基礎化學(三) 第三章 化學平衡
2015 年 01 月彙編第一節 化學平衡
壹、可逆反應與化學平衡：
1. 物系：我們所選定的研究範圍。其他部分稱為 環境 (surrounding)。 (1)密閉系：一物系與外界無 物質 之進出，但有 能量 之交換者。 (2)開放系：一物系與外界有 物質 之進出，亦有 能量 之交換者。 (3)孤立系：一物系與外界無 物質 與 能量 之交換者。 2. 平衡狀態： (1)發生在 系，並且溫度均一。 (2)發生在 可逆 反應。 (3)全系 巨觀 性質不變。 (4)微視變化仍在進行，即 正反應速率＝逆反應速率 ，為 動態 平衡。 (5)平衡的達成與反應途徑 無關 。 (6)化學方程式與化學平衡 ※平衡方程式可表示： A. 物系已達平衡 B. 平衡時所含成分 C. 反應時定量關係 ※平衡方程式無法表示： A. 平衡濃度 B. 反應速率 C. 反應機構 D. 何時達平衡 3. 平衡定律式： (1)定義： 定溫下，可逆平衡系 aA+bB cC+dD 恆有下列之關係式： 常數
c d a b C D Kc A B ，此式稱為 ， 其中[ ]為各物種之平衡濃度；Kc為濃度平衡常數。 (2)若某反應之正反應速率常數為k正，逆反應速率常數k逆， 則平衡常數：K k k 正 逆 (3)平衡定律式的寫法： A.依據參考方程式，各項濃度以係數為冪。 (A)N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) Kc= 。(B) 2( ) 2 2( ) 3 2 1 g g H N NH3(g) Kc= 。 (C) 2NH3(g) N2(g)+3H2(g) Kc= 。 (D) nN2(g)+3nH2(g) 2nNH3(g) Kc= 。 結論： 平 衡 常 數 方程式係數n倍 方程式逆寫 方程式相加 B. 、 、 ，三者因濃度不變，併於K中， 不重複列於平衡定律式。 【範例 1】 寫出下列反應的平衡常數表示法：
(1)PbI2(s) Pb2+(aq)+2I－(aq) Kc
(2)
2
CrO
42(aq)
2
H
(aq) Cr2O72(aq) H2O(l) Kc (3)NH3(aq) H2O(l) NH4(aq) OH(aq) Kc (4)CH3COOH(l) C2H5OH(l)CH
3COOC
2H
5(l)
H
2O
(l) Kc (5)2HgO(s) 2Hg(l) O2(g) Kc (6)SnO(s) H(g) Sn(l) H2O(g) Kc (7) 2 ) ( ) (l Hgaq Hg 2 ) ( 2 aq Hg Kc (4)壓力平衡常數(Kp) A.定義：氣體反應aA(g) bB(g) cC(g) dD(g)各物種濃度以平衡分壓表示時所得平 衡常數稱為壓力平衡常數， b B a A d D c C P P P P P K 。 B.Kc與Kp的關係： ( ) n Kp Kc RT ，其中 n (c d) ( a b) ～化學平衡 p2～C.Kc與Kp的大小
【範例2】
下列在25℃時，哪些為Kp＞Kc者？
(A)CoO(s)+H2(g) Co(s)＋H2O(g)
(B)CaCO3(s) CaO(s) ＋CO2(g)
(C)2H2(g)＋O2(g) 2H2O(g) (D)N2O4(g) 2NO2(g) (E)N2H4(g) ＋O2(g) N2(g) ＋2H2O(g) Ans ： ( B )( D ) 4. 平衡常數的討論 (1)平衡常數隨 本質、溶劑、溫度、方程式係數 而異，與 壓力、濃度、催化劑 無關。 ex：溫度的影響 A. 吸熱反應(H＞0)，溫度升高，K值 。 B. 放熱反應(H＜0)，溫度升高，K值 。 (2)預期可逆反應進行程度 A. K值很大，表示平衡極有利於 B. K值很小，表示平衡極有利於
(3)判斷可逆反應進行的方向 令Q為仿照平衡定律式之各成分濃度的關係式之計算值。(Q稱為反應商) A. Q＝K，表示 。 B. Q＞K，表示 。 C. Q＜K，表示 。 【範例 3】
某溫度下， CO(g) +Cl2(g) COCl2(g)之K＝13.0 L/ mol。今在一 5.0L 的容器內混合 5.00 mol 之
CO、2.00 mol 之COCl2及0.100 mol 之Cl2，則：
(A)反應正向 (B)反應逆向 (C)反應不進行 (D)處於平衡。 Ans ： ( B ) 【範例 4】 在密閉系統裏，當反應達到平衡時，該系統： (A)必為單一相 (B)總壓力不變 (C)每一點的溫度相同 (D)不再有微觀上的變化 (E)不再有巨觀上的變化。 Ans ： ( B )(C)(E) 【範例 5】 已知1 莫耳 A 及 1 莫耳 B 在體積為 10 升之容器中混合，反應達平衡時，生成1 3莫耳的C，則 2A+B 2C 之平衡常數K L mol( / )為下列何者？ (A) 0.3 (B) 3 (C) 3 8 (D) 3 80。 Ans ： ( B ) 【範例 6】 一步驟反應A+B 2C 之正反應速率為 a，逆反應速率為 b 時，平衡常數K為若干？ (A) 2 1 k K k (B) 1 2 k K k (C)K b a (D)K a b (E)K a b。 Ans ： ( B ) 【範例 7】 可逆反應： H2(g)+I2(g) 2HI(g)，達平衡時，下列敘述何者錯誤？ ～化學平衡 p4～
(A)正向及逆向反應均停止 (B) 2 2 2 [H ][ ] [I HI] 的狀態 (C)H2、I2與HI之莫耳數比等於1：1：2 的狀態 (D)H2、I2的量均保持不變的狀態 (E) [H2] [HI] t t 。 Ans ： (A)( B )(C)(E) 【範例 8】 在A+B 2C+2D，反應達平衡時，下列敘述何者正確？ (A)[ ][ ] [ ] [ ]A B C 2 D 2 (B)正逆反應速率相等 (C)[ ]A 、[ ]B 、[ ]C 、[ ]D 皆不隨時間而改變 (D)定溫下， (E)反應前後，A 和 B 莫耳數的減少量等於 C 和 D 莫耳數的增加量。 Ans ： ( B )(C)( D ) 【範例 9】
某溫度下，CO(g) +Cl2(g) COCl2(g)，之K＝13.0 L/ mol。則於同溫下，
CO(g) +Cl2(g) COCl2(g)之平衡常數為若干？ Ans ： 169M-2 【範例 10】 於溫度823 K，查得下列二平衡之常數值分別為 CoO(s)+H2(g) Co(s)+H2O(g) K1 67
CoO(s)+CO(g) Co(S)+CO2(g) K2 490
試求在823 K 時，CO2(g) +H2(g) CO(g) +H2O(g)之K 值為若干？ Ans ： 0.137 【範例 11】 在溫度727℃，反應 A2(g) + 3B2(g) 2AB3(g)，之濃度平衡常數為Kc，壓力平衡常數為Kp， 則下列關係何者正確？(R為理想氣體常數) (A)Kc Kp (B)KcKp1 (C)Kc(1000 )R Kp (D)Kc(1000 )R Kp2 。 常數 ] ][ [ ] ][ [ D C B A
