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第六章化学平衡

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第六章 化学平衡
一 选择题
（1）合成氨反应N 2(g)＋3H 2(g)ƒ2NH 3(g)达到平衡后加入惰性气体，且保持系统温度、总压不变（气体为理想气体），则（ ） （A ）2n N 减少，2n H 减少，3n NH 增加，θp K 不变 （B ）2n N 减少，2n H 减少，3n NH 增加，θp K 增加 （C ）2n N 不变，2n H 不变，3n NH 不变，θp K 不变 （D ）
2
n N 增加，
2
n H 增加，
3
n NH 减少，
θp
K 不变
（2）已知某温度下，反CO(g)＋H 2O(g)ƒH 2(g)＋CO 2(g)放热，达平衡后，采取下列哪种措施能是反应的进度发生变化？ （ ） （1）加大压力；（2）升高温度；（3）保持温度和压力不变；（4）加入惰性气体。

（A ）2 （B ）3、4 （C ）1 （D ）2、3 （3）反应2c(s)＋O 2(g)ƒ2CO(g),
1θ/()r m G J mol -∆g =232600167.8/T K --，若温度增加，则：
（A ）θ
r m G ∆变负，反应更完全 （B ）θ
p K 变大，反应更完全
（C ）
θp
K 变小，反应更不完全 （D ）无法判断
（4）PCl 5的分解反应PCl 5(g)ƒPCl 3(g)＋Cl 2(g),在473K 达平衡时，PCl 5有48%分解，在573K 时PCl 5有97%分解，则此反应为（ ）
（A ） 放热 （B ）吸热 （C ）即不放热也不吸热 （D ）无法确定
（5）在等温等压下，当反应的θ
r m G ∆=51J mol -g 时，该反应能否进行？
（A ）能正向自发进行 （B ）能逆向自发进行 （C ）不能判断 （D ）不能进行
（6）同一化学变化，若反应式的计量系数不同，其平衡常数θp
K 和
标准吉布斯自由能变化为（ ）
（Ａ）θp K 相同 θr m G ∆不同 （Ｂ）θ
p K 不同 θ
r m G ∆相同 （Ｃ）
θp
K 、θr m G ∆都不同 （D ）θ
p K 、θr m G ∆都相同
（7）已知反应2NH 3ƒN 2＋3H 2 ，在等温条件下，标准平衡常数为0.25，那么，在此条件下，氨的合成反应1/2N 2(g)＋3/2H 2(g)ƒNH 3(g)的标准平衡常数为（ ）
（Ａ）４ （B ）０.５ （C ）2 （D ）1 （８）理想气体反应N 2H 5(g)ƒN 2O 4(g)＋1/2(g)的
θ
,θ141.84k 0
r m r p m H J mol G -∆=∆=g ，。

试问增加N 2O 4(g)平衡产率
的条件是（ ）
（Ａ）降低温度 （Ｂ）提高温度
（Ｃ）提高压力 （Ｄ）等温等容加入惰性气体
（９）某化学反应在２９８Ｋ时的标准吉布斯自由能变化为负值，
则该温度时反应的θp
K 将是（ ）
（Ａ）
θp
K ＝０ （Ｂ）θp
K ＜０ （Ｃ）θp
K ＞１ （Ｄ）
０＜
θp
K ＜１
（１０）在一定温度和压力下，对于一个化学反应，能用以判断其
反应方向的是：
（Ａ）θr m G ∆ （B ）θp K （C ）,()r m T p G ∆ （D ）θr m H ∆
2.填空题
（1）分解反应A(s)ƒB(s)＋2C(g), 反应平衡常数
θp
K 和离解压力
p 离
的关系是______。

（2）在T 、p 及组成一定的条件下反应0=B B υ∑的
,()r m T p
G ∆与此
反应的反应进度ξ，θ
p K 及化学式B μ之间的定量关系式为：
,()r m T p
G ∆=（ ） =（ ）=（ ）
（３）化学反应等温方程式中，表示系统标准状态下性质的是＿
＿＿＿，用来判断反应方向的是＿＿＿＿，用来判断反应进行限度的是＿＿＿。

（４）气体反应CO ＋2H 2ƒCH 3COOH 的θ
r m G ∆＝（－90.625
－0.211T/K) 1
k J mol -g ，若使平衡常数θ
p K ＞１，温度应为＿＿
＿。

