大学化学平衡的计算
化学平衡是什么它的计算方法有哪些
化学平衡是什么它的计算方法有哪些化学平衡是指化学反应在一定条件下达到的稳定状态。
这个平衡状态中反应物和生成物的浓度保持恒定，而且反应速率正好和反向反应速率相等。
这个平衡状态的存在让我们可以更好地理解和控制化学反应。
化学平衡符号表达式的形式为：aA + bB ⇄ cC + dD。
在这个化学反应中，A和B是反应物，C和D是生成物。
而a、b、c、d分别是它们的化学计量数。
在化学反应达到平衡时，它的反应物和生成物开始按一定比例转化，直到它们的比例和稳定的固定值相等。
这些稳态比值，也就是活性质量分数，可以使用质量作为单位。
在计算化学平衡反应时常用的活性质量分数公式是：Kc = （[C]^c *[D]^d）/（[A]^a *[B]^b），其中Kc是平衡常数，上标代表每种物质的化学计量数，Kc越大则生成物占据平衡反应中比例越大。
我们还可以通过活度系数来推导平衡常数。
活度系数是一个能够代表理想溶液和非理想溶液中平衡常数的无量纲系数。
活度系数通常由溶质和溶剂的摩尔分数、压强、温度等物理性质来计算。
我们可以运用Van Laar方程式和Debye-Huckel方程式，以及其他各种方程式，来证明活度系数的准确性。
除了使用上述平衡常数和活度系数公式来计算化学平衡，还可以通过质量平衡，热力学函数和元素平衡的方法来计算。
其中，质量平衡是指在一个化学平衡反应中物质质量不变的原理；热力学函数是指确定一个化学平衡反应方向的熵和焓；元素平衡是指确定在化学反应中元素的总量，因为元素数量通常起到平衡方程的稳定作用。
最后，一个化学平衡反应的计算方法，还可以涉及它的热力学、动力学和平衡常数等相关特性。
但是，无论使用哪种计算方法，我们必须要注意反应物和生成物的质量平衡，以及它们的活度系数。
这样，我们才能更好地理解并控制反应过程，从而在工业和实验室中实现目标。
化学平衡的计算
转化： mx nx
px qx
平衡：a - mx b - nx px qx
⑵基本关系
①反应物：平衡浓度＝起始浓度－转化浓度 生成物：平衡浓度＝起始浓度＋转化浓度
化学平衡的相关计算
②转化率α
转
化 (率 )起 转
化浓度 始 浓 10% 度 0
③气体的平均分子量
M m总 n总
MVm
化学平衡的相关计算
④ 几点定律
（1） 2 mol SO2和 1 mol O2相当于2 mol SO3. 故C=2mol
(2) 平衡（Ⅰ） 起始量（mol)
平衡（Ⅱ）
起始量（mol)
2SO2 + O2
2
1
0.5
b
转化量（mol) 1.5
一边倒后的总
起始量（mol)
2
故：b=1-0.75=0.25
0.75 1
C =1.5
2SO3 0
c 1.5 0
(2) 平衡（Ⅰ） 起始量（mol)
平衡（Ⅱ）
起始量（mol)
2SO2 + O2
2
1
a
b
转化量（mol) c
c/2
一边倒后的总
起始量（mol)
2
1
故：a+c=2 , b + c/2 = 1
2SO3 0
c c 0
练习6：t℃时，将3 mol A和 1 mol B气体通入体积
为2 L的密闭容器中（容积不变），发生如下反应：
X＋2Y 2Z达到平衡时，若它们的物质的量 满足：n（X）＋n（Y）＝n（Z），则Y的转 化率为（ B ）
A．a5b10% 0 C．2(5ab)10% 0
B．2(ab)10% 0
化学平衡的相关计算
化学平衡的相关计算化学平衡是指在化学反应中，反应物转化为产物的速度与产物转化为反应物的速度达到平衡的状态。
在化学平衡中，反应物和产物的浓度以及温度都是重要的因素，通过这些因素可以进行相关的计算。
本文将介绍化学平衡的相关计算方法。
一、化学平衡常数的计算方法化学平衡常数是描述化学平衡位置的物理量，用K表示。
对于一般的化学反应：aA+bB↔cC+dD反应物的浓度的分子数乘积除以产物的浓度的分子数乘积的比值，即可得到化学平衡常数K：K=([C]^c[D]^d)/([A]^a[B]^b)其中，[C]、[D]、[A]、[B]分别表示产物C、D和反应物A、B的浓度。
二、反应浓度的计算反应物和产物的浓度是进行化学平衡计算的重要因素。
根据反应物和产物的摩尔化学计量关系以及它们在平衡状态下的浓度，可以计算出平衡反应物和产物的浓度。
三、平衡常数的影响因素与计算1.温度：随着温度的升高，化学反应速率会增加，使得平衡位置发生变化。
根据反应热力学原理，可以利用反应焓变和温度的关系，计算出在不同温度下的平衡常数。
ΔG=ΔH-TΔS其中，ΔG表示反应的标准自由能变化，ΔH表示反应的标准焓变，T表示温度，ΔS表示反应的标准熵变。
2.压力：对于涉及气体的反应，可以通过改变压力来影响平衡位置。
根据Le Chatelier原理，当反应物和产物中有气体参与反应时，压力增大会使平衡位置向低压方向移动，反之亦然。
根据反应物和产物的分压与平衡常数的关系，可以计算出平衡常数与压力之间的关系。
3.浓度：根据浓度与平衡常数之间的关系，可以计算出化学平衡位置与浓度之间的关系。
当反应物或产物的浓度发生变化时，根据Le Chatelier原理，平衡位置会发生变化，使得浓度变化的方向尽量减小。
四、平衡计算实例以下为一个平衡计算的实例：反应为：2SO2(g)+O2(g)↔2SO3(g)假设在其中一温度下，反应物SO2和O2的初始浓度分别为0.2mol/L，产物SO3的初始浓度为0.1mol/L，求平衡浓度以及平衡常数。
2-2有关化学平衡的基本计算及等效平衡问题
例题: 在等温，等容条件下有下列反应： 2A(g)＋2B(g) C(g)＋3D(g)。现分 别从两条途径建立平衡：Ⅰ.A和B的起始 浓度均为2mol/L；Ⅱ.C和D的起始浓度 分别为2mol/L和6mol/L。下列叙述正 确的是( )
(A)Ⅰ和Ⅱ两途径最终达到平衡时，体系内 混合气的体积分数不变
2、等效平衡的分类
(1)恒温、恒容条件下的等效平衡
可逆反应里，在恒温、恒容条件下，只 改变起始时加入的物质的量，根据化学 计量系数换算成同一方面的反应物或生 成物时，与原起始量相同，则为等效平 衡。
(2)在等温、等容条件下，对于反 应前后气体的总物质的量不变的 可逆反应，只要反应物(或生成物) 的物质的量之比与起始态相等， 则为等效平衡。属于(1)的特例
(A) 原 混 合 气 体 的 体 积 为 1.1V (B)原混合气体的体积为1.2V (C)反应达到平衡时，气体A消耗了0.2V (D)反应达到平衡时，气体B消耗了0.2V
9、Fe(NO3)2溶液是浅绿色，其中存在下列平衡： Fe2＋＋2H2O=== Fe(OH)2＋2H＋往该溶液中 逐滴加入盐酸，发生的变化( ) AC (A)平衡向逆反应方向移动 (B)平衡向正反应方向移动 (C)溶液由浅绿色变为黄色
(B)Ⅰ和Ⅱ两途径最终达到平衡时，体系内 混合气的物质的量浓度不变
(C)达平衡时，Ⅰ途径的反应速率VA等于Ⅱ 途径的反应速率VB (D)达平衡时，第Ⅰ条途径混合气体密度为 第Ⅱ途径混合气体密度的1/2
选A D
(3)定温、定压条件下的等效平衡
在T、P相同的条件下，改变起始加入 量，只要按可逆反应的化学计量数换算成 平衡式同一边，物质的量之比与原平衡相 同，则为原平衡等效。
在定温和定容的密闭容器中发生反应: 2HI(g) H2 (g)+I2 (g)按下列关系充入气 体 (1)充入2molHI (2)充入4molHI (3)充入3mol H2和3mol I2 (g)
有关化学平衡的计算
有关化学平衡的计算
根据Le Chatelier原理和反应系数，可以通过计算来确定化学平衡的相关参数。
下面将介绍一些常见的计算方法。
1. 平衡常数的计算
平衡常数（Keq）是评估化学平衡程度的重要参数。
它可以通过已知反应物和生成物浓度的比值来计算，公式如下：
Keq = [生成物A]^a * [生成物B]^b / [反应物X]^x * [反应物Y]^y
其中，a、b、x、y分别表示反应物和生成物的摩尔系数。