Ans ： ( D ) 【範例 12】 在2 升容器中置入 2.00 莫耳SO3，於100℃下進行 2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g)反應，達平衡時生 成1.20 莫耳SO2，則Kc、Kp分別為何？ Ans ： Kc= 0.675 、 Kp=20.65 【範例 13】 平衡常數的大小會受到下列何種因素影響？ (A)反應的溫度 (B)反應物的濃度 (C)反應容器的形狀及大小 (D)溶劑種類 (E)催化劑。 Ans ： (A )( D ) 【範例 14】 在一溫度480 K 的系統中，有下列化學平衡：H2(g)+I2(g) 2HI(g)，容器之溫度及體積不變， 若加入更多碘蒸氣，則平衡常數Kp值？ (A)增加 (B)減少 (C)不變 (D)其變化視加入碘的多寡而定。 Ans ： ( C) 【範例 15】 下列何種因素可改變平衡常數亦能改變速率常數？ (A)溫度 (B)反應物及生成物的濃度 (C)觸媒 (D)反應物的本性 (E)反應容器的形狀及大小。 Ans ： ( A)( D ) 【範例 16】 將氯化銨固體置於容器中加熱，依NH4Cl(s) NH3(g)+HCl(g)分解達平衡時，容器內總壓力 為6 atm。試求 (1)此反應之Kp＝？(須附單位) (2)若將容器之體積加倍，試求達新平衡時HCl之分壓？ Ans ： (1 )9atm2 (2)3atm 【範例 17】 氫氣和氯氣作用生成氯化氫氣體，為放熱反應，可以下列二式表示： H2(g)+Cl2(g) 2HCl(g)………….(1) ) ( 2 ) ( 2 2 1 2 1 g g Cl H HCl(g)………(2) 若式(1)及式(2)之平衡常數分別為 K1及K2，其正反應速率常數分別為k1及k2，則在相同實驗 ～化學平衡 p6～
條件下，下列敘述何者正確？ (A) k1＝k2 (B) K2＝(K1)1/2 (C) K1 / K2隨著溫度之上升而變小 (D)定溫時添加催化劑可能改變 K1及K2之比值 (E)式(1)之正反應速率等於k H1[ 2][Cl2]，而式(2)之正反應速率等於 1/ 2 1/ 2 2[ 2] [ 2] k H Cl 。 Ans ： (A)( B )(C) 【範例 18】 已知N2O4(g) 2NO2(g)，Kc＝2/3，定溫下，今於 2 升的真空容器中，同時置入 2 莫耳 2 4 N O 及4 莫耳NO2，試求： (1)剛置入氣體時，平衡向何方移動？(須有過程說明) (2)達平衡時，[N O2 4]？M Ans ： (1) 平衡向左 (2)1.5M 【範例 19】 下列各組皆可達到平衡： CO(g)+NO2(g) CO2(g)+NO(g)，試問達平衡時，各組的[CO]大小順 序正確者為何？(當初各組中的物質各取 1 莫耳於同體積、同溫度的容器中) (甲)CO NO 2 (乙)CO CO 2NO (丙)CO CO 2 (丁)CO2NO NO 2 (A)乙＞丙＞甲 (B)丙＞甲＞乙 (C)乙＞丙＞丁 (D)甲＞乙＞丙。 Ans ： (A)(C ) 【範例 20】 右圖表示在定溫，定壓時，一步完成的反應：A＋B C＋D， 其反應過程中，各濃度變化與時間的關係。設[ ]0為反應 開始前之濃度，[ ]e 為平衡時之濃度，且以 f、r 分別表示 正、逆方向，R 為反應速率。則下列何者正確？ (A)[B]0>>[A]0，[ ]C 0 [ ]D 0 0 (B)( )Rr 0 0 (C)Rf kf[A][B]k[A] (D)( )Rr e (Rf e) 0 (E)若[ ]A 0、[ ]B 0都不改變而[ ]C 0 [ ]D 0 0，則kf變小，因此(Rf)0變小。 Ans ： (A)( B )
【範例 21】
化合物A2(g)與B2(g)反應生成AB(g)，其反應式如右： A2(g) + B2(g) 2AB(g)
將0.30莫耳的化合物A2(g) 與0.15莫耳的化合物B2(g) 混合在一溫度為60℃，體積為V升的容器內，當反
應達到平衡時，得0.20莫耳的化合物AB(g)。試問60℃時，此反應的平衡常數為何？
(A)0.20 (B)1.0 (C)2.0 (D)4.0 (E)8.8。 Ans ： ( D )
貳、影響化學平衡狀態的因素
1. 勒沙特列原理(Le Chatelier’s principle)
加一可改變平衡狀態之因素於一平衡系，則平衡狀態會向局部或完全抵消此一因素的 方向移動。 2. 可改變平衡狀態之因子： 、 、 。 (1)濃度與平衡的移動 ex： aA+bB cC+dD 改變因素 反應速率(改變瞬間) 濃度變化(新平衡時) 平衡移動方向 平衡常數 正反應 逆反應 [ ]A [ ]B [ ]C [ ]D 加入A ↑ × ↑ ↓ ↑ ↑ 向右 不變 加入B ↑ × ↓ ↑ ↑ ↑ 向右 不變 加入C × ↑ ↑ ↑ ↑ ↓ 向左 不變 移去A ↓ × ↓ ↑ ↓ ↓ 向左 不變 移去B ↓ × ↑ ↓ ↓ ↓ 向左 不變 移去C × ↓ ↓ ↓ ↓ ↑ 向右 不變 (2)體積（壓力）與平衡的移動 氣相平衡系中 A.擴大容器的體積或減少總壓力，平衡向 的方向移動。 縮小容器的體積或增加總壓力，平衡向 的方向移動。 若反應物與生成物氣體總係數相等，則 。 B.若於平衡系中加入不參與反應之鈍態氣體： (A)定容下加入鈍態氣體 (B)定壓下加入鈍態氣體 ex： aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)；a＋b＜c＋d ～化學平衡 p8～
改變因素 反應速率 （改變瞬間） 平衡移 動方向 Q 與 K 比較 莫耳數變化 (新平衡時) 濃度變化 (新平衡時) 平 衡 常 數 正反應 逆反應 A B C D A B C D 壓力變小 （體積增 大） ↓ ↓ 向右 Q＜K ↓ ↓ ↑ ↑ ↓ ↓ ↓ ↓ 不變 壓力增大 （體積變 小） ↑ ↑ 向左 Q＞K ↑ ↑ ↓ ↓ ↑ ↑ ↑ ↑ 不變 (3)溫度與平衡的移動 溫度升高，平衡向 吸熱 方向之反應移動。 溫度降低，平衡向 放熱 方向之反應移動。 ex：aA+bB cC+dD ；ΔH＞0 改變因素 反應速率 （改變瞬間） n、m 關係 平衡 移動 莫耳數或濃度變化 (新平衡時) 平 衡 常 數 A B C D 加熱 r1mr1、m＞1 m＞n 向右 ↓ ↓ ↑ ↑ 增加 2 2 r nr 、 n＞1 冷卻 r1mr1、m＜1 m＜n 向左 ↑ ↑ ↓ ↓ 減少 2 2 r nr 、n＜1 【範例 1】 在Fe3+
(aq)+SCN－(aq) FeSCN2+(aq)之平衡系中，
(1)加入Fe NO( 3 3( )) s 則平衡向 移動，溶液 色會變 。 (2)加入KSCN( )s 則平衡向 移動，溶液 色會變 。 Ans ： (1 ) 右；血紅；深 (2) 右；血紅；深 【範例 2】 在Fe3+
(1)平衡如何移動？ (2)新平衡時，各成分莫耳數的變化如何？ (3)新平衡時，各成分濃度的變化如何？ Ans ： (1) 向左 (2 ) 增加；增加；減少 (3) 減少；減少；減少 【範例 3】
在AgCl(s) Ag+(aq)+Cl－(aq)之平衡系中加入水，則：
(1)平衡如何移動？ (2)新平衡時，各成分莫耳數的變化如何？ (3)新平衡時，各成分濃度的變化如何？ Ans ： (1) 向右 (2 ) 減少；增加；增加 (3) 不變；不變；不變 【範例 4】
定溫時，AgCl(s) Ag+(aq)+Cl－(aq)平衡系中，再加入AgCl( )s ，則下列何者正確？
(A)[Ag]增大 (B)Kc值增大 (C)平衡不移動 (D)溶解速率增大 (E)沉澱速率減小。 Ans
： ( C)(D) 【範例 5】
定溫下平衡系統Ag+
(aq)+Cl－(aq) AgCl(s)，若改變下列變因，試預測氯化銀固體的改變情形
(1)加入AgNO3的固體 (2)加入NaCl的固體 (3)去除Cl離子 (4)加入氨水 Ans ： (1) 增加 (2 ) 增加 (3) 減少 (4) 減少 【範例 6】 在Fe3+
(aq)+SCN－(aq) FeSCN2+(aq)之平衡系中分別加入下列各試劑，則溶液中之血紅色作何
改變？
(A)Fe NO( 3 3( )) s (B)NaSCN( )s (C)NaOH( )s (D)AgNO3( )s (E)水 (F)大量之KNO3(aq)。 Ans ： (A) 深 (B ) 深 (C) 淺 (D) 淺 (E) 淺 (F) 淺 【範例 7】 在N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的平衡系中，若縮小容器的體積，問： (1)平衡移動方向 (2)新平衡時各成分莫耳數的變化 (3)新平衡時各成分濃度的變化 ～化學平衡 p10～
