選修化學(上) 第二章 化學平衡

選修化學(上)

第二章 化學平衡

2-1可逆反應與化學平衡

1. 氫與碘反應生成碘化氫，0.5 莫耳氫與 0.5 莫耳碘若完全反應，理論上應 可生成 1 莫耳碘化氫，但在 448℃，1 公升密閉容器中，0.5 莫耳氫與 0.5 莫耳碘反應，實際上只生成 0.78 莫耳的碘化氫，同時尚有 0.11 莫耳的氫 及 0.11 莫耳的碘未反應，這是什麼原因?將 1 莫耳的碘化氫在 448℃，1 公升密閉容器中，過一段時間後，發現容器中碘化氫只剩 0.78 莫耳，同 時則產生 0.11 莫耳氫及 0.11 莫耳碘，這個結果與氫、碘生成碘化氫的反 應結果相同，這又是什麼原因?

2. 可逆反應：

(1) 大部分的化學反應中，反應物之間互相反應生成生成物(正反應)，而生 成物之間亦能互相反應生成原反應物(逆反應)，這類正、逆反應可同時 進行的反應稱為可逆反應。

(2) 表示如 aA+bB cC+dD ，其中 代表正逆方向的反應。

3. 化學平衡：

(1) 當一可逆反應的正反應速率等於逆反應速率時，此化學反應達到平衡。

(2) 巨觀而言，化學平衡時，反應物的量不再減少，生成物的量也不再增加，

看似反應停止不動。如上例中 H2(g) + I2(g) 2HI(g)，氫及碘最後都維持 一定的剩餘量，而碘化氫的生成量也維持一定。

(3) 微觀而言，化學平衡時，反應物仍不斷地反應成生成物，而生成物也同 時反應成反應物， 只是達到動態平衡。

(4) 化學平衡的條件：在密閉系統中，溫度一定，而且必須是一個可逆反應，

否則無法達成平衡。

4. 平衡動力論：

(1) 反應 H2(g) + I2(g) 2HI(g) 的反應速率變化圖如下：

(2) 初反應時，反應物的濃度高，正反應的速率遠大於逆反應速率(逆反應速 率=0)，隨反應的進行，反應物的濃度下降，生成物的濃度上升，因此 正反應的速率逐漸下降，而逆反應的速率逐漸上升，當正、逆反應的速 率相等時，系統即達到化學平衡。此時，反應物及生成物的濃度都不再 改變，而維持一定。

5. 平衡常數 KC ：

(1) 反應式 aA+bB cC+dD ，當反應達平衡時，可得

[ ] [ ] [ ] [ ]

d c

C A B

D

K = C ，

此 KC稱為平衡常數。

(2) 對可逆反應 aA+bB cC+dD 而言，正反應速率 ，逆反

應速率 ，當平衡達成時 ，即

[ ] [ ]

r₁

=

[ ] [ ]

=

[

[ ] [

r₂

=

]

=

] [ ]

k1

k2

[ ] [ ]

[ ] [ ]

d c

B K A

D C k

k = =

⇒

2 1

(3) 在反應速率定律式 表示中， 並非反應式中反應物的係 數，須由實驗求得，但在平衡定律式中，各物質濃度指數永遠等於反應 式中的各物質的係數。

[ ] [ ]

r = m,n

2-2平衡常數：

1. K 與^C K^P：

(1) aA+bB cC+dD 反應中，若各物質以體積莫耳濃度(M)為單位(常用 於氣態或是溶液)，則平衡常數常以

[ ] [ ]

[ ] [ ]

d c

C A B

D

K = C 表示；若各物質以壓

力為單位(常用於氣態)，則平衡常數可改以 _b

B a A

d D c P C

P P

P K = P 。

(2)K 與_C K_P的關係：K_P

=

(

)

, ∆

= (

+

) − (

+

)

= (

)

= (

)

或 (

)

∆

= ⇒

=

⇒ 兩者皆無單位。

2. 平衡常數的性質：

(1) 平衡常數值的大小與反應本質有關，須由實驗測得。平衡常數愈大，表 示反應向右完成的程度愈大，反應物大部分轉變為生成物；平衡常數愈 小，表示反應向左完成的程度愈大，反應物只有少部分轉變為生成物。

但平衡常數卻無法表示反應速率的快慢。

(2) 若正反應為吸熱反應時，溫度升高則平衡常數變大，溫度下降則平衡常 數變小；若正反應為放熱反應時，溫度上升則平衡常數變小，溫度下降

則平衡常數變大。

(3) ,( )

2 2 1

1

2 1 2

1 HRT a a

RT E

RT E

C Ce H E E

e A

e A k

k

a a

−

=

∆

=

=

= ₋ ^−∆

−

K

(a)∆H >0⇒T ↑,K_C ↑;T ↓,K_C ↓ ；(b)∆H <0⇒T ↑,K_C ↓;T ↓,K_C ↑ 3. 平衡常數值大小與反應程度的相關性：

(1) 平衡常數Ｋ值＞1 時，表示反應較易向生成物方向進行。當Ｋ＞10⁵時，

表示平衡時生成物的濃度遠大於反應物的濃度，可視為完全反應。

(2) 平衡常數Ｋ值＜1 時，表示反應較易向反應物方向進行。當Ｋ＜10^－５ 時，表示平衡時生成物的濃度遠小於反應物的濃度，反應極難發生。

4.

