2.2.3 化學平衡常數(shù)學案2023-2024學年高二上學期化學人教版（2019）選擇性必修1

新蘇教版高中化學選擇性必修1《化學反應(yīng)原理》PAGEPAGE1第三課時化學平衡常數(shù)【課程標準要求】1.認識化學平衡常數(shù)是表征反應(yīng)限度的物理量，知道化學平衡常數(shù)的含義。2.能書寫平衡常數(shù)表達式，能進行平衡常數(shù)、轉(zhuǎn)化率的簡單計算。3.了解濃度商和化學平衡常數(shù)的相對大小與反應(yīng)方向間的聯(lián)系。一、化學平衡常數(shù)1.定義式對于可逆反應(yīng)：aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，在一定溫度下，反應(yīng)達到平衡后，將各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度代入表示式K＝eq\f(cc（C）·cd（D）,ca（A）·cb（B）)，得到的結(jié)果是一個定值，稱為該反應(yīng)的化學平衡常數(shù)，簡稱平衡常數(shù)。2.意義K值越大，反應(yīng)進行得越完全。一般地，當K＞105時，認為該反應(yīng)進行得就基本完全了。3.影響因素K只受溫度影響，與反應(yīng)物和生成物的濃度無關(guān)。4.固體、純液體、水溶液中水的濃度可視為定值，其濃度不列入平衡常數(shù)表達式中。【微自測】1.判斷正誤，正確的打“√”，錯誤的打“×”。(1)濃度、溫度變化時，平衡常數(shù)都會改變()(2)K值越大，表明可逆反應(yīng)正向進行的程度越大()(3)K值越大，該可逆反應(yīng)的速率越快()(4)在化學方程式一定的情況下，K只受溫度影響()答案(1)×(2)√(3)×(4)√二、平衡轉(zhuǎn)化率1.定義某一反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率α等于該物質(zhì)在反應(yīng)中已轉(zhuǎn)化的量(如物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度等)與該物質(zhì)起始總量的比值。2.表達式平衡轉(zhuǎn)化率α＝eq\f(該反應(yīng)物的起始總量－該反應(yīng)物的平衡量,該反應(yīng)物的起始總量)×100%3.意義反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率能表示在一定溫度和一定起始濃度下反應(yīng)進行的限度。【微自測】2.已知在密閉容器中發(fā)生可逆反應(yīng)：M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g)ΔH＞0。某溫度下，反應(yīng)物的起始濃度分別為：c(M)＝2mol·L－1，c(N)＝4.8mol·L－1。若達到平衡后，M的轉(zhuǎn)化率為60%，此時N的轉(zhuǎn)化率為________。答案25%解析N的轉(zhuǎn)化率＝eq\f(2mol·L－1×60%,4.8mol·L－1)×100%＝25%。一、平衡常數(shù)的表達式和應(yīng)用已知一定溫度下，有下列三個可逆反應(yīng)：①C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)K1②CO(g)＋H2(g)C(s)＋H2O(g)K2③2C(s)＋2H2O(g)2CO(g)＋2H2(g)K3(1)上述每個反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式分別如何表示？提示根據(jù)化學方程式可知平衡常數(shù)表達式分別為①K1＝eq\f(c（CO）·c（H2）,c（H2O）)；②K2＝eq\f(c（H2O）,c（CO）·c（H2）)；③K3＝eq\f(c2（CO）·c2（H2）,c2（H2O）)。(2)分析反應(yīng)①、②兩式的平衡常數(shù)表達式，總結(jié)可逆反應(yīng)中正逆反應(yīng)的平衡常數(shù)有何關(guān)系？提示互為倒數(shù)關(guān)系，即K1＝eq\f(1,K2)。1.化學平衡常數(shù)是指某一具體可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)(1)若反應(yīng)方向改變，則平衡常數(shù)改變。(2)若化學方程式中各物質(zhì)的化學計量數(shù)等倍擴大或縮小，盡管是同一反應(yīng)，平衡常數(shù)也會改變。2.化學平衡常數(shù)的應(yīng)用(1)判斷反應(yīng)進行的程度K值越大，說明平衡體系中生成物所占的比例越大，正向反應(yīng)進行的程度越大，即該反應(yīng)進行得越完全，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率越大；反之，就越不完全，轉(zhuǎn)化率就越小。(2)判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)若升高溫度，K值增大，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；若升高溫度，K值減小，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。(3)判斷反應(yīng)進行的方向利用平衡常數(shù)可從定量的角度解釋恒溫下濃度、壓強對化學平衡移動的影響。