壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp的計算方法

專項突破 壓強(qiáng)平衡常數(shù)K的計算方法p一、K含義：在化學(xué)平衡體系中，各氣體物質(zhì)的分壓替代濃度，計算的平衡常數(shù)叫壓強(qiáng)平p衡常數(shù)。單位與表達(dá)式有關(guān)。計算技巧：第一步，根據(jù)“三段式”法計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)分壓計算分式求出各氣體物質(zhì)的分壓，某氣體的分壓二氣體總壓強(qiáng)X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)計算公式代入計算。例如，N(g)+3H(g)='2NH(g),壓強(qiáng)平衡常數(shù)2 2 3表達(dá)式為K表達(dá)式為K=pP2(NH丿

p(NJp3(HJ［真題再現(xiàn)］(2018全國卷1,28改編)F.Daniels等曾利用測壓法在剛性反應(yīng)器中研究了25°C時NO(g)25分解反應(yīng)：4NOi(g)+O2(g)112NQ(g)其中NO二聚為NO的反應(yīng)可以迅速達(dá)到平衡。體系的總壓強(qiáng)p隨時間t的變化如下表所示(t二224g時，NO(g)完全分解)：25t/min0408016026013001700oop/kPa35.840.342.545.949.261.262.363.1已知：2NO(g)^=2NO(g)+O(g) △H=-4.4kj?mol-】TOC\o"1-5"\h\z2 5 24 2 12NO(g) ^=NO(g) AH=-55.3kJ?mol-】2 2 4 2若提高反應(yīng)溫度至35C，則NO(g)完全分解后體系壓強(qiáng)p(35C) 63.1kPa(填2 5 g“大于”“等于”或“小于”)，原因是 。25C時NO(g)2NO(g)反應(yīng)的平衡常數(shù)《= kPa(K為以分壓表示的平衡常數(shù)，24 2 p p計算結(jié)果保留1位小數(shù))?！窘馕觥浚?1)t=g時，NO(g)完全分解，根據(jù)反應(yīng)2NO(g)=—NO(g) AH=-55.32 5 2 24 2kJ?mol-1

升高溫度，平衡逆向移動，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°C)>63.1kPa.。co(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?？梢杂脷怏w的分壓來t=0時，pnot=0時，pno=35.8kPa,t=o時，NO(g)完全分解，這時p=35.8252*0.5=17.9kPa,P(NO)=35.8kPa.。利用三段式解析，設(shè)25C達(dá)到化學(xué)平衡時NO轉(zhuǎn)化了x，表示物質(zhì)的量。2424NO(g)=^2N0(g)24 “起始35.8kPa起始2x轉(zhuǎn)化2x平衡35.8kPa-x2x由題意可知35.8kPa-x+2x+17.9kPa=63.1kPa，解得平衡35.8kPa-x2x由題意可知35.8kPa-x+2x+17.9kPa=63.1kPa，解得x=9.4kPa，P(NO)=26.4kPa，P平24(NO)=18.8kPa然后代入平衡常數(shù)表達(dá)式即可求出Kp=13.42典型例題(2015?四川理綜，7改編)一定量的CO與足量的碳在體積可變的恒壓P密閉容器中反應(yīng):20C(s)+CO(g)—2CO(g)，平衡時，體系中氣體體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如下圖所示：2已知：氣體分壓(p已知：氣體分壓(p分總TC時，平衡分壓代替平衡濃度表示的化學(xué)平衡常數(shù)K= ，若充入等體積的CO和TOC\o"1-5"\h\zP 2CO,平衡移動方向 ，列式計算解釋原因 。925C時，化學(xué)平衡常數(shù)《=p 總溫度為T時，在三個容積均為1L的恒容密閉容器中僅發(fā)生反應(yīng)：2NO(g)—12NO(g)+O122(g)(正反應(yīng)吸熱)。實驗測得：v二v(NO)二kC2(NO)，v=v(NO)=2v(O)=k正 2消耗正 2 逆 消耗 2消耗C2(NO)?c(O)，k、k為速率常數(shù)，受溫度影響。逆 2 正 逆下列說法正確的是

