5章总结、习题及答案

135化学平衡总结一、平衡条件：r m B B B,0T pG 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)θeqpK J =Beq 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 θm 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：2θmr θd ln d RTH T K ∆=136※恒压吸热反应：0θm 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：⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-∆-=12θmr θ1θ211ln T T RH K K ；C RT H K +∆-=θm r θln2. 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 BB BB BBB B B Bep B K p p y p pp p y p p K ⨯⎪⎪⎭⎫⎝⎛=⨯⎪⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=∑∑∏∏∏νννννθ∑Bν＝0：p ↑或↓→→K y 不变即p 对反应平衡无影响； ∑Bν＞0：p ↑→→K y 减小即平衡向左(反应物方向)移动； ∑Bν＜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)。

00BBBBepB B BBB BB B B p n p p p p p K n Kn p n n p n n n n ννννθθνθθθ∑∑⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫==⨯=⨯=⨯= ⎪⎪⎪ ⎪⎪ ⎪⎪+++⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭∏∏∑常数∑Bν＝0：n 0↑或↓→→K n 不变即惰性组分对反应平衡无影响； ∑Bν＞0：n 0↑→→K n 增大即平衡向右(产物方向)移动； ∑Bν＜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abn n r A B ==0,0, 时，反应产物的平衡含量最大。

137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。

θr ma.ΔG ； r mb.ΔG ()c.ΔS 系 θd.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, ()θr 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. 22θO Cl ,,n n K ↑↓↑；b. 22θO Cl ,,p p K ↑↓不变；c. 22O Cl y ,,n n K ↑↓↑；d. 22θO 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. 223θN H NH ,,,n n n K 减小减小增加不变; b. 223θN H NH ,,,n n n K ↓↓↑增加c. 223θN H NH ,,,p n n n K 不变不变; d. 223θN 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 。

138化学平衡习题答案1.恒T 、p 下化学反应，可用 b 来判断反应进行的方向。

解析：恒温恒压化学反应的方向应用r m b.ΔG 做判据。

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 。

解析： A(s)→ B(g) +2C(g)平衡时 p B p C ＝2p B离解压：p ＝3p B →→p B =p /3；p C =2p /3Beq θB θB p K p ν⎛⎫= ⎪⎝⎭∏2θθ/32/3p p p p ⎛⎫⎛⎫= ⎪⎪⎝⎭⎝⎭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=？解析： 2SO 2(g)+ O 2(g) → 2SO 3(g)平衡1 p SO2 p O2 p SO3 平衡2 p ’SO2 p ’O2 p ’SO3BeqθB θB p K p ν⎛⎫= ⎪⎝⎭∏322221SO SO O θθθp p p p p p --⎛⎫⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭322221SO SO O θθθ'''p p p p p p --⎛⎫⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭其中p ’O2≈p O2/4(O 2近似认为不消耗)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.无热效应解析：温度升高，反应平衡向右(产物方向)移动→温度升高，K θ增大；根据范特霍夫方程微分式θd ln d T K = 5.某化学反应()θr m Δ298K H <0, ()θr m Δ298K S >0, r m ΔG =0, 则θK 。

解析： ()θr m Δ298K H <0，()θr m Δ298K S >0→→θθθr m r mr m Δ=ΔΔG H T S －<0 由θθm ln /r K G RT =-∆139()θr m Δ298K H <0→→T ↑；K θ↓。

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 。

解析：由于()θr m Δ298K 0H ＜→→T ↓；K θ↑，故此应该降温；根据平衡移动原理：升高压力有利于反应向体积减小的方向移动，故此应该加压。

7.()()()2221MgO s +Cl g MgCl +O g 2达平衡后，增加总压（视为理想气体），则 c 。

解析：∑νB ＜0，增大总压p →→K y 增大→→平衡向右移动→→产物量增加，反应物量减少。

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 d 。

解析：根据惰性气体对平衡影响玉平衡移动原理相反的结论可知，加入惰性气体有利于反应向体积增大的方向移动。

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 。

解析：根据惰性气体对平衡影响玉平衡移动原理相反的结论可知， T 、p 不变，通入惰性气体N 2，反应物解离度增大； T 、V 不变，通入惰性气体N2，反应物解离度不变。