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3-3 影響平衡的因素

在文檔中 3 化學平衡 (頁 33-37)

一、單一選擇題

A

)1 下列哪一個因素會改變平衡常數?

A溫度 B催化劑 C濃度 D壓力.

A

)2 對 A(g)+B(g)_ C(g)+D(g)+熱量之反應而言c下列何項操作能增加 D 的產量?

A將 C 除去 B將 B 除去 C將溫度升高 D加入催化劑.

A

)3 定溫下c若對 N2O4(g) _ 2NO2(g) 平衡系縮小容器體積c則反應速率的變化圖 為何?

A B C D

A

)4 甲烷、乙炔、氫的莫耳燃燒熱依次為-213 kcal、-312 kcal、-68 kcalc對 2CH4(g)_ C2H2(g)+3H2(g) 反應而言c下列何種狀態最有利於乙炔的生成?

A 1600 nC、1 atm B 1200 nC、1 atm C 1600 nC、10 atm D 1200 nC、

10 atm.

D

)5 右圖是 N2(g)+3H2(g)_ 2NH3(g) 平衡系中c因某種因素影響 而引起之濃度變化c其因素為何?

A定溫下壓縮體積 B定容下加熱 C定溫、定容下通 He D定溫、定壓下通入 He. 

C

)6 對於反應 X+Y _ XY+熱而言c其溫度與正、逆反應速率的關係圖c何者 正確?

A B C D

    

A

)7 下列哪一項操作c能促使 N2(g)+3H2(g)_ 2NH3(g)+熱c反應在達新平衡時cN2

的莫耳數增加c但濃度卻減小?

A充入氦氣保持總壓不變 B充入 N2 C縮小體積 D升高溫度.

D

)8 下列各平衡系中畫線物質之平衡濃度為 C1(mol/L)c定溫下將物系體積減 半後之新平衡濃度為 C2(mol/L)c何者符合 1<C2

C1

<2?

A H2O(l)_ 2H2O(g) B H2(g)+I2(g)_ 22HI(g) C 3N2O4(g)_ 2NO2(g) D C(s)+H2O(g)_ CO(g)+2H2(g).

1 A 溫度與溶劑的種類會改變平衡常數.

2 A 平衡右移cD 的產量增加.

BC 平衡左移cD 的產量減少.

D 不影響平衡cD 的產量不變.

3 正、逆反應速率增加c而氣體反應物的係數和較小c平衡左移c即逆反應速率較大.

4 ZH =2*(-213)-〔(-312)+3*(-68)〕=90(kcal)>0 故在高溫、低壓下c平衡右移c有利於乙炔的生成.

5 D 容器體積增加c所有物質的濃度瞬間下降;而 平衡左移c氮、氫的濃度回升些c氨再更低.

6 溫度升高時c正、逆反應速率皆增加c但吸熱方向增加較多c故逆反應速率>正反應速率.

7 A 容器體積增加c所有物質的濃度下降;而反應向左c氮的莫耳數增加.

BD 氮的莫耳數、濃度皆增加.

C 加壓c所有物質的濃度增加;而平衡右移c氮的莫耳數減少.

8 A B

C D

A

)9 設有反應 aP(g)+bQ(g)_ cR(g)+dS(g)c定容下反應物 P 之分壓在 200 nC 時比在 300 nC 時大c且使反應容器體積縮小時 P 之莫耳數減少c則下列敘述何者正

確? 【日大】

A a+b>c+dcZH>0 B a+b>c+dcZH<0 C a+b<c+dcZH>0 D a+b<c+dcZH<0.

1 溶解現象:

1 調味:糖、食鹽的溶解度大c使其易於調味食物.

2 防蛀: 牙齒經氟化處理c將原本對酸溶解度較大的氫氧磷酸鈣(Ca5(PO4)3OH)c 變為更耐酸蝕的氟磷酸鈣(Ca5(PO4)3F)、氟化鈣(CaF2).

