第六章化学平衡
第六章化学平衡
一 . 选择题
1.某实际气体反应，用逸度表示的平衡常数K0
m
随下列哪些因素而变： ( )
(A) 体系的总压力 (B) 催化剂 (C) 温度 (D) 惰性气体的量
2.化学反应体系在等温等压下发生△ξ= 1 mol 反应所引起体系吉氏自由能的改变
值△rGm 的数值正好等于体系化学反应吉氏自由能 (?G/?ξ)
T ,
P
,
m
的条件是（）
(A) 体系发生单位反应 (B) 反应达到平衡
(C) 反应物处于标准状态 (D) 无穷大体系中所发生的单位反应
3. 化学反应等温式△rGm = △rG0
m
+ RTlnQa ，当选取不同标准态时，反应的
△rG0
m
将改变，该反应的△rGm和 Qa 将（）
(A) 都随之改变 (B) 都不改变 (C) Q变，△rGm不变 (D) Q不变，△rGm 改变
4.在等温等压下，当反应的△rG0
m
= 5 kJ·mol－1时，该反应能否进行？
(A) 能正向自发进行 (B) 能逆向自发进行 (C) 不能判断 (D) 不能进行
5.若 298K 时反应 N
2O
4
(g) ＝ 2NO
2
(g) 的 K0
m
= 0.1132，则
(1) 当 P (N
2O
4
) = P (NO
2
) = 1 kPa 时，反应将 ___________ ；
(2) 当 P (N
2O
4
) = 10 kPa、P (NO
2
) = 1 kPa 时，反应将 ________ 。
(A) 向生成 NO
2的方向进行； (B) 向生成 N
2
O
4
的方向进行；
(C) 正好达化学平衡状态； (D) 难于判断其进行方向。
6. 在 T、P 时，理想气体反应 C
2H
6
(g) ＝ H
2
(g) 的 K
c
/Kx 为∶（）
(A) RT (B) 1/RT (C) RT/P (D) P/RT
7. 理想气体反应平衡常数 Kx 与 Kc 的关系是∶（）
(A) Kx = Kc(RT) (B) Kx = KcP (C) Kx = Kc(RT/P) (D) Kx = Kc(V/∑
B
B n)
8.已知反应 2NH
3= N
2
+ 3H
2
在等温条件下，标准平衡常数为 0.25，那么，在此
条件下，氨的合成反应 1/2 N
2 + 3/2 H
2
= NH
3
的标准平衡常数为：
(A) 4 (B) 0.5 (C) 2 (D) 0.125
9.根据某一反应的△rG0
m
值，下列何者不能确定：
(A) 标准状态下自发变化的方向 (B) 在△rG0
m
所对应的温度下的平衡位置
(C) 在标准状态下体系所能作的最大非膨胀功 (D) 提高温度反应速率的变化趋势
10. 对一个理想气体化学反应的平衡常数与其标准吉布斯自由能变化 (△rG0
m
) 的关
系有：(1) K0
p = exp(-△rG0
m
/RT) (2) K0
c
= exp(-△rG0
m
/RT)
(3) Kx = exp(-△rG0
m
/RT)其中以（）关系为正确？
(A) (1)、(2) 和 (3) 式均正确 (B) (1) 式正确
(C) (2) 式正确 (D) (3) 式正确
11.下列物理量中，哪一组与压力无关（）
(A) Kc、(?G/?ξ)
T ,P (B) Kr、△rGm (C) Kx、△rHm (D) K
f
、△rG0
m
12. 一定温度下，一定量的 PCl
5
(g)在某种条件下的离解度为α，改变下列条件，何者可使α增大？ ( )
(A) 增加压力使体积缩小一倍 (B) 体积不变，通入 N
2
气使压力增大一倍
(C) 压力不变，通入 N
2气使体积增大一倍 (D) 体积不变，通入 Cl
2
气使压力增大一
倍
13. 对于气相反应，当体系总压力P变化时（）
(A) 对K无影响 (B)对 Kr 无影响 (C) 对 K0
p 无影响 (D) 对 K、Kr、K0
p
均无影响
14. 理想气体反应
N
2O
5
(g) = N
2
O
4
(g) + (1/2)O
2
(g) 的△rH0
m
为 41.84 kJ.mol-1，△C
p
= 0，试问增加 N
2
O
4
平衡产率的条件是（）
(A) 降低温度 (B) 提高温度 (C) 提高压力 (D) 等温等容加入惰性气体
15.在刚性密闭容器中，有下列理想气体的反应达到平衡 A(g) + B(g) ＝ C(g)
若在恒温下加入一定量的惰性气体，则平衡将（） (A) 向右移动 (B) 向左移动 (C) 不移动 (D) 无法确定
二 . 填空题
1.化学平衡的化学势判据是 __________________________________________ ，
其适用条件是___________________________________________________________ 。
2.已知 N
2O
5
的分解反应 N
2
O
4
(g) = 2NO
2
(g)，在 25℃时，
△rG0
m = 4.78 kJ.mol-1。此温度时，在 P(N
2
O
4
) = 3×P?，P(NO
2
)= 2×P?
的条件下，反应向 ___________ 方向进行。
3.在一定温度时，高压气体反应的 K0
p 已不是常数。为求得高压气相反应的 K0
p
，
可先由表册数据求得反应的△rG0
m
，根据公式 __________________________
求出 K0
p
,然后由查表得到的临界数据和反应条件算得对比数据，使用牛顿图得各物质的 _____________________，从而算得 Kr，再根据公式 _______________
最后求得 K0
p
。
4. 在一定温度下，对于给定反应，K
p = K
x
= K
m
= K
C
的条件是 _____ 和 ____ 。
5. 低压气相反应的平衡常数与温度、压力的关系分别是：K
P
只是温度的函数。
K
C 是 ____________ 的函数，K
x
是 ___________ 的函数。
6. 若反应 CO(g) + (1/2) O
2(g) ＝ CO
2
(g) 在 2000K 时的 K0
p
= 6.44，同样温度下，
则反应 2CO(g) + O
2(g) ＝ 2CO
2
(g) 的 K0
p
(1) = __________ ；
2CO
2(g) ＝ 2CO(g) + O
2
(g) 的 K0
p
(2) = __________ 。
7. NH
4HS(s) 放入抽空的瓶内发生分解： NH
4
HS(s) ＝ NH
3
(g) + H
2
S(g)则分解反应达
到平衡时该体系的独立组分数为 ___________ ，相数为 _________ ，自由度数为 ____ ；在 25℃时测得体系达到平衡时的压力为 66.66 kPa，若此温度时 NH
3
的分压为13.33kPa；
要使 NH
3和 H
2
S 的混合气体体系中不形成 NH
4
HS 固体，则应将 H
2
S 的分压控制在 _____
于 _____ kPa。
8. 温度对化学反应平衡常数影响很大，在恒压下，它们的定量关系是 _________ 。当 ______时，升高温度对反应进行有利；当 _______ 时，升高温度对反应进行不利。
9. 有理想气体反应达化学平衡 A(g) + B(g) ＝ 3C(g)，在等温下维持体系总压不变，向体系中加入惰性气体，平衡 _____ 移动；若将气体置于钢筒内加入惰性气体后平衡 __________移动。
三 . 问答题
1. 根据△G0
m (T)= -RTlnK0
p
，气体反应的标准自由能△rG0
m
(T) 是指在温度为 T，压
力为标准压力 (101325Pa) 下，气体反应体系达平衡时，反应进度为 1mol 时的自由能变化。此说法对吗 ? 说明理由。
2.某气体反应 A?B + C 在 298.15K 时的标准平衡常数 K0
p
= 1，该反应为吸热反应，问：
(1) 在 298.15K 时其△rG0
m
是多少？
(2) 在同样的标准状态下，其△
r S0
m
是正还是负？
(3) 选 1 mol.dm-3为标准状态时，K0
c 和△
r
G0
m
为多少？
(4) 在 313.15K 时的 K0
p
是比 1 大，还是小？
(5) 在 313.15K 时的△
r G0
m
(标准状态为 101.325kPa）是正还是负？
3.回答下列问题，对者用 (+) 错者用 (-)
(1) 适当选定温度和压力，正交硫，单斜硫，液态与气态硫可以同时平衡共存。( )
(2) 定温定压下，二元系中 A 组分的化学势增大，B 组分的化学势必减少。( )
(3) CH
3CH
2
OH-C
6
H
5
Cl,C
2
H
5
OH-H
2
O 为完全互溶，C
6
H
5
Cl-H