Ans ： (1) 向右 (2 ) 減少；減少；增加 (3) 增加；增加；增加 【範例 8】 平衡系N2O4(g) 2NO2(g)，在定溫下，擴大容器體積使成為原來2 倍，則達新平衡時，下列 何者正確？ (A)[NO2]變小 (B)總莫耳數增加 (C)壓力變為原來的一半 (D)[N O2 4]變小 (E)Kc變大。 Ans ： (A)(B)(D ) 【範例 9】 下列各平衡系進行( )內的變化時，平衡向何方向移動？各物莫耳數及濃度達新平衡時較原 先平衡時增多、減少或不變？（以+、－、×表示） (1) N2O4(g) 2NO2(g) （擴大容器體積） (2) C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) （縮小容器體積） Ans ： (1) 向右。 － 、 + ； － 、 － (2) 向左； + 、 + 、－ 、 － ； × 、 + 、 + 、 + 【範例 10】
在一飽和Ag CrO2 4水溶液(含有Ag CrO2 4固體)中，添加下列試劑(添加後仍有Ag CrO2 4固體存
在)，何者會減少 2
4 [CrO ]？
(A)NH3 (B)水 (C)硝酸 (D)NaCl (E)AgNO3。
Ans ： (C)(E ) 【範例 11】 在N2O4(g)+熱 2NO2(g)的平衡系中： 平衡移動 新平衡時NO2之莫耳數 新平衡時[NO2] 新平衡時顏色 體積變大 體積變小 溫度升高 溫度降低
Ans ： 向右、 ↑ 、 ↓、淡 ；向左、 ↓ 、 ↑、深 ；向右、 ↑ 、 ↑、深 ；向左、 ↓ 、 ↓、淡 【範例 12】 若有一假想反應aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g) ，在定容下反應物 A 之分壓在 200℃時比在 300℃時為大，且使反應容器體積縮小時，A 之莫耳數減少，則下列何者正確？ (A) a + b＞c + d，ΔH＞0 (B) a + b＞c + d，ΔH＜0 (C) a + b＜c + d，ΔH＞0 (D) a + b＜c + d，ΔH＜0 Ans ： (A) 【範例 13】 將碳酸鈣置於一可改變體積的密閉容器中進行分解反應：
CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g)達成平衡時，溫度維持一定，若將容器之體積縮小，當再達成新
平衡時，對以下各項有何影響？ (1)平衡狀態 (2)平衡常數 (3)CaCO3( )s 、CaO( )s 和CO2( )g 之莫耳數 (4)CO2( )g 之分壓 Ans ： (1) 向左 (2 ) 不變 (3) 增加；減少；減少 (4) 不變 【範例 14】 對平衡系： 2NH3(g) N2(g)+3H2(g)， H 92 kJ 而言，下列何項改變瞬間可使正向速率變慢， 且新平衡達成時[NH3]減小？ (A)增大容器體積 (B)加入NH3 (C)移去N2 (D)移去NH3 (E)升高溫度。 Ans ： (A)(D) 【範例 15】
平衡系CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g)，僅含有足量的CaCO3、CaO和CO2。原壓力為P，體積為
V，在時間t0時，容器體積減半為 1 2V ，並維持為 1 2V 。若固體所佔體積可忽略且溫度維持不 變，則此系統壓力與時間的關係為下列何者？ ～化學平衡 p12～
Ans ： (B)
＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊牛
刀 小 試＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊
1. 25℃時，反應 CH3COOH(aq) CH3COO－(aq)+H+(aq) ， 平衡系中，
(1)加入CH COOH3 ( )l 平衡向 移動，H莫耳數 ，[H ] 。
(2)加入水平衡向 移動，H莫耳數 ，[H ] 。
(3)加入CH COONa3 ( )s 平衡向 移動，H莫耳數 ，[H] 。
2. 下列反應加入水，平衡會向右移動，且新平衡時各成分濃度不變者為何？ (A) Fe3+
(aq)+SCN－(aq) FeSCN2+(aq)
(B) Cu(s)+2Ag+(aq) Cu2+(aq)+2Ag(s)
(C) AgCl(s) Ag+(aq)+Cl－(aq)
(D) Zn(s)+Cu2+(aq) Zn2+(aq)+Cu(s)
(E) PbSO4(s)+H+(aq) Pb2+(aq)+HSO4－(aq)
3. 上題中加入水，平衡不移動，且新平衡時各離子濃度變小者為何？
4. 在下列平衡系中，所加措施何者可使平衡向右移動以達新平衡？ (A) I3－(aq) I2(s)+I－(aq) (加入四氯化碳)
(B)H2O(l) H2O(g) (加入食鹽)
(C) CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g) (加入碳酸鈣固體)
(D) FeSCN2+
(aq) Fe3+(aq)+SCN－(aq) (加入少量與平衡系同濃度之硝酸鐵溶液)
(E)BaSO4(s) Ba2+(aq)+SO42－(aq) (加水)。
5. 下列方程式，其反應速率(r1、 ' 1 r 為正反應速率，r2、 ' 2 r 為逆反應速率)隨溫度、壓力之關係 圖與下圖較接近者為？ (甲：反應系溫度升高) (乙：反應系容積減少) (A) 2NH3(g) N2(g)+3H2(g) ， H 92KJ
r
2’r
1’(B) 2C(s)+3H2(g) C2H6(g) ， H －80KJ (C) 2HI(g) H2(g)+I2(g)， H 26KJ (D)N2(g)+2O2(g) N2O4(g)， H 75.7KJ 6. 某反應 A(g)+B(g) C(g)，k1為正反應速率常數，k2為逆反應速率常數，正向活化能為 100 kJ/ mol，逆向活化能為 50 kJ/ mol，當溫度升高，k1變為 ' 1 k ，k2變為 ' 2 k ， 則下列何者正確？ (A) ' 1 k ＞k1， ' 2 k ＞k2 (B) ' 1 k ＜k1， ' 2 k ＜ k2 (C) 1 2 k k ＞ ' 1 ' 2 k k (D) ' 1 ' 2 k k ＞ 1 2 k k 。 7. 在 H2(g)+I2(g) 2HI(g)+17kJ 平衡系中，以虛線劃出HI生成量－時間變化圖如圖，今 改變下列何項措施，可使變化如圖中實線所描述？ HI 生成量 時間 (A)升高溫度 (B)降低溫度 (C)增加總壓 (D)加入鉑粉作催化劑 (E)增加氫的分壓。 8. 在 CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g)之平衡系中，於定溫時，縮小該密閉容器體積，當達新平
衡時下列何項錯誤？
(A)[CO2]不變 (B)CO2莫耳數減小 (C)CaO量減少 (D)[CaCO3]變大。
9. NH3(g)+H2O(l) NH4+(aq)+OH－(aq)平衡中，加入少許硝酸，下列何者正確？