5. 平衡常數式的正確寫法：

6. 由平衡常數(Ｋ)值預測反應進行的方向：

(1) 反應商數(Ｑ)是反應 aA+bB cC+dD 於定溫下尚未達成平衡時，反 應物與生成物的濃度相似於平衡定律式的比值

[ ] [ ]

[ ] [ ]

d c

B A

D

= C

Q 。

(2) 當Ｑ＝Ｋ時，反應達到平衡。

(3) 當Ｑ＞Ｋ時，生成物濃度太高，反應向左（逆向）進行。

(4) 當Ｑ＜Ｋ時，反應物濃度太高，反應向右（正向）進行。

7. 平衡常數與解離度(α)的關係：

(1) PCl_{5 g( )} PCl_3(g) +Cl_2(g) (總壓為 P，解離度為α)

反應前 mol n 0 0 反應中 mol －nα +nα +nα

平衡時 mol n(1－α) nα nα

⇒

= n(1+α) 平衡時 x_i

α α +

− 1

1 α α + 1

α α + 1 平衡時 P_i ×P

+

− α α 1

1 α α

+ 1

P α α

+ 1

P

P P

P

K_P ×

= − + ×

− + ×

=

∴ ² ₂

2

) 1 1

(1 1 ) (

α α α

αα α

(2) N₂O_4(g) 2NO_2(g) (總壓為 P，解離度為α) 反應前 mol n 0

反應中 mol －nα +2nα

平衡時 mol n(1－ α) 2n α

⇒

α α +

− 1

1 α α + 1

2 平衡時 P_i ×P

+

− α α 1

1 ×P + α

α 1

2

P P

P

K_P ×

= − + ×

− + ×

=

∴ ²₂

2

1 4 1 )

(1 1 ) ( 2

α α α

αα α

(3)求得K_P之後，可再利用K_P

=

(

)

公式，推得

2-3 影響化學平衡狀態的因素：

1. 平衡的移動：

反應 A+ B C + D，當平衡達成時，則 r1 = r2，即Δr = 0。

2. 當 r1與 r2不相等時，平衡將產生移動，若 r1 ＞ r2，平衡將向右（正向）

移動，有利於生成物生成；若 r1 ＜ r2，平衡將向左（逆向）移動，有利 於反應物生成。

3. 勒沙特列原理：當一平衡系受外來因素(如溫度、壓力、濃度、…)影響而 使平衡發生改變，此時系統本身會發生一種改變來抵消外來因素所造成的 平衡方向移動，直到產生新的平衡為止，此稱為勒沙特列原理。

(1) 濃度效應對平衡的影響：

(a) 增加反應物的濃度或減少生成物的濃度，則平衡向生成物的方向移 動。(目的在抵消外來因素「［反應物］↑或［生成物］↓」所造成的 平衡改變)

(b) 增加生成物的濃度或減少反應物的濃度，則平衡向反應物的方向移 動。(目的在抵消外來因素「［生成物］↑或［反應物］↓」所造成的 平衡改變)

(c) 平衡系中加入固態物質，因不改變原平衡的濃度，故平衡不移動。

(d) 例如：若A+ B C + D反應已達到平衡，而此時再加入 ，使［ ］ 增加，則速率變化與濃度變化的圖形如下

A A

(e) B的新平衡濃度將小於原平衡，C 的新平衡濃度將大於原平衡。而 新平衡濃度則較原平衡的濃度為大，最後 濃度均改變，但

D 與

A A,B,C,D

[ ][ ] [ ][ ]

