壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp的計(jì)算方法

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專項(xiàng)突破-壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp的計(jì)算方法一、Kp含義：在化學(xué)平衡體系中，各氣體物質(zhì)的分壓替代濃度，計(jì)算的平衡常數(shù)叫壓強(qiáng)平衡常數(shù)。單位與表達(dá)式有關(guān)。計(jì)算技巧：第一步，根據(jù)“三段式”法計(jì)算平衡體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量或物質(zhì)的量濃度；第二步，計(jì)算各氣體組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)或體積分?jǐn)?shù)；第三步，根據(jù)分壓計(jì)算分式求出各氣體物質(zhì)的分壓，某氣體的分壓氣體總壓強(qiáng)×該氣體的體積分?jǐn)?shù)(或物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))；第四步，根據(jù)平衡常數(shù)計(jì)算公式代入計(jì)算。例如，N2(g)3H2(g)2NH3(g)，壓強(qiáng)平衡常數(shù)表達(dá)式為Kp。真題再現(xiàn)(2018全國(guó)卷1，28改編)F. Daniels等曾利用測(cè)壓法在剛性反

2、應(yīng)器中研究了25時(shí)N2O5（g）分解反應(yīng)：其中NO2二聚為N2O4的反應(yīng)可以迅速達(dá)到平衡。體系的總壓強(qiáng)p隨時(shí)間t的變化如下表所示（t=時(shí)，N2O5（g）完全分解）：t/min0408016026013001700p/kPa35.840.342.545.949.261.262.363.1已知：2N2O5（g）2N2O4（g）+O2（g） H1=4.4 kJ·mol1 2NO2（g） N2O4（g） H 2=55.3 kJ·mol1（1）若提高反應(yīng)溫度至35，則N2O5（g）完全分解后體系壓強(qiáng)p（35）_63.1 kPa（填“大于”“等于”或“小于”），原因是 。（2）25時(shí)N

3、2O4（g）2NO2（g）反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=_kPa（Kp為以分壓表示的平衡常數(shù)，計(jì)算結(jié)果保留1位小數(shù)）。典型例題1(2015·四川理綜，7改編)一定量的CO2與足量的碳在體積可變的恒壓P0密閉容器中反應(yīng)：C(s)CO2(g)2CO(g)，平衡時(shí)，體系中氣體體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如下圖所示：已知：氣體分壓(p分)氣體總壓(p總)×體積分?jǐn)?shù)。（1）T時(shí)，平衡分壓代替平衡濃度表示的化學(xué)平衡常數(shù)KP= ,若充入等體積的CO2和CO，平衡移動(dòng)方向 ,列式計(jì)算解釋原因 。(2)925時(shí)，化學(xué)平衡常數(shù)KP= 總2. 溫度為T1時(shí)，在三個(gè)容積均為1 L的恒容密閉容器中僅發(fā)生反應(yīng): 2NO

4、2(g) 2NO(g)+O2 (g) (正反應(yīng)吸熱)。實(shí)驗(yàn)測(cè)得: v正= v (NO2 )消耗= k正c2(NO2 )，v逆= v(NO)消耗= 2v (O2 )消耗= k逆c2 (NO)·c(O2 )，k正、k逆為速率常數(shù)，受溫度影響。 下列說(shuō)法正確的是 （1達(dá)平衡時(shí)，容器與容器中的總壓強(qiáng)之比為（大于或小于或等于） 4：5 （2） 達(dá)平衡時(shí)，容器中 c(O2 )/ c(NO2 ) 比容器中的 （填大或小）（3）達(dá)平衡時(shí)，容器中 NO 的體積分?jǐn)?shù) 當(dāng)溫度改變?yōu)?T2時(shí)，若 k正=k逆，則 T2 T1（填>或或）3、（1）將煤炭在O2CO2的氛圍中燃燒， 能夠降低NO的排放主要反

5、應(yīng)為2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)。一定溫度下，向容積為2L的恒容閉容器中充入0.1molNO(g)和0.3molCO(g)發(fā)生上述反應(yīng)，測(cè)得不同時(shí)刻容器內(nèi)的壓強(qiáng)（P）與起始?jí)簭?qiáng)（P0）的比值P/P0如下表所示時(shí)間/min025101315比值（P/P0）1.00.970.9250.900.900.90則該溫度下KP= （用P表示）（2）以CO2和NH3為原料合成尿素，能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能減排，其反應(yīng)原理為2 NH3（g）+ CO2 （g）=NH2CO2NH4(s) NH2CO2NH4(s) CO(NH2)2(s)+H2O(g)。向密閉容器中加入足量NH2CO2NH4固體發(fā)生反

6、應(yīng)，平衡時(shí)PH2O(g)為aPa，則KP= 若反應(yīng)溫度不變，將反應(yīng)體系的容積增加50，達(dá)到新平衡的過(guò)程中，PH2O(g)的取值范圍是 4. 一定條件下某密閉容器中存在反應(yīng)2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g)，若平衡時(shí)容器的總壓a Pa，開始充入的CO2、H2物質(zhì)的量之比為1：2.6，平衡時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率為80%，則用平衡分壓（分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）代替平衡濃度計(jì)算求得的平衡常數(shù)KP= 專心-專注-專業(yè)5、C2H4 (g)H2O(g) C2H5OH(g) 下圖為氣相直接水合法中乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系，其中n(H2O)n(C2H4)

