[讲义答案]第8讲化学平衡（下）-f412ed043b2d_学而思高一全套_2019秋季高一1_19秋季实验A班高一化学直播班16讲张鑫雨_讲义及答案

答 案
解析
解：对于一般的可逆反应，在恒温恒压条件下，只要按化学计量数换算成平衡式左右两边同一边物
质的物质的量之比与原平衡相同，则达平衡后，与原平衡等效。 
①因为从题干可知
，所以①状态下
。 
②起始状态时，有
，则相当于起始时有
和
分别为
和
，按
，可得②状态时
，所以原有
和
分别为和
。 
③设起始时
为
，则相当于
和
总量分别为
和
，
则
，即可得
 
设为
，可得： 
，即
。
答 案
正增大减小
解析
解：加入
则增大反应物浓度，平衡正反应方向移动，
的转化率增大，
的转化率减小。
答 案
正增大减小
模块1：目
：目标确认
模块2：模
：模块1 等效平衡及
等效平衡及应用
1
1
2
例题1
1.5a 0 0.5 2(g −4m) x = 2(g −4m)
n(N
 ) :
2
n(H
 ) :
2
n(NH
 )
 =
3 平衡
1 : 4 : a
n(N
 ) :
2
n(H
 ) :
2
n(NH
 )
 =
3 平衡
1.5 : 6 : 1.5a
1molNH3
N2
H2
0.5mol
1.5mol
n(N
 ) :
2
n(H
 ) :
2
n(NH
 )
 =
3 平衡
1 : 4 : a
n(N
 ) :
2
n(H
 ) :
2
n(NH
 )
 =
3 平衡
0.5 : 2 : 0.5a
N
 2
H
 2
0
0.5mol
n(NH )
3
xmol
N2
H2
(m +
 )mol
2
x
(g +
 ) mol 
2
3x
(m +
 )mol :
2
x
(g +
 ) mol  =
2
3x
1 : 4
x = 2(g −4m)
n(NH )
ymol
3 平衡
4 : a = (g +
 ) :
2
3x
y
y = (g −3m) ⋅a
例题2
A
B
A
解析
解：再加入
则平衡向正反应方向移动，
的转化率增大，
的转化率减小。
答 案
不变
解析
解：若与原平衡相比，则
、
的转化率不变。
答 案
解析
解：
，
，
，
 
。
答 案
解析
解：
，得：
 
又知
 
得：
，
，
。
答 案
；
解析
解：设体系在
(
，
)达平衡时，
的分压为
，
的分压为
，根据所
给条件，有
              
 
3
模块3：模
：模块2 化学平衡
化学平衡综合计算
1
2
1
B
A
B
A
B
例题3
2.00 kPa−1
P(O
 ) =
2
2.00kPa
α = 80.0%
[MbO
 ] =
2
0.800c
 t
[Mb] = 0.200c
 t
K = (0.800c
 )/ (0.200c
 ) × 2.00kPa
=
t
{
t
}
2.00kPa−1
97.6%
K = [MbO
 ]/ [Mb]P(O
 )
2
{
2 }
[MbO
 ]/[Mb] =
2
KP(O
 )
2
α = [MbO
 ]/([MbO
 ] +
2
2
[Mb]) = 1/(1 + [Mb]/[MbO ])
2
α = KP(O
 )/ 1 + KP(O
 )
2
{
2 }
P(O
 ) =
2
20.0kPa
α = 2.00 × 20.0/(1 + 2.00 × 20.0) = 97.6%
例题4
p
 =
1
0.730 bar
p
 =
2
0.270 bar
295K V
 1
T
 1
N
 O
 (g)
2
4
P
 1
′
NO
 (g)
2
P
 2
′
P
 +
1
′
P
 =
2
′
1 bar 
(6a)
根据反应式：
和所给平衡常数，有： 
         
 
解联立方程
和
，得：
，
。
答 案
；
解析
解：
(
，
)下体系达平衡，
的分压为
，
的分压为
，类似地有：
          
 
     