容器編號物質(zhì)的起始濃度(mol-L-])物質(zhì)的平衡濃度(mol-Lc(NO2)c(NO)g)g)I0.6000.2H0.30.50,2n00.50.35(1達(dá)平衡時，容器I與容器II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，容器II中c(0)/c(NO)比容器I中的 (填大或小)(3)達(dá)平衡時，容器22 III中NO的體積分?jǐn)?shù)當(dāng)溫度改變?yōu)門時，若k=k,則TT(填〉或V或=)2 正逆 2 13、(1)將煤炭在O—CO的氛圍中燃燒，能夠降低NO的排放主要反應(yīng)為222NO(g)+2CO(g)=N(g)+2CO(g)。一定溫度下，向容積為2L的恒容閉容器中充入0.1molNO(g)22時間/min025101315比 值(P/P)——.…時間/min025101315比 值(P/P)——.…、..0_: 11.00.970.9250.900.900.90則該溫度下K= (用P表示)P (2)以CO和NH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①2NH(g)+CO(g)2 3 3 2=NHCONH(s) ②NHCONH(s)——CO(NH)(s)+HO(g)。向密閉容器中加入足量NHCONH固體發(fā)生反應(yīng)②，平衡時P(HO(g)〕為aPa,，則K=2 若反應(yīng)溫度不變，將反應(yīng)體系的容2 P 積增加50%，達(dá)到新平衡的過程中，P〔HO(g)〕的取值范圍是2 一定條件下某密閉容器中存在反應(yīng)2CO(g)+6H(g)=CHOCH(g)+3HO(g)，若平衡時2 2 3 3 2容器的總壓aPa，開始充入的CO、H物質(zhì)的量之比為1：2.6，平衡時CO的轉(zhuǎn)化率為80%,222則用平衡分壓(分壓二總壓X物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))代替平衡濃度計算求得的平衡常數(shù)K=P 5、CH(g)+HO(g)==CHOH(g)下圖24 2 2 5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(HO):2002503"22002503"n(CH)=1:1列式計算乙烯水合制24乙醇反應(yīng)在圖中A點的平衡常數(shù)K= (用平衡分壓代替平衡濃度計算)

【解析】由容器I中反應(yīng)2NO2一2NO+O2起始里(mol/L)0.600變化量(mol/L)0.40.4 0.2平衡量(mol/L)0.20.4 0.22、大于小答案解析：1、P/2不移動23.04P00可以求出平衡常數(shù)答案解析：1、P/2不移動23.04P00其中NO占0.4mol,所以NO的體積分?jǐn)?shù)為50%,c(O)c(NO)_2在平衡狀態(tài)下,J=V(NO2)消耗'=V(NO)消耗'所以F2(NO2)=k逆C2(NO)?C(O2)'進(jìn)一步求出倬=K=0.8°A.顯然容器II的起始投料與容器I的平衡量相比，增大了反k逆應(yīng)物濃度，平衡將向逆反應(yīng)方向移動，所以容器II在平衡時氣體的總物質(zhì)的量一定小于1mol，故兩容器的壓強(qiáng)之比一定大于4：5；若容器II在某由反應(yīng)2NO2起始量(mol/L)0.3L2NO+O20.50.2變化量(mol/L)2x2x平衡量(mol/L)0.32x0.5+2由反應(yīng)2NO2起始量(mol/L)0.3L2NO+O20.50.2變化量(mol/L)2x2x平衡量(mol/L)0.32x0.5+2x0.2+x(17)230丿0.2+x.==1，c(NO) 0.3—2x2解之得x=命，求出此時濃度商Q=X30 289>K，所以容器II達(dá)平衡時,22104°丄一定小于1;C.若容器cJNO230丿III在某時刻,NO的體積分?jǐn)?shù)為50%，由反應(yīng)起始量(mol/L)0.50.35變化量(mol/L)起始量(mol/L)0.50.35變化量(mol/L)2x2x平衡量（mol/L） 2x 0.5-2x0.35逐由0.5-2x=2x+0.35-G解之得,x=0.05,求出此時濃度商Q=°±竺=4.8>丄,c 0.12 K說明此時反應(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T時，仃=k=1>0.8，因為正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升高溫度后化學(xué)平衡常2k2逆數(shù)變大，所以T>T。21名師點睛】試題主要從濃度、溫度對化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡的影響以及平衡常數(shù)的計算等方面，考查學(xué)生對化學(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)的條件和平衡狀態(tài)的特征，最后逐一分析試題中所設(shè)計的選項，判斷是否正確。本題只給了一個平衡量，通過化學(xué)平衡計算的三步分析法，分析容器I中平衡態(tài)的各種與4個選項相關(guān)的數(shù)據(jù)，其他容器與I進(jìn)行對比，通過濃度商分析反應(yīng)的方向,即可判斷。本題難度較大，如能用特殊值驗證的反證法，則可降低難度。3、16/(169P) 〔2a/3,a)04、題中沒有給出壓強(qiáng)求常數(shù)的公式，說明用平衡分壓代替平衡濃度求算平衡常數(shù)時，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算公式，求出各物質(zhì)的平衡分壓寫【示范講解】2CO(g)+6H(g)—22CHOCH(g)+3H0(g)3 3 2始(mol)b2.6b轉(zhuǎn)（mol）2x6xx 3x平（mol）b-2x2.6b-6xx 3x平(Pa)0.1