2. 反应物和生成物浓度的计算
当已知反应物和生成物的摩尔数和平衡常数时，可以通过计算来确定它们的浓度。
[生成物A] = [反应物X]^x * [反应物Y]^y / ([生成物B]^b / Keq)^(1/a)
[反应物X] = ([生成物A]^a * [生成物B]^b / Keq)^(1/x) / [反应
物Y]^(y/x)
3. 平衡位置的判断
根据平衡常数的大小，可以判断化学反应在平衡位置上的偏离
程度。
当Keq接近于1时，反应处于平衡位置；当Keq大于1时，反应向生成物方向偏离；当Keq小于1时，反应向反应物方向偏离。
4. 影响化学平衡的因素
除了已知的浓度和平衡常数，还有其他因素可以影响化学平衡
的位置。
温度是最重要的因素之一，根据Le Chatelier原理，温度
升高会促使可逆反应向反应物或生成物方向偏移，而温度降低则会
导致相反的偏移。
除了温度，压力和催化剂也可以影响化学平衡。
以上是关于化学平衡计算的简要介绍，希望对您有所帮助。
有关化学平衡的计算
有关化学平衡的计算一. 化学平衡计算公式对于可逆反应：1、各物质的变化量之比＝方程式中相应系数比2、反应物的平衡量＝起始量－消耗量生成物的平衡量＝起始量＋增加量表示为（设反应正向进行）：起始量（mol） a b c d变化量（mol）x（耗）（耗）（增）（增）平衡量（mol）3、反应达平衡时，反应物A（或B）的平衡转化率（%）说明：计算式中反应物各个量的单位可以是mol/L、mol，对于气体来说还可以是L或mL，但必须注意保持分子、分母中单位的一致性。
4、阿伏加德罗定律及阿伏加德罗定律的三个重要推论。
①恒温、恒容时：，即任何时刻反应混合气体的总压强与其总物质的量成正比。
②恒温、恒压时：，即任何时刻反应混合气体的总体积与其总物质的量成正比。
③恒温、恒容时：，即任何时刻反应混合气体的密度与其反应混合气体的平均相对分子质量成正比。
5、混合气体的密度6、混合气体的平均相对分子质量的计算。
①其中M（A）、M（B）……分别是气体A、B……的相对分子质量；a%、b%……分别是气体A、B……的体积（或摩尔）分数。
②7、化学平衡计算的技巧性较强，在平时的学习过程中要加强解题方法的训练，力争一题多解。
解题中常用的方法有：①差量法②极端假设法③守恒法④估算法等。
练习1 0.02molCO与0.02mol水蒸气在2L密闭容器里加热至1200℃经2min达平衡，生成CO2和H2，已知V（CO）=0.003mol／（L·min），求平衡时各物质的浓度及CO的转化率。
2 一定条件下，在密闭容器内将N2和H2以体积比为1∶3混合，当反应达平衡时，混合气中氨占25％（体积比），若混合前有100mol N2，求平衡后N2、H2、NH3的物质的量及N2的转化率。
3. X 、Y 、Z 为三种气体。
把a molX 和b molY 充入一密闭容器中。
发生反应X ＋2Y 2Z ，达到平衡时，若它们的物质的量满足：n (X) +n (Y)=n (Z)，则Y 的转化率为 ( )A.%1005⨯+b aB.%1005)(2⨯+bb a C.%1005)(2⨯+b a D. %1005⨯+aba 4.体积相同的甲、乙两个容器中，分别都充有等物质的量的SO 2和O 2，在相同温度下发生反应：2 SO 2+O 2 2 SO 3，并达到平衡。
化学平衡的相关计算
化学平衡的相关计算化学平衡是指在化学反应中，反应物与生成物的浓度或活性之间达到一定关系的状态。
在化学平衡下，反应物和生成物之间的摩尔比例不再发生变化，但是反应仍然会发生。
化学平衡可以通过浓度计算、比例计算和平衡常数计算等方法进行研究和计算。
1.浓度计算：在化学平衡下，反应物和生成物的浓度达到一定的稳定值，可以通过浓度计算反应物和生成物的浓度。
例如，对于一个反应aA+bB↔cC+dD，在平衡态下，反应物A和B的浓度通常用Ca和Cb表示，生成物C和D的浓度通常用Cc和Cd表示。
通过实验可以得到反应物和生成物的初始浓度，然后通过测定化学反应的速率和浓度的变化，可以计算出反应物和生成物的浓度。
这种方法适用于已知反应物和生成物的浓度，但反应扩散速率较慢的情况。
2.比例计算：在化学平衡下，反应物和生成物的摩尔比例不再发生变化，可以通过比例计算反应物和生成物的摩尔比例。
例如，在一个反应物A转化为生成物B的平衡反应中，可以通过测定反应物A与生成物B的摩尔比例来计算出反应物A和生成物B的摩尔比例。
这种方法适用于反应物和生成物的摩尔比例较容易被测定和计算的情况。
3.平衡常数计算：平衡常数是描述化学反应平衡状态的一个重要参数，可以通过定义反应物与生成物的浓度之间的关系来计算。
平衡常数K定义为生成物的浓度乘积除以反应物的浓度乘积的比值，即K=(Cc^c*Cd^d)/(Ca^a*Cb^b)。
平衡常数的值可以通过实验测量反应物和生成物的浓度，然后代入计算公式得到。
这种方法适用于已知反应物和生成物的浓度和平衡常数的情况。
在化学平衡计算中，需要注意的一些问题包括：1. 反应物和生成物浓度的单位选择：通常情况下会选择摩尔/L或者摩尔/cm^3作为浓度单位，而不是质量浓度。
2.注意平衡反应方程式中的系数，用于计算反应物和生成物的摩尔比例和平衡常数。
3.反应物和生成物的浓度会随着时间的推移发生变化，需要根据实验数据进行计算，并且考虑到反应进行的方向。
化学反应平衡的计算方法
化学反应平衡的计算方法化学反应的平衡是指反应物转化为生成物的速率与生成物转化为反应物的速率相等的状态。
平衡条件可以通过计算来确定，而这涉及到一些基本的计算方法。
本文将介绍化学反应平衡的计算方法。
1. 化学平衡方程式的写法在计算化学反应平衡之前，首先需要写出化学平衡方程式。
平衡方程式应根据实验数据确定，并注意平衡反应的摩尔比例。
例如，对于以下反应：A +B ⇌C + D平衡方程式可以写作：aA + bB ⇌ cC + dD2. 平衡常数的计算平衡常数（K）是表示反应品和生成物浓度之比的定量指标，定义为各物质活度的乘积和各物质浓度的乘积之比。
平衡常数的计算公式为：K = ([C]^c * [D]^d) / ([A]^a * [B]^b)其中，[A]、[B]、[C]和[D]分别表示反应物A、B以及生成物C和D的浓度。
3. 浓度单位的选择在计算平衡常数时，需要选择适当的浓度单位。
常用的浓度单位包括摩尔/升和摩尔分数。
4. 幂次法和数值法的应用计算平衡常数时，一种常用的方法是幂次法。
幂次法基于平衡常数与反应物浓度之间的关系。
通过将反应物浓度的幂次依次分配给平衡常数的分子和分母，可以得到反应物浓度与平衡常数之间的关系式，从而解出平衡常数的值。
另一种常用的方法是数值法。
数值法基于数值计算和逼近技巧，通过连续调整反应物浓度的取值，使得平衡常数计算结果逼近实验测定值。
5. 平衡常数的应用平衡常数在化学反应中具有重要作用。
通过平衡常数的大小，可以判断反应向前或向后进行的趋势，从而预测反应的方向和速率。
当平衡常数大于1时，反应向生成物方向进行；当平衡常数小于1时，反应向反应物方向进行。
此外，平衡常数还可以用于计算给定反应条件下的反应物和生成物浓度。
通过已知条件和平衡常数，可以建立方程组求解反应物和生成物的浓度值。
总结：化学反应平衡的计算方法主要涉及化学平衡方程式的写法、平衡常数的计算、浓度单位的选择以及幂次法和数值法的应用。
化学平衡的计算
化学平衡的计算一、化学平衡的计算的一般步骤：1.写出有关平衡的化学方程式2.找出各物质的起始量、转化量（变化量）、平衡量3.根据已知条件列式计算二、化学平衡的计算模式m A(g) + n B(g) == p C(g) + q D(g)起始量 a b 0 0转化量mx nx px qx平衡量 a —mx b— nx px qx※起始量、转化量（变化量）、平衡量可以是浓度、物质的量、气体体积等，同一物质上下单位必须保持一致。