 
解联立方程
和
，得： 
，
。
答 案
解析
解：
，
， 
得：
因为体系的总压不变，则
。
答 案
解析
解：
 
由恒压关系
和平衡关系，设
分压为， 
即
； 
 
当
，
，此时
。
2
3
4
1
N
 O
 (g) ⇌
2
4
2NO
 (g)
2
K
 =
P(298K)
(P /P
 ) /(P
 /P
 ) =
2
′
2
Θ 2
1
′
1
Θ
0.100
(6b)
(6a)
(6b)
P
 =
1
′
0.537bar
P
 =
2
′
0.270bar
p
 =
1
′
0.537 bar
p
 =
2
′
0.463 bar
315K V
 2
T
 2
N
 O
 (g)
2
4
P
 1
′
NO
 (g)
2
p
 1
′
P
 +
1
′
P
 =
2
′
1 bar 
(6c)
K
 =
 P(315K) 
= (P
 /P
 ) /(P
 /P
 ) =
2
2
Θ 2
1
1
Θ
0.100
(6d)
(6c)
(6d)
P
 =
1
′
0.537bar
P
 =
2
′
0.463bar
1.12
2 × Δn(N
 O
 ) =
2
4
Δn(NO
 )
2
PV = nRT
2 × (P
 V
 /T
 −
1
1
1
P
 V
 /T
 )/R =
1
′
2
2
(P
 V
 /T
 −
2
′
2
2
P
 V
 /T
 )/R(2P
 +
2
1
1
1
P
 )V
 /T
 =
2
1
1
(2
V
 /V
 =
2
1
T
 /T
 ×
2
1
(2P
 +
1
P
 )/(2P
 +
2
1
′
P
 ) =
2
′
315/295 × (2 × 0.730 + 0.270)/(2 ×
n
 /n
 =
2
1
V
 /V
 ×
2
1
T
 /T
 =
1
2
1.20 × 295/315 = 1.12
1 bar
1 bar
(= 1bar)
NO
 2
y
y + y /K =
2
1
y +
2
Ky −K = 0
y =
 (
 −
2
1
K + 4K
2
K) =
 (
 −
2
1
(K + 2) −4
2
K)
K + 2 >> 4
 ≈
(K + 2) −4
2
K + 2
y = 1
例题5
答 案
；
解析
解：从原子利用率的角度看，路线较有利。 
因在反应中：
 
在反应中：
 
从热力学的角度看，路线在热力学上有利。 
反应：
反应：
。
答 案
无需外界提供额外的能量
解析
解：反应：
， 
反应：
 
反应：
 
因此反应与、反应相比从吸热反应变为放热反应反应发生无需外界提供额外的能量。 
反应
，
更负，则平衡常数增大。
答 案
高温不利于
反应的进行； 
可将反应分为两段，氧化反应在高温下反应，
反应在低温下进行，这样有利于提高氢的平
衡转化率。
解析
解：
反应在
下：
在
下，
[1]高温不利于
反应的进行。 
[2]可将反应分为两段，氧化反应在高温下反应，
反应在低温下进行，这样有利于提高氢的平
衡转化率。
2
3
a
b
a
a
H
  wt. % =
2
4 × 2.02/(46.1 + 18.0) × 100% = 8.08/64.1 × 100% = 12.6%
b
H
  wt. % =
2
3 × 2.02/(46.1 + 16.0) × 100% = 6.06/62.1 × 100% = 9.8%
b
a
Δ
 G
=
r
Θ
Δ
 H
−
r
Θ
TΔ
 S
=
r
Θ
ΣvΔ
 H
 −
r
m
Θ
TΣvS
 =
m
Θ
[4 × 0 + 2 × (−110.52) −(−234
b
Δ
 G
=
r
Θ
Δ
 H
−
r
Θ
TΔ
 S
=
r
Θ
[3 × 0 + 2 × (−110.52) −(−234.80) −0.5 × 0]kJ/mol
120.14]kJ/mol = −106.38kJ/mol < 0
c
Δ
 H
=
r
Θ
ΣvΔ
 H
 =
r
m
Θ
[5 × 0 + 2 × (−393.51)] −[(−234.80) + 2 × (−241.82) + 0.5
Δ
 G
=
r
Θ
Δ
 H
−
r
Θ
TΔ
 S
=
r
Θ
281.62 −2 × 188.72 −0.5 × 205.15)/1000]3kJ/mol =
a
Δ
 H
=
r
Θ
[4 × 0 + 2(−110.52) −(−234.80) −0.5 × 0]kJ/mol = 13.76kJ/mol
b
Δ
 H
=
r
Θ
[3 × 0 + 2(−110.52) −(−234.80) −0.5 × 0]kJ/mol = 13.76kJ/mol
c
a
b
c
A
G
WGS
WGS
WGS
973.15K
Δ
 G
=
r
Θ
Δ
 H
−
r
Θ
TΔ
 S
=
r
Θ
{[−361.55 + 19.79 −(−89.74) −(−216.89)] −973.15
298.15K
Δ
 G
=
r
Θ
[−393.51 + 0 −(−110.52) −(−241.82)] −298.15[(213.64 + 130.68 −19
{
WGS
WGS
答 案
增加单位时间产量
解析
解：由于反应前后气体分子数不变，加压不能改变反应平衡，但能提高设备利用效率，增加单位时
间产量。
答 案
人体内可以由反应合成谷氨酰胺。
解析
解： 因为反应①的
，所以
 
