第四章
化學平衡
4-1 平衡狀態 一.化學反應的類型： 1.不可逆反應：該化學反應只朝一個反應方向進行，此種反應即是。如， 2H2(g) O2(g) 2H2O(g) C(g)O2(g)CO2(g) 2.可逆反應：大部分化學反應，當其發生反應時，不但反應物粒子互相碰撞發生正向 反應，同時間生成物粒子也會相互碰撞而發生逆向反應，此種正、逆反應同時進行 的反應，即是，通常以 表示。如，N2(g) 3H2(g) 2NH3(g)。 二.化學平衡： 1.定義：若一化學反應為可逆反應，當其正反應與逆反應的反應速率相等時，即可稱 之為達到化學平衡。 2.巨觀觀點： (1)必須是一密閉系統，且一切巨觀的性質(濃度、顏色、壓力、、、)均不再改變。 (2)各物種濃度(分壓)代入平衡常數式中，必須符合平衡常數。 3.微觀觀點： (1)達平衡時，反應並未停止，仍持續進行。 (2)達平衡時，以動力學而言，正逆反應速率要相等。 4.性質： (1)達化學平衡時，反應物與生成物的濃度會維持不變。 (2)反應須於密閉系統、且定溫下進行，才可能達化學平衡。 (3)平衡時是一動態平衡，反應並未停止，仍持續進行。 (4)平衡的達成與反應途徑無關。 (5)正逆反應速率變化圖，如圖4 所示。 1 (6)加入催化劑，只能改變達到平衡時間，無法改變平衡狀態。 3.平衡系狀態方程式無法得知： (1)平衡時物種的濃度(須由實驗測得)。 (2)達平衡時的速率(與反應物的本性有關)。 (3)反應機構(須由實驗測得)。 (4)由哪一個方向達成平衡。 圖4 反應速率變化圖 圖1 4 濃度變化圖2三.平衡動力論：以化學反應AB C 為例。 1.反應速率變化：定溫下，將 A 與 B 混合於密閉容器中，反應向生成物一方進行； 此時因為 A 、 B 的濃度逐漸減少，所以正反應速率也隨之逐漸下降，但生成物C 的濃度則逐漸增加，故其逆反應的反應速率則隨之增加；直到兩反應速率一樣時， 則達成平衡，如圖4 所示。1 2.濃度變化：因為 A 、 B 為反應物，因此一開始反應，其濃度會逐漸減少，而生成物 C的濃度則逐漸增加，當達平衡時三者的濃度則維持不變，但三者的濃度則沒有 一定的比例關係。如圖4 所示。 2 1.欲觀察定溫、定容下的反應，H2(g) I2(g) 2HI(g)是否達平衡，可由下列哪種性質 不變而得知 (A)密度 (B)顏色 (C)總質量 (D)總壓力。 2.下列各選項中，屬於化學平衡特性的有 (A)正逆反應速率相等 (B)正逆反應速率常數 相等 (C)反應物與產物濃度相等 (D)正逆反應均停止 (E)巨視性質不變。 3.於密閉系統中，當反應到達平衡時，該系統 (A)反應必為可逆反應 (B)總壓力不變 (C) 每一點的溫度相同 (D)正向和逆向反應皆停止 (E)產物和反應物的濃度皆不再改變。 4.室溫下，已知某化學反應已達到平衡，則下列各項敘述中，正確的是 (A)正向反應與 逆向反應之速率相同 (B)反應物與生成物之濃度相同 (C)反應物完全變為生成物 (D) 正向反應及逆向反應均停止。 5.於在下列各項敘述中，屬於化學反應達成平衡所需條件的是 (A)反應物失去它們的活 性 (B)正反兩方向的反應具有相等的速率 (C)正反兩方向的反應完全停止 (D)反應物 和產物的濃度相等 (E)產物的總質量和反應物的總質量相等。
6.下列哪些是化學反應達平衡狀態所須具備的條件？ (A)溫度固定 (B)反應物濃度等於 生成物濃度 (C)反應物與生成物的濃度維持一定 (D)反應系統之總質量固定 (E)正反 應速率等於逆反應速率。 7.下列各項敘述中，可以說明反應已達平衡的是 (A)反應已停止 (B)反應物濃度等於生 成物濃度 (C)正反應速率等於逆反應速率 (D)各成分物質濃度不在改變 (E)物系的溫 度不再改變。 8.影響化學平衡狀態的因素有： (A)濃度 (B)壓力 (C)溫度 (D)催化劑 (E)改變活 化能。 9.定溫下，就N2O4(g) 2NO2(g)而言，下列各組初濃度的配對中，達平衡時的狀態會 完全相同的有哪些？ 甲 乙 丙 丁 戊 ] [N2O4 0.04 0 0.02 0.03 0.01 ] [NO2 0 0.08 0.04 0.02 0.06 10.反應CO(g)NO2(g) CO2(g) NO(g)為一可逆反應，則由下列各選項中，可知道該 反應已達平衡的有 (A)總壓力不變 (B)顏色不變 (C)總質量不變 (D)總莫耳數不變 (E) ) ( 2 g NO 分壓一定。 11.下列各平衡系統中，屬於異相平衡的是 (A)N2O4(g) 2NO2(g) (B)N2(g) 3H2(g)
) ( 3 2NH g (C) ( ) 2 ) ( 4 2 2CrO aq H aq 2 2 () ) ( 7 2O aq H Ol Cr (D)CaCO3 s( ) ) ( 2 ) (s CO g CaO 。 12.反應N2(g) 3H2(g) 2NH3(g)，於達平衡時，不必然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)濃度比[N2]：[H2]：[NH3]＝ 1：3：2 (D)各物種莫耳數不變。 <Homework 4-1> 1.在下列各項中，哪一項是一種化學反應達成平衡所需的條件？ (A)反應物失去它們的 活性 (B)正反方向的反應具有相等的速率 (C)正反兩方向的反應完全停止 (D)反應物和 產物的濃度相等 (E)產物的總質量和反應物的總質量相等。(B) 2.定溫下，反應aA( )g bB( )g cC( )g dD( )g 達平衡，則下列敘述中，正確的有 (A)正向反 應速率與逆向反應速率相等 (B)[ ] [ ] [ ] [ ]A B C D (C)[ ] [ ] [ ] [ ]A B C D (D)正向反 應與逆向反應均已停止。(A) 3.下列各項反應中，哪一個反應不屬於可逆反應？ (A)黃色的鉻酸鉀溶液，滴入少許鹽 酸後變橙色 (B)煤氣燃燒 (C)哈柏法製氨 (D)硝酸鋇與鉻酸鉀產生鉻酸鋇沈澱。(B) 4.已知，化學反應H2( )g I2( )g 2HI( )g ，若反應前[H2] [ ] I2 ，則該反應達平衡時，其 濃度與時間的正確關係圖是(表示反應速率、t代表時間)(B) (A) (B) (C) (D)