對于可逆反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)在任意狀態(tài)下，生成物的濃度和反應(yīng)物的濃度之間的關(guān)系用濃度商Qc＝eq\f(cp（C）·cq（D）,cm（A）·cn（B）)表示，則：當Qc＝K時，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，v正＝v逆；當Qc<K時，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行，v正>v逆；當Qc>K時，反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進行，v正<v逆。1.2000K時，反應(yīng)CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)CO2(g)的平衡常數(shù)為K，則相同溫度下反應(yīng)2CO2(g)2CO(g)＋O2(g)的平衡常數(shù)K′為()A.eq\f(1,K) B.K2C.eq\f(1,K2) D.答案C解析平衡常數(shù)與化學方程式的寫法有關(guān)，對于題干中的兩個反應(yīng)，K＝，K′＝eq\f(c2（CO）·c（O2）,c2（CO2）)，所以K′＝eq\f(1,K2)。2.在300mL的密閉容器中，放入鎳粉并充入一定量的CO氣體，一定條件下發(fā)生反應(yīng)：Ni(s)＋4CO(g)Ni(CO)4(g)，已知該反應(yīng)的平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系如表：溫度/℃2580230平衡常數(shù)5×10421.9×10－5下列說法不正確的是()A.上述生成Ni(CO)4(g)的反應(yīng)為放熱反應(yīng)B.在25℃時，反應(yīng)Ni(CO)4(g)Ni(s)＋4CO(g)的平衡常數(shù)為2×10－5C.在80℃時，測得某時刻Ni(CO)4、CO濃度均為0.5mol·L－1，則此時v正>v逆D.在80℃達到平衡時，測得n(CO)＝0.3mol，則Ni(CO)4的平衡濃度為2mol·L－1答案C解析升高溫度，平衡常數(shù)減小，故該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，A項正確；25℃時，逆反應(yīng)的平衡常數(shù)K′＝eq\f(1,K)＝eq\f(1,5×104)＝2×10－5，B項正確；80℃時，若Ni(CO)4、CO的濃度均為0.5mol·L－1，則Qc＝eq\f(c[Ni（CO）4],c4（CO）)＝eq\f(0.5,（0.5）4)＝8>K，v正<v逆，C項錯誤；80℃達到平衡時若n(CO)＝0.3mol，c(CO)＝1mol·L－1，故c[Ni(CO)4]＝K·c4(CO)＝2mol·L－1，D項正確。3.在0.5L的密閉容器中，一定量的氮氣與氫氣進行如下反應(yīng)：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝akJ·mol－1，其化學平衡常數(shù)K與溫度的關(guān)系如下。溫度/℃200300400K1.00.860.5請回答下列問題。(1)寫出該反應(yīng)的化學平衡常數(shù)表達式：________，a________(填“大于”、“小于”或“等于”)0。(2)400℃時，2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)的化學平衡常數(shù)為________，測得氨氣、氮氣、氫氣的物質(zhì)的量分別為3mol、2mol、1mol時，該反應(yīng)的v正(N2)________(填“大于”、“小于”或“等于”)v逆(N2)。答案(1)K＝eq\f(c2（NH3）,c（N2）·c3（H2）)小于(2)2大于解析(1)根據(jù)平衡常數(shù)的定義可寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為K＝eq\f(c2（NH3）,c（N2）·c3（H2）)。由表中數(shù)據(jù)可知，溫度升高，平衡常數(shù)減小，故正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以a＜0。(2)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)與2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)，故400℃時2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)的化學平衡常數(shù)K＝1/0.5＝2。當氨氣、氮氣、氫氣的物質(zhì)的量分別為3mol、2mol、1mol時，三者的濃度分別為6mol·L－1、4mol·L－1、2mol·L－1，此時的濃度商Qc＝eq\f(4×23,62)＝eq\f(8,9)＜K，所以反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行，v正(N2)＞v逆(N2)。二、平衡常數(shù)、平衡轉(zhuǎn)化率的計算利用“三段式”計算平衡常數(shù)、反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率(1)步驟①寫出有關(guān)化學反應(yīng)的方程式。