师大无机化学第6章-2013
无机化学第六版第六章 配位化合物..
中心原子M — 提供空轨道 电子对接受体 Lewis酸
配位体 L — 提供孤对电子 电子对给予体 Lewis碱
配合物是由中心原子M与一组
配位体L通过配位键结合而形成 的一类化合物。
配阳离子：带正电荷的离子。如 [Cu(NH3)4]2+ 配阴离子：带负电荷的离子。如 [Fe(CN)6]3配位分子：有些配离子的组成形式本身不带电荷。 如：[Ni(CO)4]；[Pt(NH3)2Cl2]
Cu2++ 4NH3
[Cu(NH3)4]2+
配合物的稳定常数
Ks
[Cu(NH3
)
2 4
]
[Cu2 ][NH3 ]4
意义：是衡量配合物在水溶液中稳定性的量度。
配体个数相同，Ks 值愈大，配离子就愈稳定。 lgKs：
[Cu(NH3)4]2+ Ks = 2 1013 lgKs = 13.3
二、逐级稳定常数 配离子的形成分步进行的，每一步对应一个Ks：
配合物或配离子 H2[PtCl6]
中心 原子
Pt4＋
[Co(ONO)(NH3)5]SO4 Co3+
配体
ClONO-、 NH3
配位原子 配位数
Cl
6
O、N 6
NH4[Co(NO2)4(NH3)2] Co3+ NO2、 NH3 N、N
6
[Ni(CO)4]
Ni CO
C
4
Na3[Ag(S2O3)2]
Ag+ S2O32-
A．2
B．3
C．4
D．6
2．[Pt(NH3)4(NO2)Cl]2+配离子中中心原子的氧化值是 D A．0 B．+2 C．+3 D．+4
北师大无机化学四版习题答案6章酸碱平衡
第6章 酸碱平衡6.1以下哪些物种是酸碱质子理论的酸、哪些是碱，哪些具有酸碱两性？SO 42－、S 2－、H 2PO 4－、NH 3、HSO 4－、[Al(H 2O)2OH]2+、CO 32－、NH 4+、H 2S 、H 2O 、OH －、H 3O +、HS －、HPO 42－、SO 42－解：酸：NH 4+、H 2S 、H 3O +碱：SO 42－、S 2－、CO 32－、OH －酸碱两性：H 2PO 4－、NH 3、HSO 4－、[Al(HO)2OH]2+、H 2O 、HS －、HPO 42－6.2 为什么pH ＝ 7 并不总是表明水溶液是中性的？解：只有在常温下，K w ＝1.0×10－14时，pH ＝ 7表明 [OH －]＝[H +]，而K w 是温度的函数 （注：在非常温下测量pH 的电子仪器具有自动校准pH 至常温值的功能）。
6.3 本章表示电解质及其电离产物的浓度有两种，一种如 c (HAc)、c (NH 4+ )。
另一种如 [HAc] 、[NH 4+ ]等，它们的意义有何不同？什么情况下电离平衡常数的表达式中可以用诸如以c (HAc) 、 c (NH 4+ )等代替诸如 [HAc] 、[NH 4+ ] 等？有的书上没有诸如 c (HAc) 、c (NH 4+ )这样的浓度符号，遇到浓度时一律用诸如 [HAc] 、[NH 4+ ] 等来表示，这样做有可能出现什么混乱？解：用 [ ] 表示的浓度是达到平衡状态下的浓度，简称平衡浓度，未达到平衡的浓度不能用 [ ]表示，c (HAc) 、c (NH 4+ )等通常称为分析浓度，是对溶液的浓度进行测定或计算确定的浓度，例如对于醋酸溶液，c (HAc)＝[HAc]+[ Ac －]。
只有当[HAc] >>[ Ac －]，c (HAc)≈[HAc]，计算有效数字允许时，才能不会造成混乱，例如缓冲溶液计算pH 。
6.4 苯甲酸（可用弱酸的通式HA 表示，相对分子质量122 ）的酸常数K a ＝6.4×10－5 试求：( 1 ) 中和1.22 g 苯甲酸需用0.4 mol ·dm －3 的NaOH 溶液多少毫升？( 2 ) 求其共轭碱的碱常数K b 。
大学无机化学第二版-河北师范大学-课后习题答案(完整教资)
第1章 物质的聚集态习题答案1-1 实验室内某氦气钢瓶，内压为18 MPa ，放出部分氦气后，钢瓶减重500 kg ，瓶内氦气的压强为9.5 MPa 。
