高二下第一次月考-化學題庫

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(1)

3-1 化學平衡

反應速率與化學平衡

在 N2O4(g) 2NO2(g) 平衡反應中,設 N2O4分解速率為 R1,N2O4生成速率為 R2。在一真空密閉容器中充 入 N2O4氣體,則正、逆兩向反應速率之關係圖較接近下列哪一選項? (A)  (B)  (C)  (D) 答:(A) 解:反應開始時無 NO2,故 N2O4生成速率 R2起始時為 0,分解速率 R1 > 0,最後達平衡。 定溫下,PCl5(g) 之解離平衡如下:PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g)。今將 PCl5(g) 置入一定容真空密閉器中,達成 平衡時各物種的濃度變化圖為下列何者? (A)  (B)  (C)  (D) 答:(B) 解: 5(g) 3(g) 2(g) 5 0 PCl PCl Cl [PCl ] x    初 初 初 初 初  達成平衡時,[PCl3] = [Cl2] = x

化學反應式與平衡

歷 10 在化學反應 N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 的平衡系中,不具有下列哪一種性質? (A)正反應速率等於逆反應速率 (B)系統壓力維持不變 (C) [N2]:[H2]:[NH3] = 1:3:2 (D)各物 種莫耳數不變。 答:(C) 解:平衡反應式中的係數,為反應物的消耗量與產物的生成量之間的莫耳數或濃度比例,不是平衡 時的莫耳數比例或濃度比例。 歷 10 下列哪些是化學反應達平衡狀態所需具備的條件?(多選)

(2)

答:(A)(C)(D)(E) 解:反應平衡時,反應物與生成物的濃度未必相等。

初濃度與平衡的達成

綜 於 2NH3(g) N2(g) + 3H2(g) 的平衡系中,若平衡達成時,平衡濃度恰為[N2] = [H2] = [NH3] = 1 M,則下 列何組可能是初濃度的值? 反應初始濃度 [NH3](M) [N2](M) [H2](M) (A) 1.2 0.9 0.7 (B) 1.0 0 0 (C) 2.0 0 3.0 (D) 0 1.0 3.0 答:(A) 解:平衡可由正、逆反應之任一方開始而達成,故可先將 NH3完全向右,全部轉變成 N2及 H2,再作 比較。若 N2及 H2初濃度相同,則達平衡時各物種的對應濃度必相同,即平衡狀態相同。 3(g) 2(g) 2(g) 2NH N 3H 1 1 1 0 1.5 2.5   初 初 初 初 初  (B) 3(g) 2(g) 2(g) 2NH N 3H 1 0 0 0 0.5 1.5   初 初 初 初 初 (A) 1.2 0.9 0.7 0 1.5 2.5 初: 向右:  (C) 2 0 3 0 1 6 初: 向右:  (D)初 初 0 1.0 3.0 由上列數據,可知(A)選項為其原來初濃度的可能值。 綜 關於 2HI(g) H2(g) + I2(g) 之平衡系,在相同的溫度及體積之條件下,以下哪一組於達成平衡時,其 [HI]與其他各組不同? 組別 (A) (B) (C) (D) 原莫耳數 HI 0 1.0 1.5 2.0 H2 1.0 0.5 0.75 0 I2 1.0 0.5 0.75 0 答:(C) 解:先將 HI 完全向右轉變成 H2與 I2可得附表。 組別 (A) (B) (C) (D) 原莫耳數 HI 0 0 0 0 H2 1.0 1.0 1.5 1.0 I2 1.0 1.0 1.5 1.0 由表中 H2與 I2莫耳數可知:(C)達成平衡時,其[HI]與其他各組不同。

一、單一選擇題

D 1. 下列何項不是化學平衡的條件與特徵? (A)可逆反應 (B)密閉系統 (C)定溫 (D)產

(3)

現象不變而獲知? (A)反應停止 (B)質量不變 (C)氣體顏色不變 (D)氣體壓力不變。 講 P.95 (A)(D)平衡達成時,正、逆反應仍繼續進行,但反應物與產物的量不再改變,故系統之總 壓力不再改變 (B)無論有、無達平衡,質量均守恆,故無法由質量不變來判斷是否已達 成平衡 (C)氣體產物為無色,無法由顏色不變來判斷是否已達成平衡。 B 3. 下列何者不能表示在定溫下,密閉系 N2O4(g) 2NO2(g) 的反應已達平衡狀態? (A)單位 時間若消耗 1 莫耳的 N2O4,也必會有 2 莫耳的 NO2被消耗 (B)單位時間若消耗 1 莫耳的 N2O4,也必會有 2 莫耳的 NO2被生成 (C)系統的紅棕色不再變化 (D)系統的總壓不再 改變。 講 P.96 綜 (A)(C)(D)平衡達成時,正、逆反應仍繼續進行,但反應物與產物的量不再改變,故系統 之顏色、總壓力不再改變 (B)消耗 1 莫耳 N2O4,必生成 2 莫耳的 NO2,僅表示正反應狀 況,無法得知逆反應狀態。 C 4. 反應 CH3COOH + H2O CH3COO + H3O+ 達到平衡後,再向反應容器中充入含氫的同 位素氘的重水 D2O,經過一段時間後,溶液中不可能存在何種物質? (A) D2O (B)

CH3COOD (C) CD3COOH (D) HDO (E) D3O+。 講 P.97

CH3COOH 結構中,CH3的 C-H 鍵不會解離,故亦不會有逆反應生成 CD3COOH 的可 能。 D 5. 某生以不同濃度的物質在定溫下進行反應 2HI(g) H2(g) + I2(g),下表為四組實驗的初濃度 記錄,反應可由任一方進行,則哪一組實驗的平衡狀態與其他組不同? 講 P.97 綜 物質的初濃度 [HI](M) [H2](M) [I2](M) (A) 0.1 0.15 0.15 (B) 0 0.2 0.2 (C) 0.4 0 0 (D) 0.2 0.2 0.2 (g) 2(g) 2(g) 2HI H I (A) 0.1 0.15 0.15 0 0.2 0.2   初 初 初 初 初   (B) 初: 0 0.2 0.2  (C) 0.4 0 0 0 0.2 0.2 初 初 初 初 初   (D) 0.2 0.2 0.2 0 0.3 0.3 初 初 初 初 初

二、多重選擇題

BCE 6. 在定溫、定容下,觀察下列反應 2NH3(g) N2(g) + 3H2(g) 之各項性質,哪些可決定反應是否 已達平衡狀態? (A)顏色 (B)總壓 (C)各物濃度 (D)混合氣體的密度 (E)總莫耳數。 講 P.95 (A)反應物及產物皆無色,無法由顏色判斷 (B)(E)反應式左右兩邊氣體係數和不相等, 反應前後氣體總莫耳數改變,故可以總壓力變化或總莫耳數改變來判斷 (C)反應前後各 物質濃度會改變,故可以各物濃度變化來判斷 (D)定容,且反應前後總質量不變,故混 合氣體的密度(dw V )不變,無法由密度判斷。 BE 7. 可逆反應 A(g) + B(g) 2C(g) + D(g),今取等莫耳數的 A、B 置於真空容器中,達平衡時,反

應系中各物質的濃度關係,哪些正確? (A) [D] = [B] (B) [B] = [A] (C) [B] < [A] 

(D) [B] < [C] (E) [C] > [D]。 講 P.96 (g) (g) (g) (g) A B 2C D 0 0   初 初 n n

(4)