5.下列各項敘述中，不是可逆反應特性的是 (A)在密閉系中進行反應 (B)反應系中各物 種均存在 (C)反應物的總質量等於生成物的總質量 (D)正逆反應可同時進行。(C) 6.下列各種組合中，無法達到A B C D 平衡的是 (A)A和B (B)C和D (C)A和C (D)A、B、C和D。(C) 7.於反應2SO2O22SO3達到平衡後，再於反應容器中加入含氧同位素 18 8O的氧氣， 經過一段時間後，18 8O原子會存在哪些物質中？ (A)O2 (B)SO3 (C)O2和SO3 (D)O2、 2 SO 和SO3。(D) 8.下列有關化學平衡的敘述中，錯誤的是 (A)同一個化學平衡之達成與其狀況有關，但 與反應方向無關 (B)平衡時各物質之莫耳數一定，且莫耳數比與其係數比相等 (C)平 衡是其巨觀量形成靜態平衡 (D)其微觀量之動力性形成可逆且等速進行反應。(B) 9.在定溫時，下列何種狀態不屬於平衡狀態？ (A)密閉保特瓶中有半瓶水及水蒸氣 (B) 石門水庫的水位保持不變 (C)飽和碘酒溶液中添加固態碘 (D)製造氨氣反應瓶內壓力 保持不變。(B) 4-2 平衡常數 一.平衡常數： 1.定義：對於一個可逆反應而言，將生成物各物質濃度係數次方的乘積除以反應物各 物質濃度係數次方的乘積，所得之商數，即是平衡常數。 2.表示法：已知，反應方程式為aAbB cCdD，則平衡常數(Kc)的表示如下， b a d c c B A D C K ] [ ] [ ] [ ] [ ，其中[ A]、[B]、[C]、[D]，分別代表平衡時反應物與生成物的 濃度。 3.種類：以上述反應為例，平衡常數可分成下列兩種： (1)濃度平衡常數(Kc)：適用於汽相或液相的平衡系統，以體積莫耳濃度(CM)來表 示。如， a b d c c B A D C K ] [ ] [ ] [ ] [ 。 (2)壓力平衡常數(Kp)：僅適用於汽相的平衡系統，以分壓來表示方程式中各成分 的濃度。如， b B a A d D c C p P P P P K ] [ ] [ ] [ ] [ 。 (3)Kc與Kp的關係： n c p K RT K ( ) ，其中n(cd)(ab)生成物的係數 和-反應物的係數和。 4.單位： (1) n p atm K ( ) 或(mmHg)n。 (2) n c M K 。
5.注意事項： (1)溶液中的反應，一般而言，溶質的濃度不大時，溶劑的濃度大都維持一定。故反應 中的溶劑濃度，通常不出現於平衡常數的式子中。如， a. ) ( 2 ) ( 4 2 2CrO aq H aq 2 2 () ) ( 7 2O aq H Ol Cr ，其 2 2 2 4 2 7 2 ] [ ] [ ] [ H CrO O Cr Kc 。 b.乙酸與乙醇的酯化反應，CH3COOH C2H5OH CH3COOC2H5 H2O，其 ] ][ [ ] [ 5 2 3 5 2 3 OH H C COOH CH H COOC CH Kc 。 (2)化學反應中，固體濃度為一常數，故於平衡常數中，亦不表示出，如 a.Cu(s) 2Ag(aq) 2 ) ( ) ( 2Ag s Cuaq ，其 2 2 ] [ ] [ Ag Cu Kc 。 b.CaCO3 s( ) CaO( )s CO2( )g ，其Kc [CO2]。 (3)若反應方程式中，有液態純物質時，其濃度亦視為定值，不表示於平衡常數中， 如 a.CO2(g) H2(g) CO(g) H2O(l)，其 ] ][ [ ] [ 2 2 H CO CO Kc 。 b.H2O(l) H2O(g)，其Kc [H2O(g)]。 6.用途： (1)預測反應的程度： a.當反應的平衡常數愈大，表反應達平衡時，反應物大部分轉變成生成物；換句話 說，反應趨勢比較趨向於生成物進行。 b.當反應的平衡常數愈小，表反應達平衡時，反應物只有小部分轉變成生成物；換 句話說，反應趨勢比較趨向於反應物進行。 c.平衡常數的大小與反應速率無關，因此無法預測反應速率的快慢。 d.當平衡常數大於1，表示反應較易向生成物進行；反之若小於 1則較易向反應物 進行。 (2)預測反應進行的方向：假設反應商數(Q)是於定溫下，反應aAbB cCdD尚 未達平衡時，反應物與生成物的濃度比值，如下所示，Q a b d c B A D C ] [ ] [ ] [ ] [ 。 a.若Q Kc，則表示生成物濃度太高，故反應逆向進行，直到Q Kc才會平衡。 b.若QKc，則表示反應物濃度太高，故反應正向進行，直到Q Kc才會平衡。 c.若Q Kc，則表示反應已達平衡。 1.試寫出下列各反應之平衡常數(Kc)的表示法： (1) 2 ) ( 3 ) (s 2SO aq AgBr 3 ( ) ) ( 2 3 2 ) (S O aq Braq Ag
(2)Zn(s) 2Ag(aq) 2 ( ) ) (aq 2Ag s Zn 2.於400oC 時，有反應 ) ( 2 ) ( 2 g 3H g N 2NH3(g)，其平衡常數K 1.64104atm2， 如改成以莫耳濃度(CM)為單位，則此溫度下的Kc ？ 3.已知，反應 A2(g) 3B2(g) 2AB3(g)，於727oC的分壓平衡常數為Kp，則其濃度 平衡常數Kc應等於 (A)Kp (B) p K 1 (C)(1000R)Kp (D) R Kp 2 ) 1000 ( 。 4.將COCl2 g( )置 於 一2 升容 器中 ， 並 加熱 使其 分解 成CO及Cl2； 今 達 平 衡 時 ， M COCl ] 4 [ 2 。 若 再 添 加COCl2 g( )氣 體 於 容 器 中 並 使 再 其 度 達 到 平 衡 ， 測 得 M COCl ] 16
[ 2 。問再度達到平衡時的[CO]與首次平衡時的[CO]的比值是 (A)1
(B)2 (C)3 (D)4 。
5.定溫下，反應AB C ，當反應系統中所加入的反應物濃度[ A]與[B]皆變成原 來的3 倍時，則其平衡常數為原來的多少倍？ (A)1 (B)3 (C)6 (D)9 倍。
6.下列各反應的正反應，於達平衡時最接近完全反應的是 (A)AgI( s) Ag(aq)I(aq)，Kc 1.51016
(B)CH3COOH(aq) CH3COO(aq) H(aq)，Kc 1.8105 (C)CaO(s) CO2(g) CaCO3(s) H(aq)，Kc 2.8102 (D) 3( ) 2 ) (aq 4NH aq Cu 2 ) ( 4 3) (NH aq Cu ， 2.01014 c K 7.已知，25oC 時，反應 ) ( 5 g PCl PCl3(g) Cl2(g)的Kp 0.20atm。今在一密閉容器中 通入PCl5 g( )，當反應達平衡時，系統的總壓為3.0atm，則PCl5 g( )的解離率是多 少？ 8.將6.0mol的氮氣與16.0mol的氫氣裝於一個 L2 的容器中。並將此混合物維持於 K 638 ，直到呈平衡。經分析得知，產生8.0mol的氨。則該溫度下，反應的Kc ？ 二.平衡常數與化學反應方程式的關係： 1.方程式逆向，平衡常數變成倒數： c c K K 1 。 2.方程式
n
倍，平衡常數則變成n