2
O 为部分互溶。利用水进行液
－液萃取，可从 C
2H
5
OH-C
6
H
5
Cl 中分离出较纯的氯苯。 ( )
(4) 高压反应 CO(g)+H
2O(g) → CO
2
(g)+H
2
(g)，压力变化时，平衡不会移动。( )
(5) 任何温度下，一个振动自由度比一个平动自由度对热容的贡献大。( )
四. 计算题
1. 已知反应 CO(g) + H
2O(g) = CO
2
(g) + H
2
(g) 700℃时的 K0
p
= 0.71，若
(1) 反体系中各组分的分压都是 1.52×105Pa；
(2) 反应体系中 Pco = 1.013× 106Pa P
水
= 5.065×105Pa
P（CO
2）= P(H
2
) = 1.52×105Pa，试判断反应的方向。
2. 闪锌矿 (ZnS) 在 1700K 高温干燥空气流中焙烧时,出口气含 SO
2
的体积分数
Y(SO
2) = 7%，试判断焙烧产物是 ZnO 还是 ZnSO
4
已知 1700K，101.325 kPa 气压下各物质的摩尔生成吉布斯自由能为：
ZnO (s) ZnSO
4(s) SO
2
(g) SO
3
(g)
△
f Ｇ0
m
/kJ.mol -181.167 -394.551 -291.625 -233.886
3. 已知在 298K.101.325 kPa 压力下，反应 CO(g) + H
2O(g) → CO
2
(g)+H
2
(g)
的数据如下：
△
f H0
m
(CO,g) = -110.52 kJ.mol-1△
f
H0
m
(H
2
O,g) = -241.83 kJ.mol-1
△
f H0
m
(CO
2
,g) = -393.51 kJ.mol-1 S0
m
(CO,g) = 197.90 J.K-1.mol-1
S0
m (H
2
O,g) = 188.70 J.K－1.mol－1 S0
m
(CO
2
,g) = 213.60 J.K－1.mol－1
S0
m (H
2
,g) = 130.60 J.K-1.mol-1 C
p
,
m
(CO,g) = 29.10 J.K-1.mol-1
C
p ,
m
(H
2
O,g) = 33.60 J.K -1.mol-1 C
p
,
m
(CO
2
,g) = 37.10 J.K-1.mol-1
C
p ,
m
(H
2
,g) = 28.80 J.K -1.mol-1
将各气体视为理想气体，试计算
(1) 298K 下反应的△
r G0
m
；
(2) 596K、505.625 kPa 下反应的△
r H
m
、△
r
S
m
；
(3) 596K 下反应的△
r G0
m
及 K0
p
。
4. 将 1mol 的 SO
2与 1mol O
2
的混合气，在 1.013×105Pa 及 630℃下通过盛有铂
丝的玻璃管，控制气流速度，使反应达到平衡，把产生的气体急剧冷却，并用 KOH吸收
SO
2及 SO
3
。最后测得余下的氧气在 1.013×105Pa、0℃下体积为 13.780升，试计算反应
SO
2+ (1/2) O
2
＝ SO
3
在 630℃时的△
r
G0
m
及K0
p
。
5.在 721℃，101325 Pa 下，使纯 H
2
慢慢地通过过量的 CoO(s)，则氧化物部分地
被还原为 Co(s)。流出的已达平衡气体中含 H
2
2.5％（体积），在同一温度，若用一氧化碳还原 CoO(s)，平衡后气体中含一氧化碳 1.92％。求等摩尔的一氧化碳和水蒸气的混合物在 721℃下，通过适当催化剂进行反应，其平衡转化率为多少？
6. 800K，101325 Pa 时 C
6H
5
C
2
H
5
(g) ＝ C
6
H
5
C
2
H
3
(g) + H
2
(g) K0
p
= 0.05，计算：
(1) 平衡时乙苯的离解度α；
(2) 若在原料中添加水蒸气，使乙苯和水气之比为 1:9 (摩尔比)，总压仍为101325Pa，求乙苯的离解度α。
7. 目前工业制苯乙烯主要采用乙苯脱氢法，其化学反应如下：
C
6H
5
-C
2
H
3
(g)? C
6
H
5
-CH=CH
2
(g)+H
2
(g)
由于所用催化剂 Ag 沸石，在 700℃以上烧结现象严重，故反应温度一般不超过 700℃，若在 650℃，过热蒸气（惰性气体）与乙苯的摩尔比为 9:1，试求在 101325Pa 下乙苯
脱氢的理论转化率。已知△
r G0
m
(700K) = 33.26 kJ.mol-1，在 427－827℃间，该反应
热效应的平均值△
r H0
m
= 124.43 kJ.mol-1。
8. 在 630K 时，下列反应： 2HgO(s) ＝ 2Hg(g) + O
2(g)的△
r
G0
m
= 44.3 kJ.mol-1。
(1) 求上述反应的标准平衡常数 K0
p
； (2) 求 630K 时 HgO(s) 的分解压力；
(3) 若将 HgO(s)投入到 630K、1.013×105Pa 的纯 O
2
气的定体积容器中，在 630K 时使其达平衡，求与 HgO(s) 呈平衡的气相中 Hg(g) 的分压力。
9. N
2O
4
离解的平衡常数如在 25℃时 K
P
=14283 Pa，65℃时 K
P
= 2.64×105Pa,试计
算 1 摩尔 N
2O
4
的离解热及 45℃ 1.013×105Pa N
2
O
4
的离解度为若干？
10.乙烯水合反应： C
2H
4
+ H
2
O ＝ C
2
H
5
OH 的标准生成自由能△
r
G0
m
与温度的关系式
为：△
r G0
m
= [(-34585 + (26.4T/K) ln(T/K) + 45.19T/K)]J.mol-1
(1) 推导温度 T 时的标准反应热表达式； (2) 求 573K 时的平衡常数 K?；
(3) 求 573K 时该反应的标准熵变。
11. 在 1.013×105
Pa ，60℃ 时 N 2O 4有 50% 解离，100℃时有 79% 解离，试计算： (a) 反应 N 2O 4 = 2NO 2 的平衡常数和解离热 (b) 60℃时反应的 K p 、K c 、K x 各为多少？
12. 研究反应 CO 2(g) + C(s) ＝ 2CO(g) 得如下结果： T / K 总压 / 101325Pa 平衡气中 CO 2 摩尔分数 1073 2.57 26.45 1173 2.30 6.92
已知反应 2CO 2(g) ＝ 2CO(g) + O 2(g) 在 1173K 的 K 0
p 为 1.25×10-16
，在 1173K 碳的燃烧焓为 -390.66 kJ.mol -1。计算反应 2CO 2(g) ＝ 2CO(g) + O 2(g)在 1173K 的 △
r
H 0m 及 △r S 0m
。
第四章 化 学 平 衡
习题参考答案
一 . 选择题：
1. [答] (C)
2. [答] (D)
3. [答] (C)
4. [答] (C)
5. [答] (1) (B) 向生成 N 2O 4的方向进行 (2) (A) 向生成 NO 2的方向进行
6. [答] (D) Kp = Kc(RT)ΣνB = K x P ΣνB
7. [答] (D)
8. [答] (C) K 0p (2) =[K 0
p (1)]-1/2 = (0.25)-1/2 = 2
9. [答] (D) △r G 0
m < 0 (A) 正确 △r G 0
m = RT lnK ? (B) 正确 W F ≤ -△r G 0
m < 0 (C) 正确
10.[答](B) 11.[答](D) 12.[答](C) 13.[答](A) 14.[答](B) 15.[答] (C)
二 . 填空题：
1. [答]B B
B μν∑= 0
只作体积功的封闭体系，恒温、恒压条件下或恒温、恒容条件下的化学平衡体系 2. [答] ∵ K 0
p = exp(-△r G 0
m /RT) = 0.1454
Q
P = [P(NO
2
)/P?]2/[P(N
2
O
4
/P?] = 0.1333 ∴ Q
p
> K0
p
反应向左进行
3. [答] (1) △
r G0
m
= -RT lnK0
f
(2) 逸度系数ν (3) K0
p
= K0
f
/Kν
4. [答] 理想气体；∑
B
B
ν= 0 5. [答] T;T,P
6. [答] K0
p (1) = 41.47 K0
p
(2) = 0.024
7. [答] (1) 1 (2) 2 (3) 1 (4) 小 (5) 83.33 kPa
8. [答] (?lnK0
p /?T)
P
= △rH0
m
/RT2△
r
H0
m
> 0 △
r
H0
m
< 0
9. [答] 向右不
三. 问答题：
1. [答] 不对.