3 造影: 硫酸鋇(BaSO4)用於腸道 X 光造影c如右圖c其溶解度 低c可避免人體吸收過多而有害的 Ba2+.

2 溶解平衡:

1 離子晶體的沉澱與溶解是一種平衡反應c其平衡常數稱為溶度積常

數c簡稱溶度積c以 K

sp

表示.

2 Ksp 可以用來預測溶解度、沉澱與否及離子濃度.

溶度積常數

(配合翰版課本 P.108 ~

P.110)

1 定義:

難溶離子晶體 AmBn(s)c在水中極少部分溶解c並解離生成 An+(aq)、Bm-(aq) 而達飽和的平衡狀態c其解離反應的平衡常數稱為溶度積常數.

AmBn(s)_ AmBn(aq) → mAn+(aq)+nBm-(aq)

簡寫成 AmBn(s)_ mAn+(aq)+nBm-(aq)

Ksp

[A

n+

]

m

[B

m-

]

n

實例: Ag2CrO4(s)_ 2Ag+(aq)+CrO4

2-(aq)

Ksp=[Ag+]2[CrO4 2-]

2 K

sp

與溶解度(s)的關係:

1 說明: AmBn(s) 溶解於水中形成 Am

B

n

的飽和溶液c此時 A

m

B

n(aq)

的濃度就稱為 A

m

B

n(s)的溶解度c以

s

(單位為

M

)表示.

2 關係:

類 型 平衡式 Ksp 與 s 的關係 實 例

AB AB(s)_ A+(aq)+B-(aq)

-s +s +s Ksp=(s)(s)=s2 AgCl BaSO4

A2B AB2

A2B(s)_ 2A+(aq)+B2-(aq)

-s +2s +s Ksp=(2s)2(s)=4s3 Ag2CrO4

PbCl2

A3B AB3

AB3(s)_ A3+(aq)+3B-(aq)

-s +s +3s Ksp=(s)(3s)3=27s4 Ag3PO4

A2B3

A3B2

A2B3(s)_ 2A3+(aq)+3B2-(aq)

-s +2s +3s Ksp=(2s)2(3s)3=108s5 Ca3(PO4)2

3-4 溶解平衡

3 同類型離子晶體cKsp

愈大者c其溶解度 s 愈大.

平 衡 Ksp 溶解度 s(M)

AgCl(s)_ Ag+(aq)+Cl-(aq) 1.6*10-10(大)

Ksp=s2

! s =QKWsp

=A1.S6S*S10S-S10(大)

=1.26*10-5

AgI(s)_ Ag+(aq)+I-(aq) 1.5*10-16(小)

Ksp=s2

! s =QKWsp

=A1.S5S*S10S-S16(小)

=1.22*10-8 4 非同類型離子晶體cKsp

愈大者c其溶解度 s 不一定愈大.

平 衡 Ksp 溶解度 s(M)

AgCl(s)_ Ag+(aq)+Cl-(aq) 1.6*10-10(大)

Ksp=s2

! s =QKWsp=A1.S6S*S10S-S10

=1.3*10-5 M(小)

Ag2CrO4(s)_ 2Ag+(aq)+CrO4

2-(aq) 2.5*10-12(小)

Ksp=4s3

! s=3 Ksp

4 =3 2.5*10-12 4

=8.5*10-5 M(大)

3 離子積 Q:

1 定義: 對 AmBn(s)

溶解

沉澱 mAn+(aq)+nBm-(aq) 反應而言cQ=[An+]m[Bm-]n(不一定在 平衡狀態)

2 Q 與 Ksp 的關係:

Q>K

sp 平衡向左c產生沉澱c直至 Q=Ksp

Q=Ksp 平衡狀態 Q<Ksp

1 未達飽和c若溶質足夠c則向右反應c溶質繼續解離直至飽和 2 若已無溶質或溶質不足時c則溶液將不產生沉澱c無法平衡

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