三、有关各量的计算：1.物质的浓度反应物：平衡浓度= 起始浓度－转化浓度C平== C 始－△C（n平== n始－△nV平== V 始－△V）生成物：平衡浓度= 起始浓度+ 转化浓度C平== C 始+△C（n平== n 始+ △nV平== V 始+ △V）※△C（A）: △C(B) : △C(C) : △C(D) == △n（A）: △n (B) : △n (C) : △n (D) == m : n: p : q2.反应物的转化率：反应物的转化浓度转化率== 反应物的起始浓度A的转化率= △C（A）／C始（A）=△n（A）／n始（A）=△V（A）／V始（A）※可逆反应达到平衡时，反应达到最大限度，反应物的转化量最大，所以转化率最大。
3.生成物的产率产率== 生成物的实际产量／生成物的理论产量× 100％（理论产量是指该反应完全进行时指定生成物的量）4.平衡时气体物质的体积分数：V（B）％== n（B）％= n平（B）／n平（总气体）= （b— nx）／（a —mx + b— nx + px + qx）5.气体的平均摩尔质量M == m（总气体）／n （总气体）6.化学反应速率四、气体定律的应用（阿伏伽德罗定律的推论）1.T 、V 恒定：气体总压强之比等于气体的总物质的量之比P平／P始= n平／n始2.T、P恒定：气体总体积之比等于气体的总物质的量之比V平／V始= n平／n始。
化学平衡的计算式及其应用
化学平衡的计算式及其应用在化学反应中，化学平衡是指反应物与生成物的浓度达到一个稳定的状态，此时反应速率相等，化学反应不再发生变化。
化学平衡是化学反应中非常重要的概念，它在化学反应的控制和制备化学物品中起着重要作用。
在本文中，我们将讨论化学平衡计算式及其应用。
一、计算式1. 平衡常数平衡常数Kc是化学平衡的关键参数，它是反应物浓度及反应产物浓度的乘积比例的定量表达式。
对于反应A + B = C + D，平衡常数表达式为：Kc = [C][D]/[A][B]。
当反应物和生成物浓度达到平衡时，Kc的值保持不变。
2. 反应商反应商Qc是未达到平衡时的反应物浓度与反应产物浓度的比例，它可用于确定反应是否向某个方向推进。
反应商与平衡常数之间的比较可以告诉我们反应向哪个方向演进。
当Qc小于Kc时，反应会向产物方向移动，而当Qc大于Kc时，反应会向反应物方向移动，直到达到平衡。
二、应用1. 氨与氧当氨和氧进行反应时，会生成一氧化氮和水：4 NH3(g) +5 O2(g) = 4 NO(g) +6 H2O(g)反应的平衡常数可以用以下方程式表示：Kc = [NO]^4[H2O]^6/[NH3]^4[O2]^5如果我们将NH3和O2混合在一起并点燃，它们就会燃烧成尘土，NO和水。
如果我们想判断反应是否到达平衡，可以使用反应商。
假设我们在反应物中的浓度是0.3 M NH3和0.4 M O2，而产物中的浓度是0.1 M NO和0.2 M H2O。
我们可以计算反应商：Qc = [NO]^1[H2O]^2/[NH3]^4[O2]^5 = 0.1 × 0.2^2/(0.3^4 × 0.4^5) = 1.71 × 10^-11接下来，我们可以将Qc与Kc进行比较。
如果Qc小于Kc，这意味着反应物的浓度过高，反应会继续向产物方向推进。
如果Qc大于Kc，则意味着产物过多，反应会向反应物方向移动。
在这种情况下，Qc大于Kc，因此反应将向反应物方向移动，以达到平衡。
化学平衡的计算
1.在一个密闭容器中发生如下反应
2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g),反应过程中某一时刻 测得SO2、O2、SO3的浓度均为0.2mol/L,当反应达到 平衡时，可能出现的数据是 ( C D ) A .c(SO3) = 0.4mol/L B. c(SO2) = c(SO3) = 0.15mol/L C. c(SO2) = 0.25mol/L D. c(SO2) + c(SO3) = 0.4mol/L
H2(气)+I2(气) 2HI（气）
已知H2和I2的起始浓度均为0.10mol· －1时， L
达平衡时HI的浓度为0.16mol· －1。若H2和I2 L
的起始浓度均变为0.20mol· －1，则平衡时H2 L
的浓度(mol· －1)是： L
C
C. 0.04 D. 0.02
A. 0.16
B. 0.08
2．在一定条件下，向5L密闭容器中充入2mol A气体和1mol B气体，发生可逆反应：2A(g)＋B(g) 2C(g)，达到平衡 时容器内B的物质的量浓度为0.1mol/L，则A的转化率为 A．67% B．50% C．25% D．5%
3. (2004北京)在一定温度下，一定体积的密闭
容器中有如下平衡：
V小 A + 3B 2C 1 3 2 2 0.05V 0.15V 0.1V 0.1V 所以原混合气体的体积为VL + 0.1VL = 1.1VL，由此可得：气体A消耗 掉0.05VL，气体B消耗掉0.15VL。故本题选A。
解析：
2.在一定条件下.合成氨气的反应达到平衡后,混合气 体中NH3的体积分数为25%.若反应前后条件保持不 变,则反应后缩小的气体体积与原反应物体积的比值 是( A ) A.1/5 B.1/4 C.1/3 D.1/2 技巧三：守恒法
化学化学平衡与反应速率计算
化学化学平衡与反应速率计算在化学中，平衡与反应速率是两个重要的概念。
化学平衡是指在封闭系统中，各种化学物质之间的相对浓度不再发生变化的状态。
而反应速率则是指化学反应中，反应物消耗或生成产物的速度。
在本文中，我们将探讨化学平衡与反应速率的计算方法。
1. 化学平衡的计算方法化学平衡可通过平衡常数（K）来描述，平衡常数是指在一定温度下，反应物与生成物之间浓度的比例。
对于一般的化学反应aA + bB ⇌cC + dD，其平衡常数的表达式为K = [C]^c[D]^d / [A]^a[B]^b，方括号中的字母表示各物质的浓度。
2. 反应速率的计算方法反应速率表示单位时间内反应物消耗或生成产物的速度。
一般情况下，反应速率可以通过观察反应物浓度的变化来计算。
反应速率的计算公式为v = Δ[A] / Δt，其中Δ[A]表示反应物浓度的变化量，Δt表示时间的变化量。
反应速率也可以通过观察生成物的浓度变化来计算。
3. 反应速率与浓度的关系反应速率与反应物浓度之间存在一定的关系。
一般来说，反应速率与反应物浓度成正比。
可以通过实验数据来确定反应速率与浓度的关系，从而得到反应速率与浓度的数学表达式。
4. 实例分析：AB反应的平衡与反应速率考虑一个简单的反应A + B ⇌ C，其反应机理和速率如下：反应机理：反应的正向速率方程为v正 = k正[A][B]，反应的反向速率方程为v反 = k反[C]，其中k正和k反分别为正向和反向反应速率常数。
反应速率与浓度关系：由实验知道，反应速率与[A][B]成正比，与[C]成反比。
因此，可以推导出反应速率与浓度的数学表达式。
5. 结论在化学中，平衡与反应速率是两个重要的概念。
化学平衡可通过平衡常数来描述，而反应速率可以通过观察反应物浓度变化来计算。
反应速率与浓度之间存在一定的关系，可以通过实验数据来确定。
对于具体的化学反应，可以通过反应机理和速率方程来推导反应速率与浓度的关系。
通过掌握这些计算方法，我们可以更好地理解化学反应的行为和性质。
化学反应平衡的计算方法和应用示例分析实例解析
化学反应平衡的计算方法和应用示例分析实例解析化学反应平衡是化学中一个重要的概念，它描述了反应物与生成物在一定条件下达到动态平衡的过程。
在化学反应平衡的研究中，计算方法和应用示例是不可或缺的。
本文将探讨化学反应平衡的计算方法，并通过几个具体的应用示例进行分析和解析。
一、反应的平衡常数化学反应平衡的计算方法首先需要了解反应的平衡常数（K）。
对于一个化学平衡反应，平衡常数可以通过如下公式计算：K = ([生成物A]^a * [生成物B]^b) / ([反应物C]^c * [反应物D]^d)其中，a、b、c、d分别代表反应物和生成物的摩尔系数。