假定放出气体前后钢瓶的温度不变，钢瓶原储有氦气为多少（物质的量）？解：V 与T 一定时，n 与p 成正比，即： mol .0026410500MPa )5.918(MPa 183⨯=－总n 解得 mol 10645.25⨯=总n 1-2 273Ｋ和101 kPa 的1.00 dm 3干燥空气缓慢通过液态的二甲醚（CH 3OCH 3）。
假定（１）通过二甲醚后的空气被二甲醚饱和且液态二甲醚损失0.0335g ；（２）被二甲醚饱和的空气的总压强仍为101kPa 。
计算二甲醚在273Ｋ时的饱和蒸汽压。
解：由理想气体状态方程得： 空气的物质的量：m ol 0445.0K273K m ol dm 8.314kPa 1.00dm kPa 1011133=⨯⋅⋅⋅⨯==－－空RT pV n 二甲醚的物质的量：mol 10283.7molg 0.46g 02335.041－－二甲醚⨯=⋅==M m n 二甲醚的摩尔分数：0161.00445.010283.710283.744=+⨯⨯=+=－－二甲醚空二甲醚二甲醚n n n x 二甲醚的饱和蒸汽压： 1.626kPa kPa 1010161.0=⨯=⋅=p x p 二甲醚二甲醚1-3 在273.15 K 和1.01325×105 Pa 压力下，测得某气体的密度为1.340 g ·dm -3，在一实验中测得这种气体的组成是C 79.8%和H 20.2%。
求此化合物的分子式。
解：因为ii i i i i M RT V M RT m V RT n p ρ=== 所以：Pa1001325.1K 15.273K mol dm Pa 10314.8dm g 340.15-1-133-3⨯⨯⋅⋅⋅⨯⨯⋅==i i i p RTM ρ =30.02(g·mol -1)每分子含碳原子：30.02×0.798/12.01=1.9953≈2每分子含氢原子：30.02×0.202/1.008=6.016≈6即分子式为：C 2H 61-4在293 K和9.33×104 Pa条件下，在烧瓶中称量某物质的蒸气得到下列数据，烧瓶容积为2.93×10-4 m3，烧瓶和空气的总质量为48.3690 g，烧瓶与该物质蒸气质量为48.5378 g，且已知空气的平均相对分子质量为29。
北师大考研无机化学复习题第六章
北师大考研无机化学复习题第六章work Information Technology Company.2020YEAR第 6 章氧化还原反应与电化学一、教学基本要求1.理解氧化还原反应的基本概念；2. 掌握氧化还原方程式的两种配平方法；3.掌握电极电势和标准电极电势的概念；4.熟悉能斯特公式、影响电极电势的因素及其应用；5.了解电势数据的两种图示法及其应用；6.了解几种实用电池和电解概念。
二、要点1．氧化值（氧化数）是人为规定给单质和化合状态原子确定的电荷数。
2．氧化和还原氧化值增加的过程叫氧化；而氧化值降低的过程叫还原。
3．氧化型和还原型在氧化还原电对中，氧化数高的物质叫氧化型物质，氧化数低的物质叫还原型物质。
4．氧化剂和还原剂提供电子的物质叫还原剂，得到电子的物质叫氧化剂。
5．氧化值法是配平氧化还原方程式的一种方法，其基本原则是确保反应过程中氧化值上升的总值等于下降的总值。
6．离子–电子法又一种配平氧化还原方程式的方法，是将氧化还原反应式改写为代表氧化和还原的两个半反应式，先将半反应式配平，再将半反应式加合起来，消去其中的电子而完成。
7．半反应氧化还原反应中氧化或还原的任一过程称之为半反应。
8．歧化反应由同一元素反应生成高氧化态和低氧化态的过程叫歧化反应，其逆过程为反歧化反应。
9．自氧化还原反应氧化数的升高和降低都发生在同一个化合物中的氧化还原反应。
10．埃灵罕姆图对一个具体反应而言，若将一定温度区间内反应的焓变近似的看作常数，则θG∆对温度T作图叫埃灵罕姆图，利用这种图形可方便地讨论高温下的某些氧化还原过程。
11．金属氧化物的热还原在一定温度下，用还原剂将金属氧化物还原成金属的反应称金属氧化物的热还原。
在埃灵罕姆图中反映为只要θG∆(M, MO x)的线段处于θ∆(M’, M’O x)线段的上方，金属M’就可还原金属M的氧化物。