△
r G0
m
(T) 是指在温度为 T ,处于标准态单独存在的化学计量系数比的反应物
完全反应,生成温度为 T,处于标准态,单独存在的化学计量系数比的产物,这一过程的自由能变化,不是化学反应平衡的自由能变化。
2. [答] (1) △
r G0
m
= -RT lnK0
p
= 0
(2) △
r S0
m
= (△
r
H0
m
- △
r
G0
m
)/T ∵△
r
H0
m
> 0 △
r
G0
m
= 0 ∴△
r
S0
m
为正
(3) K0
c = K0
p
(RTC?/P?)ΣνB
= (8.314J.K-1.mol-1)×(298.15K)×(1000mol.m-3)/101325Pa = 0.0409
△
r G0
m
= -RT lnK0
c
= 7.92 kJ.mol-1
(4) ∵(?lnK0
p /?T)
p
= △
r
H0
m
/RT2
∵△
r H0
m
> 0 ∴K0
p
(313.15K) > 1
(5) △
r G0
m
(313.15K) = -RT lnK0
p
(313.15K) < 0
3. [答] (1) (-) (2) (+) (3) (+) (4) (-) (5) (-)
四. 计算题：
1. [答] (1) (△
r G
m
)
T,p
= -RT lnK0
p
+ RT lnQ
p
Q
p = [(P(CO
2
)/P?)(P(H
2
)/P?)]/[(P(CO)/P?)(P(H
2
O)/P?)] =1>0.71 = K0
p
反应从右向左进行 (2) Q p = 045 < 0.71 = K 0
p 反应可正向进行
2. [答] 有关的化学反应如下： (1) ZnS(s) + 2O 2(g) ＝ ZnSO 4(s)
(2) ZnS(s) + (3/2) O 2(g) ＝ ZnO(s) + SO 2(g) (3) SO 2(s) + (1/2) O 2(g) ＝ SO 3(s) 由反应 (1) - (2) - (3) = (4)
(4) ZnO(s) + SO 3(g) ＝ ZnSO 4(s) 反应(4)的△r G 0
m
,4
= △f G 0m [ZnSO 4(s)]-△f G 0m [ZnS(s)]-△f G 0m
[SO 3(g)] = [394.55 - (-181.167) - (-233.886)]kJ.mol -1 = 20.51 kJ.mol -1 > 0
说明在 1700K ，P(SO 3) = P ? = 101.325 kPa 时 ZnSO 4(s) 不能稳定存在，而 ZnO(s) 能稳定存在。
3. [答] (1) △r G 0m = △r H 0m - T △r S 0
m = -28.525 kJ.mol -1
(2) 对理想气体，596K 、505.625kPa 下的 △r H m 与 596K 、101.325kPa 下的 △r H m 相同。
△r H m (596K) = △r H 0m (596K) = △r H 0m (298K) + ∫21T
T △C p dT = -28.525kJ.mol -1
+∫21T
T (0.0032 kJ.K -1.mol -1
)dT = -27.571 kJ.mol -1 ∵△r S m (596K) = △r S 0
m +∫21T
T (△Cp/T)dT = -40.18 J.K -1.mol -1 ( T 1= 298K, T 2= 596 K )
又 ∵ (?△S/?P)T = -(?△V/?T)P （且 △V = 0）
∴ △r S m (596K) = △r S 0
m (596K) + ∫21P
P -( △V/T)P dP = -40.18 J.K -1.mol -1
( P 1 = P ?, P 2 = 5×P ?)
(3) △r G 0
m (596K) = △r H 0
m (596K) - T △r S 0
m (596K) = -3.624 kJ.mol -1 K 0
p = exp[-△r G 0
m (596K)/RT] = 2.08
4. [答] SO 2(g) + (1/2) O 2(g) ＝ SO 3(g) 平衡时： 1mol-X 1mol-(X/2) X n(O 2) = 1mol - (X/2) = PV/RT = 0.6147 mol
解得： X = 0.7706 mol
n(SO
2) = 0.2294 mol n
总
= 1.6147 mol
K0
P
= Kp (P?)1/2 =∑
B
B
n(P/n总)(P?)1/2 = 5.445
△
r G0
m
= -RT lnK0
P
= -12.73 kJ.mol-1
5. [答] (1) H
2(g) + CoO(s) ＝ H
2
O(g) + Co(s)
K0
P1= [P(H
2
O)/P?]/[P(H
2
)/P?] = 97.5/2.50 = 39.0
(2) CO(g) + CoO(s) ＝ CO
2
(g) + Co(s)
K0
P2= [P(CO
2
)/P?]/[P(CO)P?] = 98.08/1.92 = 51.0
(2) - (1) CO(g) + H
2O(g) ＝ CO
2
(g) + H
2
(g)
K0
P = K0
P2
/K0
P1
= 1.31
设α为转化率 K0
P
= α2/(1-α)2= 1.31 解α = 53.4 %
6. [答] (1) C
6H
5
C
2
H
5
(g) ＝ C
6
H
5
C
2
H
3
(g) + H
2
(g)
平衡时： 1mol(1-α) 1molα 1molα
∑B
B
n= 1mol(1+α)
K0
P
= α2P/(1-α2)P? 0.05 α= 0.218
(2) ∑
B
B
n= (10+α') 1mol
K0
P
= α'2P/(1- α')(10+α') = 0.05 α'= 0.508
7. [答] 乙苯 (g) ?苯乙烯 (g) + H
2
(g)
平衡时： 1mol-n n n
∑B
B
n= 10mol + n
-RT lnK0
P
(700K) = 3.326×104J.mol-1
lnK0
P
(700K) = -5.715
根据等压方程求得：K0
P
(923K) = 0.5775
K0
P
(923K) = n2P/{(1mol-n)(10mol+n)P?}= 0.5775 n = 0.8775mol 转化率 = 87.75 %
8. (1) K0
P = exp(-△
r
G0
m
/RT) = 2.12×10-4
(2) 2HgO(s) ＝ 2Hg(g) + O
2
(g)
设平衡分压为： 2P P
∵ K0
P
= 4P3/(P?)3∴ P = 3800 Pa
故 P
总
= 3P = 1.1 kPa
(3) ∵ K0
P
= 2.12×10-4 = (2P)2(P + 101325 Pa)/(P?)3
∴ P = 739.7 Pa 故 P(Hg) = 2P = 1.5 kPa
9. [答] (1) ∵ ln(K0
P2/K0
P1
) = (△
r
H0
m
/R)×(1/T
1
- 1/T
2
)
∴△
r H0
m
= 61086 J.mol-1
(2) 45℃的平衡常数 K0
P
ln(K0
P1/K0
P2
) = (△
r
H0
m
/R)(1/298K - 1/318K)
K0
P
= 0.665
N
2O
4
(g) ＝ 2NO
2
(g)
(1-α) 2α
K0
P
= [4α2/(1-α)]P = 0.665×101325 Pa
P = 101300 Pa 代入求得α= 0.333 = 33.3% 10. [答] (1) 已知
△
f G0
m
= [-34585J.mol-1+ (26.4TJ.K-1.mol-1)ln(T/K) + 45.19T/K]J.mol-1
△
f
G0
m
/T = -34585J.mol-1/T +(26.4J.K-1.mol-1)ln(T/K)+ 45.19J.K-1.mol-1
[?(△
f G0
m
/T)/? T]
p
= -△
r
H0
m
/T2
∴△
r H0
m
= -T2[?(△
f
G0
m
/T)/?T]
p
= -T2[(34585J.mol-1) /T2
+ (26.4 J.K-1.mol-1)/T]
= -34585 J.mol-1 - 26.4T J.K-1.mol-1
(2) ∵△
f G0
m
= -RTlnK0
P
∴ K0
P
= 1.08×10-8
(3) △
r S0
m
= (△
r
H0
m
- △
r
G0
m
)/T = 293.3 J.K -1.mol-1
11. [答]
(1) N
2O
4
＝ 2NO
2
(1-α) 2α Kp= {4α2 /(1-α2)}×P
60℃α= 50% 时， Kp = 1.35×10 5 Pa 100℃α= 79% 时， Kp = 6.727×10 5Pa
△
r H
m
看成常数 ln(K
2
/K
1
) = (△
r
H
m
/R)(1/T
1
- 1/T
2
)
△
r H
