教材第七章習題解答

1、第七章化學平衡習題解答1回答下列問題（1）反應商和標準平衡常數(shù)的概念有何區(qū)別（2）能否用 rGm 來判斷反應的自發(fā)性為什么（3）計算化學反應的 K 有哪些方法（4）影響平衡移動的因素有哪些它們是如何影響移動方向的（5）比較 “溫度與平衡常數(shù)的關(guān)系式 ”同“溫度與反應速率常數(shù)的關(guān)系式 ”， 有哪些相似之處有哪些不同之處舉例說明。（6）酸堿質(zhì)子理論如何定義酸和堿有何優(yōu)越性什么叫共軛酸堿對（7）當往緩沖溶液中加入大量的酸和堿，或者用很大量的水稀釋時， pH 是 否仍保持不變說明其原因。（8）對于一個在標準狀態(tài)下是吸熱、熵減的化學反應，當溫度升高時，根據(jù)勒夏特列原理判斷，反應將向吸熱的正方向移動；而根

2、據(jù)公式rGm=rHm-TrSm 判斷，rGm將變得更正（正值更大），即反應更不利于向正方向進行。在這兩種矛盾 的判斷中，哪一種是正確的簡要說明原因。（ 9）對于制取水煤氣的下列平衡系統(tǒng)： C（s）+H 2O（g） ? CO（g）+H 2（g） ； rHm 。問： 欲使平衡向右移動，可采取哪些措施 欲使正反應進行得較快且較完全（平衡向右移動）的適宜條件如何這些 措施對K及k（正）、k（逆）的影響各如何（ 10）平衡常數(shù)改變時， 平衡是否必定移動平衡移動時， 平衡常數(shù)是否一定 改變【解答】（1）反應商是在一定溫度下，任意給定態(tài)時，生成物的相對壓力（或者相 對濃度）以方程式中化學計量系數(shù)為冪的乘積除

3、以反應物的相對壓力 （或相對濃 度）以化學計量系數(shù)為冪的乘積。在一定溫度下，當反應達到平衡時，生成物的相對壓力（或者相對濃度）以 方程式中化學計量系數(shù)為冪的乘積除以反應物的相對壓力 （或相對濃度） 以化學 計量系數(shù)為冪的乘積是一個常數(shù)， 稱為標準平衡常數(shù)， 是量綱為一的量。 標準平衡常數(shù)的數(shù)值只是溫度的函數(shù)（2）只能用rGm判斷在標準態(tài)下的反應的自發(fā)性。 任意給定態(tài)時，反應的自發(fā)進行的方向只能由rGm來判斷。若rGm 0，表示正反應自發(fā)進行;rGm 0,表示逆反應自發(fā)進行；rGm 0,表示反應處于平衡狀態(tài)（3）根據(jù)化學平衡定律計算，即由在一定溫度下，當反應達到平衡時，生 成物的相對壓力（或者相

4、對濃度）以方程式中化學計量系數(shù)為幕的乘積與反應物 的相對壓力（或相對濃度）以化學計量系數(shù)為幕的乘積之比求得標準平衡常數(shù)；由rGmrGmRT I n K ，得 K = e RT（4）濃度對化學平衡的影響：若提高反應物濃度（或分壓）或降低生成物 濃度（或分壓），平衡向右移動；減少反應物的濃度（或分壓）或增加生成物的 濃度（或分壓），平衡向左移動。壓力對化學平衡的影響：增加壓力，平衡向氣體分子數(shù)減少的方向移動； 降 低壓力，平衡向氣體分子數(shù)增多的方向移動。溫度對化學平衡的影響：溫度升高，平衡向著吸熱反應方向移動；降低溫度 時，平衡向著放熱反應的方向移動。（5） 溫度與平衡常數(shù)的關(guān)系：由rGm RTI