AC 8. 已知 2A(g) → 2B(g) + C(g) 為一不可逆的反應,假設在反應前的壓力:A 氣體為 P0大氣壓, 而 B 氣體和 C 氣體的壓力均為 0 大氣壓,若反應進行時溫度保持不變,反應物的分壓為 PA,產物的分壓分別為 PB和 PC,則下列壓力與反應時間的關係,哪些正確?(假設反 應非零級反應) 講 P.96 綜 (A)  (B)  (C)  (D)  (E)

(B)(D) 2A → 2B + C,2 mol A 生成 2 mol B 與 1 mol C,總莫耳數增加,總壓增加,故(B) (D)不正確 (E)非零級反應,故圖形應為曲線。

三、題組單選題

9. 附圖為某反應各物系濃度與時間的關係圖,反應進行 前,A 、B、C 的濃度各為 1.2 M、0.4 M、0.0 M,試由附圖之資料 回答下列(1)~(3)小題: (1)由附圖可知: (A)開始反應時,C 為反應物 (B)達平衡時 [A] = [B] + [C],故此反應為 A 分解成 B 與 C (C)達平衡時,A、 B、C 的濃度不再變化 (D)反應前各物種的總濃度等於反應 後 各物種的總濃度。 (2)此反應式的最小整數比之和為何? (A) 6 (B) 7 (C) 8  (D) 9。 (3)在相同狀況下,假設反應初期僅放入 C,則 C 應放入多少莫耳濃度,才能使平衡時各物種的濃 度與圖中的平衡濃度相同? (A) 1.2 M (B) 1.0 M (C) 0.8 M (D) 0.6 M。 講 P.96,97 綜 答:(1) C (2) A (3) C 解:(1) (A)開始反應時 A 與 B 為反應物 (B) A 與 B 反應生成 C (D)反應前各物種的總濃度大於反 應後各物種的總濃度。 (2)反應量的比為反應式的係數比 A:B:C = (1.2  0.6):(0.4  0.2):(0.4  0.0) = 3:1:2 故反 應 式的最小整數比之和為 3 + 1 + 2 = 6 (3)平衡可由正、逆反應之任一方開始而達成,故可先將 A、B 完全向右,全部轉變成 C。 若 C 初濃度相同,則達平衡時各物種的對應濃度必相同,即平衡狀態相同。 3A B 2C 1.2 0.4 0 1.2 0.4 0.8 0 0 0.8      初 初 初 初 初 初 初 初 初

(5)

3-2 平衡常數

由平衡濃度求平衡常數

歷 4 定溫下,已知 1 mol A2及 1 mol B2在體積為 10 L 的容器中混合,反應達平衡時生成 2 5mol 的 AB3,則 反應 A2(g) + 3B2(g) 2AB3(g) 之平衡常數 Kc為若干? 答:312.5 解: 2(g) 2(g) 3(g) A 3B 2AB 1 1 0 M 10 10 1 3 2 50 50 50 4 2 2 50 50 50      初 初 初 初 初 初 初 初 初 2 c 3 2 ( ) 50 312.5 4 2 ( ) 50 50    K 定溫定容下置入 2 atm 的 PCl5(g),反應 PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g) 達平衡時,總壓變為 3 atm,則此反應 Kp 值為若干? 答:1 解: 5(g) 3(g) 2(g) PCl PCl Cl 2 2 x x x    初 初 初 初 (atm) 總壓力 2 + x = 3,x = 1  p 1 1 1 1    K

K

c

與 K

p

之關係

227 C 時,反應:PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g) Kc = 2,則該反應的壓力平衡常數 Kp為何? 答:82 解:Kp = Kc(RT)Δn = 2  (0.082  500)1 = 82 氫和碘各 0.1 mol 置於 1 L 的容器中反應生成碘化氫,若 450 C 時的平衡常數為 49,試求在 450 C 時,該反應的壓力平衡常數 Kp為何? 答:49 解:H2(g) + I2(g) 2HI(g),Kp = Kc(RT)Δn = 49  (0.082  723)0 = 49 【另解】Δn = 0,則 Kp = Kc = 49

(6)

平衡常數表示式

試寫出下列各反應的平衡常數(Kc)表示式。

(1) Zn(s) + 2Ag+(aq) Zn2+(aq) + 2Ag(s)

(2) CaCO3(s) Ca2+(aq) + CO32(aq)

(3) CH3COOH(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + CH3COO(aq)

答:(1) 2+ c + 2 [Zn ] [Ag ]  K  (2) Kc = [Ca2+][CO32] (3) c 3 3 3 [H O ][CH COO ] [CH COOH]    K 解:(1) Zn 和 Ag 為純固體,濃度為定值,不需納入平衡常數表示式中, 2+ c + 2 [Zn ] [Ag ]  K

(2) CaCO3為純固體,濃度為定值,不需納入平衡常數表示式中,Kc = [Ca2+][CO32] (3)水溶液中,H2O(l) 濃度幾乎為定值,不需納入平衡常數表示式中, c 3 3 3 [H O ][CH COO ] [CH COOH]    K

(7)

試寫出下列各反應的平衡常數(Kc)表示式。

(1) NH3(aq) + H2O(l) NH4+(aq) + OH(aq)

(2) AgCl(s) + 2NH3(aq) Ag(NH3)2+(aq) + Cl(aq)

答:(1) 4 c 3 [NH ][OH ] [NH ]    K  (2) 3 2 c 2 3 [Ag(NH ) ][Cl ] [NH ] K   

反應商與化學平衡

某溫度時平衡物系 2CO(g) + O2(g) 2CO2(g) 之 Kc = 20,今在 5.0 升之真空容器內盛入 40 mol CO、6 mol

O2及 8 mol CO2,則: (A)反應正好達平衡 (B)反應會向右進行 (C)反應會向左進行 (D)物系向某方向進行達一段長時間 後 Kc < 20 (E)物系向某方向進行達一段長時間後 Kc = 0。 答:(B) 解:(1)反應商 2 2 2 c 2 2 2 8 ( ) [CO ] 5 1 20 40 6 30 [CO] [O ] ( ) ( ) 5 5       Q K  ∴反應會向右進行,直到達成平衡狀態。 (2)定溫下,Kc值不變(Kc = 20) 在 400 C 時,反應 N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 的平衡常數 Kc = 1,若在 10 升的容器中含有 2 mol 的 N2、5 mol 的 H2和 4 mol 的 NH3,試判斷此系統是否已達到平衡狀態? 答:尚未達到平衡,反應向左進行 解:各物種的濃度分別為[N ]2 2 0.2 M 10   、[H ]2 5 0.5 M 10   、[NH ]3 4 0.4 M 10   2 2 3 c 3 3 2 2 [NH ] (0.4) 6.4 0.50 [N ][H ] (0.2)(0.5) Q   K  ,故反應會往左進行,直到達成平衡狀態。

反應式的變化與平衡常數

定溫下,已知: H2S(g) H2(g) + 1 2S2(g) Kc = X 3H2(g) + SO2(g) H2S(g) + 2H2O(g) Kc = Y 則同溫下,4H2(g) + 2SO2(g) S2(g) + 4H2O(g) 之平衡常數 Kp為何? 答:X Y2 2 RT 解:2H2S(g) 2H2(g) + 1S2(g) Kc = X2…… 6H2(g) + 2SO2(g) 2H2S(g) + 4H2O(g) Kc = Y2……  + 得 4H2(g) + 2SO2(g) S2(g) + 4H2O(g) Kc = X2  Y2 Kp = (X2  Y2)  (RT)(4+1)(4+2) = (X2  Y2)(RT)1  2 2 p  X Y K RT