m
= 41460 J.mol-1
(2) Kp = 1.35×10 5 Pa-1 = 1
Kc = Kp
∑
-
B
B
RT
ν
)
( = 0.04876 mol.dm-3
Kx = Kp×
∑
B
B
P
ν
= 1.333
12. [答] 对反应 (1) CO
2
(g) + C(s) + ＝ 2CO(g)
在 1073K X(CO
2) = 0.2645 X(CO) = 0.7355 K0
P
(1073K) = 5.256
在 1173K X(CO
2) = 0.0692 X(CO) = 0.931 K0
P
(1173K) = 28.81
△
r H0
m,1
= [RT
1
T
2
/(T
2
-T
1
)]ln[K0
P
(1173K)/K0
P
(1073K)]
= 178.03 kJ.mol-1
△
r H0
m,1
= 2△
f
H0
m
(CO) - △
f
H0
m
(CO
2
)
△
f H0
m
(co) =(1/2)(△
f
H0
m,1
+△
f
H0
m
(CO
2
) = -106.3 kJ.mol-1
对反应 (2) 2CO
2(g) ? 2CO(g) + O
2
(g)
在 1173K △
r G0
m,2
= -RTlnK0
P,2
= 357.15 kJ.mol-1
△
r H0
m,2
= 2△
f
H0
m
(CO) - 2△
f
H0
m
(CO
2
) = 568.72 kJ.mol-1
△
r S0
m,2
= (△
r
H0
m,2
- △
r
G0
m,2
)/T = 180.4 J.K -1.mol-1
无机化学练习题(含答案)第六章化学平衡常数
第六章化学平衡常数 6-1 : 写出下列各反应的标准平衡常数表达式 (1)2SO2(g) + O 2(g) = 2SO 3(g) (2)NH4HCO3(s) = NH 3(g) + CO 2(g) + H 2O(g) (3)CaCO3(s) = CO 2(g) + CaO(s) (4)Ag 2O = 2Ag(s) + 1/2 O 2(g) (5)CO2(g) = CO 2(aq) (6)Cl 2(g) + H 2O(l) = H +(aq) + Cl -(aq) + HClO(aq) (7)HCN(aq) = H +(aq) + CN - (aq) (8)Ag 2CrO4(s) = 2Ag +(aq) + CrO 42- (aq) (9)BaSO4(s) + CO 32-(aq) = BaCO 3(s) + SO 42-(aq) 2+ + 3+ (10)Fe 2+(aq) + 1/2 O 2(g) + 2H +(aq) = Fe 3+(aq) + H 2O(l) 6-2: 已知反应 ICl(g) = 1/2 I 2(g) + 1/2 Cl 2(g) 在 25℃ 时的平衡常数为 K θ = 2.2 × 10-3，试计算下列反应的平衡常数： (1)ICl(g) = I 2(g) + Cl 2(g) (2)1/2 I 2(g) + 1/2 Cl 2(g) = ICl(g) 6-3: 下列反应的 Kp 和 Kc 之间存在什么关系？ (1)4H 2(g) + Fe 3O4(s) = 3Fe(s) + 4H 2O(g)
(2)N 2(g) + 3H 2(g) = 2NH 3(g)
化学平衡常数及其计算训练题
化学平衡常数及其计算训练题 1．O 3是一种很好的消毒剂，具有高效、洁净、方便、经济等优点。O 3可溶于水，在水中易分解，产生的[O]为游离氧原子，有很强的杀菌消毒能力。常温常压下发生的反应如下： 反应① O 3 2 ＋[O] ΔH >0 平衡常数为K 1； 反应② [O]＋O 32 ΔH <0 平衡常数为K 2； 总反应：2O 3 2 ΔH <0 平衡常数为K 。 下列叙述正确的是( ) A ．降低温度，总反应K 减小 B ．K ＝K 1＋K 2 C ．适当升温，可提高消毒效率 D ．压强增大，K 2减小 解析：选C 降温，总反应平衡向右移动，K 增大，A 项错误；K 1＝ c 2 c c 3 、 K 2＝ c 2 2 c c 3 、K ＝c 3 2c 2 3 ＝K 1·K 2，B 项错误；升高温度，反应①平衡向右移动， 反应②平衡向左移动，c ([O])增大，可提高消毒效率，C 项正确；对于给定的反应，平衡常数只与温度有关，D 项错误。 2．将一定量氨基甲酸铵(NH 2COONH 4)加入密闭容器中，发生反应NH 2COONH 4 3 (g)＋CO 2(g)。该反应的平衡常数的负对 数(－lg K )值随温度(T )的变化曲线如图所示，下列说法中不正确的是( ) A ．该反应的ΔH >0 B ．NH 3的体积分数不变时，该反应一定达到平衡状态 C ．A 点对应状态的平衡常数K (A)的值为10－2.294 D ．30 ℃时，B 点对应状态的v 正 第六章化学平衡练 习题 第六章 化学平衡练习题解答 练习6.1 反应的r m G ?是(),/T p G ξ??，它可表示为G －ξ图中的 线。化学亲和势是 。 练习6.2 T 、p 及组成恒定时反应n 的摩尔反应吉布斯函数变r m G ?与化学势的关系是 。 练习6.3 已知气相反应A(g)+B(g)D(g)??→←??在温度T 时的标准摩尔反应吉布斯函数变r m G ?(T )，用r m G ?(T )判断反应自动进行的方向和限度的条件是 。 练习6.4 如用化学亲和势判断反应的方向和程度的判式是 。 练习6.5 混合吉布斯自由能的定义是 ，化学反应通常不能进行到底的本质原因是 。 练习6.6 假设让反应能够进行到底，则使其反应在 中进行，使反应物和产物 。 讨论6-1 化学平衡的热力学条件是什么？它遵循什么原则？化学反应为何不能进行到底？怎样才能进行到底？ 练习6.7 p K 与p Q 与分压力的关系不同的地方在于 。 练习6.8 在298 K 时反应N 2O 4(g)=2NO 2(g)的p K = 0.1132，当242(N O )(NO )1kPa p p ==时反应将向 移动。当 24(N O )10kPa,p =p (NO 2)=1 kPa 时，反应将向 移动。 练习6.9 若用下列两个化学计量方程来表示合成氨的反应， （1） 2233H (g)+N (g) 2NH (g) r m,1G ? ，,1p K （2）22331H (g)+N (g) NH (g)2 2 r m,2G ? ，,2p K 。,1p K = ；r m,1G ? = 。 练习6.10 标准平衡常数与经验平衡常数的区别是 。 练习6.11 298.15 K 时，平衡C 6H 6（l ） C 6H 6（g ）的平衡常数 ，298.15 K 时苯的蒸汽压 。（已知苯的正 常沸点为80.15 ℃，它在10℃时的蒸汽压为5.96 kPa 。） 讨论6-2 Van t Hoff 等温方程有两种形式，哪种形式更严格？二者之间的差异如何？ 练习6.12 在温度T ，压力p 时，理想气体反应()()()26224C H g H g +C H g 的平衡常数c x K K 比值为 。 练习6.13 对于理想气体间反应，以各种形式表示的平衡常数中，其值与温度和压力皆有关系的是 。 练习6.14 已知化学反应为A B B A+ B νν0，试证明该反应的()() B A eq eq B A B A b K T x b νν≠??= ? ? ?∏。 练习6.15 合成氨反应为3H 2（g ）＋N 2（g ）2NH 3（g ），所用反应物氢气和氮气的摩尔比为3:1，在673 K 、 1000 kPa 压力下达成平衡，平衡产物中氨的摩尔分数为0.0385。试求：该反应在该条件下的标准平衡常数。 练习6.16 K 与p K 、f K 、a K 的区别是 。 讨论6-3 标准平衡常数是如何定义的？它与平衡时的压力和浓度关系是不是标准平衡常数的定义式？它们的等式关 系是否绝对成立？如果不成立，其差异何在？ 练习6.17 K 与平衡的压力的关系式中只出现气相的物质压力原因是 。 练习6.18 分解压是 ，解离压是 ，分解压和解离压的区别和联系是 。 练习6.19 设某分解反应为()()()A s B g +2C g →，若某平衡常数和解离压力分别为K ，p ，写出平衡常数与解离压力 的关系式 。 练习6.20 373 K 时，()()()()323222NaHCO s Na CO s CO g H O g =++反应的0.231p K =。（1）在 2310m - 的抽空容器中， 放入0.1 mol ()23Na CO s ，并通入0.2 mol ()2H O g ，问最少需通入物质的量为多少的()2CO g ，才能使 ()23Na CO s 全部转化成()3NaHCO s ？（2）在373 K ，总压为101 325 Pa 时，要在()2CO g 及()2H O g 的混合 气体中干燥潮湿的()3NaHCO s ，问混合气体中()2H O g 的分压应为多少才不致使()3NaHCO s 分解？ 讨论6-4 对于纯固相的反应有没有平衡问题？它们与纯物质之间有没有平衡常数的浓度表达式？ 