 
 
 
 
 
反应①在
时的
为：
 
 
 
 
反应②在
时的
 
反应③是反应①和②的耦合反应，所以反应③ 
在
时
为： 
 
 
 
标准状态下，
，所以人体内可以由
反应③合成谷氨酰胺。 
(利用
方程： 
，同样给分)
答 案
4
1
2
例题6
Δ
 C
 ≈
r
p
0
Δ
 H
 (310.2K) =
r
m，1
Θ
Δ
 H
 (298.2K) =
r
m，1
Θ
−20.10kJ ⋅mol−1
Δ
 S
 (310.2K) =
r
m，1
Θ
Δ
 S
 (298.2K)
r
m，1
Θ
=
 
298.2K
Δ
 H
 (298.2K) −Δ
 G
 (298.2K)
r
m，1
Θ
r
m，1
Θ
=
 
298.2K
(−20100J ⋅mol
+ 30580J ⋅mol
)
−1
−1
= 35.14J ⋅K
⋅
−1
mol−1
310.2K
Δ G
(310.2K)
r
m，1
Θ
Δ
 G
 (310.2K) =
r
m，1
Θ
Δ
 H
 (310.2K) −
r
m，1
Θ
310.2K × Δ
 S
 (310.2K)
r
m，1
Θ
= −20100J ⋅mol
−
−1
310.2K × 35.14J ⋅K
⋅
−1
mol−1
= −30100J ⋅mol−1
= −31.00kJ ⋅mol−1
310.2K
Δ
 G
 (310.2K) =
r
m，2
Θ
15.70kJ ⋅mol−1
310.2K
Δ G
(310.2K)
r
m，3
Θ
Δ
 G
 (310.2K) =
r
m，3
Θ
Δ
 G
 (310.2K) +
r
m，1
Θ
Δ
 G
 (310.2K)
r
m，2
Θ
= −31.00kJ ⋅mol
+
−1
15.70kJ ⋅mol−1
= −15.30kJ ⋅mol−1
Δ
 G
 =
r
m，3
Δ
 G
 (310.2K) =
r
m，3
Θ
−15.30kJ ⋅mol
<
−1
0
van Hoff
ln
 =
K (T
 )
⊖
1
K (T
 )
⊖
2
 (
 −
R
Δ
 H
 
r
m
T
 1
1
 )
T
 2
1
377.1
解析
解： 
 
 
。
答 案
解析
解：
 
 
。
答 案
水解的
值比较适宜。若太大，意味着合成它时需要更多的能量，不利于
再生；
若太小，则不能有效驱动被耦合的反应。
解析
解： 
水解的
值比较适宜。若太大，意味着合成它时需要更多的能量，不利于
再
生；若太小，则不能有效驱动被耦合的反应。因此
在生物代谢循环中发挥着重要作用。
答 案
解析
解：主要考查学生对多重平衡体系的分析能力。学生首先需要判断题目给出的个反应方程式中哪
些是独立的方程式，再利用这些方程式的平衡常数表达式推导几种气体的分压关系，最后得到只关
于
的方程求解。 
首先选取以下个独立的方程式，其中
是题干中的式(1)和式
(2)叠加得到的。它们的特点是互相之间不能通过叠加表示，但可以叠加表示出另外剩余的两个方程
式。求这个方程式的平衡常数： 
 
式(3)是本题的一个突破点，因为在式(3)中只有
，这一种气体，因此可以直接通过式(3)的平衡
常数得到
的平衡分压。 
3
4
1
Δ
 G
 (310.2K) =
t
m,3
Θ
−RT lnK
 (310.2K) −
3
Θ
15300kJ ⋅mol−1
= −8.314J ⋅K
⋅
−1
mol
×
−1
310.2K × lnK
 (310.2K)
3
Θ
K
 (310.2K) =
3
Θ
377.1
1.116 × 10  kJ
3
Δ
 G =
r
36mol × [−Δ
 G
 (310.2K)]
r
m,1
Θ
= 36mol × 31.00kJ ⋅mol−1
= 1.116 × 10 kJ
3
ATP
Δ G
r
m
Θ
ATP
ATP
Δ
 G
 
r
m
Θ
ATP
ATP
例题7
x
 =
H
 2
47.0%
6
pH2
4
C(s) + 2H
 O →
2
CO(g) + 2H(g)
4
CO
 2
CO2
1
(7) 
再根据式(2)有： 
(8) 
根据式(1)： 
(9) 
将式(8)代入式(9)可以得到： 
 
