物理化学习题 第四章 化学平衡
物理化学第四章
cB c (
RTc
B
)
B
B
cB RTc c p
)
B
(
RTc p
B )
B
(
cB c
)
B
令Kc
( c )
B
cB
B
K
Kc (
B
RTc p
B )
py B p
B
(4 2 4)
( p p
p B p y B； K 令Ky
恒 温 恒 压 下 ,如 下 理 想 气 体 化 学 反 应 达 到 了 平 衡 ： aA( g ) bB ( g ) lL ( g ) m M ( g ) 化 学 平 衡 时 ， 有 rG m
B
B
B 0
B B R T ln ( p B / p ) r G m m { M R T ln ( p M / p )} l { L R T ln ( p L / p )} a { A R T ln ( p A / p )} b { B R T ln ( p B / p )} r G m ( m M l L a A b B ) R T ln ln ( pM / p ) ( pL / p ) ( pA / p ) ( pB / p ) ( pM / p ) ( pL / p ) ( pA / p ) ( pB / p )
0，
K 随 温 度 上 升 而 减 小 ， 即 升 高 温 度 ,平 衡 左 移 。
物理化学(王海荣主编)第四章化学平衡概要
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2018/10/
用化学反应等温式判断反应方向
化学反应等温式也可表示为：
r Gm RT ln K RT ln Q
Q<Kѳ r Gm <0 反应正向进行； Q =Kѳ r Gm＝0 系统处于平衡状态；
Q>Kѳ r Gm >0 反应逆向进行。
NH4HS(s) NH3 (g) H2S(g)
p NH 3 p H 2S 1 p 2 K ( ) 4 p p p
p
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2018/10/
复相化学平衡
一定条件下，固体物质分解有气体生成，当达
到平衡时，气相的总压力称作该物质的分解压力。 对复相化学反应来说，分解压力与温度有关，温度 一定时，分解压力一定。温度越高，分解压力越大 ；同一温度下分解压力越大，化合物越不稳定。 当反应系统分解压力等于外压（101.325kPa） 时的温度称为分解温
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2018/10/
标准平衡常数
p B ,eq K (T ) p B
p vB
可以看出： K 1、 p 仅是温度的函数，只随着温度的改变而改变，与物 K 质的浓度或者分压无关。当体系的温度恒定时， p 恒定。 2、由于相对平衡分压 的量纲为一，所以 K p 的量纲也是 一。 3、K p 反映了在一定条件下一个化学反应能够进行的彻底 K 程度。 p 值越大，反应进行的越彻底。一般当 K p >108 ，认为反应进行得完全彻底。
p
vB
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第四章 化学平衡
CO2 H2 CO H2O
CO + H2O（1473K）
平衡浓度 / mol·dm-3
[CO][H 2O]
CO2
H2
CO H2O [CO2][H2]
1 0.01 0.01 0 0 0.004 0.004 0.006 0.006 2.3
2 0.01 0.02 0 0 0.0022 0.0122 0.0078 0.0078 2.3
CO(g) + 1/2O2(g)
rG2 = -137.27 KJ·mol-1
(3) CO(g) + 1/2O2(g)
CO2(g)
在这个体系中：
rG3 = -257.11 KJ·mol-1