练习6.21 试估计能否像炼铁那样，直接用碳来还原TiO 2(s),TiO 2(s)+C(s) ＝Ti(s)+CO 2( g) 化学平衡常数和化学平衡计算 1．在密闭容器中将CO和水蒸气的混合物加热到800℃时，有下列平衡：CO＋H22＋H2，且K＝1。若用2molCO和10mol H2O相互混合并加热到800℃，则CO的转化率为 ( ) A．16.7% B．50% C．66.7% D．83.3% 2．在容积为1L的密闭容器里，装有4molNO2，在一定温度时进行下面的反应： 2NO22O4(g)，该温度下反应的平衡常数K＝0.25，则平衡时该容器中NO2的物质的量为A．0mol B．1mol C．2mol D．3mol 3．某温度下H2(g)＋I2的平衡常数为50。开始时，c(H2)＝1mol·Ｌ－1，达平衡时，c(HI)＝1mol·Ｌ－1，则开始时I2(g)的物质的量浓度为 ( ) A．0.04mol·Ｌ－1 B．0.5mol·Ｌ－1 C．0.54mol·Ｌ－1D．1mol·Ｌ－1 4．在一个容积为 6 L的密闭容器中，放入 3 L X(g)和2 L Y(g)，在一定条件下发生反应： 4X(g)＋n＋6R(g)反应达到平衡后，容器内温度不变，混合气体的压强比原来增 加了5%，X的浓度减小1/3，则该反应中的n值为( ) A．3 B．4 C．5 D．6 5．在一定条件下，可逆反应X(g)十达到平衡时，X的转化率与Y的转化率之比为1∶2，则起始充入容器中的X与Y的物质的量之比为( ) A．1∶1 B．1∶３ C．2∶3 D．3∶２ 6．将等物质的量的CO和H2O(g)混合，在一定条件下发生反应：CO(g)＋H22(g)＋H2(g)，反应至4min时，得知CO的转化率为31.23%，则这时混合气体对氢气的相对密度为A．11.5 B．23 C．25 D．28 7．在一固定容积的密闭容器中，加入 4 L X(g)和6 L Y(g)，发生如下反应：X(g)＋n ＋W(g)，反应达到平衡时，测知X和Y的转化率分别为25%和50%，则化学方程式中的n值为A．4 B．3 C．2 D．1 8．将固体NH4I置于密闭容器中，在某温度下发生下列反应：NH43(g)＋HI(g)， 2(g)＋I2(g)。当反应达到平衡时，c(H2)＝0.5mol·Ｌ－1，c(HI)＝4mol·Ｌ－1，则 NH3的浓度为( ) A．3.5mol·Ｌ－1 B．4mol·Ｌ－1 C．4.5mol·Ｌ－1D．5mol·Ｌ－1 9．体积可变的密闭容器，盛有适量的A和B的混合气体，在一定条件下发生反应A(g)＋。若维持温度和压强不变，当达到平衡时，容器的体积为V L，其中C气体的体积占10%。下列判断中正确的是 ( ) A．原混合气体的体积为 1.2V L B．原混合气体的体积为 1.1V L C．反应达到平衡时气体A消耗掉0.05V L D．反应达到平衡时气体B消耗掉0.05V L 10．在n L密闭容器中，使1molX和2molY在一定条件下反应：a X(g)＋b c Z(g)。达到平衡时，Y的转化率为20%，混合气体压强比原来下降20%，Z的浓度为Y的浓度的0.25倍，则a，c的值依次为( ) A．1,2 B．3,2 C．2,1 D．2,3 11．在一定条件下，1mol N2和3mol H2混合后反应，达到平衡时测得混合气体的密度是 同温同压下氢气的5倍，则氮气的转化率为( ) A．20% B．30% C．40% D．50% 12．已知CO(g)＋H22(g)＋H2(g)的正反应为放热反应，850℃时K＝1。 (1)若温度升高到900°C，达平衡时K________1(填“大于”、“小于”或“等于”)。 (2)850℃时，固定容积的密闭容器中，放入混合物，起始浓度为c(CO)＝0.01mol·Ｌ－1，c(H2O)＝0.03mol·Ｌ－1，c(CO2)＝0.01mol·Ｌ－1，c(H2)＝0.05mol·Ｌ－1。则反应开始时，H2O消耗速率比生成速率________(填“大”、“小”或“不能确定”)。 考纲要求 1.了解化学平衡常数(K)的含义。 2.能利用化学平衡常数进行相关计算。 考点一化学平衡常数 1．概念 在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，用符号K表示。 2．表达式 对于反应m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)， K＝c p?C?·c q?D? c m?A?·c n?B? (固体和纯液体的浓度视为常数，通常不计入平衡常数表达式中)。 3．意义及影响因素 (1)K值越大，反应物的转化率越大，正反应进行的程度越大。 (2)K只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。 (3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。 4．应用 (1)判断可逆反应进行的程度。 (2)利用化学平衡常数，判断反应是否达到平衡或向何方向进行。 对于化学反应a A(g)＋b B(g)c C(g)＋d D(g)的任意状态，浓度商：Q c＝c c?C?·c d?D? c a?A?·c b?B? 。 Q＜K，反应向正反应方向进行； Q＝K，反应处于平衡状态； Q＞K，反应向逆反应方向进行。 (3)利用K可判断反应的热效应：若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应；若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应。 深度思考 1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×” (1)平衡常数表达式中，可以是物质的任一浓度() (2)催化剂能改变化学反应速率，也能改变平衡常数() (3)平衡常数发生变化，化学平衡不一定发生移动() (4)化学平衡发生移动，平衡常数不一定发生变化() (5)平衡常数和转化率都能体现可逆反应进行的程度() (6)化学平衡常数只受温度的影响，温度升高，化学平衡常数的变化取决于该反应的反应热() 2．书写下列化学平衡的平衡常数表达式。 (1)Cl2＋H2O HCl＋HClO (2)C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) (3)CH3COOH＋C2H5OH CH3COOC2H5＋H2O (4)CO2－3＋H2O HCO－3＋OH－ (5)CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g) 3．一定温度下，分析下列三个反应的平衡常数的关系 ①N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)K1 ②1 2N2(g)＋ 3 2H2(g)NH3(g)K2 ③2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)K3 (1)K1和K2，K1＝K22。 (2)K1和K3，K1＝1 K3。 题组一平衡常数的含义 1．研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应： 2NO2(g)＋NaCl(s)NaNO3(s)＋ClNO(g)K1 2NO(g)＋Cl2(g)2ClNO(g)K2 则4NO2(g)＋2NaCl(s)2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)的平衡常数K＝(用K1、K2表示)。 2．在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，其化学平衡常数K和温度t的关系如表所示： t/℃700 800 830 1 000 1 200 K0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 第六章 化学平衡常数 1 已知某反应的 3H ?> 0，则该反应的平衡常数 H ?值…………………………… （ ） (A) K > 0 (B) K < 0 (C) K > 1 (D) K < 1 2 500 K 时，反应SO 2(g) + 2 1 O 2(g)SO 3(g) 的K p = 50，在同温下，反应 2SO 3(g)2SO 2(g) + O 2(g) 的K p 必等于……………………………………………（ ） (A) 100 (B) 2 ? 10-2 (C) 2500 (D) 4 ? 10-4 3 某温度时，化学反应A + 2 1B A 2B 的平衡常数K = 1 ? 104，那么在相同温度下， 反应 A 2B 2A +B 的平衡常数为………………………………………………… （ ） (A) 1 ? 104 (B) 1 ? 100 (C) 1 ? 10-4 (D) 1 ? 