[生成物A]、[生成物B]、[反应物C]、[反应物D]分别代表各自物质的浓度。
通过计算反应物和生成物的浓度，可以求得反应的平衡常数。
平衡常数的大小可以反映反应的“倾向性”。
当K > 1时，生成物浓度较高，反应偏向产物的生成；当K < 1时，反应物浓度较高，反应偏向反应物的生成。
二、反应平衡的应用示例1. 平衡常数的应用：反应方向的预测通过平衡常数的应用，我们可以预测一个反应的方向。
例如，对于以下反应：N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)该反应的平衡常数K为K = [NH3]^2 / ([N2] * [H2]^3)。
假设在某一实验条件下，[NH3] = 2.5，[N2] = 1.0，[H2] = 0.5。
代入上式计算K = 2.5^2 / (1.0 * 0.5^3) ≈ 10。
由于K > 1，根据平衡常数的定义，该反应会偏向生成物NH3。
因此，可以预测在该实验条件下，反应向右进行，生成物NH3的浓度会增加。
2. 配平方程的应用：确定化学反应的系数在化学方程式中，反应物和生成物的系数是表示各个物质在反应中的摩尔比例。
配平方程是确定化学反应系数的过程，可以通过平衡常数的计算来优化反应方程。
例如，对于以下反应：H2(g) + O2(g) ⇌ H2O(g)初始方程式中，H2和O2的系数都为1，而H2O的系数为2。
化学平衡状态的计算及化学平衡状态的判断
化学平衡状态的判定依据
2.间接（等价）标志
（2）各物质的百分含量保持不变
百分含量包含有——各物质的浓度，物质的量，质量，气体 的体积，物质的量分数，体积分数，质量分数等。
2.间接（等价）标志
（1）混合气体的总压强、总体积、总物质的量不随时间 的改变而改变。
对于反应前后的气体物质的分子总数不相等的可逆反应（如 ）来说，可利用混合气体的总压、总体积
、总物质的量是否随着时间的改变而改变来判断是否达到平 衡。
对于反应前后气体物质的分子数相等的可逆反应：（如H2+I2 2HI），不能用此标志判断平衡是否到达，因为在此反应
化学平 （mol/L）
变化浓度 （mol/L）
平衡浓度 （mol/L）
mA + nB pC abc x a-x b- c+
解答过程（示范）
解答过程（答题有问题的）
化学平衡状态的判定依据
可逆反应达到平衡时，V正=V逆，每一种物质的浓度 保持不变
1.直接（特征）标志
(1)速率特征：v(A)正=v(A)逆 有两种含义： a、对于同一物质的消耗速率与生成速率相等。 b、对于不同物质正逆反应速率之比等于计量数之比，但必须是 不同方向的速率。 c、另外表示反应速率的方式除了物质的消耗和生成，还可以用 化学键的断裂和形成
(2)含量特征：各物质的浓度保持不变
化学平衡状态的判定依据
化学平衡状态简单计算公式
化学平衡状态简单计算公式化学平衡是化学反应达到一定条件下的稳定状态，其中反应物和生成物的浓度保持不变。
在化学平衡状态下，反应物和生成物之间的速率相等，这种状态可以用化学平衡常数来描述。
化学平衡状态的计算公式可以帮助我们理解和预测化学反应的平衡状态。
化学平衡常数（K）是描述化学平衡状态的一个重要参数，它可以用来表示反应物和生成物之间的浓度关系。
化学平衡状态的计算公式可以根据反应物和生成物的浓度来推导，下面我们将介绍一些常见的化学平衡状态的计算公式。
1. 对于一般的化学反应 aA + bB ⇌ cC + dD，化学平衡常数（K）的计算公式为：\[ K = \frac{[C]^c \cdot [D]^d}{[A]^a \cdot [B]^b} \]其中，[A]、[B]、[C]、[D]分别表示反应物A、B和生成物C、D的浓度，a、b、c、d分别表示它们的摩尔系数。
化学平衡常数K的大小可以反映反应物和生成物浓度之间的关系，当K大于1时，生成物浓度较大；当K小于1时，反应物浓度较大；当K等于1时，反应物和生成物的浓度相等。
2. 对于气相反应 aA + bB ⇌ cC + dD，化学平衡常数（K）的计算公式为：\[ K_p = \left( \frac{P_C^c \cdot P_D^d}{P_A^a \cdot P_B^b} \right) \]其中，P_A、P_B、P_C、P_D分别表示反应物A、B和生成物C、D的分压，a、b、c、d分别表示它们的摩尔系数。
化学平衡常数K_p的大小可以反映反应物和生成物分压之间的关系，它与K的大小有一定的关系，但并不完全相同。
3. 对于溶液中的反应 aA + bB ⇌ cC + dD，化学平衡常数（K）的计算公式为：\[ K_c = \frac{[C]^c \cdot [D]^d}{[A]^a \cdot [B]^b} \]其中，[A]、[B]、[C]、[D]分别表示反应物A、B和生成物C、D的摩尔浓度，a、b、c、d分别表示它们的摩尔系数。
化学平衡计算方法
化学平衡计算方法化学平衡是指在封闭容器中，化学反应的反应物和生成物浓度达到一定的比例关系时，反应正好达到动态平衡的状态。
在化学平衡中，反应物和生成物的浓度不再发生明显的变化，但是反应仍然在进行。
在化学平衡中，各个组成物质的物质浓度之间存在着一定的关系，这种关系可以通过化学平衡计算方法来求解。
1.摩尔比例法：摩尔比例法是最简单也最常用的计算方法。
它的基本原理是根据反应物和生成物的化学方程式，计算它们之间的摩尔比例。
化学方程式表示了反应物和生成物之间的量的关系，根据化学方程式，可以推导出各个物质的摩尔比例。
例如，对于以下反应方程式：A+B=C+D假设初始时反应物A和B的摩尔数分别为a和b，生成物C和D的摩尔数都为0。
当达到平衡时，反应物和生成物的摩尔数可以表示为：a-xb-x------=------cd其中，x为反应物和生成物的摩尔数的变化量，c和d为化学方程式中反应物和生成物的摩尔系数。
摩尔比例法的优点是简单易懂，适用于绝大多数化学方程式。
但是缺点是不能处理反应物和生成物浓度非整数倍关系的情况。
2.反应系数法：反应系数法是一种更加精确的计算方法。
它的原理是根据反应物和生成物的物质浓度和化学方程式中的反应系数，计算它们之间的比例关系。
反应系数法可以解决反应物和生成物浓度非整数倍关系的情况。
例如，对于以下反应方程式：2A+3B=C+2D假设初始时反应物A和B的浓度分别为[a]和[b]，生成物C和D的浓度分别为[c]和[d]。
当达到平衡时，反应物和生成物的浓度可以表示为：(a-x)(b-x)-------=--------2[a]+3[b][c]+2[d]其中，x为反应物和生成物的浓度的变化量。
由此可以得到反应物和生成物的浓度之间的比例关系，进而求解各个物质的浓度。
反应系数法的优点是能够处理反应物和生成物浓度非整数倍关系的情况，但是计算过程稍微繁琐一些。
3.迈克尔斯定律：迈克尔斯定律是在摩尔比例法和反应系数法的基础上提出的一种更加精确的计算方法。
化学平衡的计算方法
化学平衡的计算方法化学平衡是指在一个化学反应中，反应物转化为产物的速率与产物转化为反应物的速率相等的状态。
在实际化学反应中，了解和计算平衡状态下的物质浓度或压力是至关重要的。
本文将介绍几种常见的化学平衡计算方法。
一、摩尔比法摩尔比法是一种以化学反应物质的摩尔数为基础的计算方法。
在了解反应物的摩尔比例后，可以根据已知的摩尔数推算其他物质的摩尔数。
例如，对于以下反应方程式：2A + 3B → C若已知反应物A的摩尔数为2 mol，那么根据反应物的摩尔比例，B的摩尔数为3/2 * 2 = 3 mol。
同样地，根据反应物的摩尔比例，C的摩尔数为2/2 * 2 = 2 mol。
二、质量比法质量比法是一种通过已知物质的质量来计算其他物质的质量的方法。
使用该方法时，需要先将物质的质量转化为摩尔数，然后根据摩尔比例计算其他物质的质量。
例如，对于以下反应方程式：2A + B → 3C若已知反应物B的质量为10 g，而A的摩尔质量为20 g/mol，C的摩尔质量为30 g/mol。