[O2] 同时满足三个平衡； [CO2] 既满足平衡（1）又满足平衡（3）； [CO] 既满足平衡（2）又满足平衡（3）。
3 0.01 0.01 0.001 0 0.0041 0.0041 0.0069 0.0059 2.4
4 0 0 0.02 0.02 0.0082 0.0082 0.0118 0.0118 2.2
第一节 平衡常数
[CO][H2O] 恒定值 [CO2 ][H2 ]
化学平衡定律：
在一定温度下，可逆反应达平衡时，生 成物的浓度以反应方程式中计量系数为指数 幂的乘积与反应物的浓度以反应方程式中计 量系数为指数幂的乘积之比是一个常数。
第一节 平衡常数
二、标准平衡常数Kθ
1. 标准平衡常数Kθ
任意浓度：c 平衡浓度：[ ] 相对平衡浓度
平衡浓度 ＝
[]
标准态浓度 C ( 1mol L1)
无量纲量
相对平衡分压
平衡分压 ＝
peq
标准态压力 p ( 1.00 105 Pa )
第四章 化学平衡
pCc pDd ( pθ )B pAa pBb
几个经验平衡常数与标准平衡常数间的关系
压力平衡常数 摩尔分数平衡常数 浓度平衡常数
Kp
pCc pDd pAa pBb
Kx
xCc xDd xAa xBb
Kc
cCc cDd cAa cBb
K p K θ ( pθ )B
Kx
Kθ(
p pθ
) B
Kx
K
θ
(
RT pθ
第四章 化学平衡
五、平衡常数的计算
各物质浓度不随时间而改变 衡量反应体系
是否达平衡的 在相同条件下测出正、逆反应的K值应互为倒数
方法
在相同T、p下，改变反应物初浓度，求得K不变
平衡常数K的获得方法
1、物理方法：折射率、电导、吸光度、电动势、压力等；
2、化学分析法：直接取样分析，测出浓度C；
3、通过热力学计算得到K。 rGmθ＝ RT ln Kθ
>0 逆向反应自发进行
第四章 化学平衡
定温定压下
T、p一定
G与ξ关系如右图
化学平衡的描述
0
ξ
1
化学平衡的动力学描述：正、逆反应的速率相等。
化学平衡的热力学描述：产物的化学势总和与反应物的化学 势总和相等。
第四章 化学平衡
二、化学平衡常数的表示法
1、标准平衡常数
对任一反应 aA＋bB↔cC＋dD
在定温定压下达到平衡时，有
这样的化学反应就称为多相反应或复相反应。如
CaCO3（s）
K θ
a B B
B
平衡
CaO（s）＋CO2（g）
K θ a a CaO CO2 aCaCO3
当凝聚相为纯固体或纯液体时，其活度为1
物理化学第四章PPT
B K (C RT / P )
二、平衡常数的各种表示法 （2）用摩尔分数表示的平衡常数 K y
PB PyB K
( PyB / P )
B
B
B B (P / P ) yB
B
令 K y yB
B
B
K
B K y (P / P )
' g ' h (P / P ) ( P / P ) G H JP ' ( PA / P )a ( PB' / P )b
r Gm RT ln J P RT ln K
范特霍夫等温方程
一、 理想气体反应的标准平衡常数
r Gm
JP RT ln K
K Jp
$ p
r Gm 0 r Gm 0
CaCO3 (s) CaO(s) CO2 ( g )
三、有纯态凝聚相参加的理想气体反应的 K
r Gm B B 0
B
r Gm CO2 CaO CaCO3 0
B B RT ln( PB / P )
RT ln( P / P )
反应向右自发进行 反应向左自发进行 反应达平衡
K$ p Jp
K Jp
$ p
r Gm 0
一、 理想气体反应的标准平衡常数
例题 有理想气体反应 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g),在2000K 时，已知 K=1.55×107。
