5章总结、习题及答案

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化学平衡总结

一、平衡条件：r m B B B

,0T p

G A G νμξ⎛⎫∂-=∆=== ⎪

∂⎝⎭∑

二、标准平衡常数 1. 定义：

(1)ln /r m K G RT θθ

=-∆：适用于任何化学反应；

(2)θeq

p

K J =B

eq B θB p p ν⎛⎫

= ⎪⎝⎭

∏：只适用于理想气体化学反应； 2. 计算：

（1）与反应计量式的关系；

（2）相关化学反应的计算：注意计算方法(略)。

三、等温方程

1. 表达式：p J RT G G ln θ

m r m r +∆=∆；()θr m ln p G RT J K ∆=

2. 应用：利用反应初始条件(主要指参与反应各物质的初始分压)判断反应方向。

Δr G m ＜0或θK J p 〈：正向自发； Δr G m ＝0或θK J p =：化学平衡； Δr G m ＞0或θK J p 〉：逆向自发。

四、化学平衡的影响因素 1. 温度的影响——范特霍夫方程

微分式：2

θ

m

r θd ln d RT

H T K ∆=

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※恒压吸热反应：0θ

m r ＞H ∆ →T ↑，K θ↑→反应平衡向右移动； ※恒压放热反应：0θm r ＞H ∆ →T ↑，K θ↓→反应平衡向左移动；

积分式：⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-∆-

=12

θ

m

r θ1θ211ln T T R

H K K ；C RT H K +∆-=θ

m r θln

2. 总压的影响(温度不变)：符合平衡移动原理(加压利于向体积变小的方向移动)。

y B

B B

B B

B

B B B B

ep B K p p y p p

p p y p p K ⨯⎪⎪⎭⎫

⎝⎛=⨯

⎪⎪⎭

⎫

⎝⎛=⎪

⎪⎭⎫ ⎝

⎛=

⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=

∑

∑

∏

∏

∏νν

ννν

θ

∑B

ν＝0：p ↑或↓→→K y 不变即p 对反应平衡无影响； ∑B

ν＞0：p ↑→→K y 减小即平衡向左(反应物方向)移动； ∑B

ν

＜0：p ↑→→K y 增大即平衡向右(产物方向)移动。

3. 惰性组分的影响：与平衡移动原理相反(加入惰性组分利于向体积变大方向移动)。

00

B

B

B

B

ep

B B B

B

B B

B B B p n p p p p p K n Kn p n n p n n n n ννννθθνθ

θθ∑∑⎛⎫⎛⎫

⎛⎫

⎛⎫==⨯=⨯=⨯= ⎪

⎪

⎪ ⎪

⎪ ⎪

⎪

+++⎝⎭

⎝⎭

⎝⎭⎝⎭∏∏∑常数

∑B

ν＝0：n 0↑或↓→→K n 不变即惰性组分对反应平衡无影响； ∑B

ν＞0：n 0↑→→K n 增大即平衡向右(产物方向)移动； ∑B

ν

＜0：p ↑→→K n 减小即平衡向左(反应物方向)移动。

注意：若条件变为恒温恒容即温度总体积一定，根据分压力定义可知各组分平衡分压不变，故平衡不移动。

4. 反应物摩尔比的影响：当原料配比a

b

n n r A B ==0

,0, 时，反应产物的平衡含量最大。

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化学平衡习题

1.恒T 、p 下化学反应，可用 来判断反应进行的方向。

θ

r m

a.ΔG ； r m

b.ΔG ()

c.ΔS 系 θ

d.K 2.分解反应()()()A s B g +2C g →的θK 与离解压p 离之间的关系为 。

3.将少量的2SO 导入压力为2O KPa 100的中，在1000℃达到平衡时， p SO3/p SO2=104，若将该混合气体膨胀至原来体积的4倍，温度仍保持1000℃，则达到新平衡时，p’SO3/p’SO2=？

4.532PCl =PCl +Cl 在200℃平衡时有48.5%的5PCl 分解，而300℃平衡时有97% 的5PCl 分解，则反应是反应。 a.吸热 b.放热 c.无热效应

5.某化学反应()θr m Δ298K H <0, ()θ

r m Δ298K S >0, r m ΔG =0, 则θK 。

a.>1, 且随T ↑而↑；

b.>1， 且随T ↑而↓；

c.<1, 且随T ↑而↑；

d.<1,且随T ↑而↓

6.反应 222NO(g)+O (g)=2NO (g)的r m ΔH 为负值， 当此反应达平衡时，若要使平衡向产物方向移动，则 。a. 升温加压 b. 升温降压 c. 降温升压 d. 降温降压

7.()()()2221MgO s +Cl g MgCl +O g 2

达平衡后，增加总压（视为理想气体），则 。

a. 2

2

θO Cl ,,n n K ↑↓↑；b. 2

2

θO Cl ,,p p K ↑↓不变；c. 2

2

O Cl y ,,n n K ↑↓↑；d. 2

2

θO Cl c ,,n n K ↑↓↑

8.合成氨反应()()()223N g +3H g 2NH g 平衡后加入惰性气体且保持系统温度、总压不变（设气体为理想气体），则 。

a. 2

2

3

θN H NH ,,,n n n K 减小减小增加不变; b. 2

2

3

θN H NH ,,,n n n K ↓↓↑增加

c. 2

2

3

θN H NH ,,,p n n n K 不变不变; d. 2

2

3

θN H NH ,,,p n n n K ↑↑↓不变

9.在体积为V ，温度为T 的带有活塞的容器中，下述反应达平衡：

()()()g Cl g PCl g PCl 235+=

平衡总压为p ，试分析下述二种情况下5PCl 的解离度有何变化？

a.保持T 、p 不变， 通入惰性气体2N ，使系统体积变为2V ；

b.保持T 、V 不变，通入惰性气体2N ，使总压变为2p 。