(A)氨水的氨蒸氣壓上升 (B)氨水的氨蒸氣壓下降 (C)溶液的 pH 值上升 (D)溶液的pH 值下降 (E)[NH4] 增加。 10. 有關哈柏法製氨的反應： N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)+熱，下列敘述何者正確？ (A)反應速率 3 2 2 [ ][ ] r k N H ，k為速率常數，只與溫度有關 (B)溫度升高，氮與氫的碰撞頻率增快，平衡向右移，有利氨的生成 (C)常用鐵粉作催化劑，混有少量氧化鉀與氧化鋁，可增強鐵粉的催化能力 (D)使 l 莫耳的氮氣與 3 莫耳的氫氣混合，在 500℃、500 atm 時，通過適當催化劑，則 生成2 莫耳的氨氣。 11. 右圖為 aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)平衡系，A 的 ～化學平衡 p14～ A 的莫耳數 溫度 100 atm 10 atm 1 atm
莫耳數與壓力、溫度的關係，下列何者正確？ (A)正反應為吸熱反應，a ＋ b ＞ c ＋ d (B)正反應為吸熱反應，a ＋ b ＜ c ＋ d (C)正反應為放熱反應，a ＋ b ＞ c ＋ d (D)正反應為放熱反應，a ＋ b ＜ c ＋ d。 12. 下列平衡的氣體反應中，縮小容器體積及升溫均可使畫線物質新平衡時的濃度增加者為 何者？
(A) N2+2O2 2NO2－16.2kcal (B) 2NO2 N2O4+13.9kcal
(C) 2NO+O2 2NO2+27kcal (D) 2NO N2+O2+43.2kcal
(E) N2+2O2 N2O4－2.3kcal
13. 反應 N2O4(g) 2NO2(g)，在0℃達到平衡時，[NO2]：[N O2 4]＝1：59；在 25℃時， 2 [NO ]：[N O2 4]＝1：1.77。下列敘述何者正確？ (A)上述之右向反應為放熱反應 (B)上述之右向反應為吸熱反應 (C)在 0℃時， 59 1 C K (D)在 0℃時，Kc59 (E)增加壓力有利於NO2的生成。 14. 己知： C2H2+H2 C2H4 溫度下降時平衡向右移； CH4 2 2 4 2 1 H H C 溫度上升平衡向右移。 又知： (a) C+2H2 CH4+Q1； (b) 2 2 1 H C 2 2 2 1 H C +Q2； (c) C+H2 2 2 4 1 H C +Q3； 試比較Q1、Q2、Q3大小？
※
牛刀小試解答※
1. (1)右、增加、變大 (2)右、增加、變小 (3)左、減少、變小 2. C 3. D 4. AE 5. A 6. AD 7. B 8. D 9. BDE 10. C 11. D 12. ABDE 13. B 14. Q1>Q3>Q2第二節 平衡常數
一般計算原則：1. 列出平衡方程式 2. 列出未平衡狀況之濃度，依題意及方程式列出平衡時之各成分濃度 (未知者設 x) 3. 代入平衡定律式 4. 解方程式 【範例 1】 溫度T℃時，反應 H2(g)+I2(g) 2HI(g)之Kc64，反應剛開始時，H2與I2的濃度相等，平衡 後，HI的濃度為4×10－3 M。試計算 2 H 與I2之初濃度為若干M？ Ans ： 2.5×10-3 M 【範例 2】 氣態NO2會形成雙體N O2 4，其平衡常數在300 K 時為 6.00 atm－1。於此溫度下，在1 升容器 中，加入1.00 atm 的NO2，試問達平衡之後，其總壓為若干atm？ Ans ： 5/8atm 【範例 3】 將COCl2( )g 置於一2 升容器中，加熱使之分解為CO及Cl2，達平衡時[COCl2]4.0 M。若再 加入COCl2( )g 於容器中使再達平衡時[COCl2]16.0 M。試問再達平衡時之[CO]與首次達平衡 時之[CO]比較有何變化？ (A)減為三分之一 (B)不變 (C)增為二倍 (D)增為四倍。 Ans ： (C) 【範例 4】 1 升容器中 SO2(g) + NO2(g) SO3(g) + NO(g)之平衡混合物，發現含有SO2(g) 0.80 mol、NO2(g)
0.10 mol、SO3(g) 0.60 mol 及NO(g) 0.40mol，再加入 0.10 mol NO2於平衡系中，試求：
(1)平衡常數Kc？
(2)新平衡系中各成分的濃度？
Ans
： (1)3 (2)0.74 、 0.14 、 0.66 、 0.46 【範例 5】
定溫定容下，在1 升容器中，A(g)+B(g) C(g)+D(g)之平衡系中，發現A、B、C、D 各有
0.8、0.1、0.6、0.4 mol。 於此平衡系中需再加入若干 mol 的 C，才可使 B 增為 0.3 mol？
Ans
： 4.1mol 【範例 6】
已知Ag(NH3)2+(aq) Ag+(aq) + 2NH3(aq)，Kc＝6.4×10-8，則將0.2 M AgNO3(aq)與2 MNH3(aq)
等體積混合： (1)平衡時，[Ag NH( 3 2) ] M。 (2)平衡時，[NH3] M。 (3)有若干 ％的Ag仍以Ag存在。 Ans ： (1)0.1 (2)0.8 (3)10-5 【範例 7】 初濃度為0.4 M、3 升的Cu(aq) ，達2Cu+
(aq) Cu(s)+Cu2+(aq)，Kc＝2.0×107平衡後，溶液中
[Cu]為若干M？ (A) 2.2×10－5 (B) 4.4×10－5 (C) 5.0×10－5 (D) 1.0×10－4。 Ans ： (D) 【範例 8】
反應CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g)的平衡常數Kp＝1.16 atm (800℃)。試計算將 20.0 克碳酸鈣置
於10.0 升的真空容器中，加熱至 800℃，而達平衡時，未變化碳酸鈣的百分率？ Ans ： 35% 【範例 9】 在PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g)平衡系中，某一定溫度及1 atm 下，PCl5( )g 之分解百分率為α，則 此溫度下之平衡常數Kp應為何？
Ans ： α /(1-2 α 2 ) 【範例 10】 某四氧化二氮氣體，加熱至60℃後，壓力為 1 atm，密度為 2.53 g/ L。 (1)試問此時四氧化二氮解離的百分率為何？ (2)試寫出上述解離反應方程式？並求其壓力平衡常數？ Ans ： (1)33.3 ％、 (2)0.5atm 【範例 11】 取0.2 MFe NO( 3 3() aq)及0.002 MKSCN(aq)各取5mL 混合於第一試管，作為標準溶液。 另 取0.2 MFe NO( 3 3() aq)10mL 加水稀釋至總體積 25mL，取此稀釋液 5mL 與等體積 0.002 M (aq) KSCN 混合於第二試管中。兩試管比色顏色相同時，第一試管高度6.1 cm，第二試管高度 7.0 cm。試回答下列問題： (1)兩試管中最終呈什麼顏色？ (2)第二試管中，FeSCN2之平衡濃度為若干M？ (3) Fe3+
(aq)+SCN－(aq) FeSCN2+(aq)的平衡常數值為若干？
Ans ： (1) 血紅 (2)8.7×10-4 (3)172M1
＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊牛
刀 小 試＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊
1. 已知 COCl2(g) CO(g)+Cl2(g)於某溫度時，6 M 之COCl2之分解率為25％，若溫度不變， 則欲使COCl2之分解率為50％而達平衡，則COCl2之初濃度應為？ (A) 3 (B) 2 (C) 1 (D) 0.5 M。 2. 己知 2HI(g) H2(g)+I2(g)的平衡常數為K，若HI的解離度為α，則試以 K 表示，α＝？ ～化學平衡 p18～3. 若 AB(g) A(g)+B(g)平衡系中，AB的解離度為0.5，則平衡總壓為若干Kp？ 4. 定溫下， 2A(g)+B(g) C(g)+2D(g)之Kc＝4，今在一密閉容器中置入各 1 atm 的 A 與 B， 達平衡時，容器內總壓為 atm。 5. 己知 A(g)+2B(g) C(g)，Kc＝1014，在定溫下，將0.1 莫耳 A 與 0.1 莫耳 B 混合，並調整溶 液至體積為1 升，試求達平衡時[ ]A 、[ ]B 、[ ]C 各為若干M？ 6. 在 25℃，平衡系 N2O4(g) 2NO2(g)，之總壓為1 atm，混合氣體之密度為 3.18 g/ L。 試求Kp為何？
7. 已知 800℃時，CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g)之Kc＝2.7×10－3 M。若將下列各物質分別置於一
熱至800℃的真空容器中，假設該容器中CO2所佔空間均為10 升，試求下列各組物質在
該容器中CO2之最後壓力分別為若干mm Hg ？
(1) 1 克CaCO3 (2) 5 克CaCO3
(3) 2 克CaCO3及5.6 克CaO (4) 10 克CaCO3及4.4 克CO2
(5) 4.4 克CO2及11.2 克CaO (6) 1 克CaCO3及0.44 克CO2。 8.～10. 右圖中有 A、B 二等體積之玻璃球。活門未開啟前，A、B 球 上之壓力計所示之壓力分別為PA＝0.60 atm、PB＝0.70 atm。 在下列各題的情況下，將活門開啟，當再達平衡時，壓力計 讀數變為PA及PB。(溫度維持不變) 8. 若 A 球中含有少量某揮發性液體，PA＝0.60 atm 為其飽和蒸氣壓；B 球中所盛為氮氣， B P ＝0.70 atm。活門開啟後，再達平衡時仍有少量液體殘留於球中，則
(A)PA＝0.60 atm、PB＝0.70 atm (B)PA＝0.60 atm、PB＝0.60 atm
(C)PA＝0.65 atm、PB＝0.65 atm (D)PA＝0.95 atm、PB＝0.95 atm。
9. 若 A 球中所盛為H2，PA＝0.60 atm；B 球中所盛為H2、CO、CO2、H O2 混合氣體，
B
P ＝0.70 atm。溫度維持在 1260 K，下列反應達平衡： H2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g)，
(A)PA＝0.60 atm、PB＝0.70 atm (B)PA＝0.40 atm、PB＝0.40 atm
(C)PA＝0.65 atm、PB＝0.65 atm (D)PA＝0.95 atm、PB＝0.95 atm。
10.若 A 球中所盛為CO，PA＝0.60 atm；B 球中所盛為Cl2，PB＝0.70 atm。溫度維持在 640
K，
當活門開啟後，下列反應達平衡：COCl2(g) CO(g)+Cl2(g)，Kp＝0.02atm。則於活門
開啟後，各球之壓力應為何？
(A)PA＝0.25 atm、PB＝0.25 atm (B)PA＝0.40 atm、PB＝0.40 atm
(C)PA＝0.65 atm、PB＝0.65 atm (D)PA＝0.95 atm、PB＝0.95 atm。
※
牛刀小試解答※
1. C 2. K K 2 1 2 3. 3Kp 4. 2 5. 0.05M；10 －7；0.05M 6. 0.14 7. (1)67；(2)181；(3)134；(4)670；(5)181；(6)134 8. D 9. C 10. B第三節 溶度積常數 (solubility product constant)
壹、沉澱表
溶解度分類 離子化合物 例外 幾乎皆可溶 凡IA ＋、NH 4＋、NO3－、 CH3COO－的化合物 大多數可溶 Cl－、Br－、I－ 難溶：Hg 22+、Cu+、Pb2+、Ag+、Tl+ SO42－ 微溶：Ca2+ 難溶：Sr2+、Ba2+、Pb2+ 大多數難溶 S2－ 可溶：IA＋、NH 4＋、IIA2＋ OH－ 可溶：IA ＋、NH 4＋、Sr2+、Ba2+ 微溶：Ca2+CO32－、SO32－、PO43－等 可溶：IA＋、NH4＋
註 IA＋表鹼金族離子、IIA2＋表鹼土族離子
2、常見微溶性鹽類的顏色：
AgCl ：白 CaSO4：白 Ag2CO3：白 CuS：黑
AgBr ：淡黃 BaSO4：白 CaC2O4：白 HgS：黑褐色
AgI : 黃 PbSO4：白 BaC2O4：白 ZnS：白
Ag2CrO4：磚紅 BaSO3：白 BaCrO4：黃 Ca3(PO4)2：白
Ag2S ：黑 CaCO3：白 PbCrO4：黃 Fe(OH)3：赤褐
Hg2Cl2 ：白 Al(OH)3：白 Cu(OH)2：淡藍
3、沈澱物的再溶解：
(1)難溶於水中，可溶於酸中 者 ： (a)碳酸鹽、亞硫酸鹽、鉻酸鹽
例：CaCO3(s)+2HCl Ca2++CO2+2H2O
CaSO3(s)+2HClCa2++SO2+2H2O
2PbCrO4(s)+2H+ 2Pb2++H2O+Cr2O72－
(b)金屬氫氧化物
例：Mg(OH)2(s) + 2H+ Mg2+ + 2H2O
(c)MnS(s)、FeS(s)、CoS(s)、NiS(s) 、 ZnS(s)易溶於強酸
例：ZnS(s)+2H+ Zn2++H2S
FeS(s)+2H+ Fe2++H2S
(2)兩性氫氧化物難溶於水，但可溶於 強酸或 強鹼 中：
Be(OH)2(s)、Al(OH)3(s)、Zn(OH)2(s)、Cr(OH)3(s)、Sn(OH)2(s)、Pb(OH)2(s)，Ga(OH)3(s)
例：
Al(OH)3(s) + 3H+ Al3+ + 3H2O ； Al(OH)3(s) + OH－ Al(OH)4－
Be(OH)2(s) + 2OH－ Be(OH)42－； Zn(OH)2(s) + 2OH－ Zn(OH)42－
(3)可溶於氨水者：
Co(OH)2(s)、Ni(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)、Zn(OH)2(s)、AgOH(s)、Cd(OH)2(s)
例：
AgOH(s) + 2NH3 Ag(NH3)2(aq)＋ ； Cu(OH)2(s) + 4NH3 Cu(NH3)4(aq)2＋
【範例 1】 硝酸鎳 Ni(NO3)2溶液與硫化鈉 Na2S 溶液混合時會產生黑色的沉澱，試寫出該沉澱的 化學式？ Ans ： NiS 【範例 2】
Al3+(aq) Al(OH)NaOH ©Î®ò¤ô 3(S) NaOH Al(OH)4(aq)
H+ H+
Zn2+(aq) Zn(OH)NaOH ©Î®ò¤ô 2(S) ¹L¶q®ò¤ô Zn(NH3)4(aq)
H+ H+
硝酸鉛 Pb(NO3)2與氯化鈉 NaCl 作用產生的白色沉澱，試寫出該沉澱的化學式？ Ans ： PbCl2 【範例 3】 下列各組中的離子濃度均為0.1 M，何者會有大量的沉澱？ (A) Mg2＋，K＋，NO
3－，Cl－ (B) Ba2＋，Na＋，OH－，NO3－
(C) Ca2＋，Ba2＋，Cl－，S2－ (D) Pb2＋，Mg2＋，SO 42－，Cl－ Ans ： (D) 【範例 4】 有一胃病患者，檢查顯示其胃液中含氫氯酸的濃度為0.06莫耳/升，用含氫氧化鋁的胃藥中和， 化學反應式如下：Al(OH)3 ＋ 3HCl → AlCl3 ＋ 3H2O，若此病人共分泌出0.3升的胃液，需服
用多少克的氫氧化鋁，恰可中和胃酸﹖(原子量 H=1.0，O=16.0，Al=27.0 ) (A) 0.26 (B) 0.47 (C) 1.4 (D) 4.2 克 Ans ： (B) 【範例 5】 水中含有Ca2+、Mg2+稱為硬水，硬水中若含有Cl－或SO 42－稱為永久硬水，若要將永久硬水軟 化可添加碳酸鈉，因其會產生何種沉澱而將硬水軟化?