C 的比值不變，仍等於原來的K_C值。

(2) 壓力效應對平衡的影響：

(a) 縮小容器體積，增加氣相反應系的總壓，則平衡往氣體總莫耳數較小 的一方移動，使反應系總壓減少，再次達到新平衡。

(b) 擴大容器體積，減少氣相反應系的總壓，則平衡往氣體總莫耳數較大 的一方移動，使反應系總壓增加，再次達到新平衡。

(c) 若氣相反應系兩邊的氣體莫耳數相等，則不論加壓或減壓，平衡均不 移動。

(d) 定壓下加入不活潑氣體(如惰性氣體 )，雖然總壓不變，但 平衡系中的各物種分壓下降，故平衡往增加莫耳數一方移動。

, , ,Ne Ar He

(e) 定容下加入不活潑氣體(如惰性氣體 )，雖然總壓增大，但 平衡系中的各物種分壓不變，故平衡不移動。

, , ,Ne Ar He

(f) 實例：N_2(g) +3H_2(g) 2NH_3(g)的平衡系中加壓 平衡向右。

⇒

(g) 實例：N_2(g) +3H_2(g) 2NH_3(g)的平衡系中減壓 平衡向左。

⇒

(h) 實例：H_2(g) + I_2(g) 2HI_(g)的平衡系中加壓 平衡不移動。

⇒

(i) 實例：H_2(g) + I_2(g) 2HI_(g)的平衡系中減壓 平衡不移動。

⇒

(3) 溫度效應對平衡的影響：

(a) 溫度升高時，正反應與逆反應的速率均增加，但吸熱的一方增加較多，

全反應的平衡向吸熱的方向移動。

(b) 溫度降低時，正反應與逆反應的速率均減少，但放熱的一方減少較少，

全反應的平衡向放熱的方向移動。

(c) 實例：H_2(g) + I_2(g) 2HI_(g) ∆H ＜0 的平衡系中升高溫度 平衡向左

⇒

(d) 實例：H_2(g) + I_2(g) 2HI_(g) ∆H ＜0 的平衡系中降低溫度 平衡向右

⇒

(4) 溫度效應對平衡常數值( )值的影響： K

K K

K K

SP

(a) 溫度升高時，吸熱反應的 值變大；放熱反應的 值變小。

(b) 溫度降低時，放熱反應的 值變大；吸熱反應的 值變小。

2-4溶解度平衡：

1. 溶解度積常數(溶度積K )：

定義：定溫下，將一微溶或難溶性鹽溶解於水中時，此鹽逐漸溶解至飽和 溶液狀態，即為溶解平衡。此時，水中各離子濃度次方的乘積為定值，稱 為溶解度積。

2. 平衡常數的寫法：A_mB_n(s) ( ) m (aq)

n aq nB

mA ⁺ + ⁻ KSP =

[ ] [

]

SP

3. 重要實例：

實例 K 表示法( 表示溶解度) ^S

)

AgCl( s Ag⁺(aq)

+

[ ] [ ]

) (

PbCl2 s 2 ( ) ( )

2 aq

aq Cl

Pb ⁺ + ^{− K}SP =

[ ] [ ]

) ( 2 2Cl s

Hg 2 ( ) ( )

2 aq

2

Hg ⁺

+

[

] [ ]

) ( 4 2CrO s

Ag 2 ( )

) 4

2

+

[ ] [

]

2 CrO 4S

Ag

K_SP = ^{+ −} =

) (

)3

(OH _s

Al 3 ( ) ( )

3 aq

aq OH

Al ⁺ + ^{− K}SP =

[ ] [ ]

Ca (PO 3Ca²⁺⁽aq⁾+2PO₄³⁻⁽aq⁾

[ ] [

]

2 3

PO 108S Ca

K_SP = ^{+ −} =

) 4( 4PO S

MgNH Mg²⁺⁽aq⁾ +NH₄⁺⁽aq⁾+PO₄³⁻⁽aq⁾

[ ] [

] [

]

2 NH PO S

Mg

K_SP = ^{+ + −} =

) ( 2 4

3 S

4. 由溶解度 (^{S mol/L})求K_SP

(1) 通式：A_mB_n(s) ( ) m (aq)

n aq nB

mA ⁺ + ⁻ −S +mS +nS

[ ] [ ]

SP A B mS nS m n S

K = ^{+ −} = = ⁺

∴ ( ) ( )

(2) 重要實例同上表右欄中所示。

5. 由K_SP求溶解度 (S ^mol/L)

(1) 通式：A_mB_n(s) ( ) m (aq)

n aq nB

mA ⁺ + ⁻ −S +mS +nS

[ ] [ ]

SP m n

S K S

n m nS

mS B

A

K = ^{+ −} =( ) ( ) = ⁺ ∴ = ⁺

∵

(2) 常見題型：

溶解平衡系 由K_SP求溶解度 (S ^mol/L)

)

AB(s ( ) n (aq)

n aq B

A ⁺ + ⁻ S = K_SP

) ( 2Bs

A 2 ( )

)

2A⁺(aq + B ⁻ aq ³

4 KSP

S =

) ( 3Bs

A 3 ( )

)

3A⁺(aq + B ⁻ aq ⁴

27 KSP

S =

) 3( 2B s

A 2 ( )

) 3 (

3

2A ⁺ aq + B ⁻ aq ⁵

108 KSP

S =

6. 溶解度與 _SP之關係：

SP

SP SP

SP SP

SP

SP

S /L

K

(1) 溫度效應對K 的影響：

(a) 溶解為吸熱時，溫度升高則K 增大；溫度降低則K 變小。

(b) 溶解為放熱時，溫度升高則K 增小；溫度降低則K 變大。

(2) K 與溶解度的相關性：

(a)同型鹽類，K 愈大者其溶解度愈大。如

實例 溶解度 (^mol )

)

AgCl(s Ag⁺(aq)

+

10

8 .