G12．化学电池将化学能转变为电能的装置，又叫原电池。
13．半电池和电势从电池的角度对半反应的实质反映是半电池，体现半反应的装置称之为电势。
无机化学第6章酸碱理论与解离平衡
6.2 弱酸弱碱的解离平衡
（2） 溶液的 ） 溶液的pH pH = -lgc(H3O+) pOH = -lgc(OH-) 298K的纯水中： 的纯水中： 的纯水中 KӨw = c(H+) c(OH-) = 1.0×10-14 × 等式两边同取负对数： 等式两边同取负对数： pKӨw = pH +pOH = 14.00
无机化学
6.1 酸碱理论
6.1.2 酸碱质子理论 (1) 定义 定义:
的分子或离子。 酸：凡是能释放出质子(H+)的分子或离子。 凡是能释放出质子 的分子或离子 碱：凡是能与质子(H+)结合的分子或离子。 结合的分子或离子。 凡是能与质子 结合的分子或离子 质子酸) 质子的给予体； 即：酸(质子酸 —— 质子的给予体； 质子酸 质子碱) 质子的接受体。 碱(质子碱 —— 质子的接受体。 质子碱 两性物质：既能给出质子又能接受质子的物质。 两性物质：既能给出质子又能接受质子的物质。
无机化学
6.1 酸碱理论
酸碱反应的实质是酸碱之间以共价配键相结合， 酸碱反应的实质是酸碱之间以共价配键相结合，生 是酸碱之间以共价配键相结合 成酸碱配合物的过程，并不发生电子转移。 成酸碱配合物的过程，并不发生电子转移。 H ∣ HCl + :NH3 → [H—N→H]+ + Cl∣ H F ∣ BF3 + :F- → [F—B←F]∣ F NH3 ↓ Cu2+ + 4:NH3 → [H3N→Cu←NH3]2+ ↑ NH3 无机化学
H+ (aq) + OH－(aq)
∅ KW = c(H3O+ ) ⋅ c(OH− )
1、水的质子自递反应是吸热反应，故水的离子积随 、水的质子自递反应是吸热反应， 温度的升高而增大。 的纯水中： 温度的升高而增大。298K的纯水中：c(H+) = c(OH-) 的纯水中 =1.0×10-7mol·L-1 × KӨw = c(H+) c(OH-) = 1.0×10-14 × 2、任何稀水溶液中同时存在H+和OH–，且 、任何稀水溶液中同时存在 KӨw = c(H+) c(OH-)
北京师范大学、华中师范大学、南京师范大学无机化学教研室《无机化学》(第4版)章节题库-绪论至第三章(
第三部分章节题库说明：本部分严格按照北京师范大学、华中师范大学、南京师范大学无机化学教研室主编的《无机化学》（第4版）教材内容进行编写，每一章都精心挑选经典常见考题，并予以详细解答。
熟练掌握本书考题的解答，有助于学员理解和掌握有关概念、原理，并提高解题能力。
绪论本章不是考研复习的重点，暂未编选章节习题，若有最新习题会及时更新。
第1章原子结构与元素周期系一、选择题1．某元素的价层电子构型为，该元素是（）。
A．钛B．铬C．锰D．铁【答案】C【解析】价电子为，有d电子，为副族元素，有7个价电子，为第ⅦB族元素。
2．表示电子运动状态的四个量子数不合理的是（）。
【答案】B【解析】四个量子数中要求l<n，而B项中的l＞n。
3．在B、C、N、O四种元素中，第一电离能最大的是（）。
A．BB．CC．ND．O【答案】C【解析】虽然O的电负性比N大，但N上的2p电子半充满，能量更低，更稳定，更不易失去电子，第一电离能更大。
4．下列哪一个是对的不正确说法？（）A．原子序数是13B．电子总数是13C．中子数是14D．质量数是27【答案】B【解析】左上角标是原子质量数（核内质子与中子之和），左下角标是核内质子数（或原子序数），右上角标是离子的电荷数。
5．某元素位于元素周期表中36号元素之前，失去3个电子后，在角量子数为2的轨道上刚好半充满，该元素是（）。
A．铬B．钒C．砷D．铁【答案】D【解析】角量子数l＝2的轨道是d轨道，共有5条，半充满表明失去3个电子后＋3价离子有5个d电子，该元素原单质有8个价电子，有d电子，其应为第ⅧB族元素。
6．在Al、Si、P、S四种元素的原子中，第一电离能最大的是（）。