(A) MgSO4 (B) MgCO3 (C) CaSO4 (D) CaCO3 (E)CaCl2
Ans
： (B)(D) 【範例 6】
下列化合物，何者可以溶解於強酸，也可溶解於強鹼？
(A) Cu(OH)2 (B) Mg(OH)2 (C) AgOH (D) Zn(OH)2 (E) Al(OH)3
Ans ： (D)(E) 【範例 7】 有一水溶液含 Ag＋、Mg2＋、Ba2＋及 Ni2＋四種陽離子各 0.01M。若以 NaOH、NaCl、Na 2SO4 及 Na2S 溶液作為試劑使之分離， 則下列滴加四種試劑的先後順序中， 哪一項可達到分離 的目的？
(A) NaOH； NaCl；Na2SO4；Na2S (B) Na2S；NaOH；NaCl；Na2SO4
(C) Na2SO4；Na2S；NaOH；NaCl (D) NaCl；Na2SO4；NaOH；Na2S
(E) NaCl；Na2SO4； Na2S；NaOH
Ans ： (E) 【範例 8】 有甲、乙、丙三瓶不同的液體，要知道各瓶中的液體為何種藥劑，而從事下列實驗： (1)各取一部分液體，分別倒入試管然後加等量的水稀釋，並各滴加氯化鋇溶液時，只有甲 液的試管生成白色沉澱。 (2)將硝酸銀溶液加入乙及丙的試管，結果兩支試管都產生沉澱，但再加入過量的氨水時， 只有丙試管的白色沉澱會溶解。 試問甲、乙、丙的液體分別是什麼藥劑？
(A) 甲為 H2SO4、乙為HI、丙為 HCl (B) 甲為 HI、乙為 H2SO4、丙為HCl
(C) 甲為 H2SO4、乙為HCl、丙為 HI (D) 甲為 HCl、乙為 H2SO4、丙為CH3COOH
Ans ： (A) 【範例 9】
有兩個反應如下：
下列敘述，何者正確？
(A)甲為 Al(OH)3，不溶於NaOH(aq)中，故乙仍為Al(OH)3
(B)丙、庚均為白色沉澱
(C)丙不溶於 H2SO4(aq)中，戊可溶於NaOH(aq)中
(D)辛為 Ag(NH3)2＋，加入HCl 後，可得 AgOH 沉澱 Ans ： (B)
貳、溶度積常數定義：
定溫下，微溶性鹽類在水中解離達平衡時，形成飽和溶液，溶液中各離子濃度的係 數次方相乘積為定值，稱為溶度積常數 (Ksp) ，簡稱為溶度積。ex： AmBn(s) mAn+(aq)+nBm－(aq)，溶度積(Ksp)＝[An] [m Bm]n
Ksp的表示法： 【例 1】PbCl2(s) Pb2+(aq)+Cl－(aq) Ans ： K sp=[Pb ][Cl2+ - ] 2 【例 2】氯化亞汞(Hg Cl2 2)在水中的溶度積為？ (A)[Hg] [2 Cl]2 (B)[Hg][Cl] (C) 2 2 2 [Hg ][Cl] Ans ： (C)
參、純水中
Ksp與溶解度
(S mol/L)的關係：
肆、
Ksp與溶解度
(
S mol L/)的大小：
1.游離離子數相同才能說Ksp越大，溶解度(S mol L/ )越大。 2.若Ksp值相同，則游離離子多的溶解度(S mol L/ ) 。 3.若溶解度(S mol L/ )相同，則游離離子多的Ksp值 。伍、同離子效應：微溶性鹽類在有共同離子存在時，溶解度降低之效應。
1.難溶鹽＋可溶鹽(含有相同的離子) 同離子效應會使難溶鹽的溶解度變的更小。 2.多個難溶鹽混合的題目陸、溫度對溶度積
(
Ksp)的影響：
柒、判斷是否可以產生沈澱：
在鹽類水溶液中，將各離子之莫耳濃度代入溶度積常數的表示式中，得到的乘積為Q： 1.若Q＞Ksp，則會產生沈澱，直到Q＝Ksp 2.若Q＜Ksp，則不會產生沈澱 3.若Q＝Ksp，則此溶液剛好飽和，不會產生沈澱捌、選擇沈澱
(或部分沈澱)：
溶液中含有兩種或兩種以上可以發生沈澱之離子，若慢慢地滴入一種可以使溶液發生沈 澱之離子，則可以讓沈澱有先後之別，叫做選擇沈澱。玖、氯化銀溶於氨水的計算題：
【範例 1】 在某溫度下，氟化鈣之溶度積(Ksp)為 3.2×10－11。在同溫下氟化鈣之溶解度約為？ (1) g L/ (2) mol L/ (3) ppm。(原子量：Ca40，F 19) Ans ： (1)1.56×10 (2)2×10-2 -4 (3)15.6 【範例 2】 某溫度時PbI2( )s 的溶解度＝5.0×10－3 mol L/ ，問： (1)飽和溶液中[Pb2] = M、[ ]I = M (2)PbI2的Ksp = Ans ： (1)5×10-3 (2)10 (3) 5×10-2 -7 ～化學平衡 p24～【範例 3】
某溫度時BaSO4( )s 的Ksp1.0×10－10，問：
(1)BaSO4( )s 的溶解度= mol L/
(2) 100 mL 飽和溶液中溶解的BaSO4= 克。(BaSO4=233 g/mol)
(3) 2 升飽和溶液中含有Ba2= 克。(Ba=137g/mol) Ans ： (1)10-5 (2)2.33×10-4 (3) 2.74×10-3 【範例 4】 在18℃時CaF2的溶解度為0.00160 g/100mL 水，試求CaF2的溶度積。 Ans ： 3.45×10 -11 【範例 5】 2 2 Hg Cl 的溶度積常數為3.2×10－17。試計算下列各題：(Hg200) (1)Hg Cl2 2的溶解度為若干M？ (2) 250 毫升的Hg Cl2 2飽和溶液中含亞汞離子若干克？ Ans ： (1)2×10 M(2) 2×10-6 -4 g 【範例 6】 用100 毫升的蒸餾水沖洗 3.32 克的鉻酸銀，試計算可能損失的最大百分率為何？ (原子量：Ag 108、Cr52、Ag CrO2 4的Ksp4×10－12) Ans ： 0.1% 【範例 7】 於25℃時，氟化鍶之溶解度為 126 ppm。試計算其Ksp為若干？(Sr88、F 19) Ans ： 4×10-9 【範例 8】 欲溶解等莫耳數的下列鹽類，何者需水量最少？ (A)NiCO3(Ksp1×10－7) (B)MgF2 (Ksp7×10－9) (C)Ag AsO3 4 (Ksp1×10－22) (D)Pb PO3( 4 2) (Ksp8×10－43) Ans ： (B)
【範例 9】
用AX 、BX2、CX3三種鹽類之溶度積分別為1.0×10－10、1.0×10－15、6.0×10－21，其飽和溶液中所
含[X]分別為a、b、c，則下列何者正確？
(A) a＞b＞c (B) b＞c＞a (C) c＞b＞a (D) a＞c＞b。
Ans ： (B) 【範例 10】 (1)AB (2)A B2 (3)AB2 (4)A B2 2等四種沉澱之Ksp(溶度積)數值相等時，下列有關各沉澱的 溶解度(各以S mol L/ 表示)之關係式，何者正確？ (A)S1S2 S3S4 (B)S1＞S2＞S3＞S4 (C)S4 2S1 (D)S2 S3 (E)S4＞S3；S2＞S1。 Ans ： (D)(E) 【範例 11】 若知AgCl的Ksp1.0×10－10，問： (1)在純水中AgCl的溶解度 = mol/升
(2)在 1.0 MNaCl(aq)中AgCl的溶解度 = mol/升
(3) 1.0 MNaCl(aq)100 mL 可以溶解AgCl = 克。(AgCl=143.5 g/mol)
Ans ： (1)10 (2)10-5 -10 (3)1.435×10-9 g 【範例 12】 鉻酸銀固體在0.1 M 硝酸銀溶液中之溶解度為 1.6×10－10 M，試求： (1)鉻酸銀之離子積常數？ (2)鉻酸銀在 0.1 M K CrO2 4(aq)中之溶解度為若干M？ Ans ： (1)1.6×10-12 (2)2×10-6 M 【範例 13】 若PbCl2在0.010 MPb NO( 3 2) 溶液中的溶解度S (莫耳/升)，則PbCl2的溶度積等於多少？ (A)4S3 (B)0.04S2 (C)0.01S3 (D)0.04S24S3。 ～化學平衡 p26～