（1）计算H2和O2分压各为1.00 ×104 Pa，水蒸气分压为1.00 ×105 Pa的混合气中，计算上述反应的△rGm，并判断反应自发 进行的方向； （2）当H2和O2的分压仍然分别为1.00 ×104 Pa时，欲使反应不 能正向自发进行，水蒸气的分压最少需要多大？
葛华才-物理化学习题详细答案
5. 2 mol O2(g)在 105Pa 恒压下从 25℃加热到 45℃，计算该过程的功。 解：据题意知系统压力 p 等于环境压力 pe，即 p1=p2=pe ∴ W= -pe(V2-V1)= -p2[(nRT2/p2)-(nRT1/p1)]= -nR(T2-T1)
= -2.0mol×8. 315 J·K-1·mol-1×(318.15 K-298.15 K) = -333 J
态温度相同，所以∆U2=∆U1，∆H2=∆H1。 10. 设某房间面积 15m2，高 3m。夏天时如果室温为 32℃，压力为 101325Pa，若维持压力不变时欲使
房间温度降至 25℃，问需抽出多少热量。冬天时如果室温为 10℃，压力为 101325Pa，若维持压力不变下
使房间升至 25℃，则又需提供多少热量？假设空气为理想气体，其 Cp,m = 29.29J·K-1·mol-1。注意恒压降温 时房间需补充一定量室外空气，恒压升温时有一部分室内空气排到室外。
11. 一个绝热圆筒用一铜质隔板分成 A、B 两室。两室中各装有温度为 400K，压力为 500kPa 的 1mol
单原子理想气体。现将 A 室气体在恒定外压 pe＝100kPa 下绝热膨胀至压力为 100kPa，系统中 A、B 两室 气体达到热平衡，求最终温度 T2。
解：B 室气体为恒容过程， T1 = 400K , p1 = 5×105 Pa ⎯d⎯V =0⎯→T2 , p2
V(O2)= y(O2) V 总 = 0.6×4 dm3 = 2.4 dm3 3. 在 25℃，101325Pa 下，采用排水集气法收集氧气，得到 1dm3 气体。已知该温度下水的饱和蒸气压
为 3173Pa，试求氧气的分压及其在标准状况下的体积。
解：p(O2)= p 总－p(H2O)= 101325Pa－3173Pa = 98152 Pa V(O2,STP) = (TSTP /T)( p /pSTP)V = (273.15/298.15) × (98152/101325) × 1dm3 = 0.8875 dm3 STP 表示标准状况。
葛华才编物理化学3-4章习题详细答案
17
葛华才编.《物理化学》 （多媒体版）配套部分章节的计算题解.高等教育出版社
B，试求过程的mixVm，mixHm，mixSm，mixGm。假设 A 和 B 能形成理想液态混合物。 解： 混合过程如下 0.6mol A+0.4mol B nB*=1.4mol G1 nA*=0.6mol nB*=1.8mol mixG 0.6mol A +1.8mol B G2
第三章 多组分系统
三、计算题答案 1. 两种挥发性液体 A 和 B 混合形成理想液态混合物，某温度时液面的蒸汽总压为 5.41×104 Pa，气相 中 A 物质的量分数为 0.450，液相中为 0.650。试求此温度时纯 A 和纯 B 的蒸汽压？ 解：由题意得 p*B=p yB/ xB=5.41× 104Pa × (1-0.450)/(1-0.650)=8.50× 104 Pa p*A=p yA/ xA= 5.41× 104Pa× 0.450/0.650=3.75× 104 Pa 2. 总压为 1.01×106 Pa 的 N2、H2、O2 的混合气体，与纯水达到平衡后，形成稀溶液。溶液中三种气 体的浓度相等。已知三种气体的亨利常数为：kx(N2)=1.199×109Pa，kx(H2)=1.299×109 Pa，kx(O2) =2.165× 109 Pa。问气体混合物的原来组成为多少？