第六章化學(xué)平衡常數(shù)

1、第六章化學(xué)平衡常數(shù)6-1 : 寫出下列各反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)表達(dá)式。(1)2SO2(g) + O2(g) = 2SO3(g)(2)NH4HCO3(s) = NH3(g) + CO2(g) + H2O(g)(3)CaCO3(s) = CO2(g) + CaO(s)(4)Ag2O = 2Ag(s) + 1/2 O2(g)(5)CO2(g) = CO2(aq)(6)Cl2(g) + H2O(l) = H+(aq) + Cl-(aq) + HClO(aq)(7)HCN(aq) = H+(aq) + CN-(aq)(8)Ag2CrO4(s) = 2Ag+(aq) + CrO42-(aq)(9)BaSO4(

2、s) + CO32-(aq) = BaCO3(s) + SO42-(aq)(10)Fe2+(aq) + 1/2 O2(g) + 2H+(aq) = Fe3+(aq) + H2O(l) 6-2: 已知反應(yīng) ICl(g) = 1/2 I2(g) + 1/2 Cl2(g) 在 25 時(shí)的平衡常數(shù)為 K = 2.2×10-3，試計(jì)算下列反應(yīng)的平衡常數(shù)：(1)ICl(g) = I2(g) + Cl2(g)(2)1/2 I2(g) + 1/2 Cl2(g) = ICl(g)6-3: 下列反應(yīng)的 Kp 和 Kc之間存在什么關(guān)系？(1)4H2(g) + Fe3O4(s) = 3Fe(s) + 4H2

3、O(g)(2)N2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g)(3)N2O4(g) = 2NO2(g)6-5: 實(shí)驗(yàn)測(cè)得合成氨反應(yīng)在 500 的平衡濃度分別為：H2=1.15mol/L ，N2=0.75mol/L ，NH3=0.261mol/L ，求標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù) K、濃度平衡常數(shù) Kc以及分別用 Pa 為氣體的壓力單位和用bar為氣體的壓力單位的平衡常數(shù) Kp。6-5已知HCN = H+ + CN- K1 = 4.9×10-10NH3 + H2O = NH4+ + OH- K2 = 1.8×10-5 H2O = H+ + OH- K3 = 1.0×10-14求反應(yīng)

4、 NH3 + HCN = NH4+ + CN- 的平衡常數(shù) K 。6-6: 反應(yīng) CO(g) + H2O(g) = CO2 + H2(g) 在 749K 時(shí)的平衡常數(shù) K =2.6 。設(shè)（1）反應(yīng)起始時(shí) CO 和 H2O 的濃度都為 1mol/L（沒有生產(chǎn)物，下同）；（2）起始時(shí) CO 和 H2O 的摩爾比為1比3，求 CO 的平衡轉(zhuǎn)化率。用計(jì)算結(jié)果來說明勒夏特列原理。6-7: 將 SO3 固體置于一反應(yīng)器內(nèi)，加熱使 SO3 氣化并令其分解，測(cè)得溫度為 900K ，總壓為 p 時(shí) ，氣體混合物得密度為 =0.925g/dm3 ，求 SO3 的（平衡）解離度 。6-8: 已知反應(yīng) N2O4(g)

5、 = 2NO2(g) 在308K下的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù) K 為0.32。求反應(yīng)系統(tǒng)的總壓為 p和 2p，N2O4 的解離度及其比。用計(jì)算結(jié)果來說明勒夏特列原理。6-9: 為使 Ag2O 在常溫下分解，真空泵需將氧的分壓降至多大？6-10: 求 10-5Pa 的高真空中分解 CuO 的最低溫度。6-12: 對(duì)比 NH4HCO3 在總壓為 p 與各組分氣體分壓均為 p 時(shí)分解溫度的差別。哪一種情況符合試管內(nèi)該物質(zhì)分解的實(shí)際情況？6-12: 在 693K 和 723K 下氧化汞分解為汞蒸氣和氧的平衡總壓分 5.16*104 和 1.08*105 Pa ，求在該溫度區(qū)域內(nèi)分解反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓和標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵變。

6、6-13: 查閱熱力學(xué)函數(shù)表估算二氧化硫與氧氣反應(yīng)生成三氧化硫的反應(yīng)在 400 、600 和 800 下的平衡常數(shù)。由 400 至 600 和由 600 至 800 都是 200 的溫差，該反應(yīng)的平衡常數(shù)的變化是否相同？若不同，又如何解釋其差異？6-14: 雷雨導(dǎo)致空氣中的氮?dú)夂脱鯕饣蠟?NO 是自然界中氮的固定的主要反應(yīng)之一。經(jīng)熱力學(xué)計(jì)算得知，在 2033K 和 3000K 下該反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)系統(tǒng)中 NO 的體積分?jǐn)?shù)分別為 0.8%和4.5% ，試問（1）該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)？（2）計(jì)算 2033K時(shí)的平衡常數(shù)。 6-15: 下面各種改變對(duì)反應(yīng) 2SO2(g) + O2(g) = 2