根据反应物的摩尔比例，A的摩尔质量为1/2 *10 g / 20 g/mol = 0.25 mol。
同样地，根据反应物的摩尔比例，C的摩尔质量为3/1 * 10 g / 30 g/mol = 1 mol。
因此，根据摩尔质量和已知质量，我们可以计算其他物质的质量。
三、反应满程计算法反应满程计算法是一种根据反应物质的初始浓度和平衡常数来计算平衡状态下各物质的浓度的方法。
在化学反应中，平衡常数K描述了反应物质之间的平衡状态。
平衡常数的表达式遵循反应方程式中各物质的摩尔数（或浓度）的幂次数。
根据反应方程式：aA + bB → cC + dD，平衡常数K的表达式为：K = [C]^c[D]^d / [A]^a[B]^b其中，[A]、[B]、[C]和[D]分别表示反应物A、B和产物C、D的浓度。
a、b、c和d分别为各物质在反应方程式中的系数。
通过已知的初始浓度和平衡常数，我们可以使用平衡常数表达式计算平衡状态下各物质的浓度。
大学化学平衡的计算
第4 章化学平衡常数'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 2g + O 2g = 2SO 3 g2 NH 4HCOs= NH 3g+CO 2g+H 2Og3 CaCO 3s = CO 2g+CaOS4 AgO=2Ags+ l/2O 2g5 CO 2g= CO 2aq6 Cl 2g + H 2Ol=H +aq + Cl －aq + HClOaq 7 HCNaq= H +aq + CN －aq 8 Ag 2CrO 4s = 2Ag +aq + CrO 42－aq 9 BaSO 4s + CO 32－－aq= CaCO 3s + SO 42－aq 10 Fe 2+aq + 1/4O 2g + 2 H +aq= Fe 3+aq+ H 2Ol解：1 K ()()()2223/SO SO O p p p p p p θθθ⎡⎤⎡⎤⎡⎤=⋅⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦排版注意：请将符号Θ改为θ下同; 2 K322()()()NH CO H O p p p p p p θθθ=⋅⋅ 3 K2()CO p p θ=2()p CO K p =4 K 21/2()O p p θ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦2()p O K p =5 K22()()/CO CO c p cpθθ=22()()/CO CO K c p =6 K 2()()()/ClH Cl HClO c c p c c c c pθθθθ+-=⋅⋅ 7 K ()()()/CN H HCN c c c c c cθθθ-+⎡⎤=⋅⎢⎥⎢⎥⎣⎦ 8 K 242()()CrO Ag c c c c θθ-+⎡⎤=⋅⎢⎥⎢⎥⎣⎦242()()c Ag CrO K c c +-=⋅ 9 K 2234()()/CO SO c c c cθθ--= 2243()()/c SO CO K c c --= 10 K 32221/2()()()()/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;已知反应IClg = l/2I 2g + l/2Cl 2g 在25℃时的平衡常数为K = ×10－3试计算下列反应的平衡常数：1 IClg = l/2I 2g + l/2Cl 2g2 l/2I 2g + l/2Cl 2g= Clg 解：1 K ’ = K2= ×10－32=×10－62 K’= K－1= ×10－3－1=×102下列反应的K p 和K c 之间存在什么关系1 4H 2g+Fe 3O 4s=3Fe s + 4H 2Og2 N 2g+3H 2g=2NH 2 g3 N 2O 4=2NO 2 解：根据()vpc K K RT ∑=实验测得合成氨反应在500℃的平衡浓度分别为：H 2=·dm －3,N 2= mol ·dm －3,NH 3= mol ·dm －3求标准平衡常数K 、浓度平衡常数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同理：2()(3)42801677N NH p kPa p kPa ==，答：标准平街常数K 为×10－5浓度平衡常数为戈为×10－11Pa －2,压力平街常数×10－11Pa －2或×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; 已知HCN = H ++ CN －K 1=×10－10NH 3 + H 2O=NH 4+ +OH － K 2=×10－5.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 θθθθ---⨯⋅⨯⋅===⨯ 答：反应平衡常数K 为 .反应COg+H 2Og= CO 2 g +H 2g 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 COg + H 2Og = CO 2 g + H 2g起始浓度mol · L －1： 1 1 0 0 平衡浓度mol · L －1 ： 1－x 1－x x x 解得,x ＝故CO 的平衡转化率＝110.26100%62%1mol L mol L--⋅⨯=⋅ 2 l COg + H 2Og = CO 2 g + H 2g起始浓度mol · L －1： 1 3 0 0 平衡浓度mol · L －1： 1－3x 1－x x x222.6(13)x K x θ==- 解得,x ＝这时CO 的平衡转化率＝110.86100%86%1mol L mol L --⋅⨯=⋅ 答： l 反应起始CO 和H 2O 的浓度都为l mol ·dm －3时,转化率为62 %：2 CO 和H 2O 的摩尔比由1；1 变为1：3 ,相当于增加反应物的浓度,平衡向增加生成物浓度方向移动; 评注：对于气相平衡,标准平衡常数应按气体的压力求得,但对于本压的反应,反应前后气体的总量是不变的,有K c ＝K p 的关系式,因此,可直接按平衡浓度求取K .将SO 3固体置于一反应器内,加热使SO 3气化并令其分解,测得温度为900K ,总压为p θ时,气体混合物的密度为p = 0.925g/dm －3,求SO 3的平衡解离度α . 解：PV=nRT → PM=ρRT 气体混合物的平均分子量M=Ρrt/P=0.925g ·dm －3· dm 3·KPa·mol －1·900K/=68.3 g ·mol －1SO 3 →SO 2 + O 2起始浓度mol ·dm －3： 1 0 0 平衡浓度mol ·dm －3 ： 1－x x x 平均分子量80(1)64320.568.3(1)0.5x x xM x x x⋅-+⋅+⋅==-++解得,x ＝故330.324100%32.4%1mol dm mol dm α--⋅=⨯=⋅ 答：SO 3的平衡解离度是%;已知反应N 2O 4g=2NO 2g 在308K 下的标准平衡常数K 为 ．求反应系统的总压p 和2 p . N 2O 4的解离度及其比;用计算结果说明勒沙特列原理; 解： 当总压为p 时,242()()N O NO p p p θ+=……………………①2242()()/0.32NO N O p p K p p p θθθθ⎡⎤==⎢⎥⎣⎦…… ② 由①、② 可得：242()()0.43,0.57N O NO p p p p θθ==又由n c V RTρ== 现设N 2O 4的起始浓度为x mol · L －1,平衡时有a mol · L －1．的N 2O 4转化为NO 2N 2O 2起始浓度mol · L －1 ： x 0 平衡浓度mol · L －1： x －a 2a 由此可得：x －a=0.023. 