1 ×

SP

=

10 10

8 .

1 × ⁻

=

= K_SP

S (大)

)

AgBr(s Ag⁺(aq)

+

10

9 .

4 ×

SP

=

10 13

9 .

4 × ⁻

=

= K_SP

S (中)

)

AgI(s Ag⁺(aq)

+

10

3 .

8 ×

SP

=

10 17

3 .

8 × ⁻

=

= K_SP

S (小)

(3) 不同類型， _SP愈大者其溶解度不一定愈大，必須加以計算。如 S /L

K

實例 溶解度 (^mol )

)

AgCl(s Ag⁺(aq)

+

10

8 .

1 ×

SP

=

K ^M

K S _SP

5

10

10 34 . 1

10 8 . 1

−

−

×

=

×

=

=

) 4( 2CrO s

Ag 2 ( )

) 4

2

+

10

5 .

2 ×

SP

=

K _M

S K^SP

5 3

12 3

10 44 . 2

4 10 5 . 2 4

−

−

×

=

= ×

=

(4) 由離子積與K_SP關係判斷沉澱與否：

在A_mB_n(s) ( ) m (aq)

n aq nB

mA ⁺ + ⁻ 溶液中

(a) Q

[ ] [ ]

m n

n m B K

A ^{+ −} ＜

=

⇒ ⇒

=

(b) Q

[ ] [ ]

m n

n m B K

A =

= ^{+ −}

⇒ ⇒

(c) Q

[ ] [ ]

m n

n m B K

A ^{+ −} ＞

=

⇒ ⇒

=

(5) 共同離子效應

(a) 在一微溶鹽類的解平衡系中，若加入含有與原平衡系木相同離子的電 解質時，則原平衡系離子濃度改變，依據勒沙特列原理，平衡會往降 低離子濃度方向移動，即微溶性鹽類在含有共同離子溶液的溶解度，

較純水中小，此種現象稱為共同離子效應。

(b) 實例：

) (

CaF2 S 在水中的溶解度 CaF_{2 S( )}在0.10M的NaF_(aq)的溶解度

) ( )

2 (

2 aq

aq F

Ca ⁺ + ⁻ + S +2S

M S

S K^SP

4 3

11 3

10 17 . 2

4 10 1 . 4 4

−

−

×

=

= ×

=

) (

CaF2 S 2 ( ) ( )

2 aq

aq F

Ca ⁺ + ⁻

+

+ S ( 2 ′ + 0 . 10 )

M S

S

S S

S S

S S

S K_SP

9 11 2

2 2

2 2

10 1 . 4

10 1 . 4 ) 10 . 0 (

) 10 . 0 ( )

10 . 0 2 (

10 . 0 2

) 10 . 0 ( )

10 . 0 2 (

−

−

×

′=

⇒

×

′ =

≈ ′

′+

∴ ′

′

≈ ′

′+

= ′

∵ 甚小於

) (

CaF2 S

(6) 選擇沉澱：

(a) 溶液中含有兩種以上不同離子時，逐漸加入某種試劑的過程中，溶解 度最小的化合物將最先沉澱析出，而溶解度最大者最後析出。

(b) 例如：已知 之 ，於 1 升的溶液中含

4 2CrO Ag

AgCl及 K_SP

分別為 1 . 6 × 10

及 2 . 0 × 10

[ ]

= 0 . 10

, [

] = ^{0 . 010}

，先後產生何種沉澱?顏色為何?

) (

AgNO3 aq

解： AgCl_(s) Ag⁺(aq)

+

[ ] [ ] [ ]

M Ag Cl

10 9

6 . ⁻

+

−

×

=

[

]

[ ]

K_SP

⇒ +

= Ag 1

+

=

當滴入之Ag⁺達此濃度時，開始產生AgCl白色沉澱。

) 4( 2CrO s

Ag 2 ( )

) 4

2

+

[ ] [

] [ ]

^{[ ]}

2 ^{− +} 0.010 2.0 10⁻

+ = = ×

= Ag CrO Ag K_SP

[ ]

^{= 1 . 4 × 10}

⇒

當滴入之Ag⁺達此濃度時，開始產生Ag₂CrO₄磚紅色沉澱。

而此時Cl⁻幾乎完全轉變為AgCl。

課後練習：

2-1 可逆反應與化學平衡 單一選擇題

1、( D ) 水煤氣轉化反應為：^CO(g) +H2O(g) CO_2(g) +H_2(g)，下列敘述何者錯誤？

(Ａ)在一定條件下，混合氣體的平均分子的相對質量不再改變，表明

已達到平衡狀態 (Ｂ)當一定條件下，^H 的生成速度與 的消耗濃度 相等，表明已達到平衡狀態 (Ｃ)增加水蒸氣的濃度，可提高 的轉化 率 (Ｄ)增加 的濃度，可提高 的轉化率