(8)

在 800 K 時,若反應 NO(g) 1 2N2(g) + 1 2O2(g) 的平衡常數(Kc)為 1.25  10 4,試求同溫時,反應式 N2(g) + O2(g) 2NO(g) 的 Kc值為多少? 答:6.4  109 解:反應式逆寫,且係數 2 倍,平衡常數 K 變為原來常數之倒數,再平方 ∴ c 4 2 9 1 ( ) 6.4 10 1.25 10      K

平衡濃度計算

歷 1 227 C 時,反應 PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g) Kc = 2。在體積 1 升的真空密閉容器中,充入 2 莫耳 PCl5(g) 及 1 莫耳 PCl3(g),維持在 227 C,則反應達平衡時,容器中 Cl2(g) 的濃度為何? 答:1 M 解: 5(g) 3(g) 2(g) PCl PCl Cl 2 1 2 1 0 1 1 2 x 1 x x       初 初 初 初 (M)  c (1 ) 2 2     x x K x ,求得 x = 1 氫和碘各 0.1 mol 置於 1 L 的容器中反應生成碘化氫,若 450 C 時的平衡常數為 49,試求平衡時各反 應物及生成物的濃度。 答:[H2] = [I2] = 0.022 M,[HI] = 0.156 M 解: 2(g) 2(g) (g) H I 2HI 0.1 0.1 0.1 0.1 0 1 1 0.1 0.1 2       初 初 初 初 x x x   2 2 c 2 2 [HI] (2 ) 49 [H ][I ] (0.1 )(0.1 )      x K x x 兩邊開根號, 2 7 (0.1 ) x x  求得 x = 0.078(M) [H2] = [I2] = 0.1  0.078 = 0.022(M) [HI] = 0.078  2 = 0.156(M)

平衡濃度計算

有一反應:2X(aq) + Y(aq) Z(aq),當溶液中 2 M 的 X 與 1 M 的 Y 反應,達平衡後,可得 0.5 M 的 Z;

若欲由 1 M 的 Y 製備 0.9 M 的 Z,則溶液中所需 X 的最低初始濃度,與下列何者最接近? (A) 5 M (B) 7 M (C) 9 M (D) 11 M。

答:(A)

解:

(aq) (aq) (aq)

c 2 2X Y Z 2 1 1 0.5 0.5 1 0.5 0.5 0.5 1 0.5 1 K         初 初 初 初 初 初 初 初 初  

(aq) (aq) (aq)

c 2 2X Y Z 1 1.8 0.9 0.9 1.8 0.1 0.9 0.9 1 ( 1.8) 0.1 x x K x           初 初 初 初 初 初 初 初 初 ∴x = 4.8

(9)

某反應 2A(s) + 3B2+(aq) 2A3+(aq) + 3B(s) 之平衡常數為 10.0。將 A 固體加入只含 B2+(aq) 之溶液中,攪拌使 達平衡,此時 A3+ (aq) 之濃度為 0.100 M,則最初溶液中 B2+(aq) 之濃度為多少? (A) 0.150 M (B) 0.167 M (C) 0.200 M (D) 0.250 M。 答:(D) 解: 2+ 3+ (aq) (aq) (s) (s) 2A 3B 2A 3B 0 0.150 0.100 0.150 0.100       初 初 初 初 初 初 初 初 初 x x  ∴ 2 3 (0.100) 10.0 (x0.150)   故 x = 0.250 M

平衡常數的計算題型,K 值極大

綜 某溫度下,Ag+

(aq) + 2NH3(aq) Ag(NH3)2+(aq),Kc = 2.5  108,0.2 M 的 AgNO3(aq) 和 0.8 M 的 NH3(aq) 以等

體積混合後,[Ag+]為多少 M? 答:108 M 解:∵Kc值很大,平衡時大部分以產物存在 ∴先令其完全變成產物,再向左達平衡解之。 8 + +

(aq) 3(aq) 3 2 (aq) c 2.5 10

Ag 2NH Ag(NH ) 0.2 0.8 0.1 0.4 2 2 0 0.2 0.1 0.2 2 0.1 K x x x         初 初 初 初 初 初 初 初 初 初 初 初 初 初 初 初 初 初 初 初 初 初 初 初 初 初 初 初 初 初 初 初 初 初 初 8 c 2 0.1 2.5 10 (0.2 2 )      x K x x  ∵Kc值很大 ∴向左的反應量 x 很小,可忽略, 0.1  x  0.1,0.2 + 2x  0.2  2 8 0.1 2.5 10 (0.2)   x ,求得 x = 108(M)= [Ag+]

25 C,Ag(CN)2 之解離平衡常數 K = 1.8  1019,今使 0.2 mol AgNO3與 0.5 mol 之 KCN 溶成 1 升溶

液,則[Ag+]為多少?

答:3.6  1018 M

解:∵K 值很小,平衡時大部分以反應物存在 ∴先令其完全變成反應物,再向右反應達平衡解之。

19

(aq) (aq) (aq)

2 Ag(CN) Ag 2CN 1.8 10 0 0.2 0.5 0.2 0 0.1 0.2 0.2 2 K x x x       初 初 初 初 初 初 初 初 初 初 初 初 初 初 初 初 初 初 初 初 初 初 初 2 19 (0.1 2 ) 1.8 10 0.2       x x K x  ∵K 值很小 ∴向右的反應量 x 很小可忽略,0.2 x  0.2, 0.1 + 2x  0.1  0.12 1.8 10 19 0.2   x  求得 x = 3.6  1018(M)= [Ag+]

(10)

K

p

與解離度 α

綜 定量 N2O4(g) 置於密閉容器中,加熱至 127 C 後,部分解離生成 NO2(g),反應式 N2O4(g) 2NO2(g)。已知 達平衡時容器內壓力為 1 atm,密度為 2.0 g/L。求:(已知 N2O4分子量 = 92) (1)容器中混合氣體的平均分子量? (2) N2O4(g) 的解離百分率為何? (3)平衡常數 Kp。 答:(1) 65.6 (2) 40% (3) 0.76 解:(1)由PMdRT ,1M 2.0 0.082 (273 127)   ,M 65.6 (2)設 N2O4(g) 原有 a mol,解離度 α 2 4(g) 2(g) N O 2NO (1) 2   (1)  初 初 初 初 初 初 初 初 初 初   a a a a 平均分子量  初 初 初 初 初 初 初 , 92 92 65.6 (1 ) 1       a a ,α = 0.402  40% (3)分壓 = 總壓  莫耳分率 ∴ N O2 4 1 0.6 3 1 1 1.4 7         P , 2 NO 2 0.8 4 1 1 1.4 7        P 2 2 4 2 2 NO p N O 4 ( ) 16 7 0.76 3 21 7  P    K P 【另解】代入公式 p 2 t 2 2 2 4 4 0.4 1 0.76 1 1 0.4           K P 已知 25 C 時,PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g) 之 Kp = 0.2 atm。在一密閉容器中通入 PCl5(g),當反應達平衡時, 系統的總壓為 4.8 atm,則 PCl5(g) 的解離百分率為下列何者? (A) 20.0% (B) 25.0% (C) 36.0% (D) 48.0%。 答:(A) 解: p 2 t 2 2 2 4.8 0.2 0.2 20.0% 1 1               K P 四 非均相平衡的計算

例:CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) Kp PCO2,Kc= [CO2]

1. 以 Kp(=PCO2)值求出達平衡時 CO2的莫耳數,即 2 2 CO CO P V n RT  2. 再依題意所提供的各物種莫耳數及反應式,藉著向左或向右反應,判斷 CO2 是否能達到平衡時所需的莫耳數。 (1) CO2能達到平衡時的莫耳數:系統處於平衡狀態,此時 CO2壓力=Kp。 (2) CO2無法達到平衡時所需的莫耳數:系統處於未平衡狀態,依所剩餘的 CO2莫耳數,代入 PV=nRT,求 CO2壓力。

(11)

CaCO

3(s)

CaO

(s)

+ CO

2(g)

題型

歷 19 綜

反應 CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g),在 1000 K 達平衡時,平衡常數 Kp = 0.25 atm,今於一 8.2 升之真空容

器中,充入下列物質,加熱至 1000 K 維持恆溫,試回答以下問題:(式量 CaCO3 = 100)

(1)充入 5.0 克的 CaCO3(s) 和 0.44 克 CO2(g),最後容器內有幾克的 CaCO3(s)? (A) 6 (B) 5 (C) 3.5 

(D) 2.5。 (2)充入 2.8 克 CaO(s) 及 4.4 克 CO2(g),最後容器內壓力為多少 atm? (A) 0.5 (B) 0.25 (C) 0.1 (D) 0.9。 答:(1) (C) (2) (A) 解:由 PV = nRT 可得平衡時 CO2的莫耳數:0.25  8.2 =nCO2 0.082  1000 nCO2= 0.025(mol) (1)莫耳數:CaCO3 = 5 100= 0.05,CO2 = 0.44 44 = 0.01 3(s) (s) 2(g) CaCO CaO CO 0.05 0.01 0.015 0.015 0.015 0.035 0.015 0.025      初 初 初 初 初 故wCaCO3= (0.05  0.015)  100 = 3.5(g) (2)莫耳數:CaO =2.8 56 = 0.05,CO2 = 4.4 44 = 0.1 3(s) (s) 2(g) CaCO CaO CO 0.05 0.1 0.05 0.05 0.05 0.05 0 0.05      初 初 初 初 初 故 CO2壓力:P  8.2 = 0.05  0.082  1000  P = 0.5(atm) 歷 19 綜 已知 800 C 時,反應 CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) 之平衡常數 Kp = 190 毫米汞柱,今於 8.8 升真空容器 中,加入下列物質且溫度保持 800 C,何項物系之氣體壓力為 190 毫米汞柱?(Ca = 40)

(A) 1 克 CaCO3及 0.44 克 CO2 (B) 4.4 克 CO2及 0.56 克 CaO (C) 2 克 CaCO3及 5.6 克 CaO (D) 3 克

CaCO3。 答:(D) 解:系統達平衡時 CO2的莫耳數: CO2 CO2 190 8.8 0.082 1073 0.025 760 n   n  (mol) (A) 3(s) (s) 2(g) CaCO CaO CO 0.01 0 0.01 0 0.01 0.02   初 初 初 初 初 初 初 初  (B) 0 0.01 0.1 0.01 0 0.09 初: 平: (超過) (C) 0.02 0.1 0 0 0.12 0.02 初: 平: (未達) (D) 0.03 0 0 0.005 0.025 0.025 初: 平:

(12)

一、單一選擇題

A 1. 平衡系 2NH3(g) N2(g) + 3H2(g) 之 Kc = Kp(RT)x,則 x 值為: (A) 2 (B) 2 (C) 4 (D)

4。 講 P.101

Kp = Kc(RT)Δn = Kc(RT)(1+32) = Kc(RT)2 Kc = Kp(RT)2 x = 2

B 2. 727 C 時,CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) Kc = 0.003 M,其 Kp為? (A) 3 atm (B) 0.246

atm (C) 0.003 atm (D) 3.610 atm。 講 P.101

Kp = Kc(RT)Δn = 0.003  (0.082  1000)1 = 0.246 B 3. 當可逆反應達平衡時,改變下列何因素,會改變平衡常數 K 值? (A)反應物濃度 (B) 溫度 (C)加入催化劑 (D)壓力。 講 P.103 溫度及溶劑種類能改變 K 值。 D 4. 下列何種情形,到達平衡所需時間最少? (A) Kc很小的反應 (B) Kc近於 1 的反應  (C) Kc很大的反應 (D)由 Kc之值無法知道。 講 P.103 由 Kc值僅能知道反應進行的程度,不能知道反應速率快慢。 D 5. 定溫平衡系 2NO2(g) N2O4(g) 平衡常數 K1,NO2(g) 1 2  N2O4(g) 平衡常數 K2,1 2N2O4(g) NO2(g) 平衡常數 K3,則: (A) 2 1 1 2  K K  (B) 3 1 1 2   K K  (C) K1. K2 1 (D) K3. 1 1 K 。 講 P.105 (A)K2K  (B)1 3 1 1  K K  (C)∵K2  K  ∴K1 1. K2K22初 K2K25/ 2 (D) 3 1 1 1 1 1     K K K K

A 6. 在壓力 P atm 下,將 COCl2(g) 裝入一密閉容器中,在定溫下達下列平衡:2COCl2(g) C(s)

+ CO2(g) + 2Cl2(g),設 CO2(g) 在平衡時的分壓為 x atm,則平衡常數 Kp值為: (A) 3 2 4 ( 2 ) x P x  (B) 4 2 2 ( 2 ) x P x  (C) 3 2 2 ( ) x P x  (D) 3 2 4 (  ) x P x 。 講 P.103 2(g) (s) 2(g) 2(g) 2COCl C CO 2Cl 2 2     初 初 初 初 初 初 P P x x x   2 3 2 2 (2 ) 4 ( 2 ) ( 2 )     x x x K P x P x C 7. 6 莫耳之 H2(g) 與 4 莫耳之 I2(g) 於 300 C 共置於容器中,其壓力為 760 mmHg,經下列反應 H2(g) + I2(g) 2HI(g) 達平衡時,測得 H2(g) 之分壓為 190 mmHg,則此反應之平衡常數 Kc值 為: (A) 16.2 (B) 25.4 (C) 39.2 (D) 52.3。 講 P.101 綜 反應前 H2(g) 的壓力 6 760 456 10    (mmHg) 反應前 I2(g) 的壓力 760 4 304 10    (mmHg) 2(g) 2(g) (g) H I 2HI 456 304 190 38 532    (用去 ) ( ) ( ) 初 初 初 初  ∵Δn= 0 ∴ 2 p c 532 39.2 190 38     K K

(13)

8 ~ 9 題為題組

D 8. 反應 CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) 平衡常數 Kp = 1.16 atm(800 C),取 20 克 CaCO3(s) 於 10

升容器加熱至 800 C 達成平衡,下列各項定量敘述,何者不正確?(原子量:Ca = 40)

(A)系統壓力為 1.16 atm (B)生成 CaO(s) 0.132 莫耳 (C) CaCO3(s) 剩下 6.8 克 (D)

CaCO3(s) 分解率為 13.2%。 講 P.110 綜

(A) CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) Kp PCO2 1.16 atm(800 C) (B)(C)利用 PV = nRT 

