5-10在真空的容器中放入故态的NH4HS,于25℃下分解为NH3与H2S,平衡时容器内的压力为66.66kPa.(1)当放入NHHS时容器已有39.99kPa的H2S,求平衡时容器中的压力;(2)容器中原有6.666kPa的NH3,问需多大压力的H2S,才能形成NHHS固体?
5-10在真空的容器中放入故态的NH4HS,于25℃下分解为NH3与
H2S,平衡时容器内的压力为66.66kPa.(1)当放入NHHS时容器
已有39.99kPa的H2S,求平衡时容器中的压力;(2)容器中原有
6.666kPa的NH3,问需多大压力的H2S,才能形成NHHS固体?
题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查化学平衡常数的计算及应用,涉及固体参与的可逆反应平衡问题。
解题核心思路:
- 确定平衡常数:利用题目中给出的初始无杂质时的平衡压力,计算平衡常数$K_p$。
- 分析初始条件对平衡的影响:根据初始气体分压,建立平衡时各气体的分压表达式,代入平衡常数求解。
- 逆反应条件判断:通过比较反应商与平衡常数,确定固体形成的临界压力。
破题关键点:
- 固体活度为1,平衡常数仅与气体分压有关。
- 初始分压叠加:初始气体分压会影响平衡时的分压变化量。
- 逆反应条件:当反应商$Q \geq K_p$时,固体可形成。
第(1)题
建立平衡常数表达式
反应为:
$\text{NH}_4\text{HS(s)} \rightleftharpoons \text{NH}_3\text{(g)} + \text{H}_2\text{S(g)}$
平衡常数为:
$K_p = P_{\text{NH}_3} \cdot P_{\text{H}_2\text{S}}$
计算初始无杂质时的$K_p$
当初始无气体时,平衡时总压力为$66.66\ \text{kPa}$,则:
$P_{\text{NH}_3} = P_{\text{H}_2\text{S}} = \frac{66.66}{2} = 33.33\ \text{kPa}$
代入得:
$K_p = 33.33 \cdot 33.33 = 1111\ \text{kPa}^2$
分析初始有$39.99\ \text{kPa}$的$\text{H}_2\text{S}$时的平衡
设分解产生的$\text{NH}_3$分压为$p$,则:
- $\text{NH}_3$分压:$p$
- $\text{H}_2\text{S}$分压:$39.99 + p$
代入平衡常数:
$p \cdot (39.99 + p) = 1111$
解得:
$p \approx 18.87\ \text{kPa}$
计算总压力
总压力为:
$P_{\text{总}} = p + (39.99 + p) = 2p + 39.99 = 77.7\ \text{kPa}$
第(2)题
逆反应条件判断
要形成$\text{NH}_4\text{HS(s)}$,需满足:
$Q = P_{\text{H}_2\text{S}} \cdot P_{\text{NH}_3} \geq K_p$
代入已知条件
已知$P_{\text{NH}_3} = 6.666\ \text{kPa}$,则:
$P_{\text{H}_2\text{S}} \geq \frac{K_p}{P_{\text{NH}_3}} = \frac{1111}{6.666} \approx 166.66\ \text{kPa}$