2O CO

CO

CO CO

(g)

O4 2NO

(s) +

CO2 ₂

2(l) +H ₂O_(l)

2

nCO O H₂

nCO H2

(g) +

2

nD(g)

2、( A ) 在同溫同壓下，可逆反應：N2 _2(g)，達到平衡時的氣體體積 是最初體積的 1.3 倍，則 的分解率是 (Ａ)30% (Ｂ)60% (Ｃ)40%

(Ｄ)47%

O4

N2

3、( A ) 下列反應^C CO2(g) 2CO_(g) −Q，在密閉容器中進行，達到平衡後，下 列說法正確的是 (Ａ)降低壓力，升高溫度有利於平衡向右移動 (Ｂ) 增加^CO 或增加焦炭都能使平衡向右移動 (Ｃ)增大壓力，降低溫度有 利於平衡向右移動 (Ｄ)壓力變化對平衡沒有影響

2

4、( D ) 下列何者不影響化學平衡？ (Ａ)濃度 (Ｂ)溫度 (Ｃ)壓力 (Ｄ)觸媒 5、( A ) 在一密閉容器中，用等莫耳數的A和B發生如下反應：A(g)+2B(g) 2C(g)

反應達到平衡時，若混合氣體中 A和B的莫耳數之和與C 的莫耳數相 等，則這時 A的轉化率為 (Ａ)40% (Ｂ)50% (Ｃ)60% (Ｄ)70%

6、( C ) 在一定溫度下，將^CO和水蒸氣各 1^mol 放在密閉容器中反應：

O H

CO+ _{2 2}

2

+H 達平衡後測得 為 0.6^mol，再通入 4 水蒸 氣，達新平衡後，^CO 的莫耳數是 (Ａ)等於 0.6^mol (Ｂ)等於 1 (Ｃ) 大於 0.6 ，小於 1 (Ｄ)大於 1^mol

CO mol

mol

mol mol

7、( C ) 下列哪一項會影響 H2(g)+Cl2(g) 2HCl(g)的化學平衡狀態？ (Ａ)H2的 純度 (Ｂ)Cl2的分壓 (Ｃ)溫度 (Ｄ)H2的分壓 (Ｅ)催化劑

多重選擇題

8、( BC ) 700 K 時，以下列五組不同莫耳數的各種氣體分別充入五個相同 容積的真空容器中，依反應CO 2(g) CO_(g) +H

nH O

CO

，達成平衡 時，何者具有相同的平衡狀態？ (Ａ)ⁿ = 3， = 2， = 1，

= 0 (Ｂ)ⁿ = 1， = 1， = 2， = 2 (Ｃ) = 0，ⁿ = 0, = 3，ⁿ = 3 (Ｄ)ⁿ = 3，ⁿ = 1，ⁿ = 2，ⁿ = 2 (Ｅ) = 1， = 2， = 3， = 1

CO2

H₂

n

nCO O

H₂

n n

CO2

O H₂

nCO

H2

n

O H₂

n

2 H2

CO2

CO n nH

CO2

9、( CD ) 下列反應在密閉容器中進行：^aA bB(g) mC_(g) + 表示其已達 到平衡狀態的，以下敘述何者正確？ (Ａ)平衡時的壓力與反應

起始的壓力之比為 b a

n m

+

+ (Ｂ)用物質 表示的反應速度與物質 表示的反應速度之比為

A C

m a

Z →

(Ｃ)物質 的濃度不隨時間而改變 (Ｄ)單位時間內參加反應同時有 生成

B B x

V mol

K

x

10、( AC ) 和^Y兩種物質混合後，所發生的反應按下式進行 ，

，由此作出的下列判斷正確的是 (Ａ) 是催化劑 (Ｂ) 是催化劑 (Ｃ)該反應的化學方程式是 (Ｄ)該反

應的化學方程式是

X Y+

Z Y X + →

X +V V

X W Z→ + +

Z 2Y→W

W

Y + +

2

填充題

11、平衡常數值大小，是衡量化學反應進行程度的標誌。在 25℃時，下列反應 的平衡常數如下：

N2(g)+O2(g) 2NO_(g) K1 =1×10^{−30 2}H2(g) +O2(g) 2H₂O_(g) K2 =2×10^{81 2}CO2(g) 2CO_(g) +O_2(g) K3 =4×10⁻⁹²

