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1、-教材第七章习题解答-第 8 页第七章化学平衡习题解答1回答下列问题(1)反应商和标准平衡常数的概念有何区别?(2)能否用来判断反应的自发性?为什么?(3)计算化学反应的Kq有哪些方法?(4)影响平衡移动的因素有哪些?它们是如何影响移动方向的?(5)比较“温度与平衡常数的关系式”同“温度与反应速率常数的关系式”,有哪些相似之处?有哪些不同之处?举例说明。(6)酸碱质子理论如何定义酸和碱?有何优越性?什么叫共轭酸碱对?(7)当往缓冲溶液中加入大量的酸和碱,或者用很大量的水稀释时,pH是否仍保持不变?说明其原因。(8)对于一个在标准状态下是吸热、熵减的化学反应,当温度升高时,根据勒夏特列原理判断,
2、反应将向吸热的正方向移动;而根据公式DrGmq=DrHmq-TDrSmq判断,DrGmq将变得更正(正值更大),即反应更不利于向正方向进行。在这两种矛盾的判断中,哪一种是正确的?简要说明原因。(9)对于制取水煤气的下列平衡系统:;。问: 欲使平衡向右移动,可采取哪些措施? 欲使正反应进行得较快且较完全(平衡向右移动)的适宜条件如何?这些措施对Kq及k(正)、k(逆)的影响各如何?(10)平衡常数改变时,平衡是否必定移动?平衡移动时,平衡常数是否一定改变?【解答】(1)反应商是在一定温度下,任意给定态时,生成物的相对压力(或者相对浓度)以方程式中化学计量系数为幂的乘积除以反应物的相对压力(或相对
3、浓度)以化学计量系数为幂的乘积。在一定温度下,当反应达到平衡时,生成物的相对压力(或者相对浓度)以方程式中化学计量系数为幂的乘积除以反应物的相对压力(或相对浓度)以化学计量系数为幂的乘积是一个常数,称为标准平衡常数,是量纲为一的量。标准平衡常数的数值只是温度的函数。(2)只能用判断在标准态下的反应的自发性。任意给定态时,反应的自发进行的方向只能由来判断。若,表示正反应自发进行;,表示逆反应自发进行;,表示反应处于平衡状态。(3)根据化学平衡定律计算,即由在一定温度下,当反应达到平衡时,生成物的相对压力(或者相对浓度)以方程式中化学计量系数为幂的乘积与反应物的相对压力(或相对浓度)以化学计量系数
4、为幂的乘积之比求得标准平衡常数;由,得(4)浓度对化学平衡的影响:若提高反应物浓度(或分压)或降低生成物浓度(或分压),平衡向右移动;减少反应物的浓度(或分压)或增加生成物的浓度(或分压),平衡向左移动。压力对化学平衡的影响:增加压力,平衡向气体分子数减少的方向移动;降低压力,平衡向气体分子数增多的方向移动。温度对化学平衡的影响:温度升高,平衡向着吸热反应方向移动;降低温度时,平衡向着放热反应的方向移动。(5)温度与平衡常数的关系:由和得;温度与反应速率常数的关系式:或相似之处:平衡常数和反应速率常数k都是温度的函数,和都与成正比;不同之处:温度与平衡常数的关系反映了化学反应热效应对平衡常数的
5、影响,温度与反应速率常数的关系反映了活化能对反应速率的影响。(6)酸碱质子理论认为:凡能给出质子H+的为酸,能接受质子H+的为碱;酸碱质子理论中酸与碱不是彼此孤立的,而是统一在对质子的联系上;相差一个质子的酸碱对,称为共轭酸碱对。(7)当往缓冲溶液中加入大量的酸和碱,或者用很大量的水稀释时,pH要发生变化。这是因为,缓冲溶液的缓冲能力具有一定的限度,如果外界变化超出这个限度,那么缓冲液pH将会变化很大。(8)第一种说法正确。由公式可知,对于一个在标准状态下的吸热、熵减的化学反应,当温度升高时,化学反应标准准平衡常数增加,反应向吸热的正方向移动可降低环境的温度,勒夏特列原理只适用于已经处于平衡状
