第5章化学平衡,习题

第5章 化学平衡常数

5-1 写出下列反应的标准平衡常数的表达式和实验平衡常数表达式。

(1) 2SO 2(s) + O 2(g) = 2 SO 3(s)

{}{}{}

θ

θθθ

p O p p SO p p SO p K /)(/)(/)(2

2

22

3

= {}{}{}

θ

θθp O p p SO p p SO p K p

/)(/)(/)(2

2

22

3

= (2) Ag 2O(s) = 2Ag(s) + 1/2O 2(g)

{

}

2

/12/)(θθ

p

O p K = {}

2

/12)(O p K =

(3) CO 2(g) = CO 2 (aq)

θθθ

p CO p c CO c K /)(/)(22= θ

θ

p CO p c CO c K P /)(/)(22=

(4) Cl 2(g) + H 2O (l ) = H +(aq) + Cl -

(aq) + HClO(aq)

{}{}{}

θθθθ

θ

p Cl p c H c c Cl c c HlO c K

/)(/)(/)(/)(2+-

=

)

()

()()(2Cl p H c Cl c HlO c K +-=

(5) Ag 2CrO 4(s) = 2 Ag + (ap)+CrO 2-4 (aq)

{}{}

θθ

θc CrO

c c Ag c K /)(/)(242

-

+= )()(242-

+=CrO c Ag c K C

(6) 2NH 3(g) = N 2(g) + 3H 2(g)

{}{}

{}

2

3

3

22/)(/)(/)(θθθ

θ

p

NH

p p

H

p p

N p K =

{}{}{}2

33

22)()()(NH p H p N p K P = (7) Fe 2+(aq) + 1/2O 2(g) + 2H +(aq) = Fe 3+(aq) + H 2O(l)

{}

{}{}

2

/12

2

23/)(/)(/)(/)(θθθ

θ

θ

p O p c H c c Fe c c Fe c K +

+

+=

2

/1223)

()()()

(O p H c Fe c Fe c K C +++=

5-2 已知下列反应平衡常数：

H 2(g) + S(s) H 2S(g) θ

1K S(s) + O 2(g)

SO 2(g) θ

2K

问反应H 2(g) + SO 2(g)

O 2(g) + H 2S(g)的平衡常数θ

3K 是下列中的哪一个。

(A) θ

1K －θ

2K (B) θ

1K ·

θ

2K (C) θ

2K /θ

1K (D) θ1K /θ

2K 解：将（1）式减去（2）式九等于（3）式

H 2(g) + S(s)

H 2S(g) θ

1K

－ S(s) + O 2(g) SO 2(g) θ

2K H 2(g) + SO 2(g)

O 2(g) + H 2S(g) θ

3K

所以，θ

3K =θ1K －θ

2K ，（A ）对

5-3 在308K 和总压1.013×105Pa 时，N 2O 4有 27.2%分解。 (1) 计算N 2O 4(g)

2NO 2(g) 反应的K θ；

(2) 计算308K 时总压为2.026×105Pa 时，N 2O 4的离解分数； (3) 从计算结果说明压强对平衡移动的影响.

解 (1) 设起始态N 2O 4为1mol 。N 2O 4离解度为α=0.272

N 2O 4(g)

2NO 2(g)

平衡时 (1－α) mol 2αmol

n （总）= (1－α) + 2α= 1+α=1.272 (mol)

θ

θααp

zong p O N p p zong P NO p 272

.1728.0)(272.11)(27215440)(272.12)(422=-==⨯=

{}32.0272

.1/728.0)272.1/544.0(/)(/)(2

422

2

===

θ

θθ

p O N p p NO p K

(2) N 2O 4(g)

2NO 2(g)

平衡时 (1－α) mol 2αmol

n （总）=( 1+α) mol

Pa a a

zong p a a NO p 5210026.212)(12)(⨯⨯+=+=

Pa a

a

zong p a a O N p 54210026.211)(11)(⨯⨯+-=+-=

{}

32.010013.1/10026.211)10103.1/10026.212(/)(/)(55255422

2=⨯⨯⨯+-⨯⨯⨯+==Pa Pa a

a Pa Pa a a p

O N p p NO p K θ

θθ 解得 α=0.196=19.6%

(3) 计算结果表明，增大体系的压强，平衡向气体分子数目减少的方向移动。

5-4 反应CO(g) + H 22(g) + H 2(g) 在749K 时的平衡常数K θ=2.6。设(1)反应起

始时CO 和H 2O 的浓度都为1mol·L -1（没有生成物，下同）；(2)起始时，CO 和H 2O 的摩尔比为1比3，求CO 的平衡转化率。用计算结果来说明勤沙特列原理。 解：（1） CO(g) + H 22(g) + H 2(g)

据反应 C C P K RT K K K ===0)(θ 设CO 的转化量为x mol·L -1