A．AlB．SiC．PD．S【答案】C【解析】四种元素均为第三周期元素，Al→Si→P→S，电负性应该依次增加，但由于P 元素3p轨道半充满，更稳定，第一电离能最大。
7．下列哪一组量子数表示的是一个4p轨道？（）A．n＝4，l＝1，m＝0B．n＝4，l＝2，m＝1C．n＝4，l＝3，m＝2D．n＝4，l＝0，m＝0【答案】A【解析】4p轨道的主量子数n＝4，角量子数l＝1，而磁量子数m＝0，±1。
北京师范大学、华中师范大学、南京师范大学无机化学教研室《无机化学》笔记和课后习题详解(下册)-名校考
2．完成并配平反应方程式：SnS 被 答：
氧化。[天津大学 2007 研]
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第 16 章 氮 磷 砷
一、选择题 1．下列硝酸盐加热到 700 K 左右分解时，其中各元素的氧化数都发生变化的是（ ）。 [天津大学 2008 研]
三、简答题
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1．完成并配平反应方程式：
。[天津大学 2006 研]
答：
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第 14 章 卤 素
一、选择题 1．下列浓酸中，可以用来和 KI（s）反应制取 HI（g）的是（ ）。[天津大学 2007 研] A．浓 HCl B．浓 C．浓 D．浓 【答案】C
一、填空题
1．硼酸为
元弱酸，其水溶液显酸性的反应方程式为
【答案】一；
。[天津大学 2006 研]
二、判断题 1．硼是缺电子原子，在乙硼烷中含有配位键。（ ）[天津大学 2008 研] 【答案】×
三、简答题 1．完成并配平反应方程式： 答：
溶液中加入
。[天津大学 2007 研]
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【答案】A
二、简答题 2．完成并配平反应方程式：碳酸钠溶液吸收二氧化氮。[天津大学 2008 研] 答：
3．完成并配平反应方程式： 答：
溶于 KOH 溶液中。[天津大学 2008 研]
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第 17 章 碳 硅 硼
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无机化学_第四版_北师大版_课后答案(补充：1-11章)_khdaw
第一章原子结构与元素周期系1-14Br2分子分解为Br原子需要的最低解离能为190kJ/mol,求引起溴分子解离需要吸收的最低能量子的波长与频率。
答：∵E=190kJ/mol∴每个分子解离所需要的能量为190×10-3/6.02×1023=3.156×10-19（J）所需吸收光子能量为E=hν=3.156×10-19J∴λ=c/ν=c·h/E=3×108×6.63×10-34/3.156×10-19=6.3×10-7(m)=630(nm)ν=4.76×10141-19氢原子核外电子光谱中的莱曼光谱中有一条谱线的波长为103nm，问：它相应于氢原子核外电子的哪一个跃迁？答：氢原子莱曼系的跃迁吸收光子的波数公式为ǔ=1/λ=R H·（1/12-1/n2）已知波长λ=103nm=1.03×10-7m∴1/1.03×10-7=R H·（1/12-1/n2），R H=1.09677×10-7∴n=2.95≈3∴相应于氢原子电子从n=1的轨道向n=3的轨道跃迁的过程，即从K 层→M层轨道的跃迁1-21当电子的速度达到光速的20.0%时，该电子的德布罗意波长多大？当锂原子（质量7.02amu）以相同速度飞行时，其德布罗意波长多大？