(以物质的摩尔分数表示) 解：由题意得 c(N2)= c(H2)= c(O2) n=cV 根据亨利定律得： p(N2)= kx(N2) x(N2)；p(H2)= kx(H2) x(H2); p(O2)= kx(O2) x(O2) 又因为 p(N2)= p y(N2)；所以 y(N2)= p(N2)/p= kx(N2) x(N2)/[ kx(N2) x(N2)+ kx(H2) x(H2)+ kx(O2) x(O2)] 将(1)，(2)代入得 y(N2)= kx(N2)/[ kx(N2) + kx(H2) + kx(O2)]=1.199/(1.199+1.299+2.165)=0.2571 同理得： y(H2)=0.2786; y(O2)=0.4643 (1) (2)
《物理化学》第四章(相平衡)知识点汇总
第四章：相平衡
第四章 相平衡 相律
温度或压力都没有指定时，相律表达式为：
f K 2
如果指定了温度或压力，则相律表达式为：
f K 1
55
克劳修斯－克拉珀龙方程 液－气平衡
ln p Vap H m RT K
p2 Vap H m 1 1 ln ( ) p1 R T1 T2
60
最大负偏差非理想完全互溶双液系统体系
在p-x图上，p与拉乌 等温 尔计算值相比为负， 且在某一组成范围内， p < pA*， p有最小值。
液
p
气
在T-x图,与压力最
小值相对应，出现 了具有最高恒沸点 的最高恒沸物。
Aa
xBbΒιβλιοθήκη B气左侧：yB<xB 右侧：yB>xB
A
T
液
xB
B
A
a x B
b
B
完全不互溶的双液系统
y
z R
冰+(NH4)2SO4
E
H2O
m B%
(NH4)2SO4
二、生成化合物的相图
1.生成稳定化合物的相图 C6H5OH与C6H5NH2 化合物C C6H5OH∙C6H5NH2
C C+L
L(熔化物)
T/k
能生成具有固定熔点
A+L E1
C+L B+L B+C E2 B
C6H5NH2
A+C
A
C6H5OH
最大正偏差非理想完全互溶双液系统体系
在p-x图上，p与拉乌 尔计算值相比为正， 且在某一组成范围内， p >pB*， p有最大值。
物理化学简明教程(第四版)第四章 化学平衡
μA*
↑
G
μB *
0
ξ→
ξeq
1
图4.1 反应系统吉布斯函数变化示意图
在一定温度和压力条件下，总吉布斯函数 最低的状态就是反应系统的平衡态。因此，图 4.1中曲线的极小点就是化学平衡的位置，相应 的 就是反应的极限进度eq。eq越大，平衡产 物就越多；反之，eq越小，平衡产物就越少。 很显然，上例中反应系统总物质的量为1 mol， 故eq必然在0和l mol之间，表明反应只能进行 到一定限度，而不能按照反应方程式进行到底。
推广到任意化学反应，只需用aB代替 pB/p。在不同的场合，可以赋于aB不同的含 义：对于理想气体，aB表示比值pB/p ；对 于高压实际气体，aB表示fB/p ；对于理想 液态混合物，aB表示浓度xB ；对于非理想溶 液，aB就表示活度等。于是，等温方程可统 一表示为
rGm RT ln K RT ln Qa
G 为了能够比较方便地求算反应的 r m
r G
m
vB f G
B
m,B
(4.11)
f Gm,B 数据可从手册中查到
G 3.反应 r m 的和标准平衡常数的求算 由上可知，利用物质的标准生成吉布斯函数 G 数据可以求算反应的 r m 。除此之外，反应的 rGm 还可以通过其它方法求算。例如： (i)通过测定反应的标准平衡常数来计算； G (ii)用己知反应的 r m 计算所研究反应 的 rGm ； （iii）通过反应的 r Sm 和r Hm 用公式
例题1 有理想气体反应2H2(g)+O2(g) = 2H2O(g)， 在2000K时，已知KӨ＝1.55×107。 (1)计算H2和O2分压各为1.00×104Pa，水蒸气分 压为1.00×105Pa 的混合气中，进行上述反应的 rGm，并判断反应能够进行的方向； (2)当H2和O2的分压仍然分别为1.00×104Pa时， 欲使反应不能正向进行，水蒸气的分压最少需要 多大?