7、=11列式計(jì)算乙烯水合制乙醇反應(yīng)在圖中A點(diǎn)的平衡常數(shù)K (用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算）答案解析：1、P0/2 不移動(dòng) 23.04 P0 2、大于 小【解析】由容器I中反應(yīng)2NO2 2NO+O2 起始量(mol/L) 0.6 0 0變化量(mol/L) 0.4 0.4 0.2平衡量(mol/L) 0.2 0.4 0.2可以求出平衡常數(shù)K=，平衡時(shí)氣體的總物質(zhì)的量為0.8 mol，其中NO占0.4 mol，所以NO的體積分?jǐn)?shù)為50%，。在平衡狀態(tài)下，v正=v(NO2)消耗=v逆=v(NO)消耗，所以k正c2(NO2)=k逆c2(NO)c(O2)，進(jìn)一步求出。A顯然容器II的起始投料與容器I的平衡量

8、相比，增大了反應(yīng)物濃度，平衡將向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，所以容器II在平衡時(shí)氣體的總物質(zhì)的量一定小于1 mol，故兩容器的壓強(qiáng)之比一定大于4：5；若容器II在某時(shí)刻，由反應(yīng) 2NO2 2NO + O2 起始量(mol/L) 0.3 0.5 0.2變化量(mol/L) 2x 2x x平衡量(mol/L) 0.32x 0.5+2x 0.2+x因?yàn)?，解之得x=，求出此時(shí)濃度商Qc=>K，所以容器II達(dá)平衡時(shí)，一定小于1；C若容器III在某時(shí)刻，NO的體積分?jǐn)?shù)為50%，由反應(yīng) 2NO2 2NO + O2起始量(mol/L) 0 0.5 0.35變化量(mol/L) 2x 2x x平衡量(mol/L) 2

9、x 0.52x 0.35x 由0.52x=2x+0.35x，解之得，x=0.05，求出此時(shí)濃度商Qc=>，說(shuō)明此時(shí)反應(yīng)未達(dá)平衡，反應(yīng)繼續(xù)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，NO進(jìn)一步減少；溫度為T2時(shí)，>0.8，因?yàn)檎磻?yīng)是吸熱反應(yīng)，升高溫度后化學(xué)平衡常數(shù)變大，所以T2>T1?！久麕燑c(diǎn)睛】試題主要從濃度、溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡的影響以及平衡常數(shù)的計(jì)算等方面，考查學(xué)生對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡等化學(xué)基本原理的理解和應(yīng)用，關(guān)注信息獲取、加工和處理能力的提高。解題時(shí)首先要分析反應(yīng)的特征，如是恒溫恒容還是恒溫恒壓反應(yīng)，是氣體分子數(shù)目增加的還是氣體分子數(shù)目減小的反應(yīng)，其次分析所建立的平衡狀態(tài)的條件和

10、平衡狀態(tài)的特征，最后逐一分析試題中所設(shè)計(jì)的選項(xiàng)，判斷是否正確。本題只給了一個(gè)平衡量，通過(guò)化學(xué)平衡計(jì)算的三步分析法，分析容器I中平衡態(tài)的各種與4個(gè)選項(xiàng)相關(guān)的數(shù)據(jù)，其他容器與I進(jìn)行對(duì)比，通過(guò)濃度商分析反應(yīng)的方向，即可判斷。本題難度較大，如能用特殊值驗(yàn)證的反證法，則可降低難度。3、16/（169P0） 2a/3,a）4、題中沒(méi)有給出壓強(qiáng)求常數(shù)的公式，說(shuō)明用平衡分壓代替平衡濃度求算平衡常數(shù)時(shí)，平衡常數(shù)表達(dá)式與用濃度相同，即生成物平衡濃度冪的乘積比上反應(yīng)物平衡濃度冪的乘積。根據(jù)題中給出的平衡分壓計(jì)算公式，求出各物質(zhì)的平衡分壓寫在三行式下的第四行，代入公式求解即可。已知：= ×100%=80%

11、x=0.4bn總=2bP(CO2)=a· =0.1aP(H2)=0.1aP(CH3OCH3)=0.2aP(H2O)=0.6a2xb0.2b2b P(CH3OCH3) P3(H2O) P2(CO2) P6(H2) 0.2a·(0.6a)3(0.1a)2·(0.1a)6【示范講解】 2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g)始（mol) b 2.6b 轉(zhuǎn)（mol） 2x 6x x 3x 平（mol） b-2x 2.6b-6x x 3x 平（Pa） 0.1a 0.1a 0.2a 0.6a KP= = =4.32a-4106 【解析】：（1）t=時(shí)，N2O5（g）完全分解，根據(jù)反應(yīng) 2NO2（g） N2O4（g） H 2=55.3 kJmol1升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，氣體的物質(zhì)的量增多，在剛性（恒容）容器中氣體的壓強(qiáng)增大。所以體系的溫度越高壓強(qiáng)越大，故p（35）>63.1 kPa.。（2）在恒溫恒容的容器里，氣體的物質(zhì)的量之比等于它們的壓強(qiáng)之比。可以用氣體的分壓來(lái)表示物質(zhì)的量。t=0時(shí)， =35.8 kPa，t=時(shí)，N2O5（g）完全分解，這時(shí) =35.8 *0.5=17.9kPa，P(N2O4)=3