2a=解得,x = ,a=同理,当总压为2 p ．时,可算出解离度为%,方法同上．答：系统总压为p 时,N 2O 4的解离度为 % ：当总压为2 p 时,解离度为50 . 6 % ; 其比是．这是一个体积增大的反应,根据勒沙特列原理,压力增大体积减少时,平衡会向体积增大的方向移动,结果N 2O 4的解离度变大．为使Ag 2O 在常温下分解,真空泵需将氧的分压降至多大 解：查表知：Δf G m Ag 2O ＝－ kJ mol －1Δr G m ＝0－０－－ mol －1＝ kJ mol －1ｅK expｅ＝exp＝()21/2()/O K p p θθ=即2()0.0109(/101325)O p Pa =,解得,2()O p = 12Pa答：12 Pa 是氧化银分解反应在常温下达到平衡时氧气的分压即“平衡分压”,因此,需将氧的分压降至12Pa以下,氧化银在常温下才会分解;求10－5Pa 的高真空中分解CuO 的最低温度． 解：CuO =Cu + 1/2O 2Δr H m ＝ΣνB S m ＝0＋0－－ kJ mol －1Δr S m ＝ΣνB S m ＝＋－ J mol －1K －1＝ J mol －1K －1设最低分解温度为T ,这时Δr G m 为0 ,因此Δr G m T ＝Δr G m T ＋RT ln J ＝Δr H m －T Δr S m ＋RT ln＝0×103J mol －1－T × J mol －1K －1＋T × J mol －1K －1ln10－5/105＝0解得,T=832K答：10－5Pa 的真空中分解CuO 的最低温度是832 K;评注：此题未明确氧化铜分解是得到铜还是氧化亚铜,此题解按分解得到铜;氧化铜分解是分 步的,第一步是分解为氧化亚铜,因此,全面的解应当同时解出分解为氧化亚铜的最低温度,解法与本题解类似,读者可自行得解;对比NH 4HCO 3 ,在总压为p 和各组分气体均为p 时分解温度的差别．哪一种情况符合试管内该物质分解的实际情况解：NH 4HCO 3 S = NH 3g+CO 2g+H 2OgΔr H m ＝ΣνB S m ＝－－－－－ kJ mol －1＝ kJ mol －1Δr S m ＝ΣνB S m ＝＋＋－＝ J mol －1 K －1(1) 总压为p 时,设分解温度为T lΔr G m T ＝Δr G m T ＋RT ln J ＝0×103 J mol －1－T × J mol －1 K －1＋T 1× J mol －1 K －1ln 271p / p ＝0解得,T l = 768K2 各气体的分压均为p 时,设分解温度为T 2ΔG ＝ΔH －T 2ΔS ＝×103 J mol －1－T 2× J mol －1 K －1＝0－Δr G m RT － ×103J mol －1 J mol －1K -1p O 2pT 2=812K答：总压为p 时,分解温度是768K ,各种分气体分压均为p θ时分解温度为812K 总压为p θ时符合实际情况,因为试管口的环境压力为p ;注：NH 4HCO 3,的Δf H m Δf S m 查于物理化学手册,上海科学技术出版社：评注：在许多教科书里,热力学分解温度通常是按反应的标准自由能变化G θ=0 求取的．但 对 于分解产生多种气体的反应,每种气体的压力都等于标准压力的情形显然是不现实的,除非分解是在加压压力等于各气体的标准压力之和情况下而不是在常压下进行的;本题的计算结果告所我们,诸如碳酸氢氨等分解产生多种气体的反应的热分解温度事实上会低于按通常定义的“热力学分解温度”计算得到的数值,而且,分解产生的气体的种类越多,分解温度比“热力学分解温度”计算的数值低得越多;本题计算结果表明碳酸氢氨的分解温度的两种计算己有超过6%的差别,己不可忽视．附带可指出,如果固体物质在加热过程中还发生晶相的变化,而计算时忽略了这种变化引起的热力学函数的改变,还会造成计算的偏差有的固体的晶相变化引起的热力学函数的改变可以在手册中查到;此外,事实上热力学函数H θ和S θ还都是温度的函数,本教材假设它们的数值不随温度改变,因而本题的计算也忽略了这种变化．考虑这种变化,计算结果才可能更符合实际;有关H θ和S θ温度变化的计算需在后续的物理化学课程中才会讨论;在693K 和723K 下氧化汞分解为汞蒸气和氧的平衡总压分别为 ×104和×105Pa ,求在该温度区域内分解反应的标准摩尔焓和标准摩尔熵变; 解：HgO = Hg + 1/2O 2693K 时,()2/3Hg p p 总=×104Pa ；)p 2（O =1/3p 总=×104Pa Δr G m 693K ＝RT ln K ＝－ J mol －1 K －1693K ×＝ kJ mol －1同理在723K 时,可得Δr G m 723 K ＝ kJ mol －1Δr G m T ＝Δr H m －T Δr S mkJ mol －1＝Δr H m －693K Δr S m ＝Δr H m －723K Δr S m解得．Δr H m ＝ kJ mol －1Δr S m ＝ kJ mol －1 K －1,答：该温度区域内分解反应标准摩尔焓是mo l －1,标准摩尔熵是 mol －1 K －1,评注：氧化汞有黄色和红色两种,在热力学性质上并无差别．查阅热力学函数表估算二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫的反应在400、600和800℃下的平衡常数．由400℃至600℃和600℃至800℃都是200℃的温差,该反应的平衡常数的变化是否相同若不同,又如何解释其差异 解： SO 2+1/2O 2=SO 3Δr H m ＝－－－ kJ mol －1＝－ kJ mol －1Δr S m ＝－×1/2－ J mol －1 K －1,＝－ J mol －1 K －1,ｅK expｅ ＝exp同理, K 873K = ； K 1173K=－Δr G m RTΔr H m －T Δr S m RT答：400 ℃ 、600 ℃ 和800 ℃ 时的平衡常数分别是578 、 、和 ．该反应平衡常数的变化不相同;K －T 曲线是一条对数曲线,因此随着温度升高,平衡常数K 的变化率变小;雷雨导致空气中的氮气和氧气化合为NO 是自然界中氮的固定的主要反应之一;经热力学计算得知,在2033K 和3000K 下该反应达平衡时系统中NO 的体积分数分别为%和%,试问1该反应是吸热反应还是放热反应2计算2033K 时的平衡常数; 解： N 2 + O 2 = 2NOK 2033 K ＝＝×10－4K 2033 K ＝＝×10－3∵ln ≈1/T 1－1/T 2 ∴ln≈×1/T 1－1/T 2解得：Δr H m ＝ kJ mol －1﹥0答： l 该反应是吸热反应： 2 2033K 时的平衡常数是×10－4． 