北师大《无机化学》第四版习题答案6

第六章化学平衡常数

6.1写出下列各反应的标准平衡常数表达式和实验平衡常数表达式：

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

(2)NH 4HCO(s)=NH 3(g)+CO 2(g)+H 2O(g)(3)CaCO 3(s)=CO 2(g)+CaO(S)(4)AgO=2Ag(s)+l/2O 2(g)(5)CO 2(g)=CO 2(aq)

(6)Cl 2(g)+H 2O(l)=H +(aq)+Cl －

(aq)+HClO(aq)

(7)HCN(aq)=H +(aq)+CN －

(aq)

(8)Ag 2CrO 4(s)=2Ag +(aq)+CrO 42－

(aq)

(9)BaSO 4(s)+CO 3

2－－

(aq)=CaCO 3(s)+SO 42－

(aq)

(10)Fe 2+(aq)+1/4O 2(g)+2H +(aq)=Fe 3+(aq)+H 2O(l)

解：(1)K ()()()222

3/SO SO O p p p p p p θθθ⎡⎤⎡⎤⎡⎤=⋅⎢⎢⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦

排版注意：请将符号Θ改为θ下同。()

2222()()/p SO SO O K p p p =⋅(2)K

322()()()

NH CO H O p p p p p p

θθθ=

⋅⋅322()()()

p NH CO H O K p p p =⋅⋅(3)K

2()CO p p θ

=

2()

p CO K p =(4)K 21/2

()O p p θ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦

2()

p O K p =(5)K 22()()

/CO CO c p c p

θθ

=22()()

/CO CO K c p =(6)K 2

()()()/Cl

H Cl HClO c c p c c c c p θθθ

θ+-=⋅⋅2()()()/HClO Cl H Cl K c c c p +-=⋅⋅(7)K ()()()

/CN H HCN c c c

c c c θθθ

-+⎡⎤=⋅⎢⎥⎢⎥⎣⎦()

()()/c HCN H CN K c c c +-=⋅

(8)K 24

2

()()CrO Ag c c c c θ

θ-+⎡⎤

=⋅⎢⎥⎢⎥⎣⎦

24

2()()

c Ag CrO K c c +-=⋅(9)

K

223

4

()

()/CO SO c c c c

θθ--=224

3

()()

/c SO CO K c c --=(10)K

3222

1/2()()()()/O Fe Fe H c c c p c c p c θθθθ+++⎡⎤⎡⎤=⋅⋅⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦K

实验

3221/22

()()()()/O Fe Fe H c c p c +++=⋅⋅评注：除非固体为混合物而且活度系数不等于1，在化学平衡中又会发生变化，否则在平衡常数表达式中没有固体。

6.2已知反应ICl(g)=l/2I 2(g)+l/2Cl 2(g)在25℃时的平衡常数为K

=2.2×10－

3试计算下列反应

的平衡常数：

(1)ICl(g)=l/2I 2(g)+l/2Cl 2(g)(2)l/2I 2(g)+l/2Cl 2(g)=Cl(g)解：(1)K

=(K 2=(2.2×10－

3)2=4.8×10

－6

(2)K

’

=(K －

1=(2.2×10－

3)－

1=4.5×102

6.3下列反应的K p 和K c 之间存在什么关系？

(1)4H 2(g)+Fe 3O 4(s)=3Fe (s)+4H 2O(g)(2)N 2(g)+3H 2(g)=2NH 2(g)(3)N 2O 4=2NO 2

解：根据()v

p c K K RT ∑

=44231221(1)()(2)()()(3)()p c c

p c c p c c K K RT K K K RT K RT K K RT K RT

-----======6.4实验测得合成氨反应在500℃的平衡浓度分别为：[H 2]=1.15mol·dm －

3，[N 2]=0.75mol·dm －

3，

[NH 3]=0.261mol·dm －

3求标准平衡常数K K c 以及分别用Pa 为气体的压力

单位和用bar 为气体的压力单位的平衡常数K p 解：根据p=cRT

22111()() 1.158.3147737391H H p c RT mol L L kPa mol K K kPa

---==⋅⋅⋅⋅⋅⋅=同理：2()(3)42801677N NH p kPa p kPa

==，2

3

322()()()/p NH p H p N K p p p

θ

θθθ⎡⎤

⎡⎤=⋅⎢⎥

⎢⎥⎣⎦

⎣⎦

2

5

167773914820/ 1.4810101.325101.325101.325kPa kPa kPa K kPa kPa kPa θ

-⎡⎤⎡⎤⎡⎤=⋅=⨯⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦

[][][]()()()

2

2

13222

33

11220.261 5.98101.150.75c mol L NH K mol L H N mol L mol L -----⋅===⨯⋅⋅⋅()()()()()()

2

2

112

333

222

52

3

1677() 1.4510()()7391482016.77 1.451073.9148.20p kPa p NH K Pa p H p N kPa kPa bar bar bar bar ----===⨯==⨯答：标准平街常数K 1.48×10－

5浓度平衡常数为戈为1.45×10

－11

Pa －

2，压力平街常数

1.45×10

－11

Pa －

2或1.45×10－

5bar －

2．

评注：此题的计算结果表明，以101325Pa 为标准压力的标准平衡常数与以Pa 或bar 为单位的压力平衡常数在数值上是不同的；以Pa 为单位的压力平衡常数和以bar 为单位的压力平衡常该在数值上也是不同的若取1bar 为标准压力．则标准平衡常数将与以bar 为单位的压力平衡常数在纯数上是相同的，但前者的量纲与后者的量纲不同。6.5已知

HCN =H ++CN

－

K 1－10

NH 3+H 2O=NH 4++OH

－K 2－

5.

求反应NH 3+HCN=NH 4+

+CN －

的平衡常数K θ。

解：()()()

10512143 4.910 1.8100.8821.010K K K K θθθ

θ---⨯⋅⨯⋅===⨯答：反应平衡常数K 0.882.

6.6反应CO(g)+H 2O(g)=CO 2(g)+H 2(g)在749K 时的平衡常数K 2.6．设(l)反应起始时CO

和H 2O 的浓度都为l mol·dm －3

。(没有生成物，下同);(2)起始时CO 和H 2O 的摩尔比为1：

3，求CO 的平衡转化率。用计算结果来说明勒沙特列原理。

解：

(l )CO(g)+H 2O(g)

=

CO 2(g)+

H 2(g)起始浓度(mol ·L －1)：1100平衡浓度(mol ·L

－1

)：

(1－x )

(1－x )x

x

2222

()()()()2

/ 2.6

(1)H O CO H CO c c c c x K c c c c x θ

θθθθ=⋅⋅==-解得，x ＝0.62

故CO 的平衡转化率＝1

1

0.26100%62%1mol L mol L

--⋅⨯=⋅(2)

(l )CO(g)+H 2O(g)=CO 2(g)+H 2(g)起始浓度(mol ·L －1)：1300平衡浓度(mol ·L

－1

)：

(1－3x)

(1－x)

x

x