10-8 4 在一定条件下，一个反应达到平衡的标志是…………………………………………（ ） (A) 各反应物和生成物的浓度相等 (B) 各物质浓度不随时间改变而改变 (C) m r G ?= 0 (D) 正逆反应速率常数相等 5 反应 Ag 2CO 3(s)Ag 2O(s) + CO 2(g)，在110℃时的K p = 5.1 ? 10-4，今在110℃的 烘箱内干燥Ag 2CO 3，为防止其分解，必须使烘箱内空气中CO 2的摩尔分数大于………（ ） (A) 5.1 ? 10-4 ％ (B) 5.1 ? 10-2 ％ (C) 1/5.1 ? 10-4 ％ (D)1.5? 10-2 ％ 6 在523 K 时，PCl 5(g) PCl 3(g) + Cl 2(g)， p K = 1.85，则反应的 m r G ?(kJ ·mol -1) 为…………………………………………………………………………………………… （ ） (A) 2.67 (B) -2.67 (C) 26.38 (D) -2670 7 已知在20℃，H 2O(l)H 2O(g)， m r G ?= 9.2kJ ·mol -1，H 2O(l)的饱和蒸气压为2.33 kPa ，则………………………………………………………………………………………（ ） (A) m r G ?> 0，H 2O(g)将全部变为液态 (B) 20℃，H 2O(l)和H 2O(g)不能达到平衡 (C) 20℃时，O H 2p = 2.33 kPa ，体系的Δr G m = 0 (D) 水蒸气压为100 kPa 时，平衡向形成H 2O(g)的方向移动 (a)已知初始浓度和平衡浓度求平衡常数和平衡转化率 例1：对于反应2SO 2(g)+ O2(g) 2SO3(g) ,若在一定温度下，将0.1mol的SO2(g)和0.06mol O2(g)注入一体积为2L的密闭容器中，当达到平衡状态时，测得容器中有0.088mol的SO3(g)试求在该温度下（1）此反应的平衡常数。 （2）求SO2(g)和O2(g)的平衡转化率。 (b)已知平衡转化率和初始浓度求平衡常数 例2:反应SO 2(g)+ NO2(g) SO3(g)+NO(g) ,若在一定温度下，将物质的量浓度均为2mol/L的SO2(g)和NO2(g)注入一密闭容器中，当达到平衡状态时，测得容器中SO2(g)的转化率为60%，试求：在该温度下。 （1）此反应的浓度平衡常数。 （2）若SO2(g) 的初始浓度均增大到3mol/L,则SO2转化率变为多少？ （c）知平衡常数和初始浓度求平衡浓度及转化率 练习1、在密闭容器中，将NO2加热到某温度时，可进行如下反应：2NO 2 2NO+O2，在平衡时各物质的浓度分别是： [NO2]=0.06mol/L,[NO]=0.24mol/L, [O2]=0.12mol/L.试求： （1）该温度下反应的平衡常数。 （2）开始时NO2的浓度。 （3）NO2的转化率。 练习2:在2L的容器中充入1mol CO和1mol H2O(g),发生反应：CO(g)+H 2O(g) CO2(g)+H2(g) 800℃时反应达平衡,若k=1.求：（1）CO的平衡浓度和转化率。 （2）若温度不变，上容器中充入的是1mol CO和2mol H2O(g)，CO 和H2O(g),的平衡浓度和转化率是多少。 （3）若温度不变，上容器中充入的是1mol CO和4mol H2O(g)，CO 和H2O(g),的平衡浓度和转化率是多少。 （4）若温度不变，要使CO的转化率达到90%，在题干的条件下还要充入H2O(g) 物质的量为多少。 练习1、 已知一氧化碳与水蒸气的反应为 CO + H 2O(g) CO2 + H2 在427℃时的平衡常数是9.4。如果反应开始时，一氧化碳和水蒸气的浓度都是0.01mol/L，计算一氧化碳在此反应条件下的转化率。 练习2、 合成氨反应N 2+3H22NH3在某温度下达平衡时，各物质的浓度是：[N2]=3mol·L-1，[H2]=9 mol·L-1，[NH3]=4 mol·L-1。求该温度时的平衡常 第六章 化学平衡 一、选择题 1、在恒温恒压下，某一化学反应达到平衡时，一定成立的关系式是( ) (A)Δr G m >0 (B)Δr G m <0 (C)Δr G m =0 (D)Δr G m ?>0 2、当产物的化学势之和小于反应物的化学势之和时一定是( ) (A)Δr G m (ξ)<0 (B)Δr G m (ξ)>0 (C)Δr G m ?=0 (D)Δr G m (ξ)=(?G/?ξ)T ，p 3、对于理想混合物反应体系，标准反应自由能与平衡常数之间的关系，不正确的是：（ ） (A) K RT G ln m r -=? (B) x K RT G ln m r -=? (C) a K RT G ln m r -=? (D) c K RT G ln m r -=? 4、在恒温恒压下,化学反应 a A + b B = l L + m M 的ΔrGm 所代表的意义在下列说法中哪种是错误的? （ ） (A)Δr G m 表示有限物系中反应进行时产物与反应物间的吉氏自由能之差(即终态与始态的自由能之差) (B)Δr G m 表示有限的反应物系处于该反应进度a 时的反应倾向 (C)Δr G m 表示若维持各反应物化学势不变时发生一个单位反应时的吉布斯自由能变化 (D)Δr Gm 代表变化率(?G/?a)T,p ,即表示在 G-a 图上反应进度为a 时的曲率线斜率 5、已知1000K 时，(1)CO(g)+1/2 O 2(g)=CO 2(g) K ?⑴=1.659×1010 (2)C(s)+CO 2(g)=2CO(g) K ?⑵=1.719 则反应C(s)+1/2 O 2(g)=CO(g)的K ?⑶为（ ） (A)9.651×1010 (B) 1.036×1010 (C)4.731×1010 (D)2.852×1010 6、在298K 时N 2O 4(g)=2NO 2(g)的K ? =0.142，当p(N 2O 4)=101.325kPa ，p(NO 2)=10.133kPa 时， 判断反应的方向为( ) (A)Q a 一、选择题 1.( ) A B C D 【B】 2. ( ) A △r G m表示有限体系中反应终态和始态的自由能变化 B C △r G m表示维持各组分的化学势不变时，发生一个单位化学反应的自由能 变化 D 根据△r G m的大小可以判断反应进行的方向 【A】 3. ( ) A B C D 【B】 4. 恒温下某氧化物分解反应：AO2(s)=A(s)+O2(g)的平衡常数为Kp(1)，若反应 2AO2(s)=2A(s)+2O2(g)的平衡常数K p(2)，则( ) A K p(1) > K p(2) B K p(1) < K p(2) C K p(1) = K p(2) D 有的K p(1) > K p(2)，有的K p(1) < K p(2) 【D】 5. 下列平衡常数中都无量纲的是( ) A K f、K p、K B K c、K a、K x C K x、K p、K D K a、K x、K 【D】 6. 加入惰性气体对哪一个反应能增大其平衡转化率( ) A B C D 【A】 7. ( ) A B C D 【A】 8. 在T、p 时，理想气体反应C2H6(g) ＝H2(g) + C2H4(g)的Kc/Kx 为: ( ) A RT B 1/RT C RT/p D p/RT 【D】 9. 已知分解反应NH2COONH4(s) = 2NH3(g) + CO2(g) 在30℃时的平衡常数K=× 10-4,则此时NH2COONH4(s)的分解压力为:( ) A ×103Pa B ×103 Pa C ×103 Pa D ×103 Pa 【A】 10. 气相反应A＋B ＝2L＋M ,在25℃下和恒定容器内进行，最初A 和B 各为 kPa,而没有L和M，平衡时A 和B 均为(1/3)×kPa，则该反应的Kc/(mol·dm-3) 为: ( ) A ×10-3 B 8 C D 16 【A】 11. 在S、H、cV、G、F 几个热力学函数中，其数值与最低能级能量数值的选取 无关的是：( ) A S、H、cV、G、F B cV C cV、S D F、G、H 【C】 12. 在一定的温度下，一定量的PCl5(g) 在一密闭容器中达到分解平衡。若往容 器中充入氮气，使体系的压力增加一倍（体积不变），则PCl5的解离度将为: ( ) A 增加 B 减少 C 不变 D 不定【C】 第六章 化学平衡常数 本章总目标： 1：了解化学平衡的概念，理解平衡常数的意义； 2：掌握有关化学平衡的计算； 3：熟悉有关化学平衡移动原理。 各小节目标： 第一节：化学平衡状态 1：熟悉可逆反应达到平衡的特征——反应体系中各种物质的生成速率分别等于其消耗的速率，各种物质的浓度将不再改变。 2：了解平衡常数、平衡转化率这两个概念的意义。 第二节：化学反应进行的方向 学会运用标准平衡常数判断化学反应的方向：Q K θ>时，反应向逆向进行。 Q K θ<向正反应方向进行。Q K θ=时体系达到平衡状态。 