5、 nK和rGm Km T Qm溫度與反應速率常數(shù)的關(guān)系式:Eak Ae RT 或 InkIn AEaRT得In Kr H mrSmRTR ；相似之處：平衡常數(shù)K和反應速率常數(shù)k都是溫度的函數(shù)，InK 和Ink都 與*成正比;不同之處：溫度與平衡常數(shù)的關(guān)系反映了化學反應熱效應對平衡常數(shù)的影 響，溫度與反應速率常數(shù)的關(guān)系反映了活化能對反應速率的影響（6）酸堿質(zhì)子理論認為：凡能給出質(zhì)子 H+的為酸，能接受質(zhì)子H+的為堿； 酸堿質(zhì)子理論中酸與堿不是彼此孤立的， 而是統(tǒng)一在對質(zhì)子的聯(lián)系上；相差一個 質(zhì)子的酸堿對，稱為共軛酸堿對。（7） 當往緩沖溶液中加入大量的酸和堿，或者用很大量的水稀釋時，pH要 發(fā)生

6、變化。這是因為，緩沖溶液的緩沖能力具有一定的限度，如果外界變化超出 這個限度，那么緩沖液pH將會變化很大。Hs（8） 第一種說法正確。由公式ln Kr一mr m可知，對于一個在標RTR準狀態(tài)下的吸熱、熵減的化學反應，當溫度升高時，化學反應標準準平衡常數(shù)K 增加，反應向吸熱的正方向移動可降低環(huán)境的溫度， 勒夏特列原理只適用于已經(jīng) 處于平衡狀態(tài)的系統(tǒng)；由rGm rHm TSm可知，對于一個在標準狀態(tài)下的 吸熱、熵減的化學反應，在標準態(tài)、任意溫度下rGm 0,正向反應不能自發(fā)進行。（9）增加H2O濃度或減少CO和H2的濃度；升高溫度；減小壓強。高Hs溫低壓。升高溫度，由lnK可知，對于吸熱反應 rH

7、m 0，RTREa標準平衡常K增加；由k Ae麗可知，化學反應速率常數(shù)k （正）和k （負）都增加。 降低壓強，標準平衡常K、化學反應速率常數(shù)k（正）和k（負）都不變，它們只是溫 度的函數(shù)。（10）平衡常數(shù)改變時，平衡不一定移動。平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，當溫度與其他量如濃度、體積、壓強等一同改變時，平衡可能不移動；平衡移動時，平衡常數(shù)也不一定改變，當溫度不變而由濃度、體積、壓強的變化引起平衡移動時， 平衡常數(shù)不變。2.寫出下列各反應的K p、K表達式/ 八c111（1） NOCI（g） ? ?N2（g）+2Cl2（g）+?O2（g）(2) Al2O3(s)+3H2(g)? 2Al(s)+3H 2

8、。9)(3) NH4CIG)? HCI(g)+NH 3(g)(4) 2NaHCO 3(s) ? Na2CO 3(s)+CO 2(g)+H 2O(g)【解答】(1) KpK(Pn2/2(Pci2/2(Po2/2(2)匹O)3(Ph(PH2O)3/PP3()3PhciP(3)KpPhcipNHPNH3P(4)KppcO2PH2O，PhciPPNH3P3已知反應(1)H2(g) S(s)H 2S(g)K(1)1.0 103(2) S(s) 02(g)SO?K(2)5.0 106計算下列反應的KH2(g)S02(g)H 2S(g) 02(g)【解答】根據(jù)多重平衡原理,(1) -( 2 )得(3)2(g

9、) 3H 2(g) 2NH3(g)K仏空竺2.2 10 10K(2)5.0 10根據(jù)4.將空氣中的單質(zhì)氮變成各種含氮的化合物的反應叫做固氮反應。()及K。從熱力學的角度看選擇哪個反應為最好2(g) O2(g)2NO(g)2N2(g) O2(g)2N 2O(g)【解答】(1)N2(g)02(g)2N0(g)1fGm(kJ mol)00rGm 2 86.57173.14kJmol 1，KrGm173.14 100010 31e RTe 8.314 298.154.63(2)2N2(g)02(g)2N2O(g)1fGm(kJ mol)00rGm 2 104.2208.4kJmol 1，KrGm208