得 1.16 10 0.132 0.082 1073      PV n RT (mol)CaCO3 = 100, 20 0.2 100 莫耳 3(s) (s) 2(g) CaCO CaO CO 0.2 0.2 0.132 0.132 0.132    初 初 初 初  ∴剩下 CaCO3 = (0.2  0.132)  100 = 6.8 (克) (D) CaCO3分解百分率 0.132 0.2   100% = 66% B 9. 承上題,若取 10 g CaCO3(s) 置於同樣 10 升容器加熱至 800 C,達成平衡時,器內壓力為

若干? (A) 1.16 atm (B) 0.88 atm (C) 0.64 atm (D) 0.58 atm。 講 P.110 綜

承上題,若取 10 克 CaCO3(s),完全分解仍不能達成平衡 3(s) (s) 2(g) CaCO CaO CO 0.1 0 0.1 0.1   初 初 初 初 容器內 CO2壓力利用 PV = nRT 求得 P  10 = 10 100 0.082  1073  P = 0.88 atm 【另解】Pn , 1.16 0.88 0.1320.1  P P (atm)

二、多重選擇題

CE 10. 下列平衡系中,各物質的單位,不論以 mol/L 或 mmHg 表示,其平衡常數的數值均相同 的為何? (A) 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) (B) PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g) (C) H2(g) + I2(g)

2HI(g) (D) N2(g) + 2O2(g) 2NO2(g) (E) CH4(g) + 2O2(g) CO2(g) + 2H2O(g)。 講 P.101

若左、右兩邊氣體之係數和相等,則 Kc = Kp。 BD 11. N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) Kc = 3.0,下列哪些情況反應會向左進行?(數據依次為[N2], [H2],[NH3]) (A) 1.0 M,1.0 M,1.0 M (B) 1.0 M,1.0 M,2.0 M (C) 1.0 M,2.0 M,1.0 M (D) 1.0 M,0.5 M,1.0 M。 講 P.104 Q > Kc:平衡向左;Q = Kc:已平衡;Q < Kc:平衡向右。 (A) 2 c 3 (1) 1 3 (1)(1)     Q K ,反應向右 (B) 2 c 3 (2) 4 3 (1)(1) Q  K  ,反應向左 (C) 2 c 3 (1) 1 3 8 (1)(2)     Q K ,反應向右 (D) 2 c 3 (1) 8 3 (1)(0.5) Q  K  ,反應向左。

三、非選擇題

12. 試寫出下列各反應的平衡常數(Kc)表示式。 講 P.103

(1) HF(aq) H+(aq) + F(aq) (2) PbCl2(s) Pb2+(aq) + 2Cl(aq)

(14)

解:(2) PbCl2(s) 為純固體,濃度為定值,不需納入平衡常數式中,Kc = [Pb2+][Cl]2 (3) Zn 和 Cu 為純固體,濃度為定值,不需納入平衡常數式中, 2 c 2 [Zn ] [Cu ]    K (4)純液體 CH3OH(l) 濃度為定值,不需納入平衡常數式中,Kc = [CH3OH(g)] 13. 若 A + B C Kc = 4 講 P.105 2A + D C Kc = 6 則 C + D 2B 之 Kc為多少? 答:0.375 解:2A + 2B 2C Kc = 16…… 2A + D C Kc = 6…… 由式  式得 C + D  2B 之 c 6 0.375 16   K 14. 600 C,2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g),Kc = 4.5 M1。今取一些 SO3(g) 於 1 升容器內,令其達到平衡時, 內含 2 mol O2(g)。則原來放進多少 mol 的 SO3(g)? 講 P.107 答:16 mol 解: 2(g) 2(g) 3(g) 2SO O 2SO 2 2 2 2 2      初 初 初 初 x x   2 c 2 ( 4) 4.5 4 2     x K ,x = 16(mol) 15. 某特定濃度的化合物 A,在定溫時有 30%解離成 B 與 C,其反應式如下: A(g) 2B(g) + 3C(g)。在同一溫度下,若初時有 4 mol B(g) 和 6 mol C(g) 存在,則達平衡時,混合物的 總莫耳數為多少? 講 P.107 綜 答:4.4 mol 解: (g) (g) (g) A 2B 3C 0 4 6 mol 2 0 0 A 2(1 0.3) 1.4 2 2 0.3 1.2 3 2 0.3 1.8 A 30% B C           初 初 初 初 初 初 初 初 初 初 初 初 初 初 初 初 初 初 初 初 初 初 初 初 初 初 初 故平衡時總莫耳數 = 1.4 + 1.2 + 1.8 = 4.4(mol) 16. 在 25 C 時,於某真空密閉容器內,置入 0.5 M 的氣體 Z,其分解反應產 生 X、Y 氣體。在固定體積下測得容器中各物種的濃度與反應時間的關係 如右圖,求下列各題: (1)寫出本反應的反應式並平衡之。 (2)寫出本反應的平衡常數(Kc)的值。 答:(1) 2Z → X + 3Y (2) 4.32 解:(1)由圖中濃度變化知 Z 消耗 0.4 M,X 增加 0.2 M,Y 增加 0.6 M,所以 反應過程中 Z 與 X、Y 的 濃度變化量比為 0.4:0.2:0.6 = 2:1:3 = 平衡反應式中的係數比。 (2)其 3 3 c 2 2 [X][Y] 0.2 0.6 4.32 [Z] 0.1     K 17. 25 C 時,反應:ClF3(g) ClF(g) + F2(g) 之 Kc = 8.77  1014,則 ClF3與 F2之混合物[ClF3] = 2.50 M, [F2] = 1.00 M,則最後達平衡時,[ClF]為多少? 講 P.109 綜 答:2.2  1013 M

(15)

解:Kc值極小,向右的反應量很小,計算時可忽略不計! 3(g) (g) 2(g) ClF ClF F 2.50 0 1.00 2.50 1.00 2.50 1.00          初 初 初 初 初 初 初 初 初 初 初 x x x x x x 14 c 1.00 8.77 10 2.50    x   K  ∴x = 2.2  1013(M)= [ClF] 18. 在 1 atm、273 C,測得平衡系 PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g) 之密度為 2.48 g/L,則此反應之 Kp值為? (已知 PCl5的分子量為 208.5) 講 P.110 綜 答:3.43 解:由 PM = dRT,1  M = 2.48  0.082  546,平均分子量為 111 設 PCl5原有 a mol,解離度 α 5(g) 3(g) 2(g) PCl PCl Cl (1 )      初 初 初 初 a a a a  氣體總莫耳數 = a(1 + α),分壓 = 總壓  莫耳分率PCl5 1 1 1       P , 3 2 PCl Cl 1 1 P P        平均分子量 = 初 初 初 初 初 初 , 208.5 208.5 111 (1 ) 1       a a  即 α = 0.88 故 3 2 5 2 PCl Cl p 2 p PCl 1 1 3.43 1 1 1                 P P K K P atm

(16)

3-3 影響平衡常數的因素

濃度對平衡狀態的影響

下列各物系已達平衡,加入括號中的試劑後,何者平衡向右移動?(多選) (A) C2H6(g) C2H4(g) + H2(g)(加入 H2(g))

(B) Fe3+

(aq) + SCN(aq) FeSCN2+(aq)(加入 FeCl3(s))

(C) Ag2CrO4(s) 2Ag+(aq) + CrO42(aq)(加入水)