（５）在298Ｋ时反应N 2O 4(g)ƒ2NO 2(g)的
θp
K ＝０.１１３２，
当24
N O P ＝2
NO P ＝１k Ｐａ时反应将向＿＿＿移动。

当24
N O P ＝１０k Ｐａ，2
NO P ＝１k Ｐａ时，反应将向＿＿＿移动。

（６）已知等温反应CH 4(g)ƒＣ(s)＋2H 2(g)，若提高系统总压
力，则平衡移动的方向为＿＿＿＿。

（７）反应C (s)＋H 2O(G)ƒCO(g)＋H 2(g)，在400℃时达到平
衡，θ
r m G ∆＝133.51k J mol -g ，为使平衡向右移动，可采取的措
施有＿＿＿＿＿。

（８）已知298.15K ，水蒸气的标准摩尔生成吉布斯函数θr m
G ∆（H 2O,g)= －228.5721
k J mol -g ，同样的温度下，反应2H 2O(g)ƒ2H 2(g)＋O 2(g)的标准平衡常数＿＿。

（９）反应C 2H 4(g)＋H 2O(l)ƒC 2H 5OH(aq)的θ
298K r m G ∆=（）＝－
228.5721k J mol -g ，若反应处于平衡状态，则θ
,()r m T p G ∆=＿＿＿
1k J mol -g 。

（１０）在刚性密闭容器中，有下列理想气体反应达平衡A(s)
＋B(s)ƒC(g)，若在恒温下加入一定量惰性气体，则平衡将＿＿＿＿。

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第六章化学平衡-new

第六章化学平衡-new


∆ r G ∅ = −RT ln k ∅ m
∆ r G m = ∆ r G ∅ + RT ln Q a m
∅ −1 当: ∆r Gm > 41.84kJ ⋅ mol 反应不能自发进行
∆ r G ∅ < −41.84kJ ⋅ mol −1 反应自发正向进行 m
（3） 间接计算平衡常数 ） 如: C + O = CO
∆ r Gm = ∑ ν Bµ B = 0
B
2。化学反应的等温方程 。 化学反应的等温式-----范特霍夫等温式： 范特霍夫等温式： 化学反应的等温式 范特霍夫等温式
∅ ∆ r G m = ∆ r G m + RT ln J P
其中J 其中 P为活度商 理想气体： 理想气体：压力商
( Jp =
pG P P
− ν − ν = k m ⋅ k r ( m ) ⋅ (c ∅ ) ∑ B = k c ⋅ k r ( c ) ⋅ (c ∅ ) ∑ B
5. 复相反应 复相反应-----有气相和凝聚相（液相、固体）共同参 与的反应如气固反应
Pi ν B k = k = ∏( ∅ ) P i
∅ ∅ p
如: CaCO 3 (s) = CaO(s) + CO 2 (g )
第六章
化学平衡
6.1 化学反应的等温方程 1。化学反应的方向判据: 。化学反应的方向判据
∆ r Gm ,T , P
化学反应亲和势
>0 =0 <0
反应逆向自发进行 反应达平衡状态 反应正向自发进行
A = − ∆ r Gm ,T , P
∂G = − ∂ξ T , P
化学反应的平衡条件: 化学反应的平衡条件
第6章化学平衡常数