次方： n c c K K ( ) 。 3.方程式相加，則平衡常數相乘：Kc Kc1Kc2。 4.方程式相減，則平衡常數相除：Kc Kc1Kc2。 三.平衡常數與反應速率常數的關係：若反應方程式aAbB cCdD是一步驟完成反 應。 1. 正 反 應 速 率 ： r k [A]a[B]b 1 正 ， 逆 反 應 速 率 ：r逆 k2[C]c[D]d； 當 達 平 衡 時 逆 正 r r ，所以， ) ( ) ( ] [ ] [ ] [ ] [ 2 1 逆反應的速率常數 正反應的速率常數 k k B A D C K a b d c c 。 2.影響k1、k2、Kc的因素：(1)影響k1、k2 的因素，有反應物的種類、溫度、催化劑等。 (2)影響Kc的因素： a.催化劑：因為催化劑對速率常數是等量影響，故不會影響平衡常數。 b.溫度：溫度升高時，k1、k2 均會變大；溫度降低時，k1、k2均會變小。所以， (a)吸熱反應：溫度增加，平衡常數會變大；溫度下降，平衡常數會變小。 (b)放熱反應：溫度增加，平衡常數會變小；溫度下降，平衡常數會變大。 9.將足量的NH4Cl(s)置入一容積為123L的真空容器中，並加熱至500K，其反應方 程式如下，NH4Cl(s) NH3(g) HCl(g)，此時容器內的總壓為0.050atm。若溫度 維持不變，再加入NH4Cl(s)及NH3 g( )氨各0.10mol，過一陣子後，再度到達平衡 時，其總壓力大約是 (A)0.150 (B)0.140 (C)0.090 (D)0.060 atm。 10.若反應AB( g) A(g)B(g)的平衡系中，AB( g)的解離度為50%時，其平衡總壓為 (A)4Kp (B)3Kp (C)2Kp (D)Kp。 11.已知，反應Ag2CO3(s) 2Ag(aq) CO32(aq)、 ) ( 2 3) (NH aq Ag Ag(aq) 2NH3(aq) 的平 衡常數分別為
a
和b，則 Ag2CO3(s) 4NH3(aq) 2Ag(NH3)2(aq) CO32(aq)的平衡 常數Kc ？ 12.已知，1500oC時，反應 ) ( 2 ) ( 2 g CO g H H2O(g) CO(g)，Kc 4.0；2H2O(g) ) ( 2 ) ( 2 2H g O g ， Kc 5.01010M ， 求 C o 1500 時 反 應2CO(g) O2(g) 2CO2(g) 的平衡常數。13. 反 應 CaCO3 s( ) CaO(s) CO2(g)的 平 衡 常 數 K 1.16atm(800 C) o p 。 試 計 算 將 g 0 . 20 的碳酸鈣置於10.0L的真空容器中，加熱至800oC，而達到平衡時，則未 發生反應的碳酸鈣百分率是多少？ 14.已知，反應 A2 B 的平衡常數K 10，則下列有關此反應的敘述中，正確的是 (A) 平衡 時[B]為[ A]的10倍 (B) 平衡 時[ A]為[B]的10倍 (C) 平衡 時[B]為 2 ] [ A 的10倍(D)平衡時[ A]2為[B]的10倍。 15.將0.03mol的CO2 g( )與0.03mol的碳同置於1.64L的真空密閉容器中，加熱至 C o 727 進行反應，CO2(g) C(s) 2CO(g)，維持定溫下達平衡時，測得其混合氣 體的平均分子量為36，則 (1)此溫度之Kp ？ (2)欲使容器中的碳在平衡時剩 3 1 ，則反應前加入的CO2應改成多少莫耳？ 16.於某溫度時， HI 有20%會進行下列反應，2HI( )g H2( )g I2( )g 。若將0.5mol的 HI 於此溫度下置入容器中，當平衡時， (1)該反應之平衡常數是多少？ (2)混合物中所存在的各成分莫耳數是若干？
17.於25oC 時，5mol的 A 及5mol的 B 在體積 1 升之密閉容器中混合，反應達平衡 時，生成1mol的C 與1mol的 D ，則 (1)計算A(g)B(g) C(g) D(g)的平衡常數(Kc)。 (2)25oC 時，將莫耳數皆為4 莫耳的 A 、B 、C 、D 四種氣體混合於 1 升密閉容器中， 反應達平衡時 A 的濃度若干？ 18.某特定濃度的化合物A，在定溫時有20％解離，其反應式如下，2A( )g 3B( )g C( )g 。 在同一溫度下，若初時有1.5mol的B( )g 與0.5mol的C( )g 存在，則平衡時，混合物的 總莫耳數是多少？ 19.在定溫、定容下，何者可以判斷下列二反應皆已達平衡狀態？ (a)顏色不變(b)分壓不變(c)總壓不變(d)總質量不變(e)各物濃度不變(f)密度不變(g)總 莫耳數不變。 (甲)N O2 4( )g 2NO2( )g (乙)H2( )g I2( )g 2HI( )g
<Homework 4-2> 1.在一個定溫的密閉容器中進行下列反應，2NO2(g) N2O4(g)，達平衡時，則下列各 選項會維持不變的是 (A)氣體顏色的深度 (B)總質量 (C)總壓力 (D)個別氣體的分壓 (E) 總分子數。(ABCDE) 2.下列各種系統中，於短時間內仍為平衡狀態的有 (A)開口的水壺中水在沸騰，溫度維 持在100oC (B)水銀溫度計內部的汞蒸氣壓在定溫下為一固定值 (C)定溫下，一杯濃 度固定的石灰水，其內含部分未溶的石灰固體 (D)常溫下，在 L1 的純水中，有107 莫耳水分子解離為H 和 OH (E)常溫下暴露空氣中的一支鐵釘以一定的速率進行氧 化反應。(BCD) 3.定溫、定容下，置入1.0atm的PCl5，反應是PCl5 g( ) PCl3(g) Cl2(g)，當達平衡時
總壓變為1.5atm，則此反應之Kp是 (A)0.66 (B)0.50 (C)0.33 (D)0.20 atm。(B) 4.定溫下，氨之合成反應為N2(g) 3H2(g) 2NH3(g)，則下列關於Kc與Kp的關係式 中，正確的是 (A)Kc Kp 2 1 (B)K K (RT)2 p c (C) 2 ) ( K RT Kc p (D) ) (RT K Kc p 。(B) 5.下列因素中，會影響平衡常數大小的有 (A)催化劑 (B)容器體積 (C)反應的溫度 (D)反 應物及生成物的濃度 (E)溶劑的種類。(CE) 6. 於373K 時 ， 通 入0.5mol的 N2O4(g)於 體 積5L之 定 容 真 空 容 器 中 ， 進 行 反 應 ) ( 4 2O g N 2NO2(g)，並在此溫度達平衡時測出容器之總壓力為最初壓力的1.6 倍， 則 (1)容器之壓力為多少atm？(4.89atm) (2)NO2 g( )的分壓是多少atm？(3.67atm) (3)其Kp ？(11.0atm) 7. 於 227oC 時 ， ) ( 2 ) ( 3 g Cl g PCl PCl5 g( )的 K 24M1 c ， 則 PCl5 g( ) ) ( 2 ) ( 3 g Cl g
PCl 的Kp (A)1.71atm (B)1.80atm (C)1.91atm (D)9.84atm。(A) 8. 下 列 各 反 應 中 ， 平 衡 常 數 與 所 用 濃 度 的 單 位 有 關 的 是 (A)CO(g) H2O(g) ) ( 2 ) ( 2 g H g CO (B)H2(g) I2(g) 2HI(g) (C)COCl2 g( ) CO(g) Cl2(g) (D) ) ( 2 ) ( 2COg O g 2CO2(g) (E)Fe2O3(s) 3H2(g) 2Fe(s) 3H2O(g)。(CD) 9.於25oC時 ) ( 2 ) ( 2 g I g H 2HI(g)的 8.2102 p K ，則HI( g)的分解百分率是多少？ %) 6 . 6 ( 10.於25oC 時，下列各反應方程式中， p c K K 的是 (A)2H2(g) O2(g) 2H2O(g) (B) ) ( 2 ) (s H O g C CO(g)H2(g) (C)H2(g) Cl2(g) 2HCl(g) (D) CaCO3 s( ) ) ( 2 ) (s CO g CaO 。(C) 11.在400oC時， ) ( 2 ) ( 2 3H g N g 2NH3(g)之Kc 5。若放入1mol的N2 g( )、3mol的 ) ( 2 g H 與2mol的NH3 g( )於2.0L的容器中，密封加熱至400oC ，則其結果是 (A)由