答：对电子，λ=h/mv=6.63×10-34×（9.11×10-31×3×108×20%）-1=1.21×10-11m=12.1(pm)对锂原子，其m=7.02×1.660×10-24×10-3=1.165×10-26(kg)∴λ=h/mv=6.63×10-34×（1.165×10-26×3×108×20%）-1=9.48×10-16m=9.48×10-4(pm)1-23处于K、L、M层的电子最大可能数目各为多少？答：处于K层，即n=1,而每个能层能容纳的最大电子数目为2n2∴第K层：2×12=2（个）第L层：2×22=8（个）第M层：2×32=18（个）1-24以下哪些符号是错误的？(a)6s(b)1p(c)4d(d)2d(e)3p(f)3f答：(a)6s对；(b)1p错（因为n=1,则l只能是0，即s）；(c)4d对；(d)2d错（因为n=2,则l可能是0，1，即s，p轨道）；(e)3p对；(f)3f错（因为n=3,则l可能是0，1，3即s，p，d轨道）。
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第6章化学平衡常数6.1 复习笔记一、化学平衡状态1．化学平衡（1）化学平衡的定义化学平衡是指系统内发生的化学反应既没有向正向进行的自发性（或“推动力”）又没有向逆向进行的自发性（或“推动力”）时的一种状态。
（2）化学平衡的特性①化学平衡是一种动态平衡；②化学平衡中相互转化着的是物质——反应物与产物，达到平衡时，它们的量不再改变；③化学平衡状态只有在封闭系统里才能够达成，反应物与产物双方不断地相互转换着，当各自的量及总量都不变时，才达成平衡态。
2．勒沙特列原理（1）定义勒沙特列原理是指一旦改变维持化学平衡的条件，平衡就会向着减弱这种改变的方向移动。
（2）应用时需要注意的几点①并不是改变任何条件，化学平衡都会移动，而只有改变维持平衡的条件，平衡才会移动；②勒沙特列原理说平衡向着减弱引起平衡破坏的因素的方向移动，却没有说移动的结果可以完全抵消这种引起平衡破坏的因素，而使平衡恢复到原来的状态。
（3）勒沙特列原理的缺点勒沙特列原理并不能实际判定某一系统是否达到平衡，而只是预言了平衡态的破坏将导致系统自发地向新的平衡移动的方向。
而且它是不能进行定量计算的方程。
二、平衡常数1．标准平衡常数（1）标准平衡常数KΘ在平衡状态下，定义J KΘ：≡平衡以上三个方程分别适用于气相平衡、气体与溶液同时存在的平衡以及溶液中的平衡。
（2）标准平衡常数的物理意义①在一定温度下，当气相系统达到化学平衡时，参与反应的各气体的分压与热力学标压之比以方程式中的计量系数为幂的连乘积是一个常数；②当溶液系统达到化学平衡时，参与反应的各溶质的浓度与热力学标态浓度之比以方程式中的计量系数为幂的连乘积是一个常数。
（3）平衡常数的特性①平衡常数是温度的函数。
温度不变，平衡常数不变；②对于一个特定气相系统，在一定温度下，无论化学平衡是如何达成的，达到平衡时每一气体的分压具体数值可大可小，但是总起来看，所有气体分压之间的关系，必须遵从平衡常数的制约；③同一反应，在同一温度下，平衡常数的具体数值是与方程式的写法相关的，方程式写法不同，表达式中的指数不同，平衡常数不同；④平衡常数表达式中没有固体、溶剂等浓度不发生变化的物质。
北师大版无机化学习题答案(上册)
第一章------1第二章------9第三章------14第四章------18第五章------28第六章------44第七章------52第八章------66第九章------69第十章------72第一章物质的结构1-1 在自然界中氢有三种同位素，氧也有三种同位素，问：总共有种含不同核素的水分子？由于3H太少，可以忽略不计，问：不计3H时天然水中共有多少种同位素异构水分子？1-2 天然氟是单核素（19F）元素，而天然碳有两种稳定同位素（12C和13C），在质谱仪中，每一质量数的微粒出现一个峰，氢预言在质谱仪中能出现几个相应于CF4+的峰？1-3 用质谱仪测得溴得两种天然同位素的相对原子质量和同位素丰度分别为79Br 789183占50。
54%，81Br 80。
9163占49。
46%，求溴的相对原子质量（原子量）。
1-4 铊的天然同位素203Tl和205Tl的核素质量分别为202。