第四章 化学平衡
第四章 化学平衡
§4.1
§4.2
标准平衡常数
多重平衡规则
§4.3
化学平衡的移动
1
§4.1 标准平衡常数
4.1.1 可逆反应与化学平衡状态 (1) 什么是可逆反应？
在一定条件下，既可按反应方程式从左向右进 行，又可以从右向左进行的反应称为可逆反应。
高温下：
正反应
CO (g) + H2O (g) = CO2 (g) + H2 (g) 逆反应
2.54 1 40 2 3 2.5 2.5 100
1
∵Q>Kθ ∴反应逆向进行
22
§4.2
多重平衡规则
1.定义：系统的一些物质，同时参与了多个平衡， 而且这些平衡是相互联系的，此种平衡系统称为
多重平衡系统。如:C和O2中燃烧，到平衡时：
(1)C(s)+1/2O2(g)=CO(g) (2)CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) (3)C(s)+O2(g)=CO2(g)
= 3.1×10-4 kPa
要使Ag2CO3 不分解，必须Q＞Kθ，即： 容器内空气中CO2的压力分数：
p(CO2 ) 3.1 104 kPa 3.1 10 6 p总 101.325kPa
21
例4-6 在298K，100 L的密闭容器中充入NO2，
N2O，O2各0.10 mol，试判断下列反应的方向。 2N2O(g) + 3O2(g) = 4NO2(g) 已知298K时Kθ=1.6
24
2.特点：
（1）若系统中某一组分同时参与多个平衡，则其平
衡浓度或压力只能为一个值；
（2）由几个反应之和构成的总反应，其平衡常数等
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本文档如对你有帮助，请帮忙下载支持！ 第四章 化学平衡 一．基本要求 1．掌握化学反应定温式的各种形式，并会用来判断反应的方向和限度。 2．了解标准平衡常数的定义，掌握标准平衡常数的各种表示形式和计算方法。
3．掌握标准平衡常数K与rmG在数值上的联系，熟练用热力学方法计算
rmG，从而获得标准平衡常数的数值。 4．了解标准摩尔生成Gibbs自由能fmG的定义和它的应用。 5．掌握温度对化学平衡的影响，记住van’t Hoff公式及其应用。 6．了解压力和惰性气体对化学平衡的影响。 二．把握学习要点的建议 把本章放在多组分系统之后的目的，就是要利用多组分系统中介绍的化学势的概念和各种表示方式，来导出化学反应定温式，从而用来判断化学反应的方向与限度。 本章又用到了反应进度的概念，不过其值处在01 mol的区间之内。因为在利用化学势的表示式来计算反应的Gibbs自由能的变化值时，是将化学势看作
为一个定值，也就是在有限的反应系统中，化学进度为d，如果在一个很大的
系统中，1 mol。 严格讲，标准平衡常数应该用绝对活度来定义，由于本教材没有介绍绝对活度的概念，所以利用标准态化学势来对标准平衡常数下定义，其含义是一样的。从标准平衡常数的定义式可知，标准平衡常数与标准化学势一样，都仅是温度的函数，因为压力已指定为标准压力。对于液相反应系统，标准平衡常数有其相应的形式。对于复相化学反应，因为纯的凝聚态物质本身就作为标准态，它的化学
势就是标准态化学势，已经归入rmG中，所以在计算标准平衡常数时，只与气体物质的压力有关。 学习化学平衡的主要目的是如何判断反应的方向和限度，知道如何计算平衡常数，了解温度、压力和惰性气体对平衡的影响，能找到一个经济合理的反应条件，为科研和工业生产服务。而不要过多地去考虑各种浓度表示式和各种平衡常数表示式之间的换算，否则会把自己搞糊涂了，反而没抓住主要内容。
由于标准平衡常数与rmG在数值上有联系，rmlnpGRTK，所以有了
rmG的值，就可以计算pK的值。定义了标准摩尔生成Gibbs自由能fmG，就