7、SO3(g)（rHm =198kJ/mol）中的 SO3 的平衡分壓有何影響？A將反應(yīng)容器的體積加倍。B保持體積而增加反應(yīng)的溫度。C加多氧量。D保持反應(yīng)容器的體積而加入氬氣。6-16: 下面的反應(yīng)在一個(gè) 1L 的容器里，在 298K 下達(dá)成平衡： C(石墨) + O2(g) = CO2(g) rHm =-393kJ/mol以下各種措施對(duì)氧氣的平衡分壓有何影響？A增加石墨的量。B增加 CO2 氣體的量。C增加氧氣的量。D降低反應(yīng)的溫度。E加入催化劑。6-17 : PCl5(g)分解成 PCl3(g) 和 Cl2(g) 的反應(yīng)是一個(gè)吸熱反應(yīng)。以下各種措施對(duì)于五氧化磷的解離有何影響？A壓縮氣體混合物

8、。B增加氣體混合物的體積。C降低溫度。D保持混合氣體的體積不變的前提下向氣體混合物添加氬氣。6-18: 在 200 下的體積為 V 的容器里，下面的吸熱反應(yīng)達(dá)成平衡態(tài)： NH4HS(g) = NH3(g) + H2S(g)通過以下各種措施，反應(yīng)再達(dá)到平衡時(shí)，NH3 的分壓跟原來的分壓相比，有何變化？A增加氨氣。B增加硫化氫氣體。C增加 NH4HS固體。D增加溫度。E.加入氬氣以增加體系的總壓。F.把反應(yīng)容器的體積增加到 2V。6-19: 已知氯氣在飽和食鹽水里的溶解度小于在純水里的溶解度。試從平衡移動(dòng)的原理加以解釋。6-20: 實(shí)驗(yàn)測(cè)得氯氣溶于水后約有三分之一的 CL2 發(fā)生歧化轉(zhuǎn)化為鹽酸和次

9、氯酸，求該反應(yīng)的平衡常數(shù)，293K 下氯氣在水中的溶解度為 0.09 mol·L-1 。6-21: 自然界里氮的固定的主要途徑之一是在閃電的作用下，氮?dú)馀c氧氣反應(yīng)生成 NO ，然后 NO 和氧氣繼續(xù)反應(yīng)生成 NO2 ，后者與水反應(yīng)，生成硝酸。熱力學(xué)研究證明，在通常條件下氮?dú)夂脱鯕獾姆磻?yīng)的轉(zhuǎn)化率要低于閃電條件下的轉(zhuǎn)化率（在催化劑存在下，克服動(dòng)力學(xué)的障礙，氮?dú)夂脱鯕庠诔叵乱材芊磻?yīng)的話）。問：氮?dú)夂脱鯕獾姆磻?yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)？閃電造成的氣體體積膨脹對(duì)反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率有何影響？6-22: 超音速飛機(jī)在平流層飛行放出的燃燒尾氣中的 NO 會(huì)通過下列反應(yīng)破壞其中保護(hù)我們免受太陽光中的短波

10、紫外線輻射傷害的臭氧: NO(g) + O3(g) = NO2(g) + O2(g)a.如果已知 298K 和 100kPa 下 NO、NO2和 O3 的生成自由能分別為 +86.7、+51.8、+163.6kJ·mol-1，求上面的反應(yīng)的 Kp 和 Kc 。 b.假定反應(yīng)在 298 K下發(fā)生前，高層大氣里的 NO、O3和 O2 的濃度分別為 2×10-9 mol·L-1，1×10-9mol·L-1，2×10-3 mol·L-1，NO2的濃度為零，試計(jì)算O3的平衡濃度。c.計(jì)算達(dá)到平衡時(shí) O3 被 NO 破壞的百分?jǐn)?shù)。附注：

11、實(shí)際上上述反應(yīng)的速度不很大，反應(yīng)并不易達(dá)到平衡轉(zhuǎn)化率。6-23 : 通過熱力學(xué)的研究求得反應(yīng)： CO(g) + 1/2 O2(g) = CO2(g)在 1600 下的 Kc 約為 1×104 。經(jīng)測(cè)定汽車的尾氣里的 CO 和 CO2 氣體的濃度分別為 4.0×10-5 mol·L-1和4.0×10-4 mol·L-1。若在汽車的排氣管上增加一個(gè)1600的補(bǔ)燃器，并使其中的氧氣的濃度始終保持 4.0×10-4 mol·L-1，求 CO 的平衡濃度和補(bǔ)燃轉(zhuǎn)化率。6-24 : 在23題的系統(tǒng)里，同時(shí)發(fā)生反應(yīng)： SO2(g) + 1/2 O2(g) = SO3(g) Kc=20經(jīng)測(cè)定，汽車的尾氣原有 SO2 氣體的濃度為 2.0×10-