Question

15．已知Pb²⁺+Sn?Pb+Sn²⁺  K_s=2.41
（1）若初始浓度[Pb²⁺]=0.1mol•L^-1，达到平衡时，Pb²⁺和Sn²⁺的浓度各是多少？
（2）若[Pb²⁺]=0.1mol•L^-1，[Sn²⁺]=0.1mol•L^-1，反应将向何方向进行？
（3）若平衡时，[Sn²⁺]=0.1mol•L^-1，反应开始时[Pb²⁺]是多少？

Answer 1

分析 （1）设达到平衡时，Pb²⁺的浓度减小x mol•L^-1，利用三段表示出平衡浓度，带入K_s计算；
（2）根据Q_c与K_s的大小判断反应进行的方向；
（3）根据平衡表达式计算出Pb²⁺的平衡浓度，反应开始时[Pb²⁺]等于其平衡浓度加上0.1mol•L^-1．

解答 解：（1）设达到平衡时，Pb²⁺的浓度减小x mol•L^-1，则，
          Pb²⁺+Sn?Pb+Sn²⁺ 
初始浓度  0.1          0
转化浓度   x           x
平衡浓度 0.1-x         x
K_s=$\frac{x}{0.1-x}$=2.41，解得x=0.07，
因此达到平衡时，Pb²⁺和Sn²⁺的浓度各是（0.1-0.07）mol•L^-1=0.03mol•L^-1、0.07mol•L^-1，
答：若初始浓度[Pb²⁺]=0.1mol•L^-1，达到平衡时，Pb²⁺和Sn²⁺的浓度各是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，反应向着正反应方向移动，
答：若[Pb²⁺]=0.1mol•L^-1，[Sn²⁺]=0.1mol•L^-1，反应将向正反应方向进行．
（3）Pb²⁺的平衡浓度[Pb²⁺]=$\frac{[S{n}^{2+}]}{K{\;}_{s}}$=$\frac{0.1}{2.41}$mol•L^-1=0.04mol•L^-1，反应开始时[Pb²⁺]为0.04mol•L^-1+0.1mol•L^-1=0.14mol•L^-1，
答：若平衡时，[Sn²⁺]=0.1mol•L^-1，反应开始时[Pb²⁺]是0.14mol•L^-1．

点评 本题考查了化学平衡常数的应用，难度中等，会书写平衡常数表达式并能通过据Q_c与K_s的大小判断反应进行的方向是解题的关键，三段法是化学平衡常数计算中常用的方法．