97u和204。
97u，已知铊的相对原子质量（原子量）为204。
39，求铊的同位素丰度。
1-5 等质量的银制成氯化银和碘化银，测得质量比m（AgCl）：m（AgBr）=1。
63810：1，又测得银和氯得相对原子质量（原子量）分别为107。
868和35。
453，求碘得相对原子质量（原子量）。
1-6 表1-1中贝采里乌斯1826年测得的铂原子量与现代测定的铂的相对原子质量（原子量）相比，有多大差别？1-7 设全球有50亿人，设每人每秒数2个金原子，需要多少年全球的人才能数完1mol 金原子（1年按365天计）？1-8 试讨论，为什么有的元素的相对质量（原子量）的有效数字的位数多达9位，而有的元素的相对原子质量（原子量）的有效数字却少至3～4位？1-9 太阳系，例如地球，存在周期表所有稳定元素，而太阳却只开始发生氢燃烧，该核反应的产物只有氢，应怎样理解这个事实？1-10 中国古代哲学家认为，宇宙万物起源于一种叫“元气”的物质，“元气生阴阳，阴阳生万物”，请对比元素诞生说与这种古代哲学。
无机化学第6章3
图6-94 (a)Os6(CO)16(CR)2和(b) Os6(CO)16(CH3C=CCH3)的结构
3．金属簇的本质不变的反应 Co3(CR)(CO)9 簇中的反应在取代基R上，则簇本质不会发 生改变。
4．金属簇的氧化加成反应
氢、卤素以及不饱和分子如乙烯、乙炔等在室温下容易与羰基 簇发生加成反应，反应过程中这些分子本身被还原；金属被氧 化，且配位数增加；这类加成反应称为氧化加成。
"Al Cotton is a legendary figure at Texas A&M," Gates said. "From my first day on campus, I knew how important he was to Texas A&M. …"
Dr. F. Albert Cotton passes away February 20, 2007 Laboratory for Molecular Structure and Bonding
M4(CO)12 (M = Co, Rh或Ir) 有60个价电子，分子中需要12 个电子,6个金属-金属键。
Mn(CO)m M-M键个数： (18n－Vn－2m)/2 例子：预测H2Os3(CO)10中金属键个数 价电子总数＝3 8 +10 2 + 2 = 46，应该有的价电子 数54 。
此规则只适合3-4核，5核以上不适合，特别是CO 的配位方式。
Rh6(CO)16
＋
12PPh3
苯 25 C
3[Rh(CO)2(PPh3)2]2 ＋ 4CO
[Pt9(CO)18]2－＋9PPh3
THF 25 C
[Pt6(CO)12]2－＋3Pt(CO)(PPh3)3＋3CO
《无机化学》(北师大等校第四版)答案
由斥力顺序可知，∠l-O-O>∠O-O-O即∠O-O-O<109o28’ ∠l-O-O>109o28’，但∠O-O-O>90o，因为∠O-O-O<90o时，斥力变大不利于分子的稳定，故O3-的键角应为100o，属于以上范围，很符合VSEPR模型。
1-47.解：氟的电负性最大。铯的电负性最小
1-50 答:ⅣB族，铜，银，金和稀有气体。
1-52答:从上到下，同族元素氧化态稳定性增强，但第五周期非金属的氧化态很不稳定，第六周期的汞，铊，铅，铋的最稳定氧化态不是族序数，而是0，+1，+2，+3，第Ⅷ族从左到右最高氧化态的稳定性下降，从上到下最高正氧化态稳定性增强。
（4）XeF2:由VSEPR模型知，XeF2分子属于AY5型分子，AY5的空间构型为三角双锥体，为保证两个Xe不能垂直。略去电子后，XeF2分子应为角形分子，但夹角一定不为90o，其夹角为120o>∠Xe-F-Xe>90o范围内。
（5）SF6：由VSEPR模型知，SF6属AY6型分子，空间构型为正八面体，即其键角为90o。
第二章分子结构
2-1解：O2：.. .. H2O2: .. ..
: O＝O: H—O—O—H
共12e共14e
CO: .. CO2: .. ..
