1、1第四章 化学平衡本章总目标：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： 时，反应向逆向进行。QK向正反应方向进行。 时体系达到平衡状态。QKQK第三节;标准平衡常数 与 的关系rmG1：掌握化学反应等温式( )，当体系处于平衡状态的时候lnrrRTQ。QKlnrmRTK2：重点掌握运用公
2、式 进行热力学数据之间的计算。rmrrmGHS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） 2CO2（g）在 300K 时的 Kc 与 Kp 的比值约为（ ）2A.25 B.2500 C.2.2 D.0.043.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
3、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：2H 2（g）+S 2（g） 2H2S（g） Kp12Br2（g）+2H 2S（g） 4HBr+S2（g） Kp2 H2（g）+Br 2（g） 2HBr（g） Kp3 则 Kp2 等于（ ）A. Kp1 Kp3 B.（Kp 3） 2/ Kp1 C. 2Kp1 Kp3 D. Kp3/ Kp15.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）+Cl 2（g）= 2HCl（g） B.
4、 2H2（g）+S（g）= 2H 2S（g） C. CaCO3(s) = CaO(s)+CO2(g) D.C（s）+O 2（g）= CO 2（g）6.N2（g）+3H 2（g） 2NH3（g） ， H=-92.4KJmol-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（g） H2S（g） B.H2（g）+S （s ） H2S（g） C.H2（g）+S（s） H2S（l） D.Ag
5、2CO3（s ） Ag2O（s ）+CO2（g）8.已知 300K 和 101325Pa 时，下列反应：N 2O4（g） 2NO2（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.0.179.在某温度下平衡 A+B = G+F 的 H0，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,
6、则第四个反应的 K 值为( )(1)H2(g)+1/2O2(g) H2O(g) K 1 (2)N2(g)+O2(g) 2NO(g) K 2(3)2NH3(g)+5/2O2(g) 2NO(g)+3H2O(l) K 3(4)N2(g)+3H2(g) 2NH3 K3A.K1+K2-K3 B.K1K2/K3 C.K1K3/K2 D.K13K2/K311.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12.298K 时，反应 H2O（l） H2O（g）达平衡时，体系的水蒸汽压为3.13kPa，则标准平衡常数 K为 ( ) (无机化学例
7、题与习题吉大版) A.100 B.3.1310-2 C.3.13 D.113.298K 时，根据下列数据，判断哪个化合物分解放氧倾向最大( )A. N2(g) + O2(g) = 2NO2(g) Kc=110 30 B. H2(g) + O2(g) = H2O(g) Kc=11081 C. 2CO2(g) = 2CO(g) + O2(g) Kc=11092 D. 2H2O2(l) = 2H2O(l) + O2(g) Kc=11037 14.某温度时，反应 H2(g) + Br2(g) = 2HBr(g)的 Kc=4102 ，则反应 HBr(g) 1/2H2(g) + 1/2Br2(g) 的 K
8、c 为 ( )A. B. C.410 2 D. 210210410415.合成氨反应：3H 2(g) + N2(g) 2NH 3(g) 在横压下进行时，若向体系中因入氩气，则氨的产率（ ）(无机化学例题与习题吉大版) A.减小 B.增大 C.不变 D.无法判断16.有下列平衡 A（g）+2B（g） 2C（g） ，假如在反应器中加入等物质的量的 A 和 B，在达到平衡时，总是正确的是（ ）A.B=C B.A=B C.BA D.AB17. 在 Kp= Kc (RT) n 中，如果压力单位为 atm，浓度单位为 molL-1，则 R 为（ ）A.8.314J mol-1K-1 B.1.987cal
9、mol-1K-1 C.82.06ml atm mol-1K-1 D.0.08206L atm mol-1K-118.可逆反应 2NO（g） N2（g）+O 2（g）, rHm0= -180KJmol-1.对此反应的逆反应来说，下列说法正确的是（ ）(无机化学例题与习题吉大版)4A.升高温度增大 B.升高温度变小 C.增大压强平衡移动 D.增大 N2浓度，NO 解力度增加19.有可逆反应 C（s）+H 2O（g） CO（g）+H 2（g） rH=133.8 KJmol-1，下列说法正确的是（ ）A.加入催化剂可以加快正反应速度B.由于反应前后分子数相等，压力对平衡没有影响C.加入催化剂可以增加生