(1)常溫下，^NO分解產生^O2反應的平衡常數表達式為_______。

(2)常溫下，水分解產生^O2，此時平衡常數約為 =_______。

(3)常溫下， 、^H 、^CO 三種化合物分解放出氧氣的傾向大小順序為 _______。

NO ₂O ₂

(4)某市政府要求全市對所有汽車廢氣處理裝置完全改裝，以求除去 、

，改裝後的處理裝置主要是加入有效催化劑。根據上述材料分析使用 催化劑除污染的可能性。______。

NO CO

2-2 平衡常數：

單一選擇題

1、( B ) 下列平衡系統中 CaCO3(s) CaO(s)+CO2(s)，僅含有足量的 CaCO3(s)， CaO(s)及 CO2(s)。原壓力為P，體積為V，在t0時間，容器體積減半為

2V

1 ，並維持為 ^V 2

1 ，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 (Ａ) (Ｂ)

(Ｃ) (Ｄ) 【82 日大(自)】

2、( D ) 在 1100 K，^2H2(g) +NO(g) 2H₂O_(g) +N_2(g)的反應速率為r=k[H2][NO]² ， 以下的敘述，何者錯誤？ (Ａ)k稱為速率常數，與溫度有關 (Ｂ)反應 總級數為 3 (Ｃ)將 的分壓增加一倍，反應速率會加倍 (Ｄ)將 的 分壓增加一倍，反應速率會加倍 【85 夜大】

H2 NO

3、( A ) 一莫耳 氣體在一升容器中加熱至 500 K 時，有 9.0%會分解成 及^Cl ，求此反應在 500 K 時的平衡常數(K

NOCl NO

2 c)，反應方程式為：

2NOCl 2NO+Cl2 (Ａ) (Ｂ)⁴ (Ｃ)² (Ｄ)⁸

10 4

4 .

4 × ⁻ .4×10⁻³ .2×10⁻³ 10⁻3

× 9 .

4、( D ) 下列諸反應中，何者有Kc =Kp (RT) ² 關係？ (Ａ) (g) O2(g)

2

CO +1 CO_2(g) (Ｂ)4HCl(g) +O2(g) 2Cl_2(g) +2H₂O_(g) (Ｃ)^C(s) +CO2(g) 2CO_(g)

(Ｄ)N2(g)+3H2(g) 2NH_3(g)

5、( D ) 於 800℃時，^CaCO3(s) CaO(s) +CO2(g)

CaCO3

之Kp = 190 mmHg，今於 8.8 升 真空容器中加入下列物質，何者達平衡時壓力不可能維持 190

mmHg？(Ca=40) (Ａ)10 克 及 0.44 克^CO (Ｂ)4.4 克^CO 及 5.6 克^CaO (Ｃ)6.0 克 及 5.6 克^CaO (Ｄ)4.4 克^CO 及 0.56 克^CaO

2 2

CaCO3 ₂

計算題

6、某四氧化二氮氣體，加熱至 60℃後，壓力為一大氣壓，密度為 2.53 克/升 (1)試問此時四氧化二氮解離的百分率為何？

(2)寫出上述反應方程式，並求其平衡常數 Kp。 (3)繪出四氧化二氮的分子結構。

O

7、在 25℃下N2 4解離成NO2，即N₂O₄ 2^NO2，試問(1)若達反應平衡時，^N2O4

與 之壓力分別為 0.69 atm，0.31 atm，試求 ；(2)若 原有之壓力 為 5 atm，問達到平衡時，各分壓若干？

NO2

Kp

Kp N₂O₄

M

°C 8、在氣相反應中，平衡常數 Kp 與 K_c 的關係式為：

= (Kc RT)^Δn

若在 6.56 公升的容器中放入 20.88 公克的 PCl5，加熱至 227℃時系統總 壓力為 1 atm，PCl5 的分解方程式為：PCl5→PCl3+Cl2，則在此分解反應 中，反應之平衡常數為多少？（PCl5分子量：208.8）

2-3影響化學平衡狀態的因素：

單一選擇題

1、( D ) 在一個固定體積的密閉容器中，加入 2 mol A和 l mol B，發生反應 2A(g)+B(g) 3C(g)+D(g)，達到平衡時，C 的濃度為 w 。若維持容器體 積和溫度不變，按下列四種方法改變起始物質，達到平衡後，C的濃 度仍為 w 的是 (Ａ)4 mol A+2 mol B (Ｂ)2 mol A+1 mol B+3 mol C+1 mol D (Ｃ)3 mol C+1 mol D+1 mol B (Ｄ)3 mol C+1 mol D

M

M

2、( C ) 在T℃時，A 氣體與B氣體發生反應生成C 氣體，反應過程中A、B、 C 濃度變化如圖(I)所示。若保持其他條件不變，溫度分別為T1和T2

時，B的莫耳分率與時間關係如圖( Ⅱ )所示，則下列結論正確的是 (Ａ) 在(T1+10) min 時，保持其他條件不變，增大壓力，平衡向逆反應方向 移動 (Ｂ)其他條件不變，升高溫度，正、逆反應速度都增大，且 A的 轉化率增大 (Ｃ)在^{T °C}時，若由 0.4 A和 0.4^M B和 0.2^M C，反 應達平衡後，C 的濃度仍為 0.4^M (Ｄ)在^T (t+10) min 時，保持壓力 不變，加入惰性氣體，平衡不移動

