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1、第4章 化学平衡题解,14.密闭容器中，CO和H2O在某温度下反应 CO(g)H2O(g) = CO2(g)+H2(g) 平衡时，设c(CO)=0.1mol/L,c(H2O)=0.2mol/L,c(CO2)=0.2mol/L,问此温度下反应的平衡常数 K=? 反应开始前反应物的浓度各是多少？平衡时 CO 的转化率是多少？,解：,平衡时各组分的分压根据公式计算 可知,平衡时H2的浓度应该等于CO2的浓度,那么,对应的相对分压为：,从方程式可知，1mol CO 可以生成 1mol CO2所以反应开始前反应物的浓度为：,平衡时 CO 的转化率是：,转,15.要使上例平衡时系统中CO 的转化率为80%
2、，问反应前CO和H2O的物质的量之比应为多少？,解： CO(g)H2O(g) = CO2(g)+H2(g) 设初始 a b 则平衡时, a-80%a b-80%a 80%a 80%a,16.已知反应CO(g)+Cl2 (g) COCl2(g)在密闭容器中进行，373K时K=1.5108，反应开始时，c(CO)=0.035molL-1 ，c(Cl2)=0.027molL-1，(COCl2)=0.0molL-1 。计算373K反应达到平衡时，各物质的分压及CO的转化率。,由于正反应程度非常大，反应物剩余不多，其中Cl2最少。又由于在密闭容器中进行，可以用平衡浓度代替物质的量ni进行计算，设Cl2的
3、平衡浓度为x，那么，,0.035-(0.027-x),平衡浓度为：x,0.027-x,0.027,0.035-0.027,= 0.008,平衡分压为：p(Cl2)= x103RT,p(CO)= 0.008103RT,p(COCl)= 0.027103RT,相对分压为：p(Cl2)= x103RT/105=xRT/100,p(CO)= 0.008103RT/105=0.008RT/100,p(COCl)= 0.027103RT/105=0.035RT/100,代入标准平衡常数表达式：,平衡分压为：p(Cl2)= 7.310-101038.31373 =2.310-3 Pa= 2.310-6kPa
4、,p(CO)= 0.0081038.31373=2.5104 Pa =25kPa,p(COCl)= 0.0271038.31373=8.4104 Pa =84kPa,CO的转化率,19.已知在937时，下列两平衡反应的 Fe(s)CO2 (g) = FeO (s) +CO (g) K 1.47 FeO(s)H2 (g) = Fe (s) +H2O (g) K0.420 问：在该温度下，反应CO2 (g) +H2(g) = CO (g)H2O(g) 的 K=?,解：,反应 CO2 (g) +H2(g) =CO (g)H2O(g) 是,根据多重平衡规则可知,20. N2O4按下式分解NO2在某温度
5、下反应 N2O4(g) = 2NO2(g) 已知，52达到平衡时，有一半N2O4分解，并知道平衡系统的总压力为100kPa。问Kp和K各为多少？,解：,设平衡时，N2O4的物质的量为n，根据题意可知，NO2的量为2n,平衡时系统中物质的总量为,24.已知反应CaCO3(s) = CaO(s) +CO2(g) 在937K 时K12.810-2，在1730K时K2 1.010+3，计算：该反应是吸热还是放热反应？ 该反应的 是多少？,解：,温度对平衡常数影响的公式为：,由公式可知，温度升高K2增大 ，系统为吸热反应,该反应的 可以用公式进行计算,吸热反应！,例题1：某容器中充有N2O4(g) 和N
6、O2(g)混合物，n(N2O4):n (NO2)=10.0:1.0。在308K， 0.100MPa条件下，发生反应：,(1)计算平衡时各物质的分压； (2)使该反应系统体积减小到原来的1/2，反应在308K，0.200MPa条件下进行，平衡向何方移动？,N2O4(g) NO2(g)； K (308)=0.315,解：(1)反应在恒温恒压条件下进行。,平衡时pB/kPa,平衡时nB/mol 1.00-x 0.10+2x,开始时nB/mol 1.00 0.100,N2O4(g) 2NO2(g),以1molN2O4为计算基准。设有x mol的N2O4 被分解，则n总=(1.00-x )+(0.100+2x)=1.10+x,例题2. 反应H2 (g)I2 (g) = 2HI (g) 在773K时，K1120，在623K时，K217.0。计算： 该反应的 ； 437K时的K3 (437) ； 在623K时，H2(g)、I2(g) 和HI (g) 的起始分压分别为405.2kPa、405.2kPa、202.6kPa，平衡将向何方移动？,解：,温度对平衡常数影响的公式为：,437K时的K计算如下：,当H2(g)、I2(g) 和HI (g) 的起始分压分别为405.2kPa、405.2kPa、202.6kPa时，可以根据反应商判断平衡的移动情况。反应商计算如下：,平衡向正反应方向移动！,