左向又反應 (B)由右向左反應 (C)已達平衡狀，維持原莫耳數 (D)無法達到平衡狀態。 (B) 12.在400oC時，已知反應 ) ( 2 ) ( 2 3H g N g 2NH3(g)。當放入1mol的N2 g( )和2mol的 ) ( 3 g NH 於1 升燒瓶中，加熱至400oC，會發生何種反應？ (A)從左向右反應 (B)從右 向左反應 (C)已達平衡狀態 (D)反應無法進行。(B) 13.下列有關平衡的敘述中，錯誤的是 (A)平衡時物系熱量不變化 (B)平衡時須為定溫狀 態，且為密閉系 (C)平衡時，反應物濃度與生成物濃度相等 (D)反應可自正或逆反應 的任一方向開始進行而達到平衡。(C) 14.已知，反應A2B2C，當加入等莫耳的A和B至反應容器中而達平衡，則在平 衡時，下列敘述中，正確的是 (A)[ ] [ ]C B (B)[ ] [ ]A B (C)[ ] [ ]A B (D)[ ] [ ]A B 。(C) 15.物質AO2於某特定濃度，在某定溫時，有10％解離，其反應式為4AO22A O2 3O2。 在同一溫度下，若初時有1mol的A O2 3和0.5mol的O2存在，則平衡時，混合物中 2 AO 的莫耳數為若干？ (A)1.5 (B)1.8 (C)2.0 (D)2.3。(B)
16.將PCl3( )g 和Cl2( )g 各1mol相混合，在250oC、1.0atm反應達平衡時，生成0.29mol 的PCl5( )g 。如將1mol的PCl5( )g 置於同一容器中，在同溫同壓下反應達平衡時，將生 成Cl2( )g 若干mol？ (A)0.29 (B)0.50 (C)0.58 (D)0.71。(D) 17.下列有關化學平衡的敘述中，錯誤的是 (A)同一個化學平衡之達成與其狀況有關， 但與反應方向無關 (B)平衡時各物質之莫耳數一定，且莫耳數比與其係數比相等 (C) 平衡是其巨觀量形成靜態平衡 (D)其微觀量之動力性形成可逆且等速進行反應。(B) 4-3 平衡移動的原理 當一平衡系統處於平衡時(正、逆反應速率相等)，若改變了溫度、濃度、壓力時，會使 得正、逆反應的反應速率變成不一樣，而使得平衡發生了移動；催化劑雖然可改變反應 速率，但對於正、逆反應是等量影響，所以無法使平衡發生移動。而法國科學家勒沙特
列，則針對濃度、溫度、壓力對平衡移動的影響，提出了勒沙特列原理。 一.勒沙特列原理：當反應條件(溫度、壓力、濃度)發生改變時，會使得平衡發生移動； 而平衡移動的原則是反應往減少此外加因素方向移動，並使其達到一種新的平衡狀 態。 二.濃度對平衡的影響：多了就用；少了就給。 1.增加反應物濃度或減少生成物濃度，則平衡往生成物方向移動。 2.增加生成物濃度或減少反應物濃度，則平衡往反應物方向移動。 3.加入平衡系統中的固態物種，則因為沒有影響該系統的濃度，故平衡不移動。 4.以A(g)B(g) C(g) D(g)為例；當平衡時，再加入 A 時，正反應速率會因為增加反 應分子 A 而增快，因此破壞了平衡(往右移動)，而隨著反應往進行，也導致了C、 D 濃度增加，因此逆反應速率亦隨之增加。最後又趨於平衡狀態，平衡後各物種濃 度有增有減，但 ] ][ [ ] ][ [ B A D C 的比值，則沒有變化，整個過程的速率與時間關係圖，如 圖43、濃度與時間關係圖，如圖4 所示。4 圖 43 速率與時間關係圖 圖4 濃度與時間關係圖4 三.壓力對平衡的影響：加壓往氣體係數和小移動；減壓往氣體係數和大移動。 1.反應方程式兩邊氣體係數和相等者：不論加壓或減壓平衡都不移動。以H2(g) I2(g) ) ( 2HI g 為例，加壓時的速率與時間變化關係圖，如圖45、濃度與時間變化關 係圖，如圖4 6 ；減壓時的速率與時間變化關係圖，如圖4 7 、濃度與時間變化關 係圖，如圖4 8 。 加壓時 圖45 反應速率與時間的關係圖 圖46 濃度與時間變化關係圖
減壓時 圖4 7 反應速率與時間的關係圖 圖4 8 濃度與時間變化關係圖 2.若反應方程式兩邊氣體係數和不相等者：以反應3H2(g) N2(g) 2NH3(g)為例；當 壓力增加時，平衡往氣體係數和小者移動(往右)，速率與時間變化關係圖，如圖 4 9 、濃度與時間變化關係圖，如圖4 10 ；若減壓，則平衡往氣體係數和大者移 動(往左)，速率與時間變化關係圖，如圖4 11 、濃度與時間變化關係圖，如圖 4 12 。 加壓時 圖4 9 反應速率與時間的關係圖 圖4 10 濃度與時間變化關係圖 減壓時 圖4 11 反應速率與時間的關係圖 圖4 12 濃度與時間變化關係圖 3.縮小容器體積，增加氣相反應系統的總壓，則平衡往氣體總莫耳數較小(氣體係數總 和較小)的一方移動，使反應系統總壓下降，才可再次達平衡。 4.增加容器體積，減少氣相反應系統的總壓，則平衡往氣體總莫耳數較大(氣體係數總 和較大)的一方移動，使反應系統總壓增加，才可再次達平衡。 5.若氣相反應系統，兩邊的氣體莫耳總數相等(體係數總和相等)，則不論加壓或減壓， 平衡均不發生移動。 6.當加入惰性氣體於平衡系統中，則 (1)定壓下加氦(反應系統的總壓固定)，使得總體積增加，所以，平衡系統中的每一 物種的分壓(濃度)均變小，故平衡會往氣體總莫耳數大的方向移動。 (2)定容下加氦(反應系統的體積固定)，雖然總壓增加，但平衡系統中的每一物種的 分壓(濃度)均不變，故平衡不會發生移動。 7.加壓於凝相平衡系統中，則平衡往體積小、密度大的一方移動。 四.溫度對平衡的影響：增溫往吸熱，降溫往放熱。 1.溫度升高，不論吸熱或放熱反應，其正、逆反應速率均會增加，但對吸熱反應的影 響比放熱大；所以，正、逆反應的速率增加量不一樣，故會造成平衡的移動；而溫