6、态的系统;由可知,对于一个在标准状态下的吸热、熵减的化学反应,在标准态、任意温度下,正向反应不能自发进行。(9)增加H2O浓度或减少CO和H2的浓度;升高温度;减小压强。高温低压。升高温度,由可知,对于吸热反应,标准平衡常增加;由可知,化学反应速率常数k(正)和k(负)都增加。降低压强,标准平衡常、化学反应速率常数k(正)和k(负)都不变,它们只是温度的函数。(10)平衡常数改变时,平衡不一定移动。平衡常数只与温度有关,当温度与其他量如浓度、体积、压强等一同改变时,平衡可能不移动;平衡移动时,平衡常数也不一定改变,当温度不变而由浓度、体积、压强的变化引起平衡移动时,平衡常数不变。2写出下列各反
7、应的、表达式(1) (2)(3)(4)【解答】(1)(2),(3),(4),3已知反应(1) (2) 计算下列反应的值【解答】根据多重平衡原理,(1)-(2)得(3)4将空气中的单质氮变成各种含氮的化合物的反应叫做固氮反应。根据(298.15K)及。从热力学的角度看选择哪个反应为最好?【解答】(1) 0 0 86.57(2) 0 0 104.2(3) 0 0 -16.5由上述计算可知,越正,平衡常数越大,所以第三个反应平衡常数最大,进行最彻底,所以第三个反应最好。5已知反应在298.15K时,=4.971016, (298.15K)=-92.307 kJmol-1,求500K时的(500K)。
8、【解答】由公式已知(298.15K)=4.971016,得(500K)=1.6810236设汽车内燃机内温度因燃料燃烧反应达到1300,试估算反应在25和1300时的和的数值。并联系反应速率简单说明在大气污染中的影响。【解答】 0 0 90.25 191.6 205.14 210.76由计算结果表明,汽车内燃机内温度因燃料燃烧反应达到1300,在标准态下正向不能自发进行,且化学反应达到平衡时,正向反应进行的程度非常低。7PCl5加热分解成PCl3和Cl2。将2.659gPCl5装入体积为1.0dm3的密闭容器中,在523K达到平衡时系统总压力为100kPa。求PCl5的分解率及平衡常数Kq【解
9、答】2.659gPCl5物质的量:V为1dm-3,假设达到平衡时PCl5的分解量为xmol,则PCl3和Cl2生成的量为xmol。初始浓度mol/dm3 0.01275 0 0平衡浓度mol/dm3 0.01275-x x x由理想气体状态方程,得:,解得x=0.01025molPCl5的分解率=0.01025/0.01275=80.4%平衡时,平衡常数8计算下列溶液的pH值(1)0.1 mol-1dm-3溶液(2)0.1 mol-1dm-3溶液【解答】(1)的电离平衡常数,又(2)的电离平衡常数,又9指出下列各组水溶液,当两种溶液等体积混合时,哪些可以作为缓冲溶液,为什么?(1)(2)(3)(4)【解答】(2)可作为缓冲溶剂。 的HCl与的NaAc混合后,生成等浓度的HAc和NaAc混合溶液,这是弱酸与其对应的弱酸盐的混合液,故而可以作为缓冲溶液。(4)可作为缓冲溶剂。 的HNO2与的NaOH混合后,生成等浓度的HNO2和NaNO2混合溶液,这是弱酸与其对应的弱酸盐的混合液,故而可以作为缓冲溶液。10计算:向浓度为溶液中加入等体积的0.20 溶液后,溶液的pH值。【解答】假设各自原有溶液1L,反应后溶液由0.1HAc和0.1的NaAc组成,可形成缓冲溶液。
限制150内