断速率常数增大的倍数与第一次（298→308 K）相比是更大还是更小，并简述理由。

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3. 某密闭刚性容器中发生反应：N₂(g)+3H₂(g)⇌2NH₃(g) ΔH<0，已达平衡。分别单独改变条件后，平衡移动方向为：①升高温度，平衡____移动（填“正向”/“逆向”/“不移动”）；②缩小容器体积使总压增大，平衡____移动；③充入氩气保持容器体积不变，平衡____移动；④加入催化剂，平衡____移动。

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4. 合成氨反应 N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g)，已知在某温度区间内 ΔH ≈ −100 kJ/mol，ΔS ≈ −200 J/(mol·K)。设 ΔH、ΔS 不随温度变化，气体分压均处于标准态。(1) 计算 298 K 时反应的 ΔG；(2) 求该反应正向自发进行的最高温度 T（即 ΔG = 0 对应的温度）。

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5. 在恒容密闭容器中发生反应 N₂(g)+3H₂(g)⇌2NH₃(g)。某温度 T₁ 时，平衡常数 K₁=0.5（浓度单位记法）。此温度下某一时刻，测得 c(N₂)=1.0 mol/L，c(H₂)=3.0 mol/L，c(NH₃)=3.0 mol/L。（1）通过计算浓度商 Q 与 K₁ 的比较，判断此刻反应向哪个方向进行；（2）若升高温度至 T₂，其他条件不变，重新计算得 Q>K(T₂)，判断升温使平衡向哪个方向移动，并由此推断该反应正反应是吸热还是放热反应。

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