(D) Cr2O72(aq) + H2O(l) 2CrO42(aq) + 2H+(aq)(加入 Ba(NO3)2(s))

(E) Cu2+

(aq) + 4NH3(aq) Cu(NH3)42+(aq)(加入 HCl(aq))。

答:(B)(C)(D)

解:(A)加入 H2(g) 後,物系中[H2]變大,平衡會往降低[H2]的方向移動,故反應向左 (B)加入 FeCl3(s) 後,溶液中[Fe3+]變大,平衡會往降低[Fe3+]的方向移動,故反應向右 (C)加入水後,溶液中[Ag+]和[CrO

42]變小,平衡會往增加[Ag+]和[CrO42]的方向移動,故反應向 右

(D)加入 Ba(NO3)2(s) 後,會發生下列反應:Ba2+(aq) + CrO42(aq) → BaCrO4(s),溶液中[CrO42] 變 小,平衡會往增加[CrO42]的方向移動,故反應向右

(E)加入 HCl(aq) 後,會發生下列反應:H+(aq) + NH3(aq) → NH4+(aq),溶液中[NH3]變小,平衡會往增 加[NH3]的方向移動,故反應向左。

在 PbSO4(s) + H+(aq) Pb2+(aq) + HSO4(aq) 平衡中,下列何項措施不會使平衡移動?

(A)加 PbSO4(s) (B)加 HCl(g) (C)加 NH3(aq) (D)加 Pb(NO3)2(s) (E)加 NaHSO4(s)。

答:(A)

解:(A)加入 PbSO4(s)(未出現於 Kc中),平衡不移動 (B)加入 HCl(g),溶解後 H+ 濃度增加,使平衡 右移 (C)加入 NH3(aq),可與 H+ 反應,使平衡左移 (D)加入 Pb(NO3)2(s),溶解後 Pb2+ 濃度增加, 使平衡左移 (E)加入 NaHSO4(s),溶解後 HSO4 濃度增加,使平衡左移。

壓力對平衡狀態的影響

下列反應已達平衡,哪些會在溫度固定、反應容器的體積減半時,向右移動?(多選) (A) 2H2S(g) 2H2(g) + S2(g) (B) CO(g) + Cl2(g) COCl2(g)

(C) CaO(s) + 3C(s) CaC2(s) + CO(g) (D) SO2(g) + NO2(g) SO3(g) + NO(g)

(E) CO2(g) + NaOH(s) NaHCO3(s)。 94 指考

答:(B)(E) 解:縮小體積,平衡向氣體莫耳數減少的一方移動。 綜 反應 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) 平衡系,若增大容器體積,則定溫時: (A)平衡不受影響 (B)正向速率減小 (C) SO2(g) 莫耳數減小 (D) O2(g) 濃度增加。 答:(B) 解:增大容器體積,平衡向左,SO 莫耳數增加,但各物質濃度皆變小,正、逆反應速率也變小。

(17)

C2(mol/L),則 2 1 C C 的大小順序為? (甲) PCl5(g) PCl3(g)+ Cl2(g) (乙) H2O(l) H O2 (g) (丙) H2(g) + Cl2(g) 2HCl(g) (丁) 2NO(g) + O2(g) 2NO2(g) (A)甲 > 乙 > 丙 > 丁 (B)丙 > 丁 > 甲 > 乙 (C)丁 > 丙 > 甲 > 乙 (D)丁 > 甲 > 乙 > 丙。 答:(C) 解:物系體積減半,濃度瞬間倍增,壓力加大,平衡向氣體莫耳數減少的一方移動。 (甲)平衡向左,1 < 2 1 C C < 2 (乙)維持飽和, 2 1 1  C C (丙)平衡不動, 2 1 2  C C  (丁)平衡向右, 2 1 2  C C 故丁 > 丙 > 甲 > 乙

下列平衡系統中 CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g),僅含有足量的 CaCO3(s)、CaO(s) 及 CO2(g)。原壓力為 P,體積

為 V,在 t0時間,容器體積減半為1 2V ,並維持為 1 2V 。若固體所占可忽略,且溫度維持不變,則此 系統壓力與時間的關係為: (A)  (B)  (C)  (D) 答:(B) 解:CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) Kp = P = 定值 當容器體積減半,平衡變動前壓力變為 2P,平衡過程中反應向左移,壓力遞減,最後壓力回復 成 P 時,維持平衡狀態。

溫度對平衡狀態的影響

下列何項反應會因加熱而增大平衡常數?(多選) (A) H2O(l) H2O(g) (B) CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g)

(C) N2O4(g) 2NO2(g) (D) H2O(l) H+(aq) + OH(aq)

(E) H2(g) + Cl2(g) 2HCl(g) + 熱。

答:(A)(B)(C)(D)

解:升溫時,若平衡向右移動,則平衡常數變大,故選正向反應是吸熱反應者。

(A)物質汽化需吸熱 (B)灰石強熱始可反應,故為吸熱反應 (C)本反應只斷一個化學鍵,而斷 鍵需吸熱 (D)水的解離為吸熱反應。

(18)

下列反應於室溫下達平衡時,若將物系溫度下降,何者平衡反應向左?(多選) (A) N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) + 熱量 (B) N2(g) + O2(g) + 熱量 2NO(g)

(C) CO2(g) CO2(aq) + 熱量 (D) H2O(l) + 熱量 H+(aq) + OH(aq)

(E) CH3OH(g)  熱量  CO(g)2H2(g)。 答:(B)(D)(E) 解:(A)(C)平衡向右移動 (B)(D)(E)平衡向左移動。

溫度及壓力對平衡狀態的影響

綜 在 N2O4(g) 2NO2(g) 平衡系中,下列何項措施可使新平衡系顏色較原來深,而且 N2O4(g) 解離百分率較 原來小? (A)升高溫度 (B)擴大反應容器體積 (C)定溫定容下通入鈍氣 (D)定溫下加壓。 答:(D) 解:熱 + N2O4(g)(無色) 2NO2(g)(紅棕色) (A)升溫,系統熱量增多,平衡向右,顏色變深,N2O4(g) 解離度↑ (B)擴大體積,平衡向右,N2O4(g) 解離度↑,但達新平衡時,[N2O4]、[NO2]皆比原來小,顏色變 淺 (C)定溫定容加鈍氣,體積不變,平衡不移動,[N2O4]、[NO2]皆不變,顏色深淺不變 (D)定溫下加壓,平衡向左,N2O4(g) 解離度↓,但達新平衡時,[N2O4]、[NO2]皆比原來大,顏色 變深。 綜

CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) ΔH > 0,平衡系中加入何項處理,可使[CO2]變小?