:C＝O: :O＝C＝O:
共10e共16e
NCl3.. SF4
F
Cl|
F—S—F
N ..|
FCl Cl共3来自e共26e2-3答：LiH: Li的电子排布:1s22s1H的电子排布:1s1
当λ=320nm时，则此时光的能量E=5.64×10-19>E最低，所以会解离
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6.05x10-2
6.00x10-2 6.08x10-2 5.93x10-2 平均值6.0x10-2
实验平衡常数有可能有量纲 例1：Cr2O72- + H2O = 2 CrO42- + 2 H+
Kc = ([CrO42-]2 [H+]2) / [Cr2O72- ]
= 2.0 × 105 (mol· -3 )3 dm 有量纲（单位）
(水煤气反应)
可逆性显著
N 2 ( g ) 3H 2 ( g ) 2 NH 3 ( g ) Ag (aq) Cl (aq) AgCl ( s)
●
可逆程度小
只有极少数反应是“不可逆的”（单向反应） 2 KClO3 (s) = 2 KCl(s) + 3 O2(g)
可逆反应——在同一条件（温度、压力、浓度等）下，能同时向两个相 反方向进行的反应。
Dn = (d+e)－(a+b) 即：反应方程式中，反应前后计量系数之差值。
Kp = Kc(RT)Dn 当Dn = 0时：Kp = Kc
3) 平衡常数不写量纲。 4) 对于非理想溶液，应以活度α代替浓度代替浓度c mA + nB K= αcp · Dq α αAm ·αBn pC + qD
5) 当有气体（或溶液）与固体共存于一个体系之中时，此类反应 的平衡叫多相平衡。此时，固相不必写入平衡常数式。 (固相的平 衡蒸气压一定；纯物质固体和液体的活度为1)。
第6章 化学平衡常数
Chapter 6 Equilibrium constant
主要内容
● 化学平衡状态
● 平衡常数
● 浓度对化学平衡的影响 ● 压力对化学平衡的影响
● 温度对化学平衡的影响
化学平衡-化学反应的限度
(chemical equilibrium state )
Fe2O3(s) + 3 CO(g) = 2 Fe(s) + 3 CO2(g)
● 标准平衡常数
● 对于气相反应
H 2 ( g ) I 2 ( g ) 2 HI ( g )
p( HI ) 2 [ ] p Kp p( H 2 ) p( I 2 ) [ ][ ] p p
● 对于溶液中的反应
Sn2 (aq) 2 Fe3 (aq) Sn4 (aq) 2 Fe2 (aq)
[ H 2 ]/ mol.dm3
[ N 2 ]/ mol.dm
0.75
3
[ NH 3 ]/ mol.dm
3
kc
[ NH 3 ]2 [ H 2 ]3 [ N 2 ]
1.115
0.261
5.98x10-2
0.51
1.35 2.43 1.47
1.00
1.15 1.85 0.75
0.087
0.412 1.27 0.376
ｖ正
化学平衡
ｖ 正 =ｖ 逆 ｖ逆
时间t
化学平衡的特点
动力学： 正逆反应速率 相等 物质的量：反应物和产物 的量不再改变 热力学： ΔG = 0 ●化学平衡是动态平衡 ●化学平衡是相对的，有 条件的。旧的平衡破坏了， 又会建立起新的平衡。
●只有在恒温下，封闭体系中进行的可逆反应才能建立 化学平衡，这是建立平衡的前提； ●可逆反应可从左自右达到平衡状态，也可从右向左达 到平衡状态。 ●平衡组成与达到平衡的途径无关
0.36 0.37 0.36
N2O4(g)
（无色）
（棕红色）
1) 起始浓度不同，平衡浓度也不同。 2) 但只要温度一定，平衡常数即一定。
●平衡常数表示在一定条件下，可逆反应所能 进行的极限。 K >107，正反应单向; K <10-7，逆反应单向; K = 10-7 107，可逆反应 ●平衡常数只是温度的函数，而与反应物或产物的起始浓度无关。 ●平衡常数不涉及时间概念，不涉及反应速率。
]2
2NH3(g)
Kx = x2 NH3
Kc = [NH3
Kp = p2 NH3
pN2 p3H2
[N2] [H2
]3
xN2 x3H2
当各种气体都符合理想气体定律时，三种K之间的关系为： pV ＝nRT p = n/V RT = cRT Kp= KxpΔn pN2 = p⋅xN2
Kp = Kc (RT)Δn
平衡常数
是表明化学反应限度的一种特征值。 mA＋nB pC+ qD
在温度T时，平衡浓度[A], [B], [C], [D]之间有： [C]p[D]q
＝K
[A]m[B]n 其中K是常数，叫作该反应在温度T的平衡常数。
N2O4-NO2体系的平衡浓度(373K)