10、成物的浓度D.加入催化剂可加快反应达到平衡的时间20.在一定温度和压力下，一个反应体系达到平衡时的条件是（ ）A.正、逆反应速度停止 B.正、逆反应速度相等 C.正反应速度减慢，逆反应速度加快 D.反应物全部转化成产物 二 填空题1.加入催化剂可以改变反应速率，而化学平衡常数 ，原因是 。(无机化学例题与习题吉大版)2.在等温（1000K）等压条件下，某反应的 Kp=1，则其 G的值等于 。3.温度一定，转化率随反应物的起始浓度 ，平衡常数 反应物的起始浓度而变4.在 25时，若两个反应的平衡常数之比为 10，则两个反应的 rGm相差KJmol-1。(无机化学例题与习题吉大版)5.请填写下面的
11、空格：对 Ea.k.K 的影响化学反应条件的改变 活化能 Ea 速率常数 k 平衡常数 K 恒压.恒浓度下升高温度恒温.恒压.恒浓度下加催化剂6.在 5 升容器中装入等摩尔数的 PCl3和 Cl2，在 523K 时达到平衡，若 PCl5的分压为 101.3kPa(1 大气压)，此时 PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g)反应的Kp=1.85，问原来装入的 PCl3为 摩尔，Cl 2为 摩尔。7.已知环戊烷的气化过程 rHm=28.7 KJmol-1， rSm=88 Jmol-1K-1.环戊烷的正常沸点为 ，在 25下的饱和蒸汽压为 kPa。(无机化5学例题与习题吉大版)8.在一密闭容
12、器中，于 1000K 时进行反应 CO2(s) + H2(g) = CO(g) + H2O(g)平衡时测知 =63.1atm, =21.1atm, PCO=63.1atm, 31.6atm, 在恒温、恒2COP2HP容下，如设法除去 CO2，使 CO2减少为 63.0atm，则反应重新平衡时 = 2COP， K c= 。9.在 100时，反应 AB（g） A（g）+B （g）的平衡常数 Kc=0.21 mol dm-3，则标准常数 K的值为 。(无机化学例题与习题 吉大版)10.某温度下，反应 PCl5（g） PCl3（g）+Cl 2（g）的平衡常数 K=2.25。把一定量的 PCl5 引入一
13、真空瓶内，达平衡后 PCl5 的分压为 2.533104 Pa，则PCl3 的分压是 Pa，PCl 5 的解离分数为 。三问答题(无机化学习题武大版)1.怎样正确理解化学反应的平衡状态？2.平衡常数能否代表转化率？如何正确认识两者之间的关系？3.如何正确书写经验平衡常数和标准平衡常数的表达式？4.什么是化学反应的反应商？如何应用反应商和平衡常数的关系判断反应进行的方向并判断化学平衡的移动方向？5. 如何表述化学反应等温式？化学反应的标准平衡常数与其rG 之间的关系m怎样？(无机化学例题与习题吉大版)四.计算题1. 可逆反应 H2O + CO H2 + CO2 在密闭容器中，建立平衡，在 749
14、K 时该反应的平衡常数 Kc=2.6。(无机化学例题与习题吉大版)（1） 求 n（H 2O）n（CO） （物质的量比）为 1 时，CO 的平衡转化率；（2） 求 n（H 2O）n（CO） （物质的量比）为 3 时，CO 的平衡转化率；（3） 从计算结果说明浓度对平衡移动的影响。2. 反应 SO2Cl2（g） SO2（g）+ Cl2（g）在 375K 时，平衡常数K =2.4，以 7.6 克 SO2Cl2 和 1.013105Pa 的 Cl2 作用于 1.0 dm3 的烧瓶中，试计算平衡时 SO2Cl2、SO 2 和 Cl2 的分压。(无机化学例题与习题 吉大版)63.已知下列热力学数据：NO（
15、g） NO2（g） O2（g）fHm（KJmol -1） 90.4 33.9 0Sm（KJmol -1K-1） 0.210 0.240 0.205问：（1）298K，标准压力时，2 NO（g）+O 2（g）=2 NO 2（g）能否自发进行？（2）1000K 时该反应的 Kp4. HI 分解反应为 2HI H2 + I2，开始时有 1molHI，平衡时有 24.4%的 HI发生了分解，今欲将分解百分数降低到 10%，试计算应往此平衡系统中加若干摩 I2。 (无机化学例题与习题吉大版)5.5L 的容器中装入等物质的量的 PCl3 和 Cl2。在 523K 时达到平衡，如 PCl3 分压为 110-
16、5 Pa，此时 PCl5 +PCl3 Cl2 反应的 Kp=1.81105 Pa。问原来装入的 PCl3 和 Cl2 为多少摩尔？6. 在 900K 和 1.013105Pa 时 SO3 部分离解为 SO2 和 O2SO3（g） SO2（g）+ O2（g）1若平衡混合物的密度为 0.925gdm3，求 SO3 的离解度。(无机化学例题与习题吉大版)7.1000K 时，2SO 2（g）+ O2（g） 2SO3（g） ，K p=3.50，则反应 SO3（g）SO2（g）+ 1/2O2（g）的 Kp 和 Kc 各是多少？8.已知反应 CaCO3（s） CaO（s）+ 2CO2（ g）在 973K 时
17、，K p=3.0010-2；在 1000K 时，K p=1.00。问：（1）上述反应是吸热还是放热反应？（2）上述反应的 rHm是多少？9. 在 308K 和总压 1.013105Pa，N 2O4 有 27.2%分解为 NO2。（1）计算 N2O4（g） 2 NO2（g）反应的 K ；（2）计算 308K 时总压为 2.026105Pa 时，N 2O4 的离解百分率；（3）从计算结果说明压强对平衡移动的影响。(无机化学例题与习题吉大版)10. PCl5（g）在 523K 达分解平衡 : PCl5 PCl3（g）+ Cl 2（g）平衡浓度：PCl 5=1 moldm , PCl3= Cl2=0.