(A)通入少量 CO2(g) (B)加入 CaO(s) 而使平衡再度達成 (C)降低溫度 (D)定溫定容下通入 He 使總壓

增大 (E)定溫定壓下加入 He(假設 CaCO3(s) 足量)。

答:(C)

解:CaCO3(s) + 熱 CaO(s) + CO2(g) Kc = [CO2] = 定值

(A)通入 CO2(g),平衡向左,但定溫下,Kc = [CO2] = 定值 ∴達新平衡時,[CO2]不變 (B)加入 CaO(s) 固體,平衡不動,[CO2]不變

(C)降溫,系統熱量減少,平衡向左,[CO2]變小

(D)定溫通入 He,不發生反應,體積不變,平衡不移動,[CO2]不變

(E)定溫定壓下加入 He,平衡向右,但定溫下,Kc = [CO2] = 定值 ∴達新平衡時,[CO2]不變

平衡狀態改變的因素探討

綜 反應:H2(g) + I2(g) 2HI(g) + 熱,反應速率與時間之關係圖如右(R1、R1'代表 正反應速率;R2、R2'代表逆反應速率),則在 t1時間時,反應速率可能如圖 改變之因素為:(多選) (A)升高溫度 (B)加入催化劑 (C)擴大容器體積 (D)加入 H2 (E)壓縮容器 體積。 答:(B)(E) 解:圖中R 、R 等量變大,平衡不移動。反應:H逆 2(g) + I2(g) 2HI(g) + 熱 (A)升溫,速率 R↑,熱量增多,平衡向左,即R ' R ' ,速率變化圖應為下圖(一)正  逆

(19)

(D)加入 H2,速率R ↑,向右移動,速率變化圖應為下圖(四)正 (E)壓縮容器體積:因反應式左右係數和相等,故速率R 、R 等量變大,平衡不移動,速率變逆 化圖應為下圖(五)         在 H2(g) + I2(g) 2HI(g) + 17 kJ 平衡系中,以虛線畫出 HI 生成量-時間變化圖如 右。今下列何項措施,可使 HI 生成量-時間的變化圖如實線描述? (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。 答:(B) 解:由圖可知:(1)達平衡時間變長,知反應速率慢;(2)產物量增加,表示平 衡向右移。此反應為放熱反應,降溫,速率變慢,利於向右,產物量增加,故選(B)。

勒沙特列原理的應用-哈柏法製氨

綜 工業上以哈柏法製氨,在不同溫度下,平衡系中氨的莫耳含量(%)與 總壓力的關係圖如右,下列敘述何者正確? (A)氨的生成反應是吸熱反應 (B)高溫下,平衡往生成氨氣的方向移動 (C)氨生成反應的平衡常數隨著溫度之上升而減小 (D)降低總壓力,可 增加氨的產率 (E)將 1 莫耳氮氣和 3 莫耳氫氣混合,在 200 C 和 1000 大氣壓時通過鐵觸媒,可完全反應,生成 2 莫耳的氨。 答:(C) 解:(A)(B)由圖中溫度升高時,NH3(g) 的莫耳含量百分率變小,可知高溫不利於氨的生成,即平衡系 可表示為 N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) + 熱,氨的生成為放熱反應 (C)平衡系 N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) + 熱,溫度上升時,反應利於向左,故平衡常數變小 (D)降低總壓力,平衡會向反應式中氣體係 數和較大的一方移動,即平衡向左移動,氨的產率降低 (E)此為可逆反應,難以 100%完全反 應,故無法生成 2 莫耳 NH3。 aA(g) + bB(g) cC(g) + Q kJ,此反應於不同溫度壓力時,C 之平衡濃度百 分比如右圖所示,則下列何項正確? (A) a + b > c,Q > 0 (B) a + b > c,Q < 0 (C) a + b < c,Q > 0 (D) a + b < c,Q < 0。 答:(B) 解:由圖:(1)壓力↑,[C]百分比↑,知:加壓,平衡右移(平衡向氣 體莫耳數減少的一方移動),故 a + b > c (2)定壓下,溫度↑,[C]百分比↑,知:升溫,平衡 右移,即向右吸熱,熱 + aA(g) + bB(g) cC(g),故 aA(g) + bB(g) cC(g) + Q kJ,Q < 0

勒沙特列原理綜合因素

歷 11 綜

(20)

別為正、逆反應速率)   (A) ΔH > 0,且 a + b > d + e (B) ΔH > 0,且 a + b < d + e (C) ΔH < 0,且 a + b > d + e (D) ΔH < 0,且 a + b < d + e。 答:(C) 解:升溫,熱量多,R 'R ' ,平衡向左,知此為放熱反應 ΔH < 0;加壓, R 'R ' ,平衡向右, 知 a + b > d + e。 一吸熱反應 aA(g) + bB(g) + Q kJ cC(g) 達平衡,如溫度驟然上升,則由舊平衡移向新平衡狀態,在此 過程中反應速率對時間(如圖虛線間區所示)的關係圖示何者正確?(R1、R2表示正、逆反應速率) (A)  (B)  (C)  (D) 答:(B) 解:升溫,速率 R↑,熱量多,平衡向右,即R '正 R ' ,故速率變化圖應為(B)。

一、單一選擇題

D 1. 可逆反應:aA(g) + bB(g) cC(g) + Q kJ,產物 C(g) 的體積百分率與溫 度的關係如右圖,下列敘述何項正確? (A) a + b > c,Q < 0 (B) a + b < c,Q < 0 (C) a + b < c,Q > 0 (D) a + b > c,Q > 0。講 P.125 綜 由附圖:(1)定溫時,壓力↑,C 的體積百分率↑,可知:加壓,平衡右移,故 a + b > c (2)定壓下,溫度↑,C 的體積百分率↓,知:升溫,平衡左移,故 Q > 0。 B 2. 平衡系 CaCO3(s) + 熱 CaO(s) + CO2(g) 壓力對時間的變化如右圖。則 在 t0時間對平衡系統所施加之破壞平衡的因素可能為下列何者?  (A)體積加倍 (B)體積減半 (C)升高溫度 (D)降低溫度 (E)加入 CaO(s)。 講 P.115~120 圖中壓力瞬間加倍,但達平衡時仍回復原來之壓力,可知溫度不 變,平衡常數Kp= PCO2= 定值,故應是體積減半造成的變化。 D 3. 在 2HI(g) H2(g) + I2(g) 之平衡系中,壓縮容器體積,則: (A)氣體之總壓力不變 (B)各 成分氣體之分壓不變 (C) HI 之平衡濃度增加最快 (D)氣體之總莫耳數不變。 講 P.118

(21)

(A)加 AgNO3,[Ag ]↑,平衡左移 (B)加水,平衡右移,但達新平衡時[Ag ]不變,仍飽 和 (C)加固體不影響平衡 (D)升溫,平衡右移,溶解度變大,且[Ag+]增大。 A 5. 設反應:A(g) + B(g) + Q kcal AB(g) 之正反應速率常數為 k1,逆反應速率常數為 k2,平衡 常數為 K(設此反應為一步驟反應)。下列有關各種因素對平衡常數、速率常數的影響之 敘述,何者錯誤? (A)加入催化劑,k1、k2、K 均不變 (B)定溫下壓縮容器體 積,k1 、k2 、K 均不變 (C)當平衡時,再加入 AB(g),則 k1、k2、K 均不變 (D)溫度升 高,k1、k2、K 均變大 (E) 1 2  k K k 。 講 P.115~P.122 (A)加入催化劑,平衡不動,R 、R 、速率常數 k逆 1、k2皆等量變大,但定溫 K 值不變 (B)定溫,K 值不變,壓縮體積,濃度↑,速率↑,但速率常數 k1、k2不變 (C)當平衡時,再加入產物 AB(g),則R 變大,平衡向左,但定溫,k逆 1、k2、K 均不變 (D)升溫,熱量多,平衡向右,R '正 R ' ,速率常數 k逆 1' > k2',即 k1 → mk1,k2 → nk2, 且 m > n > 1,故 1 2  k ' K k ' 亦變大