最后还有K的表达式： 
(10) 
气体的总压为： 
(11) 
将式(8)、式(10)和
、
，的分压代入式(11)，得到关于
的二次方程，解得： 
，
，
 
因此： 
。
答 案
解析
解：考查学生对热力学状态函数的理解。如果通过中4个独立的方程式去求解，整个计算过程将会
相当繁琐。学生应该把这个平衡体系作为一个整体考虑，求得整体的末状态，再计算由始态到末态
的焓变。 
体系中氢元素的物料守恒表达式为： 
 
 
进而可以求得达到平衡时其他气体的物质的量： 
，
，
，
 
再考虑氧元素和碳元素的守恒可以求得： 
，
，
 
因此全过程的焓变为： 
 
 
与参考答案有
的差值，是由于运算中保留的有效数字位数不同造成的。
答 案
在
不稳定，它会自发歧化为
和
。碳的氧化产物是
解析
2
3
p
 =
CO
 2
 =
K
 
3
Θ
1
1.089p
 =
p
 
H
 O
2
p
 
H
 2
(
 )
=
p
 
CO
 2
K
 2
1/2
3.422
 =
p
 
H
 O
2
p
 p
 
H
 2
CO
K
 =
1
Θ
14.82
p
 =
co
4.331pΘ
 =
p
 
H
 2
2
p
 
CH
 4
K
 =
4
Θ
0.03196
p
 +
H
 2
p
 +
CH
 4
p
 +
CO
p
 +
CO
 2
p
 =
H
 O
2
25.0pΘ
CO
CO
 2
p
 
H
 2
p
 =
H
 2
11.74pΘ
p
 =
H
 O
2
3.431pΘ
p
 =
CH
 4
4.405pΘ
x
 =
H
 2
47.0%
−17.0kJ
n
 +
H
 2
n
 +
H
 O
2
2n
 =
CH
 4
2.00mol
n
 =
H
 2
 =
p
 + p
 + 2p
 
H
 2
H
 O
2
CH
 4
2.00p
 
H
 2
0.9791mol
n
 =
H
 O
2
0.2861mol
n
 =
CH
 4
0.3674mol
n
 =
co
0.3612mol
n
 =
CO
 2
0.0908mol
n
 =
c
0.5950mol
n
 =
CaO
1.4140mol
n
 =
CaCO
 3
0.5856mol
ΔH = 0.2861 × (−221.76) + 0.3674 × (−46.94) + 0.3612 × (−93.65)
+0.0908 × (−368.1) +  0.5950 × 8.70 + 1.414 × (−606.97)
+0.5856 × (−1147.40) + 0.9791 × 16.21 − 2.00 × 8.70 −2.00 × (−606.97) −2.00
0.5kJ
CO
600 C
∘
C
CO2
CO2
解： 
要求学生判断在
的条件下碳的氧化产物，实际上要求学生找到一个合理的方法来判断
、
的稳定性。题目中没有给出
的热力学数据，因此考虑
的歧化反应： 
 
由此得出：
在
不稳定，它会自发歧化为
和
。碳的氧化产物是
。 
本题是一道较为基础的热力学计算题，解题的关键在于理清多个平衡反应的关系，然后使用多重平
衡原理解题。本题也要求学生有较强的计算能力。
答 案
解析
解：略
答 案
解析
解： 略
答 案
解析
解： 略
答 案
模块4：模
：模块3 溶液体系中的离子平衡
溶液体系中的离子平衡
1
1
1
1
600 C
∘
CO
CO2
O2
CO
2CO(g) →CO(g) + C(s)Δ
 G
 =
r
m
Θ
−17.66kJ ⋅mol
<
−1
0
CO
600 C
∘
C
CO2
CO2
例题8
[HCl] = 10
mol/L
−8
例题9
5.80mg
例题10
K = 1.95 × 10−3
例题11
K
=
Θ
e
=
−
 
RT
ΔGΘ
5.46 × 1082
解析
解： 可见，氢气与氧气反应生成水的反应的平衡常数是如此之大，以至于反应几乎不可逆，平衡时
甚至不能有一个水分子存在。
模块5：课
：课堂总结
总结
模块6：科学小故事
：科学小故事