可以很方便地用热力学数据表中个物质的fmG值，来计算反应的rmG，从而可以求出标准平衡常数。 为什么说rmG与pK仅是在数值上有联系呢？因为它们处于不同的状态，本文档如对你有帮助，请帮忙下载支持！ rmG处于标准态，而pK处于平衡态，它们之间的关系可以这样来理解。根据公式： 在定温、定压不做非膨胀功时，化学反应达到平衡，rm,()0TpG，才得到
所以，pK是处于平衡状态时的压力商，而它又与标准化学势有关（根据它的定义式），故将pK称为标准平衡常数，它始终与系统的化学平衡状态相连。而rmBBB
G，是处于标准态时化学势的代数和，故称为反应的标准摩尔Gibbs
自由能变化值，它是处于标准状态下的物理量。只有在化学反应达到平衡时，才与pK联系在一起。之所以要强调这一点是因为，如果把rmG看作是平衡状态
下的物理量，它的数值永远等于零；如果把pK看作是标准状态下的平衡常数，那它就永远等于1，显然这些结论是荒谬的。 标准平衡常数的数值与rmG一样，因为用到了化学反应进度的概念，所以
与方程式的计量系数是有关系的。方程式的计量系数成倍数的关系，则rmG的值也呈倍数的关系，而pK则成指数的关系。所以在计算pK时，一定要与化学计量方程对应。 温度是影响化学平衡的最主要的因素，温度会改变平衡常数的数值。根据van’t Hoff 公式，对于吸热反应，升高温度，使平衡常数值增大。反之，对于放热反应，降低温度，使平衡常数值增大。要熟练掌握van’t Hoff 定积分公式的应用。 压力不影响平衡常数的数值，而只可能影响有气体参与反应的平衡组成，或
通常说的会影响xK的数值。对于反应前后气体分子数不变的反应，或受压力影响较小的凝聚相反应，则压力对平衡几乎没有影响。只有在反应前后，气体分子数发生改变的反应，压力才会影响平衡的组成，增加压力对气体分子数减少的反应有利，反之，降低压力对气体分子数增加的反应有利，使产物的比例提高。 把不参与反应的气体称为惰性气体，惰性气体对平衡的影响与压力相似，只有在反应前后气体分子数改变的反应，加入惰性气体才会影响平衡的组成。加入惰性气体，降低了各个组成的分压，相当于起了降压和稀释作用，对气体分子数增加的反应是有利的。反之，对气体分子数减少的反应，惰性气体的存在会使产物在平衡组成中的比例下降，必须定期清除这种反应物带入的或反应中产生的惰性气体。 三．思考题参考答案 1．反应达到平衡时，宏观和微观特征有何区别？ 答：反应到达平衡时，宏观上反应物和生成物的数量不再随时间而变化，好像反应停止了。而微观上，反应仍在不断的进行，反应物分子变为生成物分子，本文档如对你有帮助，请帮忙下载支持！ 而生成物分子又不断变成反应物分子，只是正、逆反应的速率恰好相等，使反应物和生成物的数量不再随时间而改变。 2．为什么化学反应通常不能进行到底？ 答： 严格讲，反应物与产物处于同一系统的反应都是可逆的，不能进行到底。只有逆反应与正反应相比小到可以忽略不计的反应，可以粗略地认为可以进行到底。这主要是由于存在混合Gibbs自由能的缘故，反应物与产物混合，会使系统的Gibbs自由能降低。如果没有混合Gibbs自由能，在Gibbs自由能对反应进度的变化曲线上，应该是一根不断下降的直线，不会出现最低点。如果将反应在van’t Hoff平衡箱中进行，反应物与生成物的压力都保持不变，反应物与生成物也不发生混合，反应物反应掉一个分子，向平衡箱中补充一个分子。生成一个生成物分子，则从平衡箱中移走一个分子，这样才能使反应进行完全。 3．什么是复相化学反应？其平衡常数有何特征? 答：有气相和凝聚相（液相、固体）共同参与的反应称为复相化学反应。对凝聚相，只考虑是纯态的情况，纯态的化学势就是它的标准态化学势，所以复相化学反应的标准平衡常数只与气态物质的压力有关。 4．什么是物质的解离压？ 答：在一定温度下，某纯的固体物质发生解离反应，如果只产生一种气体，达到平衡时，这气体的压力就称为该固体在该温度时的解离压。如果产生的气体不止一种，达到平衡时，所有气体压力的总和称为该固体在该温度时的解离压。显然物质的解离压在定温下有定值。 5．什么是标准摩尔生成Gibbs自由能？ 答：因为Gibbs自由能的绝对值不知道，所以只能用相对值，需要规定一个共同的相对标准。即将标准压力下稳定单质（包括纯的理想气体，纯的固体或液体）的生成Gibbs自由能看作零，在标准压力下，反应温度时，由稳定单质生成
