大学化学平衡的计算

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1、第4章化学平衡常数'4.1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)2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)(2)NH4HCO(s)=NH3(g)+CO2(g)+H2O(g)(3)CaCO3(s)=CO2(g)+CaO(S)(4)AgO=2Ag(s)+l/2O2(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)

2、+CO32－－(aq)=CaCO3(s)+SO42－(aq)(10)Fe2+(aq)+1/4O2(g)+2H+(aq)=Fe3+(aq)+H2O(l)解：(1)K排版注意：请将符号Θ改为θ下同。(2)K(3)K(4)K(5)K(6)K(7)K(8)K(9)K(10)KK实验评注：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。4.2已知反应ICl(g)=l/2I2(g)+l/2Cl2(g)在25℃时的平衡常数为K=2.2×10－3试计算下列反应的平衡常数：(1)ICl(g)=l/2I2(g

3、)+l/2Cl2(g)(2)l/2I2(g)+l/2Cl2(g)=Cl(g)解：(1)K’=(K)2=(2.2×10－3)2=4.8×10－6(2)K’=(K)－1=(2.2×10－3)－1=4.5×1024.3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)=2NH2(g)(3)N2O4=2NO2解：根据4.4实验测得合成氨反应在500℃的平衡浓度分别为：[H2]=1.15mol·dm－3，[N2]=0.75mol·dm－3，[NH3]=0.261m

4、ol·dm－3求标准平衡常数K、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解：根据p=cRT同理：答：标准平街常数K为1.48×10－5浓度平衡常数为戈为1.45×10－11Pa－2，压力平街常数1.45×10－11Pa－2或1.45×10－5bar－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b

5、ar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。4.5已知HCN=H++CN－K1=4.9×10－10NH3+H2O=NH4++OH－K2=1.8×10－5.求反应NH3+HCN=NH4++CN－的平衡常数Kθ。解：答：反应平衡常数K为0.882.4.6反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)在749K时的平衡常数K=2.6．设(l)反应起始时CO和H2O的浓度都为lmol·dm－3。(没有生成物，下同);(2)起始时CO和H2O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

6、：(l)CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)起始浓度(mol·L－1)：1100平衡浓度(mol·L－1)：(1－x)(1－x)xx解得，x＝0.62故CO的平衡转化率＝(2)(l)CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)起始浓度(mol·L－1)：1300平衡浓度(mol·L－1)：(1－3x)(1－x)xx解得，x＝0.86这时CO的平衡转化率＝答：(l)反应起始CO和H2O的浓度都为lmol·dm－3时，转化率为62%：(2)CO和H2O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

7、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Kc＝Kp的关系式，因此，可直接按平衡浓度求取K.4.7将SO3固体置于一反应器内，加热使SO3气化并令其分解，测得温度为900K，总压为pθ时，气体混合物的密度为p=0.925g/dm－3，求SO3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－3·8.314dm3·KPa·mol－1·900K/101.325Kpa=68.3g·mol－1SO3→SO2+O2起始浓

8、度(mol·dm－3)：100平衡浓度(mol·dm－3)：(1－x)xx平均分子量解得，x＝0.342故答：SO3的(平衡)解离度是34.2%。4.8已知反应N2O4(g)=2NO2(g)在308K下的标