第6章化学平衡常数


气： CO2 + H2 → CO + H2O 两个反应合写为： 例如 2： Ag+ + CO + H 2O ⇌ CO2 + H2 ⑵ ⑴
Cl- ⇌ AgCl↓
一般常把按反应方程式从左向右进行的反应叫正反应；从右向左进行的反 应叫逆反应。二者合起来叫可逆反应：在一定条件下，既能向正反应方向进行又 能向逆反应方向进行的反应称为可逆反应。 几乎所有的反应都是可逆的。不可逆反应的例子非常少，如： 2KClO3 ⇌ 2KCl + 3O2 ↑
t/s
图 2-3、 浓度改变平衡移动时浓度变化曲线
t/s
图 2-4、 平衡移动时速度的变化曲线
浓度对化学平衡的影响 对于反应： aA + bB ⇌ dD + eE
⇌
Ca2+
+
H 2O
+
CO2↑
Ca P K= H
2
平衡常数 K 既不是 Kc 也不是 Kp。 Kc 与 Kp 的单位分别为 (mol.L-1)
△n
和 atm n、 Pa n。对于 Kc 而言，因为浓度
△ △
的单位通常都是 mol.L-1，故 Kc 的单位常省略。而 Kp ，由于常用的分压的单位有 atm 和 Pa 两种，故 Kp 的单位需要写出。同时，在进行 Kc 与 Kp 的换算时，应注意 R 值的数值差异： P 的单位是 atm 时， R=0.0821atm.L.mol-1; P 的单位是 Pa 时， R=8314.3Pa.L.mol-1.K -1。 平衡常数的意义： 1、因为平衡状态为反应进行的最大限度，故 K 值的大小可以衡量反应进行 的程度，并由此估计反应的可行性。K 值越大，产物浓度越大，生成的产物越多， 正反应进行的程度越大。反之亦然。 一般而言， K＞ 107 可认为逆反应进行的程度太小而忽略， 即近似认为是一个 不可逆反应； 对应的 K＜ 10-7 可认为正反应进行的程度太小而忽略， 即近似认为是 一个不可逆反应； 只有 107＞ K＞ 10-7 时可认为是可逆反应。 对于 K 值太小的反应， 可认为在该条件下正反应不能进行 如： N2 + O2 = 2NO Kc=10-30(常温下 )
无机化学-第六章化学平衡

无机化学-第六章化学平衡


1.00
J<K , 反应正向进行。
(2) Fe2+(aq)+Ag+(aq)
Fe3+(aq)+Ag(s)
开始cB/(mol·L-1) 0.100 1.00×10-2 1.00×10-3
变化cB/(mol·L-1) -x
-x
x
平衡cB/(mol·L-1) 0.100-x 1.00×10-2-x 1.00×10-3+x
2 (Ag ) > 1(Ag )
说明平衡向右移动。
6.3.2 压力对化学平衡的影响
1.部分物种分压的变化
如果保持温度、体积不变，增大反应 物的分压或减小生成物的分压，使J减小， 导致J<K ，平衡向正向移动。反之，减小 反应物的分压或增大生成物的分压，使J增 大，导致J> K ，平衡向逆向移动。
对于反应前后气体分子数不变的反应，
ΣnB =0， x ΣnB =1， J = K ，平衡不移动。
3.惰性气体的影响
①在惰性气体存在下达到平衡后，再恒
温压缩, ΣnB ≠0，平衡向气体分子数减小的 方向移动, Σ n B =0，平衡不移动。
K
[ p(HI) / p ]2
[ p(H2 ) / p ][p(I2 ) / p ]
对于溶液中的反应：
Sn2+(aq)+2Fe3+(aq) Sn4+ (aq)+2Fe2+(aq)
K

[c(Sn [c(Sn
4 2
/c /c
)][ c(Fe 2 /c )][ c(Fe3 /c
)] 2 )] 2
2000 0.00397 0.00397 0.0121 1.20 2.04
14第6章-化学平衡

14第6章-化学平衡


K

( (
[G ] g C [A] a C
) ( ) (
[H] h C [B] b C
)
)
a A ( g ) + b B ( g ) —— g G ( g ) + h H ( g )
平衡时
K
( p ) ( P )h
a pB b A (p ) ( P ) P
pG
g
pH
对于复相反应，如
r逆
其它条件不变时，增加反应物浓度或减小生成物浓度， 平衡向正反应方向移动；相反。减小反应物浓度或增大生成 物浓度，平衡向逆反应方向移动。
对一般反应： 若在任意状态下 :
aA + bB
dD + eE
e Cd C D E J a Kc b CACB
或:
e pd p D E J a Kp b p ApB
K (

pi
p

) i
i
p2 NH 3
3 p N2 p H 2
(p )2
K (
pi
p
)
p NH3 p N2 p H22
1 2 3
(p )1
⑷. 固体、纯液体的浓度视为常数。
对溶液反应 a A ( aq ) + b B ( aq ) — g G ( aq ) + h H ( aq ) 平衡时 对气相反应
1/2 N2 + 3/2 H2 2NH3
[NH3 ] Kc (mol L)1 3 1 [N2 ] 2 [H 2 ] 2 [N2 ][H2 ]3 2 Kc (mol L) [NH3 ]2
平衡常数的单位是：
KC： (mol· L-１) i KP (atm) i 或 (Pa) i