第三节;标准平衡常数K θ与r m G θ ?的关系 1：掌握化学反应等温式(ln r m r m G G RT Q θ?=?+)，当体系处于平衡状态的时候 Q K θ=ln r m G RT K θθ??=-。 2：重点掌握运用公式r m r m r m G H T S θθθ?=?-?进行热力学数据之间的计算。 第四节：化学平衡的移动 1：熟悉温度、浓度、压强对化学平衡的影响， 2：熟练地根据条件的改变判断平衡移动的方向。。 习题 一 选择题 1.可逆反应达平衡后，若反应速率常数k 发生变化，则标准平衡常数（ ）(《无机化学例题与习题》吉大版) A.一定发生变化 B. 一定不变 C. 不一定变化 D. 与k 无关 2.反应：2CO （g ）+O 2（g 2（g ）在300K 时的Kc 与Kp 的比值约 为（ ） A.25 B.2500 C.2.2 D.0.04 3.反应的温度一定，则下列的陈述中正确的是（）(《无机化学例题与习题》吉大版) A.平衡常数能准确代表反应进行的完全程度 B.转化率能准确代表反应进行的完全程度 C. 平衡常数和转化率都能准确代表反应进行的完全程度 D. 平衡常数和转化率都不能代表反应进行的完全程度 4.相同温度下：2H2（g）+S2（g2S（g）Kp1 2Br2（g）+2H2S（g2（g）Kp2 H2（g）+Br2（g）（g）Kp3则Kp2等于（） A. Kp1? Kp3 B.（Kp3）2/ Kp1 C. 2Kp1? Kp3 D. Kp3/ Kp1 5.下列反应中，K?的值小于Kp值的是（）(《无机化学例题与习题》吉大版) A. H2（g）+Cl2（g）== 2HCl（g） B. 2H2（g）+S（g）== 2H2S（g） C. CaCO3(s) == CaO(s)+CO2(g) D.C（s）+O2（g）== CO2（g） 6.N2（g）+3H2（g3（g），H=-92.4KJ?mol-1，473K时，三种混合气体达平衡。要使平衡向正方向移动，可采用方法（） A.取出1molH2 B.加入NH3以增加总压力 C.加入稀有气体以增加总压力 D.减小容器体积以增加总压力 7.298K时，Kp?的数值大于Kc的反应是（） A.H2（g）+S（g2S（g） B.H2（g）+S（s2S（g） C.H2（g）+S（s2S（l） D.Ag2CO3（s2O（s）+CO2（g） 8.已知300K和Pa时，下列反应：N2O4（g2（g）达到平衡时有20﹪的N2O4分解成NO2，则此反应在300K时的平衡常数Kp的数值为（） A.0.27 B.0.05 C.0.20 D.0.17 9.在某温度下平衡A+B== G+F的H<0，升高温度平衡逆向移动的原因是( ) (《无机化学例题与习题》吉大版) A.v正减小，v逆增大 B.k正减小，k逆增大 C. v正和v逆都减小， D. v正增加的倍数小于v逆增加的倍数 10.已知下列前三个反应的K值,则第四个反应的K值为() (1)H2(g)+1/2O22O(g) K1 (2)N2(g)+O2K2 (3)2NH3(g)+5/2O22O(l) K3 (4)N2(g)+3H23K A.K1+K2-K3 B.K1?K2/K3 C.K1?K3/K2 D.K13?K2/K3 11.下面哪一种因素改变，能使任何反应平衡时产物的产量增加() A.升高温度 B.增加压力 C.加入催化剂 D.增加起始物 一、选择题 1.( ) A 0.0595 B 0.00354 C 0.290 D 0.539 【B】 2. ( ) A △r G m表示有限体系中反应终态和始态的自由能变化 B C △r G m表示维持各组分的化学势不变时，发生一个单位化学反应的自由能 变化 D 根据△r G m的大小可以判断反应进行的方向 【A】 3. ( ) A B C D 【B】 4. 恒温下某氧化物分解反应：AO2(s)=A(s)+O2(g)的平衡常数为Kp(1)，若反应 2AO2(s)=2A(s)+2O2(g)的平衡常数K p(2)，则( ) A K p(1) > K p(2) B K p(1) < K p(2) C K p(1) = K p(2) D 有的K p(1) > K p(2)，有的K p(1) < K p(2) 【D】 5. 下列平衡常数中都无量纲的是( ) A K f、K p、K B K c、K a、K x C K x、K p、K D K a、K x、K 【D】 6. 加入惰性气体对哪一个反应能增大其平衡转化率? ( ) A B C D 【A】 7. ( ) A B C D 【A】 8. 在T、p 时，理想气体反应C2H6(g) ＝H2(g) + C2H4(g)的Kc/Kx 为: ( ) A RT B 1/RT C RT/p D p/RT 【D】 9. 已知分解反应NH2COONH4(s) = 2NH3(g) + CO2(g) 在30℃时的平衡常数 K=6.55×10-4,则此时NH2COONH4(s)的分解压力为:( ) A 16.63×103Pa B 594.0×103 Pa C 5.542×103 Pa D 2.928×103 Pa 【A】 10. 气相反应A＋B ＝2L＋M ,在25℃下和恒定容器内进行，最初A 和B 各为 101.325 kPa,而没有L和M，平衡时A 和B 均为(1/3)×101.325 kPa，则该反应的Kc/(mol·dm-3) 为: ( ) A 4.31×10-3 B 8 C 10.67 D 16 【A】 11. 在S、H、cV、G、F 几个热力学函数中，其数值与最低能级能量数值的选取 无关的是：( ) A S、H、cV、G、F B cV C cV、S D F、G、H 【C】 12. 在一定的温度下，一定量的PCl5(g) 在一密闭容器中达到分解平衡。若往容 器中充入氮气，使体系的压力增加一倍（体积不变），则PCl5的解离度将为: ( ) A 增加 B 减少 C 不变 D 不定【C】 13. 一定温度下，一定量的PCl5(g)在某种条件下的解离度为 ，改变下列条件， 何者可使α增大？( ) 化学平衡常数练习 一、单选题 1．在一密闭容器中,反应ａX(ｇ）＋bY（g）cZ（g）达到平衡时平衡常数为K１;在温度不变得条件下向容器中通入一定量得X与Y气体，达到新得平衡后Z得浓度为原来得1、2倍，平衡常数为K2,则K1与K2得大小关系就是( ） A．K１＜K2?B.K1＝K２?Ｃ．K１〉K２D。无法确定 2.在３00 mL得密闭容器中，放入镍粉并充入一定量得CＯ气体，一定条件下发生反应:Ni（s）＋4CＯ（g)?Ｎｉ（ＣO）４(g）,已知该反应平衡常数与温度得关系如下表: 下列说法不正确得就是( ） A.上述生成Ni(CＯ)4（g）得反应为放热反应 B。在25 ℃时,反应Nｉ（ＣO）４(g）?Ni(s）＋４CO（g)得平衡常数为 2×10－5 C.在80 ℃时，测得某时刻，Ni(ＣO）4、CO浓度均为0、５ mｏl·L-1，则此时v正>v逆 D.在80 ℃达到平衡时,测得n(CＯ)=0、3 moｌ，则Ni（CＯ)４得平衡浓度为2 mol·Ｌ－１ 3.在一定温度下,改变反应物中ｎ(ＳO２），对反应２SO２(ｇ）+O２（ｇ）?2SO３（g) ΔＨ<0得影响如图所示，下列说法正确得就是（） A。反应ｂ?c点均为平衡点，a点未达到平衡且向正反应方向进行B.a?b?c三点得平衡常数Ｋb＞K c〉K a C．上述图象可以得出SＯ2得含量越高得到得混合气体中SO3得体积分数越高 D.ａ?b?ｃ三点中，a点时SＯ2得转化率最高 4。下列关于化学平衡常数得说法中,正确得就是（） A。可以用化学平衡常数来定量描述化学反应得限度 B．在平衡常数表达式中，反应物浓度用起始浓度表示,生产物浓度用平衡浓度表示 C.平衡常数得大小与浓度、压强、催化剂有关 D.化学平衡发生移动，平衡常数必定发生变化 5.在一定温度下，向2L体积固定得密闭容器中加入1mｏｌHI，发生反应：2HI(g）?H2（g)＋I2（g) ?H>０,测得得物质得量随时间变化如表,下列说法正确得就是（） １ 2 3 第6章化学平衡自测题 1．在T＝600 K的温度下，理想气体反应： (1)A(g)＋B(g) ? D(g)，K 1＝0.25； (2)D(g)?A(g)＋B(g)，K 2＝()； (3)2A(g)＋2B(g)? 2D(g)，K 3 ＝()。 A 0.25； B 0.0625； C 4.0； D 0.50。 2．在T＝380 K，总压p＝2?00 kPa下，反应C6H5C2H5(g)? C6H5C2H3(g) ＋H2(g) 的平衡系统中，加人一定量的惰性组分H2O(g)，则反应的标准平衡常数K ()，C6H5C2H5(g)的平衡转化率a ()。C6H5C2H3(g)的摩尔分数y(C6H5C2H3)()。 A 变大； B 变小； C 不变； D 条件不全无法确定。 3．在T，p及组成恒定，且不作非体积功的任一化学反应。 当反应能自动地进行时，则此反应的化学亲和势A()，Δr G m()，J p/ K ()； 当反应不能自动进行时，则此反应的A()，Δr G m ()，J p/ K ()； 当反应处于平衡状态时，则此反应的A( )，Δr G m ()，J p/ K ()。 