Question

15．已知Pb²⁺+Sn?Pb+Sn²⁺  K_s=2.41
（1）若初始濃度[Pb²⁺]=0.1mol•L^-1，達到平衡時，Pb²⁺和Sn²⁺的濃度各是多少？
（2）若[Pb²⁺]=0.1mol•L^-1，[Sn²⁺]=0.1mol•L^-1，反應將向何方向進行？
（3）若平衡時，[Sn²⁺]=0.1mol•L^-1，反應開始時[Pb²⁺]是多少？

Answer 1

分析 （1）設達到平衡時，Pb²⁺的濃度減小x mol•L^-1，利用三段表示出平衡濃度，帶入K_s計算；
（2）根據Q_c與K_s的大小判斷反應進行的方向；
（3）根據平衡表達式計算出Pb²⁺的平衡濃度，反應開始時[Pb²⁺]等于其平衡濃度加上0.1mol•L^-1．

解答 解：（1）設達到平衡時，Pb²⁺的濃度減小x mol•L^-1，則，
          Pb²⁺+Sn?Pb+Sn²⁺ 
初始濃度  0.1          0
轉化濃度   x           x
平衡濃度 0.1-x         x
K_s=$\frac{x}{0.1-x}$=2.41，解得x=0.07，
因此達到平衡時，Pb²⁺和Sn²⁺的濃度各是（0.1-0.07）mol•L^-1=0.03mol•L^-1、0.07mol•L^-1，
答：若初始濃度[Pb²⁺]=0.1mol•L^-1，達到平衡時，Pb²⁺和Sn²⁺的濃度各是0.03mol•L^-1、0.07mol•L^-1．
（2）若[Pb²⁺]=0.1mol•L^-1，[Sn²⁺]=0.1mol•L^-1，Q_c=$\frac{0.1}{0.1}$=1＜2.41，反應向著正反應方向移動，
答：若[Pb²⁺]=0.1mol•L^-1，[Sn²⁺]=0.1mol•L^-1，反應將向正反應方向進行．
（3）Pb²⁺的平衡濃度[Pb²⁺]=$\frac{[S{n}^{2+}]}{K{\;}_{s}}$=$\frac{0.1}{2.41}$mol•L^-1=0.04mol•L^-1，反應開始時[Pb²⁺]為0.04mol•L^-1+0.1mol•L^-1=0.14mol•L^-1，
答：若平衡時，[Sn²⁺]=0.1mol•L^-1，反應開始時[Pb²⁺]是0.14mol•L^-1．

點評 本題考查了化學平衡常數的應用，難度中等，會書寫平衡常數表達式并能通過據Q_c與K_s的大小判斷反應進行的方向是解題的關鍵，三段法是化學平衡常數計算中常用的方法．