下面各种改变将对反应2SO 2g+O 2 g=2SO 3g r H m θ=198kJ/mol 的平衡分压有何影响A 、将反应容器的体积加倍;B 、保持体积而增加反应的温度;C 、加多氧最;D 、保持反应容器的体积而加入氩气; 答： A 、减少；B 、增大；C 、增大；D 、不变; 下面的反应在一个1升的容器里,在298K 下达成平衡：C 石墨+ O 2 g= CO 3g r H m θ=－393kJ/mol 以下各种措施对氧气的平衡分压有何形响 A 、增加石墨的量; B 、增加CO 2气体的量; C 、增加氧气的量; D 、降低反应的温度; E 、加入催化剂;解：A 、不变；B 、增大；C 、增大；D 、减少；E 、不变;PCl 5g 分解成PCl 3g 和Cl 2g 的反应是一个吸热反应;以’下各种措施对五氧化磷的解离率有何影响A 、压缩气体混合物;B 、增加气体混合物的体积;C 、降低温度;D 、保持混合气体的体积不变的前提下向气体混合物添加氯气; 答： A 、减少；B 、增大；C 、减少；D 、减少;在200℃下的体积为V 的容器里,下面的吸热反应达成平衡态： NH 4HSg ＝NH 3g+H 2Sg通过以下各种措施,反应再达到平衡态时,NH 3的分压跟原来的分压相比,有何变化 A 、增加氨气;B 、增加硫化氢气体;C 、增加NH 4HS 固体;D 、增加温度;22 2K 2K 1 Δr H 298 K R×10－3 ×10－4Δr H m 298 KJ mol －1 K －1E 、加入氩气以增加体系的总压;F 、把反应容器的体积增加到2片答： A 、增大；B 、减少；C 、不变；D 、增大；E 、不变；F 、不变;已知氯气在饱和食盐水里的溶解度小于在纯水里的溶解度;试从平衡移动的原理加以解释; 解：氯气在水中溶解存在以下平衡：饱和食盐水中含有大量氯离子,相当于增加生成物的浓度,平衡向反应物方向移动,故这时氯气的溶解度比在纯水里的少;实验测得氯气溶于水后约有三分之一的Cl 2发生歧化转化为盐酸和次氯酸,求该反应的平衡常数;293K 下氯气在水中的溶解度为 mol ·dm －3;解： 22()()()()H O aq aq aq aq Cl ClH HClO -+←−−→++答：该反应的平衡常数是×10－4;评注：计算式中溶解于水的氯气的浓度为 mol ·dm －3,是平衡浓度,不应忘记代入平衡常数表达式的浓度都是平衡浓度;此题的逆运算,即已知平衡常数求氯在水中歧化的百分率,计算起来要复杂得多,是一个多次方程,可用叠代法;自然界里氮的固定的主要途径之一是在闪电的作用下,氮气与氧气反应生成NO,然后NO 和氧气继续反应生成NO 2．后者与水反应,生成硝酸．热力学研究证明,在通常条件下氮气和氧气的反应的转化率要低于闪电条件下的转化率在催化剂存在下,克服动力学的障碍,氮气和氧气在常温下也能反应的话;问：氮气和氧气的反应是吸热反应还是放热反应闪电造成的气体体积膨胀对反应的平衡转化率有何影响 解： 设通常条件下的温度为T 1,平衡常数为K l ,闪电条件下的温度为T 2 ．平衡常数为K 2;根据 ln ≈∵T 2﹥T 1,K 2﹥K 1,∴Δr H m ﹥0,反应吸热;可以写出总反应2()2()2()2()2524g g l aq N O H O HNO ++=这是一个气体体积减少的反应,根据勒沙特列原理,气体体积膨胀会使平衡转化率增大;超音速飞机在平流层飞行放出的燃烧尾气中的NO 会通过下列反应破坏该层大气层里的保护我们免受阳光中的短波紫外线辐射伤害的臭氧：NO g + O 3 g = NO 2 g +O 2 ga,如果已知298K 和1 atm 下NO 、NO 2和O 3的生成自由能分别为+ 、+ 、+ kJ/mol ．求上面的反应的K p 和K cb.假定反应在298K 下发生前,高层大气里的NO 、O 3和O 2的浓度分别为2 ×10－9、1×10－9、2 ×10－3mol ·dm －3,N 2的浓度为零,试计算O 3的平衡浓度;c.计算达到平衡时O 3被NO 破坏的百分数;附注：实际上上述反应的速度不很大,反应并不易达到平衡转化率; 解： a . Δr G m ＝ －－ kJ mol －1＝－ kJ mol －1ｅK expK 2K1Δr H m 298 KRT 2－T 1 T 2T 1－Δr G m RTｅ＝exp＝×1034∴K C ＝×1034K P ＝K C RT Σν＝K C ＝×1034∵Σν＝0b ．设平衡时O 3的浓度为O 3,则参加反应的O 3为1×10－9－ O 3,根据反应方程式的计量关系．平衡时NO的浓度为2 ×10－3－ 1×10－9－ O 3= 1×10－9+ O 3；NO 2的浓度是1×10－9－ O 3而O 2的浓度远大于NO 、O 3的浓度,故反应前后可视认的浓度不变． 解得,3()O c = 1 × 10－3.c ．平衡时O 3被NO 破坏的百分数=1×10－9－× 10－38/1×10－9×100%≈100%此反应的平衡常数十分大,幸好此反应的速率不很大,反应不易达到平衡转化率,否则高层大气的O 3将被破坏殆尽;通过热力学的研究求得反应：COg+1/2O 2g=CO 2g在1600℃ 下的Kc 约为1×104经测定汽车的尾气里的CO 和CO 2气体的浓度分别为×10－5和×10－4mol ·dm －3．若在汽车的排气管上增加一个1600 ℃ 的补燃器,并使其中的氧气的浓度始终保持×10－4mol ·dm －3,求CO 的平衡浓度和补燃转化率;解：设有x mol ·dm －3的CO 转化为CO 2COg + 1/2O 2g = CO 2g起始浓度mol ·dm －3： ×10－5×10－4 ×10－4平衡浓度mol ·dm －3： ×10－5x ×10－4×10－4－x-44-5-44.010110(4.010)(4.010)c xK x ⨯+==⨯⨯-⨯, 解得,x =×10－5∴CO 的平衡浓度=2×10－5 mol ·dm －3,转化率=553.810100%95%410--⨯⨯=⨯ 答：CO 的平衡浓度是2×10－5mol ·dm －3,补燃转化率是95%． 在23 题的系统里,同时发生反应：SO 2 g + 1/2O 2g = SO 3g K c =20经测定,汽车的尾气原有SO 2气体的浓度为2×10－4问SO 2的平衡浓度; 解： 设有x mol ·dm －3的SO 2转化为SO 3 , SO 2 g + 1/2O 2g = SO 3g起始浓度mol ·dm －32×10－4 4×10－4平衡浓度mol ·dm －3 2×10－4－x 4×10－4 x解得,x =×10－5mol ·dm －3答：SO 3的平衡浓度为×10－5mol ·dm －3;汽车的尾气里有NO 气体,它是汽车内燃机燃烧的高温引起的氮气和氧气的反应：N 2 g + O 2 g = 2 NO g K c = 2000℃ 时在一个2 L 的容器里进行实验,起始时,氮气和氧气的浓度分别为 1 mol ·dm －3求达到平衡时NO 气体的浓度;解：设有x mol ·dm －3,的N 2转化为NON 2 g + O 2 g = 2 NO g×103J mol －1J mol －1K -1×起始浓度mol ·dm －30 平衡浓度mol ·dm －3－x －x x22(2)0.1(0.81)c x K x ==- 解得x=答：NO 的浓度为 mol · L －1;实验指出无水三氯化铝在热力学标准压力下的以下各温度时测定的密度为：T℃ 200 600 800d g ·mL －l6. 8×10－3×10－3×10－3A.求三氯化铝在200℃ 和800℃时的分子式;B.求600℃下的平衡物种;C.求600℃下个物种的平衡分压;D.求600℃的K c 和K p ; 解： =nRT → M=ρRT/p200℃ 时,M=6.8g dm －3× dm 3atmmol －1K －1×473K/1atm=264g mol －1故分子式为Al 2Cl 6800℃ 时,M=1.51g dm －3× dm 3atmmol －1K －1×1073K/1atm=134g mol －1故分子式为AlCl 3B.同理,600℃ 时,M =189.8 g mol －1设AlCl 3的摩尔分数为x ,则Al 2Cl 6的摩尔分数为1－x +2671－x = 解得,x =答： 600℃ 时,AlCl 3占57%,Al 2Cl 6占42%．C . AlCl 3的平衡分压是 Al 2Cl 6的平衡分压 ;D . 2 AlCl 3 ⇔ Al 2Cl 611111() 1.26(0.08026873)0.018v c p K K RT atm L atm mol K K L mol ------==⋅⋅⋅⨯=⋅答：600℃ 时的Kc 为0. 018L mol －1, K p 为 ×10－5Pa ·。