度降低，則會有相反的結果。 2.溫度升高，正、逆反應速率均會增加，但吸熱一方增加的較多，故平衡往吸熱方向 移動。同時會使得吸熱反應的平衡常數變大，而放熱反應的平衡常數則變小。 3.溫度降低，正、逆反應速率均會減少，但吸熱一方減少的較多，故平衡往放熱方向 移動。同時會使得吸熱反應的平衡常數變小，而放熱反應的平衡常數則變大。 4.實例： (1)於反應H2(g) I2(g) 2HI(g) H 0的平衡系統中，當溫度升高(加熱)，平衡往 左移動。而速率與時間變化關係圖，則如圖4 13 、濃度與時間變化關係圖，如圖 4 14 。 溫度升高時 圖4 13 反應速率與時間的關係圖 圖4 14 濃度與時間變化關係圖 (2)於反應H2(g) I2(g) 2HI(g) H 0的平衡系統中，當溫度降低，則平衡往右移 動。而速率與時間變化關係圖，則如圖4 15 、濃度與時間變化關係圖，如圖 4 16 。 溫度降低時 圖4 15 反應速率與時間的關係圖 圖4 16 濃度與時間變化關係圖 五.催化劑對平衡的影響：催化劑雖能改變反應速率，但催化劑對正、逆反應的反應速 率的影響會相同，故催化劑不能使平衡發生移動；同時反應物、生成物的濃度也不 會改變，亦不會改變平衡常數，只能縮短反應平衡時間。 六.各種改變對放熱反應2SO2(g) O2(g) 2SO3(g) H 0的平衡位置影響，如表4 1 所示。 變化 平衡移動的方向 平衡常數 [SO3] 加入SO2 往右 不變 增加 加入O2 往右 不變 增加
加入SO3 往左 不變 增加 移出SO2 往左 不變 減少 移出O2 往左 不變 減少 移出SO3 往右 不變 減少 加壓或縮小體積 往右 不變 增加 減壓或擴大體積 往左 不變 減少 升高溫度 往左 變小 減少 降低溫度 往右 變大 增加 加入催化劑 不動 不變 不變 表4 1 各種變化對放熱反應平衡位置的影響 1.當下列各平衡系統的體積增大時，平衡如何移動？ (1)PCl3(g) Cl2(g) PCl5 g( ) (2)2NO(g) N2(g)O2(g) (3)4NH3(g) 5O2(g) 4NO(g) 6H2O(g) 2.已知，2SO2(g) O2(g) SO3 g( ) H 0，則下列措施中，可使平衡往左移的有 (A)降 溫 (B)升溫 (C)加入SO3 g( ) (D)加入He(壓力、溫度不變) (E)加入He(體積、溫度不 變)。 3.已知，氣體反應aA(g) bB(g) cC(g)dD(g)，於不同壓力、不同溫度下達平衡時，測 得 其 系 統 內 反 應 物 C的 產 率 ， 如 右 圖 所 示 ， 則 下 列 敘 述 中 ， 正 確 的 是 (A) d c b a 、H 0 (B)abcd、H 0 (C)abcd、H 0 (D)abcd 、H 0。 4. 製 造 硫 酸 最 重 要 的 步 驟 是 氧 化 為 的 反 應 ： 2SO2(g) O2(g) ) ( 3 2SO g H 7.8kcal，則下列操作中，可使此反應平衡向右移的是 (A)移去部
分SO2 (B)減少O2的分壓 (C)加入催化劑 (D)降低溫度。
5.已知，CaCO3 s( ) CaO(s) CO2(g)的平衡系中，則下列措施中，可使[CO2]增大的
是 (A)升溫 (B)加CO2 (C)降溫 (D)壓縮使反應容器減小 (E)加CaO。
6. 已 知 於55oC 時 ， 平 衡 總 壓 力1atm下 ， 反 應 ) ( 4 2O g N 2NO2(g)的 平 衡 常 數 為 0.87，今加入些許氬氣後仍保持55oC、總壓力1atm 下(但氬的分壓為 0.2 大氣壓)達 到新平衡。則 (1)平衡向哪一方移動？ (2)平衡常數有何變化？ 7.已知反應，4HCl(g) O2(g) 2H2O(g) 2Cl2(g)27千卡，則下列各種方法中，可使 平衡趨向右邊的是 (A)增加總壓 (B)升高溫度 (C)增加氧的分壓 (D)加催化劑 (E)增加 水蒸氣分壓。 8.於哈柏法製氨的過程中，通常需要約500oC、350atm下進行，則下列各項敘述中， 正確的是 (A)因為生成物體積較小，所以要加壓力才能使反應趨向完成 (B)因為是吸 熱反應所以必須加熱才能使反應趨向完成 (C)因為液態氨的沸點只有33oC，所 以溫度不能太高，以免其氣化 (D)因為已經加熱，所以可不必再用催化劑 (E)因為可 用空氣為原料，所以在工業上有極大貢獻。
9.在800oC時，將碳酸鈣( ) 3 CaCO 分解時可得氧化鈣(CaO)和二氧化碳(CO2)。設在 密閉系中該反應達到平衡狀態後再加入碳酸鈣，則二氧化碳的量比未加入碳酸鈣前 (A)增加 (B)減少 (C)不變 (D)減少至零。 10.平衡反應2HgO(s)熱量 2Hg(l) O2(g)，則下列各種狀態中，最有利於Hg(l)生成 的是 (A)高溫高壓 (B)高溫低壓 (C)低溫高壓 (D)低溫低壓。 11.有關平衡系H2(g) Cl2(g) 2HCl(g)的敘述中，錯誤的是 (A)縮小體積，物系的濃度 變大 (B)加入H2 g( )時，[Cl2]會變大 (C)定壓下，加入He時，平衡不發生移動 (D) 縮小體積，新平衡的反應速率不變 (E)加入HCl時，[H2]、[Cl2]、[HCl]均變大。 12.反應2KClO3(s) 2KCl(s) 3O2(g)，於500oC時達平衡，Kp 0.125atm3；同溫下， 將物系的體積減半，則氧氣的分壓變成多少？ 13.下列現象中，可用勒沙特列原理解釋的有 (A)一氧化碳中毒時用高壓氧治療 (B)某些 反應溫度升高，平衡常數變大 (C)壓力增加，冰的熔點降低 (D)酯化反應加入較多量 的酸，使酯的產量增加 (E)酚酞指示劑與鹼溶液接觸會變成紅色。
14. 下 列 有 關 平 衡 系 Fe(3aq) SCN(aq) FeSCN(aq2)的 敘 述 中 ， 正 確 的 有 (A) 加 入 3 3) (NO Fe 時，物系的顏色變深 (B)加水稀釋時，平衡往左移動，物系的顏色變淡 (C)加入KSCN 時，[Fe3]變大 (D)加水稀釋時，所有物質濃度均降低 (E)加入 3 3) (NO Fe 時，平衡常數不變。
15.在一個化學反應中，如平衡常數K值很小，可以判定此平衡系統中大部分是 (A)反 應物 (B)生成物 (C)活化複合體 (D)等量之反應物與生成物。
16.平衡系CaCO3( )s CaO( )s CO2( )g 、Kp 190mmHg，加入何項因子可以增加二氧化碳 的壓力？ (A)升高溫度 (B)加入CaCO3( )s (C)加入少許CO2 (D)縮小系統體積 (E)擴大
系統體積(尚有 CaCO3剩餘)。 17.於常溫下，分別從貼有標籤為NO2及CO2的兩鋼瓶中吸入等體積氣體於A及B兩注 射筒內。兩注射筒的壓力，一直保持與外界壓力一樣。則下列各項敘述中，正確的是 (A)於常溫下的A內NO2的分子數等於B內CO2的分子數 (B)於冰水中，A內氣體的 體積大於B內氣體的體積 (C)於熱水中，A內氣體的體積小於B內氣體的體積 (D)將A由熱水中移至冰水，其顏色由濃轉淡。 <Homework 4-3> 1.已知，有下列平衡達成，3I2(s) 3H2O(l) IO3(aq) 5I(aq) 6H(aq)，加入下列何種物 質時，反應會向右進行？ (A)Cl2 g( ) (B)I2 s( ) (C)Na2CO3(aq) (D)少量C2H5OH(aq) (E)NH4Cl(aq)。(AC) 2.於常溫下，分別從貼有標籤為NO2及CO2的兩鋼瓶中吸入等體積氣體於 A 及 B 兩 注射筒內。若兩注射筒的壓力，一直保持與外界壓力一樣。則下列敘述中，正確的是