(E)若為一步驟反應,則R正k1[A][B],R逆k2[AB],平衡時,R正R ,k逆 1[A][B] =

k2[AB]  ∴平衡常數 1 2 [AB] [A][B]  kK k

二、多重選擇題

AD 6. 下列各物系,哪些會因壓縮而平衡向左移動? (A) 4NH3(g) + 5O2(g) 4NO(g) + 6H2O(g)  (B) PCl3(g) + Cl2(g) PCl5(g) (C) H2(g) + I2(g) 2HI(g) (D) H2O(l) H2O(g) (E) Fe3O4(s) + 4H2(g) 3Fe(s) + 4H2O(g)。 講 P.117 縮小體積,平衡向氣體莫耳數減少的一方移動。 BCD 7. 已知 SO2(g) + 1 2O2(g) SO3(g) ΔH < 0 下列哪些措施可使其平衡左移? (A)降溫 (B)升 溫 (C)加入 SO3(g) (D)加入 He(壓力及溫度不變) (E)加入 He,體積溫度不變。 講 P.115~P.120 (A)右移 (E)體積不變,各物濃度不變,平衡不移動。 DE 8. 在 N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) + 熱的平衡中,下列哪些措施可使 NH3(g) 平衡濃度增大? (A) 加催化劑 (B)定壓下加 He (C)定容加 He (D)加壓 (E)降溫。 講 P.115~P.120 (A)加催化劑不影響平衡,[NH3]不變 (B)定壓下加 He,即擴大體積,平衡向左,[NH3] 變小 (C)定溫定容加鈍氣,不反應,體積不變,平衡不動,[NH3]不變 (D)定溫下加 壓,平衡向右,[NH3]變大 (E)降溫,熱量少,平衡向右,[NH3]變大。

ACE 9. 外加下列哪些( )中的因素能使平衡右移? (A) AgCl(s) Ag+(aq) + Cl(aq)(加氨水)

(B) CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g)(加 CaCO3(s)) (C) N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) + 90 kJ(定溫

下,縮小體積) (D)同(C)反應式(加入鐵粉催化劑) (E)同(C)反應式(降低反應溫

度)。 講 P.115~P.122

(A)加氨水生成 Ag(NH3)2+,[Ag+]↓,平衡右移 (B)加固體不影響平衡 (C)縮小體積, 平衡向氣體莫耳數減少的一方移動 (D)加催化劑不影響平衡 (E)降溫,熱量少,平衡 向右方移動。

BE 10. 在一密閉容器內進行某熱化學反應:aA(g) + bB(g) cC(g) + dD(g)

+ Q kcal,其反應過程,如右圖所示,圖中 E1、E2、E3皆為正

(22)

大,發現反應有利於 C、D 生成,則反應式係數:a + b < c + d。 講 P.117~P.122 (A) ΔH = E1  E2 (B)此吸熱反應,ΔH = E3 > 0 ∴反應式中的 Q < 0,故 Q = E3 (C)此 吸熱反應,加熱利於向右 (D)加催化劑,會使 E1、E2改變,但不改變反應熱 E3 (E)體 積擴大,平衡向氣體莫耳數增加的一方移動,故 a + b < c + d ACDE 11. 下列有關平衡系:Fe3+

(aq)(黃色)+ SCN(aq)(無色) FeSCN2+(aq)(血紅色)之敘述,

哪些正確? (A)加純水,平衡向左移動 (B)加入 NaOH 固體,對平衡無影響 (C)加入 Fe(NO3)3晶體,溶液之紅色加深 (D)加入 KSCN 晶體,溶液之顏色加深 (E)加入純 水,Fe3+ 和 SCN之莫耳數增加。 講 P.115 (A) 2 3 [FeSCN ] [Fe ][SCN ]     K ,加水,其商反而加大(分母變小得比分子變小多),故平衡向左 移動 (B)加 NaOH,生成 Fe(OH)3(s),用去 Fe3+,[Fe3+]↓,故平衡向左進行 (C)(D)加 Fe3+、SCN,平衡向右,[FeSCN2+

(aq)]↑,故溶液之紅色加深。

AB 12. 有關下列平衡系的說明,哪些敘述正確? (A) 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g),定容下加入氦

氣,則平衡系不移動 (B) BaCrO4(s) Ba2+(aq) + CrO42(aq),加入少量強酸,BaCrO4(s) 溶解

度增加 (C) N2O4(g) 2NO2(g),對系統加熱,則平衡向左移,顏色變淡 (D) Fe3+(aq) +

SCN

(aq) FeSCN2+(aq),加入蒸餾水,則平衡向右移,顏色變深 (E) CaCO3(s) CaO(s) +

CO2(g),壓縮反應系體積,平衡向左移,平衡常數變小。 講 P.115~P.120

(B)加酸,用去 CrO42(aq),反應:2CrO42(aq) + 2H+(aq) Cr2O72(aq) + H2O(l),[CrO42]↓,故 BaCrO4(s) 繼續溶解 (C) N2O4(g)(無色)+ 熱 2NO2(g)(紅棕色)加熱,平衡右移,顏 色變深 (D)加水,平衡左移,[FeSCN2+]↓,顏色變淺 (E)壓縮體積,平衡左移,但定 溫下,Kp PCO2 定值。 AC 13. 下列哪些措施可使 N2O4(g) 2NO2(g) ΔH > 0 之平衡中紅棕色加深? (A)加壓 (B)定壓 加入氦氣 (C)定容加入 N2O4(g) (D)降溫 (E)定溫膨脹。 講 P.115~P.120 熱 + N2O4(g)(無色) 2NO2(g)(紅棕色) (A)定溫加壓,平衡向左,達新平衡時, [N2O4]、[NO2]皆比原來大,顏色變深 (B)定壓加 He,即擴大體積,平衡向右,達新平衡 時,[N2O4]、[NO2]皆比原來小,顏色變淺 (C)定溫定容加 N2O4,平衡向右,顏色變深  (D)降溫,熱量少,平衡向左,顏色變淺 (E)定溫擴大體積,與(B)同。

三、非選擇題

14. 在 N2O4(g)(無色)+ 熱 2NO2(g)(紅棕色)平衡系,就各種狀況,完成下表: 初改變之速率變化 達新平衡時的濃度變化 平衡移動方向 平衡常數K 改變因素 RR逆 [N2O4] [NO2] 顏色 總壓 1 加[N2O4] ↑ ╳ ↑ ↑ ↑ ↑ → ╳ 2 加[NO2] ╳ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ← ╳ 3 減[N2O4] ↓ ╳ ↓ ↓ ↓ ↓ ← ╳ 4 減[NO2] ╳ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ → ╳ 5 加壓 ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ← ╳ 6 減壓 ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ → ╳ 7 定容加 He ╳ ╳ ╳ ╳ ╳ ↑ ╳ ╳ 8 定壓加 He ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ╳ → ╳ 9 升溫 ↑ ↑ ↓ ↑ ↑ ↑ → ↑

(23)

1 ↑ ╳ ↑ ↑ ↑ ↑ → ╳ 2 ╳ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ← ╳ 3 ↓ ╳ ↓ ↓ ↓ ↓ ← ╳ 4 ╳ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ → ╳ 5 ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ← ╳ 6 ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ → ╳ 7 ╳ ╳ ╳ ╳ ╳ ↑ ╳ ╳ 8 ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ╳ → ╳ 9 ↑ ↑ ↓ ↑ ↑ ↑ → ↑ 10 ↓ ↓ ↑ ↓ ↓ ↓ ← ↓

數據

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參考文獻

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