Ans ： (D) 【範例 14】 在0.1 MNaB(aq) 400 毫升中加入過量AB2( )s 而達平衡時，[A2]1×10－8 M，於此混合液中再 加入純水400 毫升，達新平衡(仍有固體)時[A2] M。 Ans ： 4×10-8 【範例 15】 氟化鈣在下列何種水溶液中的溶解度最小？
(A)純水 (B) 0.10 MNaF (C) 0.10 MCaCl2 (D) 0.10 MHCl。
Ans ： (B) 【範例 16】
已知AgCl( )s 、AgBr( )s 、AgI( )s 的Ksp值分別為K1、K2、K3，則在一含AgCl( )s 、AgBr( )s 、AgI( )s
的溶液中： (1)[Ag] 。 (2)AgCl( )s 的溶解度= 。 (3)AgBr( )s 的溶解度= 。 (4)AgI( )s 的溶解度= 。 Ans ： (1)(k1+k2+k3) (2)k1/2 1/(k1+k2+k3) 1/2 (3) k2/(k1+k2+k3) 1/2 (4) k3/(k1+k2+k3) 1/2 【範例 17】 2 ( ) Mg OH 和Ca OH( )2之Ksp分別為8.9×10－12、1.3×10－6。若將各0.1 克的Mg OH( )2和 2 ( ) Ca OH 一起投入100 毫升之水中，達平衡時溶液中[OH]與[Mg2]各為若干M？ (答案取至兩位有效數字即可) Ans ： (1)1.36×10 M(2)4.81×10-2 -8 M 【範例 18】 於鉛離子濃度[Pb2]1.0×10－3 M 的溶液中，加入等體積濃度為 1.0×10－3 M 的氯化鈉溶液， 有無沉澱產生？(PbCl 的Ksp2.0×10－5)
Ans ： 無沉澱 【範例 19】 誤食草酸，血液中的鈣離子會形成草酸鈣沉澱而產生中毒症狀，若血液中鈣離子的濃度約為 0.0025 M，試問草酸的濃度至少應多大才能產生沉澱？(草酸鈣的Ksp2.3×10－9) Ans ： 9.2×10-7 M 【範例 20】 己知CaSO4之Ksp2.0×10－4，將2.0×10－2 M 之CaCl2(aq) 30 mL 與 1.0×10－1 M 之Na SO2 4(aq) 10 mL 相混合。下列何者正確？(CaSO4=136 g/mol) (A)混合液中[Cl]3.0×10－2 M (B)混合後無沉澱產生 (C)混合後生成 0.0272 克CaSO4 (D)混合後生成 0.015 莫耳CaSO4 (E)混合後生成 0.005 莫耳CaSO4。 Ans ： (A)(C) 【範例 21】 在某溫度，PbI2之Ksp為 2.5×10－9，在此溫度，取1.0×10－3 M 之NaI 溶液與同體積的未知 濃度之Pb NO( 3 2) 溶液充分混合，若欲使之生成PbI2沉澱，則此Pb NO( 3 2) 溶液之最低濃度應 為多少？ (A) 2.5×10－3 M (B) 2.0×10－2 M (C) 5.0×10－2 M (D) 8.0×10－2 M (E) 1.0×10－1 M。 Ans ： (B) 【範例 22】 含有2.22 克氯化鈣之水溶液 500 毫升與含有 2.84 克硫酸鈉之水溶液 500 毫升混合時，產生 0.816 克之沉澱。試求硫酸鈣之溶度積？(Ca40、Na23、Cl 35.5、S 32、O16) Ans ： 1.96×10-4 【範例 23】 甲溶液含Am離子濃度為0.03 M，乙溶液含Bn離子濃度為0.14 M，取不同體積之甲、乙兩 溶液混合得沉澱之毫莫耳數如下圖所示‧ (1)沉澱之化學式，以 A、B 表之為何？ (2)此沉澱物在純水中之溶解度為若干 M？ ～化學平衡 p28～
(3)此沉澱物之Ksp為若干？ 沈澱(mmol) 0.1 0 70 100 (ml) V 甲 100 30 0 (ml) V 乙 Ans ： (1)AB2(2)2×10 M(3)3.2×10-2 -5 【範例 24】 溶液中含0.1 M 之Cl(aq) 與 0.01 M 之 2 4(aq) CrO ，逐滴滴入AgNO3(aq)，已知 Ksp值如下： AgCl2.8×10－10、 2 4 Ag CrO 2.0×10－12 ，試問： (1)若欲產生AgCl沉澱，則溶液中[Ag]至少要超過 M (2)若欲產生Ag CrO2 4沉澱，則溶液中[Ag]至少要為超過 M (3)反應過程中， 先沉澱， 後沉澱 (4)寫出下列情形時，溶液中[Ag]的範圍： (a)沒有沉澱； (b)只有AgCl沉澱； (c)有AgCl沉澱及Ag CrO2 4沉澱。 (5)當第二種沉澱產生時，先沉澱的離子濃度剩下為 M ， (剩下為原濃度的 ％) Ans ： (1)2.8×10-9 (2)1.414×10-5 (3)AgCl 、 Ag 2CrO4(4)(a)[Ag+ ]<2.8×10-9 (b)1.414×10-5 >[Ag+ ]>2.8×10-9 (c)[Ag ]>1.414×10+ (5) 2×10-5 -5 、 0.02 【範例 25】 於t℃時，AgCl之Ksp1×10－10；AgSCN之Ksp1x10－12。在此溫度下，將硝酸銀溶液加於 0.01 MCl(aq) 與0.01 MSCN(aq) 之混合溶液中。下列何者正確？ (A)在溶液中之[Ag]為1×10－10M 時，只生成AgSCN沉澱 (B)在溶液中之[Ag]為1×10－9M 時，只生成AgSCN沉澱
(C)在溶液中之[Ag]為1×10－8M 時，生成AgSCN但不生成AgCl沉澱
(D)在溶液中之[Ag]為1×10－7M 時，同時生成AgSCN及AgCl沉澱
(E)AgSCN及AgCl同時沉澱時，溶液中[Cl]：[SCN]＝100：1。
Ans
： (B)(C)(D)(E) 【範例 26】
已知Ag(NH3)2+ Ag+(aq)+2NH3(aq) Kc6×10－8，
AgCl(s) Ag+(aq)+Cl－(aq) Ksp1.7×10－10。
試計算氯化銀在0.50 M NH3(aq)中之溶解度？
(A) 2.8×10－3 M (B) 2.4×10－2 M (C) 3.5×102 M (D) 1.0×10－3 M。
Ans ： (B) 【範例 27】
已知AgCl(s)+2NH3(aq) Ag(NH3)2+(aq)+Cl－(aq)之Kc2.4×10－3，AgCl之Ksp1.8×10－10。試計
算氯化銀在下列各水溶液中之溶解度為若干M？ (1)純水中？ (2) 0.5 M 氯化鈉溶液中？ (3) 5.0 M 氨水中？ Ans ： (1)1.34×10-5 (2)3.6×10-10 M(3)0.22M ～化學平衡 p30～
＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊牛
刀 小 試＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊
1. 於 25℃時，氯化銀的溶度積常數為 1.8×10－10，試求氯化銀的溶解度，分別以 (1) mol/L (2) g/100 mL 表示。 2. 某無機鹽類( 2 2 M X )，在 25℃時的飽和溶液之溶解度為 2.0×10－4 M，試求該鹽類在 25℃ 之溶度積為若干？ (A) 4×10－2 (B) 8×10－2 (C)8×10－12 (D)3.2×10－11。 3. 在 1.0 升的碘化亞汞飽和溶液中，若碘離子的濃度為 2.7×10－3 M，則碘化亞汞的溶度積為？ (2.72=7.3、2.73=19.7、2.74=53.1) (A) 7.3×10－6 (B) 5.3×10－11 (C) 4.9×10－9 (D) 9.8×10－9。 4. 室溫下，下列各化合物之溶度積分別如下： AgCl AgI Ag S2 Ag CO2 3 Ksp 1.6×10－10 1.5×10－16 1.6×10－49 6.2×10－12 以同體積的 0.1 M 之下列陰離子來回收定影液中的銀離子，何者最有效？ (A)S2 (B)I (C)Cl (D) 2 3 CO 。 5. 設 AB，AB2，AB3，A2B3均為難溶鹽，溶解於水後完全解離為單原子離子，且各鹽的溶解 度(mol/L)相同，則其Ksp以何者為最大？ (A) AB (B) AB2 (C) AB3 (D)A2B3。6. 承上題所設，若其Ksp相同，則溶解度(mol/L)以何者為最大？ (A) AB (B) AB2 (C) AB3 (D)A2B3。 7. 已知CaF2之Ksp3.2×10－11，試求：(Ca40、F 19) (1)在純水中，CaF2之溶解度為若干M？ (2)在 0.02M 之CaCl2(aq)中，CaF2之溶解度為若干M？ (3)在 0.02M 之NaF(aq)10 升中，可溶解CaF2若干克？ (4)在 0.04M 之NaF(aq)中，CaF2之溶解度為若干M？ 8. 考慮 2 2( )s (aq) 2 (aq) AB A B 的平衡，若在1×10－5 MNaB中， 2( )s AB 的溶解度為x mol/ L 時， 下列何者為AB2( )s 的Ksp？ (A) x3 (B) x(x+10－5)2 (C) 4x3 (D) x(2x+10－5)2。 9. 若過氯酸鋰LiClO4在水中可完全解離。在1 升之飽和過氯酸銣RbClO4溶液中，加入3.00 莫耳之LiClO4時，可測量出溶液中銣離子之濃度會減為原有濃度的百分之一，試求 4 RbClO 之Ksp為若干？ (A) 3×10－2 (B) 9×10－2 (C) 3×10－4 (D) 9×10－4。 ～化學平衡 p32～
10. 今有 3.32 克的鉻酸銀用 100 毫升的蒸餾水沖洗，其損失率為用相同體積的 0.001 M 的硝 酸銀水溶液沖洗之損失率的若干倍？(鉻酸銀之Ksp4.0×10－12) (A) 25 (B) 2500 (C) 1000 (D) 10。 11. 在 0.10 MKF(aq)中，PbF2的溶解度為S，則PbF2之Ksp？ (A) 4S3 (B) 0.1S (C) 0.01S (D) 0.1S2。 12. Ag CrO2 4在下列四種溶液中之溶解度何者最小？
(A) 0.2 MAgNO3(aq) (B) 0.1 MAgNO3(aq) (C) 0.2 M K CrO2 4(aq) (D)純水中。
13. 在 1 升的 0.1 M NaI(aq)中加入0.1 莫耳之TlI 結晶。平衡時，測得溶液中各離子濃度為 [Tl]9.0×10－7 M，[Na]0.1M，[ ]I 0.1 M，若在此溶液中再加入 9.0 升的純水，則 溶液中各離子濃度變為若干？ (A)[Na]0.01 M，[ ]I 0.01 M，[Tl]9.0×10－7 M (B)[Na]0.01 M，[ ]I 0.01 M，[Tl]9.0×10－6 M (C)[Na]0.01 M，[ ]I 0.01 M，[Tl]9.0×10－8 M (D)[Na]0.01 M，[ ]I 0.02 M，[Tl]9.0×10－6 M。 14. SrSO4及PbSO4之溶度積分別為7.6×10－8 及 1.4×10－8，則在一含固體硫酸鍶及硫酸鉛的
溶液中，其SO42 之濃度為何？ 15. 氫氧化鎂溶於 1 M NaOH(aq)中製成飽和溶液後，取其澄清液與 (A)等體積 1 MNaOH(aq)混合時，可產生沉澱 (B)等體積 1 MNaOH(aq)混合時，[Mg2]減半 (C)等體積 1 MNaOH(aq)混合時，[Mg2]Ksp (D)等體積純水混合時，仍可維持[Mg2][OH]2 Ksp (E)等體積純水混合，再加入 0.1 莫耳Mg OH( )2固體後，[Mg2] 4 Ksp。 （已知Mg OH( )2之Ksp9×10－12） 16. 有 0.1 M 硝酸鎂溶液 1000 毫升。如欲使其所含Mg2之90％沉澱，須用 2.0 M 碳酸鈉溶 液約若干毫升？(碳酸鎂之Ksp1×10－6) 17. 將硝酸銀溶液與同濃度、同體積的氯化鉀溶液混合。下列有關平衡後混合溶液中各離子濃 度間的關係何者錯誤？ (A)[Ag ] [NO3] (B)[K] [ Cl] (C) 3 [K] [ NO] ～化學平衡 p34～
(D)[Ag] [ Cl] (E) 3 [Ag] [ K] [ NO] [ Cl]。 18. 溶液中 A 和 B 產生A Bm n的沈澱，m、n 為 1 至 3 的整數。在初值總濃度([ ] [ ]A B )一定 的條件下做沈澱量的測定時，若於 [ ] 0.4 [ ] [ ] A A B 時測得最高沈澱量，則此沉澱之化學式 可能為下列何者？ (A)AB (B)A B2 2 (C)AB2 (D)A B2 3。 19. 氯化銀與鉻酸銀的溶度積(Ksp)各為 1.7×10－10、1.2×10－12。 (1)試計算氯化銀飽和溶液中銀離子的濃度？ (2)若取氯化銀飽和溶液 10 毫升和 10 毫升的 0.01 M 鉻酸鉀溶液混合時，是否有鉻酸銀 沉澱生成？(以計算判定) (3)在上述混合液中，欲使鉻酸銀開始產生沉澱的鉻酸根之莫耳濃度應為如何？ 20. 有一溶液每升含 0.1 mol Cl及0.1 mol 2 4 CrO ，在此溶液中逐漸加入硝酸銀溶液時(體積 變化不計)，(AgCl之Ksp1.8×10－10； 2 4 Ag CrO 之Ksp2.5×10－12)
(1)AgCl或Ag CrO2 4何者先沉澱？ (2)當Ag CrO2 4開始沉澱時，[Cl] M (3)此時留存溶液中之Cl對原有Cl之百分率為 。 21. 已知PbSO4、SrSO4之Ksp分別為2×10－7、5×10－8，某溶液含Pb2、Sr2各0.1 M，逐滴加 入K SO2 4，若溶液體積不變，則： (1)何者先沉澱？(需有計算過程) (2)當第二種沉澱剛開始生成時，Sr2尚餘百分之幾？ (3)當Pb2沉澱掉60％時，溶液中 2 2 [ ] [ ] Sr Pb ？ 22. 試計算氯化銀在 1 升的 1.0 M 氨水中之溶解度。
已知AgCl(s)+2NH3(aq) Ag(NH3)2+(aq)+Cl－(aq) Kc2.4×10－3
23. 在 1 升溶液中，需要多少莫耳的NH3始能使1.0×10－3莫耳的氯化銀完全溶解？
(AgCl的Ksp為1.8×10－10，
3 2
( )
Ag NH 的解離平衡常數為6.3×10－8)
24. CaCO3(s) 分解為 CaO(s) 與 CO2(g) 的平衡反應式如右：CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g) 【96 指考】
已知850℃時，此反應的平衡常數 Kp = 1.21（以 atm 表示）。試回答下列問題： (1)取 1.0 莫耳的 CaCO3(s) 置入一體積為 10.0 公升的容器後，將容器抽至真空，並將容器加熱到 850℃。在此溫度下，當反應達平衡時，容器內氣體的壓力應為幾大氣壓（atm）？ (2)承上題，定溫下（850℃），將容器體積減為 5.0 公升，並加入 1.35 atm 的氮氣，當反應再度 平 衡時，容器內氣體的壓力應為幾大氣壓（atm）？ (3)承第 1 小題，定溫下（850℃），再加入 0.1 莫耳的 CaO(s) 於容器中，當反應再度平衡時，容 器 中的CaCO3(s) 與 CO2(g) 莫耳數應如何變化？（以增加、減少、不變的方式表示） ～化學平衡 p36～
![HPSH [ 氧化數平衡反應式係數 ]](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAP///wAAACH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAICRAEAOw==)