(A)於常溫下 A 內NO2的分子數等於 B 內CO2的分子數 (B)於冰水中， A 內氣體的 體積大於 B 內氣體的體積 (C)於熱水中， A 內氣體的體積小於 B 內氣體的體積 (D) 將 A 由熱水中移至冰水中，其顏色由濃轉淡。(D) 3.定溫下，在2SO2(g) O2(g) 2SO3(g)的平衡系中，下列措施中，會使平衡有何影響？ (1)定容下加He 不移動。 (2)定壓下加He 平衡左移。 4.以注射筒抽取適量NO2 g( )，用橡皮塞封住吸口待反應達成平衡；已知反應 N2O4(g) ) ( 4 2 2N O g 的正反應為吸熱反應，則下列情況改變再達新的平衡時，顏色會變深的 是 (A)壓活塞使注射筒內體積減少 (B)拉活塞使注射筒內體積增加 (C)置於熱水中 (D) 置於冰水中 (E)定溫定容下再加入更多NO2 g( )。(ADE) 5.已知反應aA(g) bB(g) cC(g) Qkcal，而此反應於不同溫度、壓力時，平衡時C 濃 度百分率如右圖所示，則下列敘述中，正確的是 (A)abc、Q0 (B)abc、Q0 (C) abc、 0 Q (D)abc、Q0。(C) 6.就化學反應，AB C D熱量而言，下列各種 方法中，可增加產量的方法是 (A)將C 除去(B)將 B 除去 (C)將溫度升高 (D)反應系中加入催化劑。 (A) 7. 已 知 ， 下 列 兩 個 化 學 反 應 ， (1)A2B2(g) B2(g) A2B4(g)、 H1 (2)AB4 g( ) ) ( 2 ) ( 4 2 2 1 g g B B A 、H2，當溫度下降時反應(1)的平衡向右移動、反應(2)的平衡反而 向左移動，則下列各項敘述中，正確的是(A)H1 0 (B)H1 0 (C)H2 0 (D) 0 2 H (E)H2 0。(BD) 8.在N2(g)3H2(g) 2NH3(g)熱的平衡方程式中，則下列措施中可使NH3平衡濃度 增大的是 (A)加催化劑 (B)定壓下加He (C)定容加He (D)加壓 (E)降溫。(DE) 9. 已 知 ， 於100oC時 ， ) ( 4HS s NH NH3(g) H2S(g)之 K 12 atm.0 2 p ， 今 於 含 有 atm 0 . 1 的NH3 g( )的容器內，加入固態的 NH4HS(s)後，達平衡時，NH3 g( )的分壓 是多少？(4.0atm) 10.已知，HCl( g)分解生成H2 g( )與Cl2 g( )為一個吸熱反應，則下列哪一個因素，會使 得HCl( g)的分解百分率增加？ (A)降溫 (B)升溫 (C)升壓 (D)降壓 (E)添加催化劑。(B) 11.下面五圖(甲)~(戊)縱軸表示Z的體積百分率，橫軸表示溫度，於氣相反應的平衡系， aX bY cZ dW (其中，a、b、c、d表係數，而X 、Y、Z、W則表化合物)，則： (1)甲圖表示a b (1) c d ，屬於 (2) 熱反應。(>、吸) (2)乙圖表示a b (3) c d ，屬於 (4) 熱反應。(<、吸)
(3)丙圖表示a b (5) c d ，屬於 (6) 熱反應。(>、放) (4)丁圖表示a b (7) c d ，屬於 (8) 熱反應。(<、放) (5)戊圖表示a b (9) c d ，屬於 (10) 熱反應。(=、吸) 12.在平衡系3H2(g) N2(g) 2NH3( )g 92kJ 中，若只改變下列哪一項變因時，有關正、 逆向反應速率的變化，哪些選項可借用右上圖加以說明？ (A)升高反應溫度 (B)壓縮 反應系容器容積 (C)加入催化劑 (D)加入純H2 (E)加入NH3( )g 。(B) 13. 若 A B C的 Kc 4， 2A D C的 Kc 6， 則C D 2B的 Kc ？ (A)2.70 (B)1.50 (C)0.67 (D)0.38。(D) 14.某一反應A( )g B( )g C( )g ，k1為正向速率常數、k2為逆向速率常數：其正向活化能 為 200 kJ mol 、逆向活化能為100 kJ mol，當溫度增加時，k1變為 ' 1 k 、k2變為 ' 2 k ，則 (A) ' 1 1 k k 、 ' 2 2 k k (B) ' 1 1 k k 、 ' 2 2 k k (C) ' 1 1 ' 2 2 k k k k (D) ' 1 1 ' 2 2 k k k k 。(D) 15.將純氨(NH3)置於密閉容器中，使其反應2NH3( )g 3H2(g) N2(g)，在200oC反應 達平衡時，容器總壓力為30.0atm，其中氨的壓力為總壓之60%，求上述反應之平衡 常數？(A)6.75 (B)0.15 (C)4.0 (D)0.25。(A) 4-4 溶度積常數 一.溶度積常數：(簡稱溶度積 Ksp) 1.定義：定溫下，將一微溶性或難溶性鹽類溶解於水中時，此鹽類將逐漸溶解；當溶 解速率等於沉澱速率時，此時的溶液呈現一平衡狀態。將此時溶液中的各離子濃 度係數次方乘積恆為一定值，此一定值即是溶度積。 2.表示法：以反應方程式 AmBn( s) maq n aq nB mA( ) ( )為例，因為固態物質不用表示，所 以 n m m n sp A B K [ ] [ ] 。 3.求法：利用溶解度(SM mol L)求溶度積常數(Ksp)。 n m n m n m n m m n sp A B mS nS m n S K [ ] [ ] ( ) ( ) 。或 n m n m sp n m K S 4.單位：Mmn。
1.當難溶性鹽類MX2的溶解度為 ( L ) mol S 時，則其溶度積常數(Ksp)與S 的關係式是 (A)K S2 sp (B) 2 2S Ksp (C) 3 4S Ksp (D)Ksp 3S。 2.已知，同溫下，氯化銀、鉻酸銀的溶度積常數分別是 1.441010 sp K AgCl 、 12 4 2 6.8 10 Ksp CrO Ag ，則氯化銀的溶解度約為鉻酸銀的多少倍？ 3.於AgCl( s) Ag(aq) Cl(aq)的平衡系中，則下列各項措施中，可使 AgCl( s)溶解度變
大的有 (A)加入NaCl( s) (B)加入氨水 (C)加入NaBr( s) (D)加入NaI( s) (E)加入水。
4. 已 知 溶 度 積 常 數 ， 磷 酸 鈣 、 氟 化 鈣 、 碳 酸 鈣 分 別 是 32 2 4 3( ) 1.3 10 PO Ca 、 11 2 3.9 10 CaF 、 9 3 4.7 10 CaCO ，則其溶解度( Lg )最大的是 (A)磷酸鈣 (B) 氟化鈣 (C)碳酸鈣 (D)碳酸鈣與氟化鈣(二者相同)。(Ca 40、P31、F 19、 ) 12 C 4.常見的難溶性鹽類的溶度積常數(25oC)：
二.同離子效應：當一個微溶性鹽類溶於水後，若該溶液中同時含有與此鹽類相同的離 子，則會導致此鹽類的溶解度下降，此現象即稱之為同離子效應。 5.已知氟化鍶SrF2在0.1M 的 KF 中，溶解度為7.9108M ，則在純水中的溶解度 大約是多少 M ？ (A)7.9106 (B)5.8104 (C)9.3103 (D)7.3103。 6.於25oC 時， 2 CaF 的溶度積是4.01011M3。則於0.10M 的 2 CaCl 水溶液中， 2 CaF 的溶解度是多少 M ？ 三.沉澱的判斷：利用離子積(Q)的大小與溶度積常數(Ksp)的大小關係來判斷沉澱與 否。 1.離子積(Q)：任何時候，電解質水溶液中，其離子體積莫耳濃度的係數次方乘積。 2.以方程式AmBn( s) maq n aq nB mA( ) ( )為例；若