起始浓度 (mol· -3) dm 浓度变化 (mol· -3) dm 平衡浓度 (mol· -3) dm
标准平衡常数K与标准Gibbs自由能变ΔGTө的关系
不变的物质项可不必写入平衡常数式，即把该项浓度(或压力) 归并入常数项。
例如有水参加的电离反应，水的浓度变化不大，不必写入
表达式：
HAc (aq) + H2O (l) H3O+(aq) + Ac-(aq)
K = [H3O+][Ac-]
[HAc]
实验平衡常数
平衡常数的获得除了由热力学计算外，还可以通过实验测定。 实验平衡常数(经验平衡常数) —— 由实验得到的平衡常数。 表6-1 500oC下的合成氨实验测定的平衡浓度与实验平衡常数
任意状态下:
J < K
反应正向进行
J = K
体系处于平衡状态
p( X ) x c(Y ) y [ ][ ] p c K p( A) a c( B) b [ ][ ] p c
J > K 反应逆向进行
平衡转化率
平衡转化率是指反应达到平衡时已转化了的某反应物的量 与转化前该反应物的量之比。如： CO + H2O H2 + CO2 此反应在773K时平衡常数Kc = 9， 如反应开始时c(H2O)=c(CO)=0.020mol· -1, 求CO的转化率。 L CO + H2O H2+CO2 初始 0.02 0.02 0 0 平衡时0.02-x 0.02-x x x Kc=[x/(0.02-x)]2=9 x/(0.02-x)=3 ∴x=0.015mol· -1 L 转化率=(0.015/0.020)×100％=75％
N2O4(g) 2NO2(g)
K = [NO2]2 = 0.36 [N2O4] (373K)
1/2N2O4(g) 2NO2(g)
NO2(g) N2O4(g)
K’ = [NO2] = 0.60
(373K)
[N2O4]1/2
K’’ = [N2O4] = 2.8 (373K)
[NO2]2
平衡常数值依浓度表示方法的不同而异 气相反应的平衡常数可分别用Kc, Kp或Kx表示。 例如 N2 (g) + 3H2 (g)
2SO2(g) + O2(g) = 2SO3(g) K =3.6 1024 (298K) K 很大，但常温常压下，反应速率很小
●书写和应用平衡常数时的注意事项
1) 平衡常数表示式要与化学方程式相对应，并注明温度。化学
方程式可以有不同的写法，K值的表示也随之不同。此时尽 管具体数值有所差别，但其实际含义是相同的。
qC(g)
ΔGT=ΔGTθ＋2.30RTlg
(pC/pθ)q (pA/pθ)m(pB/pθ)n
其中p/pө叫作相对压力，即相对于标准状态的压力，它是无量纲的。
以(p) 代表反应物或生成物起始状态的相对分压，则上式可简写为：
ΔGT=ΔGTθ＋2.30RTlg
(pC)q (pA)m(pB)n
其中分压项p的物理意义已是隐含着除以pө的相对压力了。若给出压 力的单位为kPa，则应除以100kPa，得相对压力p/pө, 然后再进行运算。
什么是平衡状态？
N2O4 ( g ) 2 NO2 ( g )
例： 无色
红棕色
反应进行到一定程度，正向反
应速率和逆向反应速率逐渐相等， 反应物和生成物的浓度就不再变化， 这种表面静止的状态就叫做“平衡 状态”。处在平衡状态的物质浓度 称为“平衡浓度”
从热力学角度看就是 DG = 0
反 应 速 度 v
荷兰物理化学家范特霍夫 (1852 －1911) 1901 诺贝尔化学奖
某一反应在温度T时，任意状态的ΔGT和标准状态的ΔGTө之间的关系 用van’t Hofft等温式来描述 (也叫作化学反应的等温式) (假定所有物质都可 近似地看作理想气体)。
对于气相反应 mA(g) + nB(g)
Van’t Hoff等温式可写作：
c( Sn 4 ) c( Fe 2 ) [ ][ ] c c Kc c( Sn 2 ) c( Fe3 ) [ ][ ] c c
● 对于一般化学反应
aA( g ) bB(aq) cC (s) xX ( g ) yY (aq) zZ (l )
p( X ) x c(Y ) y [ ][ ] p c K p( A) a c( B) b [ ][ ] p c
进一步定义起始分压商(简称反应商) J： J= (pC)q (pA)m(pB)n 其形式、写法和平衡常数完全相同，只是分压项不是平衡状态而 是起始状态，则有： ΔGT = ΔGTө＋2.30RTlgJ 也就是说，一个反应在任意状态的自发方向判据ΔGT不仅与反应处 于标态时的ΔGTө有关，还要考虑与起始状态有关的反应商J项。 当 (pA)、(pB)、(pC) 都等于标准压力时，J＝1，此时： ΔGT＝ΔGTө 也就是说，ΔGTө代表温度为T、反应物和生成物的起始分压都处于 标态时的反应Gibbs自由(1)任意条件下的Gibbs自由能变