第6章 化学平衡常数
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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。
(1)2SO2(g) + O2(g) = 2SO3(g)(2)NH4HCO3(s) = NH3(g) + CO2(g) + H2O(g)(3)CaCO3(s) = CO2(g) + CaO(s)(4)Ag2O = 2Ag(s) + 1/2 O2(g)(5)CO2(g) = CO2(aq)(6)Cl2(g) + H2O(l) = H+(aq) + Cl-(aq) + HClO(aq)(7)HCN(aq) = H+(aq) + CN-(aq)(8)Ag2CrO4(s) = 2Ag+(aq) + CrO42-(aq)(9)BaSO4(s) + CO32-(aq) = BaCO3(s) + SO42-(aq)(10)Fe2+(aq) + 1/2 O2(g) + 2H+(aq) = Fe3+(aq) + H2O(l)6-2已知反应ICl(g) = 1/2 I2(g) + 1/2 Cl2(g) 在25℃时的平衡常数为Kθ= ×10-3,试计算下列反应的平衡常数:(1)ICl(g) = I2(g) + Cl2(g)(2)1/2 I2(g) + 1/2 Cl2(g) = ICl(g)6-3 下列反应的Kp 和Kc之间存在什么关系?(1)4H2(g) + Fe3O4(s) = 3Fe(s) + 4H2O(g)(2)N2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g)(3)N2O4(g) = 2NO2(g)6-4实验测得合成氨反应在500℃的平衡浓度分别为:[H2]=L ,[N2]=L ,[NH3]=L ,求标准平衡常数K θ、浓度平衡常数Kc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Kp。
6-5已知HCN = H+ + CN- K1θ= ×10-10NH3 + H2O = NH4+ + OH- K2θ= ×10-5H2O = H+ + OH-K3θ= ×10-14求反应NH3 + HCN = NH4+ + CN-的平衡常数Kθ。
思考题1. 区别下列概念:(1) 化学反应平均速率和瞬时速率;(2) 基元反应和复杂反应;(3) 活化分子和活化能;(4) 反应速率常数和化学平衡常数。
【答】(1) 化学反应平均速率是指反应在某时间范围内,以某反应物的浓度减小或某一生成物浓度的增加来表示,在该时间范围内,反应速率不是恒定的,而是在不断发生变化。
瞬时速率是指反应在某个瞬时的反应速率,在该瞬间反应速率是恒定的。
(2) 基元反应是指一步能够完成的反应。
复杂反应是指一步不能完成的反应。
复杂反应是由二个或二个以上的基元反应构成的。
(3) 能发生有效碰撞的分子称为活化分子。
E a为活化能是指活化分子所具有的最低能量E c与分子的平均能量E e的差值或把1mol具有平均能量的反应物分子变成活化分子所需吸收的最低能量。
(4) 反应速率常数是指单位反应物浓度时的反应速率,与反应物本性有关,也与反应时的温度、催化剂、溶剂等有关,与反应物浓度、分压无关。
对任何可逆反应,在一定温度下,达到平衡时各生成物浓度幂的乘积与各反应物浓度幂的乘积的比值是一常数,即为化学反应平衡常数。
化学平衡常数与反应本质、温度、溶剂等有关,与催化剂、反应物浓度或分压无关。
2. 简述反应速率的碰撞理论的要点。
【答】①原子、分子或离子只有相互碰撞才能发生反应,但并不是每次碰撞都能发生反应。
碰撞是反应发生的先决条件。
②分子发生有效碰撞必须具备一定的能量。
③活化分子间的碰撞还必须考虑碰撞时的方位。
3. 简述反应速率的过渡状态理论的要点。
【答】过渡状态理论认为,化学反应的发生仍是活化分子碰撞的结果,但活化分子不是只通过简单的碰撞就能完成,而是在反应过程中,要经过一个中间的过渡状态,即反应物分子先形成活化配合物,然后才分解为产物。
因此过渡状态理论也称为活化配合物理论。
4. 下列说法是否正确?(1) 对同一反应,用反应进度表示反应速率时,不论用何种物质(反应物或产物)来表示,其数值大小是一样的。