18、204 moldm 。 3若温度不变而压强减小一半，在新的平衡体系中各物质的浓度为多少？(无机化学例题与习题吉大版)参考答案一 选择题71. C 2. A 3.A 4.B 5. C 6.D 7.D 8.D 9. D 10.D11.D 12.B 13.D 14.B 15. A 16.C 17.D 18.A 19.D 20.B二 填空题1.不变， rHm=Ea（正） -Ea（逆） ，至于始终态有关. 2. 0 3.而变，不随 4.5.7 5.对 Ea.k.K 的影响化学反应条件的改变 活化能 Ea 速率常数 k 平衡常数 K 恒压.恒浓度下升高温度基本不变 增加 改变恒温.恒压.恒浓度下加催化剂降
19、低 增加 不变6. 解： PCl 3 和 Cl2 的摩尔数分别为PCl 3 + Cl2 PCl5起始物质的量： amol a 0变化量： x x x平衡时： a x ax x PamKolJ53113.0552314.8x = 0.116 RTxaKp )(45.8.12 a = 0.123mol7. 53.1 37.38.解：K CK p 21.6384CO2(s) + H2(g) = CO(g) + H2O(g)63.1 22.1 84.2 31.6x 43.3 63 10.4 3.410x = 7.58atm9. 6.43 10. 7.60104，75%三问答题81. 答：2. 答：3.
20、答：4.答： rG =rG +RTlnQmrG =RTln K当 Q K 时 rG 0 正反应自发进行m当 Q = K 时 rG = 0 反应达到平衡，以可逆方式进行当 Q K 时 rG 0 逆反应自发进行m95.答：rG =rG +RTlnQmrG =0， rG = RTlnk四 计算题1.解： （1）H 2O + CO H2 + CO2a-x b-x x xx2=2.6(a-x)2 =0.617 a所以 CO 的平衡转化率是 61.7%。（2）H 2O + CO H2 + CO2n 3n 0 0n-x 3n-x x x=2.6 =0.865)3(2xn所以 CO 的平衡转化率是 86.5%
21、。2.解：K =K （P ) pnP 1= RT2cLso1356.7得出 P =6.8104Pa P =8.8104Pa P =1.90105Pa 2s 2SO2Cl3.解：（1） rH=233.9-290.4=-113.0（KJmol -1）rS=2240.0-2210.0-205.0=-145.0（Jmol -1K-1） rG= rH-T rS=-113.0-298（-145.0 ）10 -3 =-69.8（KJmol -1）0反应能自发进行。（2）1000K 时， rGm= rHm-T rSm=-113.0+145.010-31000=32.0（KJmol -1） lgKp=- rGm
22、/2.303RT =-1.67 Kp=0.021104.解： 2HI H2 + I2起始 1 0 0转化 0.244 0.122 0.122= x=0.37mol( 无机化学例题与习题吉大版)2756.09.5)(x5.解：PCl 5 +PCl3 Cl2，已知 Kp=1.81105 Pa，P PCl3=PCl2 Kp= PPCl3PCl2 / PPCl5=（P PCl3 ） 2/1105=1.81105P PCl3=PCl2=（1.8110 5105） 1/2=1.35105 （Pa）PV=nRT， nPCl5= PPCl5V/RT= 11055/8314523=0.115（mol）n PCl
23、3= PPCl3V/RT= 1.351055/8314523=0.155（mol）原装入摩尔数为：0.155+0.115=0.27（mol）6.解：PV=nRT P =nRT PM= RTmM= = =68.33RT5310.94.892.0SO3（g） SO2（g）+ O2（g）x 0 0a-x x x1= 68.33xa21364)(80= 0.34 所以 SO3 的离解度是 34%。x7.解：对反应 SO3（g） SO2（g）+ 1/2O 2（g）Kp= PSO2（P O2 ） 1/2/ PSO3= 1/（P SO3） 2/（P SO2） 2 PO21/2=1/（Kp ） 1/2=1/（3.5）1/2=0.535根据 Kp= Kc（RT） n 得 Kc= Kp（RT） - nKc=0.535 （RT） -1/2 当 R=0.082 时，Kc=0.059当 R=8.314 时， Kc=5.8710-3 当 R=8314 时，Kc=1.85510 -48.解：（1）吸热反应；（2）由 lg1/310-2= rH（1173-973）/2.303 8.3110-31173973