A >0； B ＞1； C ＝0； D ＝1； E ＜0；F＜1。 4．在T＝300 K，反应A(g)＋2B(g)? D(g) 的K ＝1。在一抽成真空的容器中，通人A，B及D三种理想气体，在300 K时p A＝p B＝p D＝100 kPa，在此条件下，反应()。 A 从右向左自动进行； B 从左向右自动进行； C 反应处于平衡状态； D 条件不全无法判断。 5．温度恒定为400 K，在一个带活塞的气缸中，存在下列反应A(g)＋B(g)? D(g) 平衡时体积为V，压力为p，D气体的物质的量为n0(D)。 (1) 在恒温、恒压下，向上述平衡系统中，通人惰性气体C(g)，使系统的体积变大，达 到新的平衡时D(g)的物质的量为n1(D)，则n1(D)()n0(D)； (2) 将通入惰性气体后的平衡系统，恒温压缩到原来的体积V，达到平衡态时D(g)的物 质的量为n2 (D)。则n2(D)()n1(D)；n2(D)()n0(D)。 A ＞； B ＝； C ＜； D 两者的关系无法确定。 6．已知反应： (1) 2A(g)＋B(g) ?2C(g)，其标准平衡常数与温度的关系式为：lg K 1＝3134／(T/K)－5.43； (2) C(g)＋D(g) ?B(g)，其标准平衡常数与温度的关系式为：lg K 2＝－1638／(T/K)－6.02； (3)反应2A(g)＋D(g) ?C(g)的标准平衡常数与温度的关系式为：lg K 3＝A／(T/K)＋ B，式中A和B的量纲皆为一，A＝()；B＝()。() A A＝4 772，B＝0.59； B A＝1 496，B＝-11.45； C A＝-4772；B＝-0.59； D A＝-542，B＝17.45。 7．已知反应：2A(g)＋D(g)? C(g)的标准平衡常数与温度的关系为 lg K ＝1 496／(T/K)－11.45 此反应在T＝400 K，p ＝100 kPa下的Δr H m＝( )kJ?mol-1；Δr S m＝( )J?K-1?mol- 1。( ) A -2.447，-95.201； B 1.496，-11.45； C -28.64，-219.2； D 28.64，219.2。 8．已知反应：2A(g)＋D(g)? B(g)的标准平衡常数与温度的关系为 lg K ＝3 444.7／(T/K)－26.365 起始配料比n(A)/n(D)＝2。当对反应的平衡系统恒压升温时，此反应的K ()； D(g)的平衡转化率a()；Δr S m ()；Δr H m ()；Δr G m ()。 A 变大； B 变小； C 不变； D 无一定变化方向。 9．对于反应CH4(g)＋2O2(g)? CO2(g)＋2H2O(g)， (1)恒压下，升高反应系统的温度，此反应的标准平衡常数K ()，CO2(g)的摩 江苏省常州市14校联盟高中化学第六章化学反应与能量复习题及答案 一、选择题 1．一定温度时，向2.0 L恒容密闭容器中充入2 mol SO2和1 mol O2，发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表： t / s02468 n(SO3) / mol00．81．4 1.8 1.8 下列说法正确的是( ) A．反应在前2 s 的平均速率v(O2) ＝ 0．4 mol·L－1·s－1 B．保持其他条件不变，体积压缩到1.0 L，平衡常数将增大 C．相同温度下，起始时向容器中充入4 mol SO3，达到平衡时，SO3的转化率小于10% D．保持温度不变，向该容器中再充入2 mol SO2、1 mol O2，反应达到新平衡时 () ()3 2 n SO n O 减 小 【答案】C 【详解】 A.根据表格中数据可知，当n(SO3)=1.8mol，该反应达到平衡状态，反应在前2s的平均速率v(SO3)=0.8mol÷2L÷2s＝0.2mol·L－1·s－1，同一可逆反应中同一段时间内各物质的反应速率之比等于其计量数之比，v(O2)=0.5v(SO3)=0.5×0.2mol·L－1·s－1=0.1mol·L－1·s－1，故A错误； B.化学平衡常数只与温度有关，温度不变，化学平衡常数不变，与压强、物质浓度都无关，故B错误； C.原平衡，SO2的转化率为1.8mol÷2mol×100%＝90%。若起始时向容器中充入2molSO3时，将建立等效平衡，SO3的转化率等于10%，相同温度下，起始时充入4 molSO3，相当于对原平衡加压，SO3的转化率减小，应小于10%，故C正确； D.保持温度不变，向该容器中再充入2molSO2、1molO2，相当于缩小容器的体积，增大了 压强，平衡正向移动，三氧化硫的物质的量增加，氧气的物质的量减少，所以 () ()3 2 n SO n O 增 大，故D错误。 故选C。 2．下列过程中ΔH小于零的是( ) A．Ba(OH)2与 NH4Cl 固体混合B．氯化铵分解得氨气C．碳酸钙分解得二氧化碳D．实验室制备氢气【答案】D 【分析】 第六章 化学平衡 一、学习提示： 1、本章根据热力学的平衡条件导出化学反应等温方程式和平衡常数表达式，化学反应等温方程式用以判断化学反应的方向，平衡常数表达式表示达平衡时各物质的活度（浓度）之间的关系，由此可求出给定条件下反应达到的程度，以及各种因素对化学平衡的影响，重点在于计算平衡组成，具体要求是： ⑴了解化学等温方程式的导出和公式的应用； ⑵均相和多相反应平衡常数表达式； ⑶理解△v G θm 和△r G m 的意义； ⑷熟悉K θP 、K P 和K C 间的关系； ⑸了解平衡常数与温度、压力的关系和惰性气体对平衡组成的影响； ⑹平衡组成的计算。 二、主要公式及使用条件 △r G θm (T)=-RTlnK θ △r G θm (T)=∑U B △f G θm (T) △r G θm =△r H θm －T △r S θm 以上公式适合于温度一定的化学反应 △r G m =－RTlnK θ＋RTlnJ θP 适合于理想气体 K θ P =K P （P θ ） －∑VB =K θC （C θRT/P θ ） ∑VB dT K d θ ln =△rH θm /RT 2 lnK θ=－ R m θ rH ?·T 1 +C ln(θ θ 12 K K )= R m θ rH ?(11T －21 T ) （条件是当△r H θm 为常数或△r C Pm =0） 三、思考题，以下说明是否正确，为什么？ 1、反应的吉氏函数变就是反应产物与反应物之间的吉氏函数的差值； 2、因为△r G θm =-RTlnK θ，所以△r G θm 是平衡态时的吉布斯函数变； 3、在等温等压条件下，△r G m ＞0的反应一定不能进行； 4、任何一个化学反应都可以用△r G θm 来判断其反应进行的方向； 5、在等温等压不作非体积功的条件下，反应的△r G m ＜0时，若值越小，自发进行的趋势越强，反应进行得越快； 6、某化学反应时△r G m 若大于零，则K θ 一定小于1； 7、标准平衡常数的数值不仅与方程的写法有关，还与标准态的选择有关； 8、一个已达到平衡的化学反应，只有当标准平衡常数改变时，平衡才会移动； 9、若已知某气相生成反应的平衡组成，则能求得产物的△f G θm ； 10、因K θ=f(T)，所以对理想气体的化学反应，当温度一定时，其平衡组成也一定。 四、填空： 1、反应C 2H 4(g)+H 2O(l)=C 2H 5OH(aq)的△rG θ m （298K ）=-12.34KJ ·mol -1 ， 若在平衡条件下进行反应△rG m = KJ ·mol -1； 2、1500K ，反应2SO 3(g)=2SO 2(g)+O 2(g)的K θ=0.2905，当P(SO 3)=300Kpa ，P(SO 2)=200Kpa ，P(O 2)=100Kpa 时，△rG m = KJ ·mol -1； 3、已知某温度下反应2NH 3(g)=N 2(g)+3H 2(g)的K θ1=0.25，则在此温度下反 应21 N 2(g)+ 23 H 2(g)= NH 3(g)的K θ2= ； 4、已知△f G θ m (HCl 、 g 、298K)=-95.625KJ ·mol -1，则反应H 2(g)+Cl 2(g)=2HCl(g) 的K θ= ，K θC = ； 5、NH 2COONH 4(S)=2NH 3(g)+CO 2(g)在30℃时的K θ=6.55×10-4，则此温度下分解压力为 Kpa ；第六章 化学平衡练习题说课材料
化学平衡常数和化学平衡计算练习题
(完整版)化学平衡常数及其计算
第六章 化学平衡常数 习题
有关化学平衡常数的计算
第六章 化学平衡
第六章化学平衡
第六章 化学平衡常数
第六章化学平衡
化学平衡常数及计算练习(附答案)
第6章 化学平衡自测题
江苏省常州市14校联盟高中化学第六章 化学反应与能量 复习题及答案
第六章 化学平衡
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