(1) sp n m m n B K A Q[ ] [ ] ，則溶液未達飽和，需繼續溶解，平衡往右移動，直到 sp K Q 才會停止。 (2) sp n m m n B K A Q[ ] [ ] ，則溶液已達飽和，呈現溶解平衡。 (3) sp n m m n B K A Q[ ] [ ] ，則溶液過飽和，會有沉澱析出，平衡往左移動，直到 sp K Q 才會停止。 7.將含有0.01mol 銀離子的500mL溶液和含有0.1M HCl 水溶液500mL混合後，留 存於溶液中的銀離子應有多少莫耳？(氯化銀的溶度積為11010) 8.將0.04M 的Ca(NO3)2水溶液50mL加到0.008M 的(NH4)2SO4水溶液150mL中， 問是否會產生沉澱？(CaSO4的溶度積常數2.6 10 ) 4
9.今將10mL、0.15M 的NaCl(aq)加在0.1L、0.1M 的AgNO3 aq( )時，可得若干克之
氯化銀？(Ag 107、Cl 35.5、 1.71010) sp K AgCl 10.已知，平衡系BaCrO4( )s Ba(2aq) CrO42(aq)，當下列各種情況改變時，會使平衡右移 且[Ba2]增加的是 (A)加入更多 4( )s BaCrO (B)加入少量K CrO2 7( )s (C)加入少量稀鹽 酸 (D)加入硫酸。 四.選擇沉澱： 1.定義：當溶液中含有兩種以上不同離子時，加入含有某些特定離子的試劑時，會有 不同溶解度的化合物產生，隨著溶液中特定離子濃度的增加，就會使溶解度比較小 的化合物先行沉澱出來，而溶解度次小的化合物，也會隨著特定離子濃度的持續增
加，亦會產生沉澱；故可利用此方法將各離子分離。 2.實例：已知，AgCl、Ag2CrO4的溶度積常數分別是1.61010、2.01012。今於 L 1 的 水 溶 液 中 含 有[Cl]0.10M 、[CrO2 ] 0.010M 4 ， 並 緩 緩 加 入 飽 和 的 ) ( 3 aq
AgNO ，則何者先沉澱？(AgCl(s)、白色沉澱)後產生沉澱的又是？(Ag2CrO4、
紅色沉澱) 11.若下列各種鹽類的溶解度為SM ，則何種鹽類的K S3 sp ？ (A)Hg2Cl2 (B)BaSO4 (C)AgCl (D)NH4MgPO4。 12. 含 有 2.22g氯 化 鈣 (CaCl2 222)的 水 溶 液 500mL與 含 有 2.84g硫 酸 鈉 ) 142 (Na2SO4 的 水 溶 液 500mL相 混 合 時 ， 可 產 生 0.816g的 硫 酸 鈣 ) 136 (CaSO4 沉澱。則硫酸鈣的溶度積是多少？ 13.已知，常溫下SrF2的 9 10 0 . 4 sp K ，則在0.1M 的Sr(NO3)2溶液中加入 KF 固 體，每次只加入一小量，當溶液中80%的Sr沉澱下來時，溶液中的[F]為多少 M ？ 14.已知，海水中所含的[Mg2]大約是0.05M ，且Mg(OH)2的 11 10 8 . 1 sp K ，若 海水中並無Mg(OH)2的沉澱，由此推估海水中的[ ] OH 最多可達多少 M ？ 14. 已 知 ， 一 溶 液 中 含 0.10M 的Ca2及0.10M 的 Ba2， 於 此 溶 液 中 逐 漸 加 入 4 2SO Na ，則 (1)何者先生成沉澱？ (2)沉澱開始形成時[ 2] 4 SO ？[Ba2]？ (3)CaSO4開始沉澱時，[Ba2]？
(CaSO4、BaSO4的Ksp分別是2.4105、1.11010) 15.於純水中加入下列各種物質，其表示法是正確的有 (A) 4 2 2 16[ ] K Hg Cl Hg sp (B) 3 4 2 2 ] [ K Ag CrO Ag sp (C) 3 4 27[ ]4 K Ag PO Ag sp (D) 2 3 4 4 [ ] K Mg MgPO NH sp 。 16.已知，A B2 、A C2 的Ksp分別為x和y，在A B2 、A C2 的共同飽和溶液中[A]為下列何 者？ (A)(x y ) (B)(x y )12 (C)(2x2 )y 12 (D)(2x2 )y 13。 17.於20o C時，取3 克的PbCl2加入200mL的水溶解後，尚餘2.444 克固體未溶，求其 sp K ？(Pb207、Cl35.5) 18.過 量的 氯化 銀固 體(AgCl( )s )， 在 下 列 何 項 溶 液 中 的 溶 解 度 最 大 ？ (A) 純水 (B) 0.010M 的AgNO3(aq) (C)0.010M 的NaCl(aq) (D)氨水。
<Homework 4-4> 1.已知CaF2的溶解度為 L g 2 10 7 . 1 ，則 2 CaF 於0.1M 的NaF( aq)中的溶解度是多 少？(Ca40、F 19)(2109M ) 2. 已 知 ， 定 溫 下 ， Ag2CrO4的 溶 度 積 為1.01012， 則 飽 和 的 Ag2CrO4(aq)中 ， ] [ Ag ？[ 2] 4 CrO ？([Ag]1.3104M 、 CrO2 5M 4 ] 6.3 10 [ ) 3.已知，於25oC 時 4 CaSO 的 2.5105 sp K ，則其溶解度分別是多少 M ？或多少 L g ？(CaSO4 136) (4.9103M 、0.680g) L 4.將0.06M 的TiNO3與0.2M 的NaCl 以 等體 積相 混合 時， 問是 否有 沉澱 生成 ？ TiCl ( 的溶度積常數1.9104)(有沉澱析出)。 5.已知，25oC 時， 4 CaSO 與Ag2SO4的Ksp分別是6.4105、3.2105，則在此 溫度下CaSO4與Ag2SO4於純水中的溶解度比是多少？(2：5) 6.在某溫度下氟化鈣(CaF2)的溶度積為3.21011。則同溫下氟化鈣之溶解度大約是 多少 L g ？(CaF2 78) (1.6 10 2 ) L g 7.將0.20M 的 KX 水溶液600mL與0.10M 的M(NO3)2水溶液400mL混合後，會產 生MX2的沉澱0.02mol，則MX2的Ksp大約是多少？(1.3104) 8.將1.0M 、10mL的AgNO3，以蒸餾水稀釋為1.0L時，不生成沉澱。若此蒸餾水仍 含有氯化物，則其最大濃度為若干？(AgCl的 1.561010) sp K ) 10 56 . 1 ( 8M 9.有一混合液中含有Pb2、Fe3、Al3、Cu2。利用下列流程圖作分離與鑑定，則完 成下列問題 (1)沉澱 A 。 (2)沉澱 B 。 (3)濾液C 中主要之 金屬錯離子。 (4)濾液 D 中主要之金屬錯離子。 (1)PbSO4(2)Fe(OH)3 (3) 4 ) (OH Al (4) 2 4 3) (NH Cu