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第4 章化学平衡常数'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 32－－(aq)= CaCO 3(s) + SO 42－(aq)( 10 ) Fe 2+(aq) + 1/4O 2(g) + 2 H +(aq)= Fe 3+(aq)+ H 2O(l)解：(1) K ()()()2223/SO SO O p p p p p p θθθ⎡⎤⎡⎤⎡⎤=⋅⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦排版注意：请将符号Θ改为θ下同。
(2) K 322()()()NH CO H O p p p p p pθθθ=⋅⋅ (3) K2()CO p pθ=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 cpθθ=22()()/CO CO K c p =(6) K 2()()()/ClH Cl HClO c c p c c c c pθθθθ+-=⋅⋅ (7) K ()()()/CN H HCN c c c c c c θθθ-+⎡⎤=⋅⎢⎥⎢⎥⎣⎦(8) K 242()()CrO Ag c c c c θθ-+⎡⎤=⋅⎢⎥⎢⎥⎣⎦242()()c Ag CrO K c c +-=⋅ (9) K 2234()()/CO SO c c c cθθ--= 2243()()/c SO CO K c c --= (10) K 32221/2()()()()/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。
已知反应ICl(g) = l/2I 2(g) + l/2Cl 2(g)在25℃时的平衡常数为K = ×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= ×10－3)2=×10－6(2) K’=( K )－1= ×10－3)－1=×102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()vpc K K RT ∑=实验测得合成氨反应在500℃的平衡浓度分别为：[H 2]=·dm －3，[N 2]= mol ·dm －3，[NH 3]= mol ·dm －3求标准平衡常数K 、浓度平衡常数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同理：2()(3)42801677N NH p kPa p kPa ==， 答：标准平街常数K 为×10－5浓度平衡常数为戈为×10－11Pa －2，压力平街常数×10－11Pa －2或×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。
已知HCN = H ++ CN －K 1=×10－10NH 3 + H 2O=NH 4++OH －K 2=×10－5.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 θθθθ---⨯⋅⨯⋅===⨯答：反应平衡常数K 为 .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)： 1 1 0 0 平衡浓度(mol · L －1 )： (1－x ) (1－x ) x x 解得，x ＝故CO 的平衡转化率＝110.26100%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)： 1 3 0 0 平衡浓度(mol · L －1 )： (1－3x) (1－x) x x222.6(13)x K x θ==- 解得，x ＝ 这时CO 的平衡转化率＝110.86100%86%1mol L mol L--⋅⨯=⋅ 答： ( l)反应起始CO 和H 2O 的浓度都为l mol ·dm －3时，转化率为62 %：(2) CO 和H 2O 的摩尔比由1；1 变为1：3 ，相当于增加反应物的浓度，平衡向增加生成物浓度方向移动。
评注：对于气相平衡，标准平衡常数应按气体的压力求得，但对于本压的反应，反应前后气体的总量是不变的，有K c ＝K p 的关系式，因此，可直接按平衡浓度求取K .将SO 3固体置于一反应器内，加热使SO 3气化并令其分解，测得温度为900K ，总压为p θ时，气体混合物的密度为p = 0.925g/dm －3，求SO 3的(平衡)解离度α . 解：PV=nRT → PM=ρRT 气体混合物的平均分子量M=Ρrt/P=0.925g ·dm －3· dm 3·KPa·mol －1·900K/=68.3 g ·mol －1SO 3 →SO 2 + O 2起始浓度(mol ·dm －3 )： 1 0 0 平衡浓度(mol ·dm －3 )： (1－x ) x x 平均分子量80(1)64320.568.3(1)0.5x x xM x x x⋅-+⋅+⋅==-++解得，x ＝故330.324100%32.4%1mol dm mol dmα--⋅=⨯=⋅ 答：SO 3的(平衡)解离度是%。
已知反应N 2O 4(g)=2NO 2(g)在308K 下的标准平衡常数K 为 ．求反应系统的总压p 和2 p . N 2O 4的解离度及其比。
用计算结果说明勒沙特列原理。
解： 当总压为p 时，242()()N O NO p p p θ+=……………………①2242()()/0.32NO N O p p K p p p θθθθ⎡⎤==⎢⎥⎣⎦…… ② 由①、② 可得：242()()0.43,0.57N O NO p p p p θθ==又由n c V RTρ== 现设N 2O 4的起始浓度为x mol · L －1，平衡时有a mol · L －1．的N 2O 4转化为NO 2N 2O 2起始浓度(mol · L －1)： x 0平衡浓度(mol · L －1)： (x －a) 2a 由此可得：x －a=0.023. 2a= 解得，x = ，a=同理，当总压为2 p ．时，可算出解离度为%，方法同上．答：系统总压为p 时，N 2O 4的解离度为 % ：当总压为2 p 时，解离度为50 . 6 % ; 其比是．这是一个体积增大的反应，根据勒沙特列原理，压力增大体积减少时，平衡会向体积增大的方向移动，结果N 2O 4的解离度变大．为使Ag 2O 在常温下分解，真空泵需将氧的分压降至多大？ 解：查表知：Δf G m (Ag 2O)＝－ kJ? mol－1Δr G m 0－０－（－? mol －1）＝ kJ? mol －1ｅK ＝exp[]ｅ＝exp[]＝()21/2()/O K p p θθ=即2()0.0109(/101325)O p Pa =，解得，2()O p = 12Pa答：12 Pa 是氧化银分解反应在常温下达到平衡时氧气的分压(即“平衡分压”)，因此，需将氧的分压降至12Pa 以下，氧化银在常温下才会分解。
求10－5Pa 的高真空中分解CuO 的最低温度． 解：CuO =Cu + 1/2O 2Δr H m ＝Σ[νB S m ]＝[0＋0－(－] kJ? mol －1Δr S m ＝Σ[νB S m ]＝[＋－] J? mol －1? K －1＝ J? mol －1? K －1设最低分解温度为T ，这时Δr G m 为0 ，因此Δr G m (T)＝Δr G m (T)＋RT ln J ＝Δr H m －T Δr S m ＋RT ln ＝0×103J? mol －1－T × J? mol －1? K －1＋T × J? mol －1? K －1ln(10－5/105)＝0 解得，T=832K答：10－5Pa 的真空中分解CuO 的最低温度是832 K 。
评注：此题未明确氧化铜分解是得到铜还是氧化亚铜，此题解按分解得到铜。
氧化铜分解是分 步的，第一步是分解为氧化亚铜，因此，全面的解应当同时解出分解为氧化亚铜的最低温度，解法与本题解类似，读者可自行得解。