计量系数B1的物质B时，标准摩尔Gibbs自由能的变化值称为物质B的标准
摩尔生成Gibbs自由能，用符号fm(B,,)GPT表示。热力学数据表上一般列出的是在298.15 K时的数值。 6．根据公式，rmlnGRTK，所以说 rmG 是在平衡状态时的Gibbs自由能的变化值，这样说对不对? 答：不对。在定温、定压、不作非膨胀功时，化学反应达到平衡时的Gibbs
自由能的变化值等于零，这样才得到上述公式。而rmG是指在标准状态下Gibbs自由能的变化值，在数值上等于反应式中各参与物质的标准化学势的代数和，即：rmBBB
()()GTT，因此不能认为rmG是在平衡状态时的Gibbs自由能的变
化值，否则在标准状态下。它的数值永远等于零。 7．在一定的温度、压力且不作非膨胀功的条件下，若某反应的rm0G>，能否研制出一种催化剂使反应正向进行？ 答：不能。催化剂只能同时改变正向和逆向反应的速率，使平衡提前到达，
而不能改变反应的方向和平衡的位置，催化剂不能影响rmG的数值。用热力学本文档如对你有帮助，请帮忙下载支持！ 函数判断出的不能自发进行的反应，用加催化剂的方法也不能使反应进行，除非对系统做非膨胀功。 8．合成氨反应的化学计量方程式可以分别用如下两个方程来表示，两者的
rmG和K的关系如何？
答：rmG的下标“m”表示反应进度为1 mol时Gibbs自由能的变化值，现在两个反应式中各物的量成倍数关系，当反应进度都等于1 mol时，得： 9．工业上，制水煤气的反应方程式可表示为： 设反应在673 K时达到平衡，讨论下列因素对平衡的影响。 ①增加碳的含量；②提高反应温度；③增加系统的总压力；④增加水气分压；⑤增加氮气分压。 答：① 只要碳是纯的固态，则它的活度等于1，它的化学势就等于标准态时的化学势，在复相化学平衡中，纯固态不出现在平衡常数的表达式中，则增加碳的含量对平衡无影响。 ② 提高反应温度会使平衡向右移动，因为这是一个吸热反应，提高反应温度对正反应有利。 ③ 增加系统的总压力，虽然不影响平衡常数的数值，但是会影响平衡的组成。因为这是一个气体分子数增加的反应，增加压力，会使平衡向体积变小的方向移动，会使平衡向左方移动，不利于正向反应。所以，工业上制备水煤气时，一般在常压下进行。 ④ 水是反应物，增加水气的分压，会使平衡向正向移动。 ⑤ 氮气在这个反应中是惰性气体，增加氮气虽然不会影响平衡常数的数值，但会影响平衡的组成。因为这是个气体分子数增加的反应，增加惰性气体，使气态物质的总的物质的量增加，相当于将反应系统中各个物质的分压降低了，这与降低系统的总压的效果相当，起到了稀释、降压的作用，可以使产物的含量增加，对正向反应有利。
10． 五氯化磷的分解反应为 523PCl(g)=Cl(g)+PCl(g)，在一定温度和压力下，反应达平衡后，改变如下条件，五氯化磷的解离度将如何变化？并解释为什么？设所有气体均为理想气体。 (1) 降低系统的总压； (2) 通入氮气，保持压力不变，使体积增加一倍； (3) 通入氮气，保持体积不变，使压力增加一倍； (4) 通入氯气，保持体积不变，使压力增加一倍。 答：（1） 降低总压有利于正向反应，使五氯化磷的解离度增加，因为这是一个气体分子数增加的反应。 （2）通入氮气，保持压力不变，这对气体分子数增加的反应有利，相当于起了稀释、降压的作用，所以五氯化磷的解离度会增加。 （3） 通入氮气，因保持体积不变，压力和气体的总物质量同时增加，它们的比值不变，所以平衡组成也不变，五氯化磷的解离度亦不变。 （4） 通入氯气，增加了生成物的含量，使平衡向左移动，对正向反应不利，会使五氯化磷的解离度下降。 四．概念题参考答案