3、( C ) 化合物 HIn 在水溶液中因存在以下電離平衡，故可用作酸鹼指示劑 HIn (溶液) H⁺(溶液)+ In^– (溶液)

紅色 黃色

濃度為 0.02 mol •L^–1的下列各溶液：←鹽酸，↑石灰水，→NaCl 溶液，

↓NaHSO4溶液，°NaHCO3溶液，±氨水，其中能使指示劑顯紅色的是 (A)←↓° (B)↑°± (C)←↓ (D)↑→±

4、( C ) 反應aA(g) +bB(g) eE_(g) + fF_(g) +

k1 ₂

熱，則有關上式反應之敘述何者正確？

(其中 、 分別表示正、逆反應之速率常數) (Ａ)溫度上升， 、 、 (平衡常數)均增大 (Ｂ)加入催化劑，k1、^k 均增大，故 亦增大 (Ｃ) 加熱， 變小，但 、^k 增大 (Ｄ)降低溫度， 變小而 變大，故 增大

k1 k₂

Kc

k1 k₂

K

Kc ₂ K_c

k1

k2 _c

5、( B ) 圖是有關N2(g)+3H2(g) 2NH_3(g)平衡系中，因某種因素影響而引起之濃度 變化，下列何種變因為正確？ (Ａ)定溫定壓下，壓縮體積 (Ｂ)定溫定 壓下，充入He(g) (Ｃ)定溫定容下，充入He_(g) (Ｄ)定溫下，加入NH_3(g)

6、( B ) 在工業上，甲醇可通過^CO和^H 在溫度為 400℃和催化劑的作用下進行 合成。^CO

2

2(g)

(g) +2H CH₃OH_(g) +92kJ，設在一密閉反應器中反應達到平 衡時，把溫度改為 450℃，則 (Ａ)混合氣體中甲醛的含量增加 (Ｂ)氣 體分子的總數升高 (Ｃ)正反應和逆反應的速度不變 (Ｄ)氣體混合物 的總壓力降低

7、( D ) 能用勒沙特列原理解釋的是 (Ａ)由^SO 和^O 反應製造^SO 使用催化劑 (Ｂ)燒粉碎的黃鐵礦有利於^SO 的生成 (Ｃ)氫氣和氯氣混合見光爆炸 (Ｄ)把 溶液滴入沸水製 膠體

2 2 3

2

Fe(OH)

FeCl3 ₃

8、( B ) 在^{Fe3+ + SCN− FeSCN2+}

NaOH

平衡系中，下列敘述何者正確？ (Ａ)加入蒸餾 水平衡向右移動 (Ｂ)加入 平衡向右移動 (Ｃ)加入 平衡 向左移動 (Ｄ)加入 平衡不移動

3 3)

Fe(NO NaSCN

填充題

1、在一個容積固定的反應器中，有一可左右滑動的密封隔板，兩側分別進行

如圖所示的可逆反應。各物質的起始加入量如下：A、B 和C均為 4.0 mol、

D 為 6.5 mol、F為 2.0 mol，設 E為x mol。當x 在一定範圍內變化時，

均可以通過調節反應器的溫度，使兩側反應都達到平衡，並且隔板恰好處 於反應器的正中位置。請填寫以下空白：

(1) 若 x=4.5，則右側反應在起始時向_______(填「正反應」或「逆反應」) 方向進行。欲使起始反應維持向該方向進行，則 x 的最大取值應小於 _______。

(2)若x 分別為 4.5 和 5.0，則在這兩種情況下，當反應達平衡時，A的 莫耳數是否相等？_______(填「相等」、「不相等」或「不能確定」)。

其理由是：_______。

2-4溶解度平衡：

單一選擇題

1、( C ) 向 5 mL NaCl 溶液裡滴入一滴 AgNO3溶液，出現白色沉澱，繼續加 入一滴 KI 溶液，沉澱變成黃色，再加入一滴 Na2S 溶液，沉澱又變成 黑色，根據上述變化過程，分析此三種沉澱物的溶解度關係為

(Ａ)s(AgCl)=s(AgI)=s(Ag2S) (Ｂ)s(AgCl)<s(AgI)<s(Ag2S) (Ｃ)s(AgCl)>s(AgI)>s(Ag2S) (Ｄ)因發生特殊反應，無法判斷

2、( C ) 氯化亞汞(Hg2Cl2)在水中的溶度積為 (Ａ)[Hg⁺] ² [Cl^–]² (Ｂ)[Hg⁺][Cl^–] (Ｃ)[Hg²2⁺][Cl^–]² (Ｄ)[Hg⁺][^Cl22⁻]