10、.4 100010 38e RTe 8.314 298.153.08(3)2(g) 3H2(g)2NH 3(g)1fGm(kJ mol)00mol 1， KrGm33 1000rGm 2 ( 16.5)33kJe RTe 8.314 298.156.05105由上述計算可知，rGm越正，平衡常數(shù)K越大,所以第三個反應平衡常數(shù)最大，進行最徹底，所以第三個反應最好。5.已知反應1 1?H2(g)-Cl2(g) HCI(g)在時，K =x It6, rHm () = kJmol-1，求 500K時的 K (500K)?！窘獯稹坑晒?ln0 旦 亙衛(wèi) 92.307 WOO 500 觀15 15.03

11、31K1 RT1T28.314500 298.15已知 K =x 10，得 K (500K)= x 2306 .設(shè)汽車內(nèi)燃機內(nèi)溫度因燃料燃燒反應達到1300C ,試估算反應1 1?N2(g) O2(g) NO(g)在25C和1300E時的Gm和K的數(shù)值。并聯(lián)系反應速率簡單說明在大氣污染中的影響。【解答】1fHm(kJ mol )001 1Sm (J molK )rHm(298.15K)90.25kJ molrSm(298.15K)210.76 - 205.14 -2 2191.6 12.39J mol 1 K 1PCl 5(g) ? PCla(g) Cl 2(g)rGm(298.15K)rHm

12、 T $m90.25 1000 298.15 12.3986555.92J mol 1K (298.15K)rGmR86555.92e 8.314 298.156.84 1016rGm(1573.15K)rHm T rSm90.25 1000 1573.15 12.3970758.67J mol 1K (1573.15K)r GmRT70758.67e &31415715 4.47 10由計算結(jié)果表明，汽車內(nèi)燃機內(nèi)溫度因燃料燃燒反應達到1300C,1 12N2(g)22(g) NO(g)，在標準態(tài)下正向不能自發(fā)進行，且化學反應達到平衡時，正向反應進行的程度非常低7. PC5加熱分解成PC3和C

13、2。將裝入體積為的密閉容器中，在 523K達到 平衡時系統(tǒng)總壓力為100kPa。求PC5的分解率及平衡常數(shù)K【解答】物質(zhì)的量：2.659時5)= 208.5 nWV為1dm-3，假設(shè)達到平衡時PC5的分解量為xmol,則PC3和C2生成的量為 xmol。初始濃度mol/dm 3平衡濃度mol/dm 3由理想氣體狀態(tài)方程,pVnRT，得:pV 100 1031nRT10 38.314 5230.023mol0.01275-x+ x+ x=0.023，解得 x=PC5的分解率=%平衡時，PPCl5275 蘭型5 100 10.88kPa0.023PPCl30.010250.02310044.56k

14、PaPCl100 44.56kPa20.023Ppci3Pci 244.56 44.56pP10182.5PPCI510.88P100平衡常數(shù)K8 計算下列溶液的pH值(1) mol-1dm-3HCN 溶液(2) mol-1dm-3NH 3 H 2O 溶液【解答】(1) HCN 的電離平衡常數(shù) Ka=4.93 10-10，又 c0/Ka 400c(H ) ,c0Ka.0.1 4.93 10 10 7.02 10 6mol L 1pH lg C(Hlg(7.02 10 6) 5.15(2)cNH 3 H2O的電離平衡常數(shù)Kb= 1.7710-5,又 c/Kb 400c(OH)gKb0.1 1.7

15、7 1051.3310 3mol L 1pOHlg c(OH )3lg(1.33 10 )2.88c9 指出下列各組水溶液，當兩種溶液等體積混合時，哪些可以作為緩沖溶 液，為什么(1) NaOH(0.10mol dm3) HCI(0.20mol dm3)(2) HCI(0.10moI dm 3) NaAc(0.20moI dm 3)33(3) HCl(0.10mol dm ) NaNO 2(0.050mol dm )(4) HNO 2(0.30mol dm 3) NaOH(0.15mol dm 3)【解答】(2)可作為緩沖溶劑。0.10mol dm-3的HCI與0.20mol dm-3的NaAc混合后，生成等濃度的HAc和NaAc混合溶液，這是弱酸與其對應的弱酸鹽的混合 液，故而可以作為緩沖溶液。(4)可作為緩沖溶劑。0.30mol dm-3 的 HNC2 與 0.1