<Exercise Chapter 4> 1.在N O2 4( )g 2NO2( )g 的平衡系中，下列各種方法中唯一無法使物系之顏色加深的是 (A)升高溫度 (B)定容下，加入N O2 4( )g (C)定容下，加入NO2( )g (D)定壓下，通入He。 (D) 2.一反應之平衡常數K值愈大，表示 (A)其逆向反應速率很快 (B)平衡的位置趨向產物 (C)其正向反應速率很快 (D)平衡的位置趨向反應物。(B) 3.右圖是有關反應3H2(g) N2(g) 2NH3( )g ，因某種因素影響而 引起之濃度變化，則下列何種變因正確？ (A)定溫下壓縮體積 (B)定容下升高溫度 (C)定溫定壓下通入He (D)定溫定容下，通 入He。(A) 4. 室 溫 下 ， 化 合 物 AgCl、 AgI、 Ag S2 、 Ag CO2 3的 溶 度 積(Ksp)分 別 為1.6 10 10、 13 1.5 10 、1.6 10 44、6.2 10 12，今以同體積0.1M 的下列陰離子來回收定影液內之銀 離子，何者最有效？ (A)Cl (B)I (C)S2 (D) 2 3 CO 。(C) 5.若自固體溶於純水中以達平衡，則下列溶度積之表示法何者錯誤？ (A)CH COOAg3 ( )s 的 Ksp [Ag]2 (B)Mg OH( )2( )s 的 3 1 [ ] 2 sp K OH (C) 4 4( )s MgNH PO 的 Ksp [Mg2]3 (D) 2 2( )s Hg Cl 的Ksp [Cl]4 。(D) 6.欲溶解等莫耳數的下列鹽類，何者需水量最少？ (A)NiCO3( )s 的 7 1.0 10 sp K (B) 2( )s MgF 的 Ksp 7.0 10 9 (C)Ag AsO3 4( )s 的 22 1.0 10 sp K (D)Pb PO3( 4 2( )) s 的 43 8.0 10 sp K 。(B) 7.已知，1000KK 時，C( )s CO2( )g 2CO( )g ，Kp 1.9atm，今同溫時的200 升密閉容 器中有C( )s 、CO2( )g 及CO( )g 各1 莫耳，則反應將向何方向進行？ (A)達平衡時不移動 (B)向左 (C)向右 (D)不一定。(C) 8.將COCl2( )g 於2.0 升的容器中，加熱使分解為CO( )g 及Cl2( )g ，達平衡時COCl2( )g 的濃
度為4.0 mol L，若再添加COCl2( )g 於容器中，並使再度達平衡，測得COCl2( )g 的濃度
為16.0 mol L，問再度達平衡之CO( )g 濃度與首次平衡時之CO( )g 濃度比較有何變化？
(A)減為1 2(B)不變 (C)增為 2 倍 (D)增為 4 倍。(C)
9.1.0M 、2.0L的NaCl(aq)能溶解AgCl( )s 若干克？( AgCl的
10 1.8 10 sp K 、Ag 108、 35.5) Cl (A)1.2 10 8 (B)5.2 10 8 (C)2.6 10 8 (D)2.4 10 8。(B) 10.過量的氯化銀固體(AgCl( )s )，在下列何項溶液中的溶解度最大？ (A)純水 (B)0.01M 的AgNO3(aq) (C)0.01M 的NaCl(aq) (D)氨水。(D) 11.下列反應式，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 關係與下圖較為接近者為何？ (A)3H2(g) N2(g) 2NH3( )g 92kJ (B)3H2( )g 2C( )s C H2 6( )g 80kJ (C)H2( )g I2( )g 26kJ 2HI( )g (D)2O2( )g N2( )g 75.7kJ N H2 4( )g 。(D) 12. 在 ( )g ( )g 2 ( )g 2 ( )g A B C D 的反應達平衡時，下列敘 述何者正確？ (A)[ ][ ] [ ] [ ]A B C 2 D 2 (B)正逆兩方向的反應速率相等 (C)[ ]A 、[ ]B 、[ ]C 、 [ ]D 都不隨時間而改變 (D)定溫下， [ ][ ] [ ][ ] A B C D ＝常數 (E)反應前後，A和B的莫耳數減 少量等於C和D的莫耳數增加量。(BCD)
13.下列各種溶液中，呈橙色的有 (A)K CrO2 4溶於純水中 (B)K CrO2 4溶於強酸溶液中
(C)K CrO2 4溶於強鹼溶液中(D)K Cr O2 2 7溶於強鹼溶液中(E)K Cr O2 2 7溶於強酸溶液中。 (BE) 14.四種沉澱物AB、A B2 、AB2、A B2 2之Ksp相等，各沉澱之溶解度S1、S2、S3、S4間之正 確 關 係 為 何 ？ (A)S1S2 S3 S4 (B)S1 S2 S3 S4 (C)S2 S3 (D) 2S1S4 (E) 3 4 S S ，S2 S1。(CE)
15.某容器內氯化銨固體，受熱分解如下，NH Cl4 ( )s NH3( )g HCl( )g ，若平衡時，
( )g
HCl 分壓為2.0atm，定溫下，將容器體積縮小一半，則下列敘述何者正確？ (A)平
衡向右移動 (B)Kp 4.0atm2 (C)Kp 16.0atm2 (D)PNH3 4.0atm (E)總壓為8.0atm。(B)
16. 已 知 反 應H2( )g I2( )g 2HI( )g 的 反 應 速 率 與 時 間 之 關 係 如右圖(R1、 ' 1 R 代表正反應速率，R2、 ' 2 R 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 (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。(BE) 17.在127oC，同一容器中濃度同為 0.80 mol L之二反應物 A及B，進行 A( )g B( )g ( ) ( ) 2Cg 2Dg ，達平衡時測得[ ] 0.6C M，則 (1)A之平衡濃度為若干M ？(0.5) (2)平衡常數Kc為何？(0.52) (3)平衡常數Kp為何？(559) 18.下列兩個化學反應(1)及(2)中，H1及H2為各反應的反應熱 (1)A B2 2( )g B2( )g A B2 4( )g H1 (2)AB4( )g 2( ) 2 4( ) 1 2 g g B A B H2，當溫度下降時， 反應(1)的平衡向右移動，反應(2)的平衡向左移動，則下列各項敘述中，何者正確？ (A)H10 (B)H10 (C)H2 0 (D)H2 0 (E)H2 0。(BD)
![HPSH [ 氧化數平衡反應式係數 ]](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAP///wAAACH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAICRAEAOw==)