3、( B ) 在鉻酸銀水溶液中，可得到的最大銀離子濃度為何？ (Ａ)³ (Ｂ)

sp

4 Κ

3 sp

2 Κ4

× (Ｃ)³Κsp (Ｄ) ^{3 sp} 4 2

× Κ

1

4、( C ) CuCl 與 AgCl 的溶度積分別為¹ 與¹ 。某一溶液含 0.10 M 的 Cu

10 6

2

. × ⁻ .8×10⁻¹⁰

+ 與 0.l0 M 的 Ag⁺，若欲利用沉澱法使 Cu⁺與 Ag⁺離子分離，則 平衡時 Cl^–離子的理想濃度應為 (Ａ)[Cl^–]<1.8×10^–10 (Ｂ)1.2×10^–6

>[Cl^–]>1.8×10^–10 (Ｃ)1.2×10^–5 >[Cl^–]>1.8×10^–9 (Ｄ)[Cl^–]>1.2×10^–5 5、( D ) 若 PbCl2在 0.0l0 M Pb(NO3) 2溶液中的溶解度為s(莫耳/升)，則 PbCl2

的溶度積 Ksp等於多少？ (Ａ)4s³ (Ｂ)0.04s² (Ｃ)0.01s³

(Ｄ)0.04s²+4s³

6、( B ) 假若溶液中某離子濃度降至¹⁰ 以下時，即視為該離子已被沉澱完 全，已知 25℃時 之 ，Y(OH)

M

−6

sp=10⁻

2 K ) OH X(

+

Y2

M

+ 2

18 2 之^K ；在含

及⁰ 的混合溶液中，pH 值應控制在什麼範圍，才能 將 沉澱完全而與^Y 分離？ (Ａ)6<pH<10 (Ｂ)8<pH<10 (Ｃ)pH<6 或 pH>12 (Ｄ)pH<8 或 pH>10

10 sp=10⁻

+

01 2

.

0 M X

+

X2

01 .

7、( C ) ^AgCl 值在 100℃時為¹ ，在室溫時為¹ ，今有 100

℃之飽和 溶液 100mL，冷卻至室溫時，析出 莫耳數為何？

(Ａ)¹ (Ｂ)¹ (Ｃ)¹ (Ｄ)¹

sp (s)之K

10 6

1 . × ⁻

10 4

44 . × ⁻

10 3

2 . × ⁻

10 10

44 . × ⁻

(s)之 AgCl AgCl

10 4

2

. × ⁻ .1×10⁻²

8、( C ) 已知^AgCl的Ksp =2.0×10⁻¹⁰，Ag(NH₃)₂⁺ Ag⁺+2NH₃ K=8.0×10⁻⁸，則欲完 全溶解 0.02 莫耳 ，至少需 6.0 M 氨水若干毫升？ (Ａ)300 mL (Ｂ)150 mL (Ｃ)73 mL (Ｄ)20 mL

AgCl(s)

9、( A ) 化合物的離子濃度乘積> 時，該溶液為 (Ａ)過飽和溶液 (Ｂ)飽和溶 液 (Ｃ)未飽和溶液 (Ｄ)以上皆可能產生

Ksp

10、( ACD ) 將 0.1 莫耳 AgCl(s)加到 1 升水中，當反應：^Ag(⁺aq)⁺Cl(⁻aq) AgCl_{( s)}達 平衡後，下何何者能使 AgCl(s)的重量減少？（已知 AgCl 的Ｋ

sp=¹ 的 ） (Ａ)加入 1 升水 (Ｂ)加入 0.01 莫耳 AgNO

AgI

； 10 7

. × ⁻¹⁰ K_sp=8.3×10⁻¹⁷

3(s) (Ｃ)加入 10 滴濃 NH3(aq) (Ｄ)加入 0.01 莫耳 NaI(s) (Ｅ)加入 0.01 莫耳 Ag(s 【90 日大】

多重選擇題

11、( BE ) 25℃時，CaSO4和 Ag2SO4的Ksp 分別為 和¹ ，下 列敘述何者正確？ (Ａ)CaS0

10 5

4 .

2 × ⁻ .2×10⁻⁵

4的溶解度為 Ag2SO4的兩倍 (Ｂ)Ag2SO4的溶解度大於 CaSO4的溶解度 (Ｃ)將 CaSO4與 Ag2SO4混合溶解時，兩者溶解度均與單獨溶解時相同

(Ｄ)CaSO4與 Ag2SO4溶解度相等 (Ｅ)Ag2SO4的莫耳溶解度為 CaSO4的 2.9 倍

12、( ACE ) 已知^{PbCl 4}。將足量 固體溶解於 1 水溶 液中，取其澄清液 (Ａ)與等體積 3 水溶液相混合，會有 沉澱產生 (Ｂ)與等體積 3 水溶液相混合，溶液中殘餘鉛

sp

2的K =1.0×10⁻ PbCl₂

M

M NaCl NaCl

M NaCl