②確定各物質(zhì)的起始濃度、轉(zhuǎn)化濃度、平衡濃度。③根據(jù)已知條件建立等式關(guān)系進行解答。(2)方法如mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物質(zhì)的量濃度分別為amol·L－1、bmol·L－1，達到平衡后消耗A的物質(zhì)的量濃度為mxmol·L－1。eq\a\vs4\ac\hs10\co8(,mA（g）,＋,nB（g）,,pC（g）,＋,qD（g）,c（初）（mol·L－1）,a,,b,,0,,0,Δc（mol·L－1）,mx,,nx,,px,,qx,c（平）（mol·L－1）,a－mx,,b－nx,,px,,qx)(3)計算4.在某溫度下，將H2和I2各0.1mol的氣態(tài)混合物充入10L的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)H2(g)＋I2(g)2HI(g)，連續(xù)測定c(I2)的變化，5s時測定c(I2)＝0.0080mol·L－1并保持不變。則：(1)反應(yīng)的平衡常數(shù)的表達式是K＝________。(2)此溫度下，平衡常數(shù)的值為________。(3)若在此溫度下，在10L的密閉容器中充入0.2molHI氣體，達到平衡時，HI的轉(zhuǎn)化率為________。答案(1)c2(HI)/[c(H2)·c(I2)](2)0.25(3)80%解析(2)平衡時c(I2)＝0.0080mol·L－1，c(H2)＝0.0080mol·L－1，c(HI)＝0.0040mol·L－1，K＝eq\f(（0.0040mol·L－1）2,0.0080mol·L－1×0.0080mol·L－1)＝0.25。(3)設(shè)生成的H2的濃度為xmol·L－1，eq\a\vs4\ac\hs10\co6(,2HI（g）,,H2（g）,＋,I2（g）,起始（mol·L－1）,0.02,,0,,0,平衡（mol·L－1）,0.02－2x,,x,,x)K′＝eq\f(（xmol·L－1）2,（0.02mol·L－1－2xmol·L－1）2)＝eq\f(1,0.25)，x＝0.008，α(HI)＝eq\f(0.008mol·L－1×2,0.02mol·L－1)×100%＝80%。5.可逆反應(yīng)CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)在密閉容器中建立了平衡。當溫度為749K時，K＝eq\f(9,4)，問：(1)當CO和H2O的起始濃度均為2mol·L－1時，CO的轉(zhuǎn)化率為________。(2)當CO的起始濃度仍為2mol·L－1，H2O的起始濃度為6mol·L－1時，CO的轉(zhuǎn)化率為________。答案(1)60%(2)85%解析(1)設(shè)CO轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量濃度為xmol·L－1，eq\a\vs4\ac\hs10\co8(,CO（g）,＋,H2O（g）,,H2（g）,＋,CO2（g）,起始（mol·L－1）,2,,2,,0,,0,轉(zhuǎn)化（mol·L－1）,x,,x,,x,,x,平衡（mol·L－1）,2－x,,2－x,,x,,x)K＝eq\f(x2,（2－x）2)＝eq\f(9,4)，解得：x＝1.2。CO的轉(zhuǎn)化率：eq\f(1.2mol·L－1,2mol·L－1)×100%＝60%。(2)設(shè)CO轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量濃度為ymol·L－1，eq\a\vs4\ac\hs10\co8(,CO（g）,＋,H2O（g）,,H2（g）,＋,CO2（g）,起始（mol·L－1）,2,,6,,0,,0,轉(zhuǎn)化（mol·L－1）,y,,y,,y,,y,平衡（mol·L－1）,2－y,,6－y,,y,,y)K＝eq\f(y2,（2－y）（6－y）)＝eq\f(9,4)，解得：y＝1.7CO的轉(zhuǎn)化率：eq\f(1.7mol·L－1,2mol·L－1)×100%＝85%。微專題6速率常數(shù)及其應(yīng)用【核心歸納】1.速率常數(shù)含義(1)含義速率常數(shù)(k)是指在給定溫度下，反應(yīng)物濃度皆為1mol·L－1時的反應(yīng)速率。在相同的濃度條件下，可用速率常數(shù)大小來比較化學反應(yīng)的反應(yīng)速率。(2)應(yīng)用對于基元反應(yīng)，化學反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度(或濃度的系數(shù)次方)成正比，而速率常數(shù)是其比例常數(shù)，在恒溫條件下，速率常數(shù)不隨反應(yīng)物濃度的變化而改變。因此，可以應(yīng)用速率方程求出該溫度下任意濃度時的反應(yīng)速率。2.速率方程一定溫度下，化學反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度以其化學計量數(shù)為指數(shù)的冪的乘積成正比。對于反應(yīng)：aA＋bB=gG＋hH則v＝kca(A)·cb(B)(其中k為速率常數(shù))。如：①SO2Cl2SO2＋Cl2v＝kc(SO2Cl2)②2NO22NO＋O2v＝kc2(NO2)③2H2＋2NON2＋2H2Ov＝k·c2(H2)·c2(NO)3.速率常數(shù)的影響因素溫度對化學反應(yīng)速率的影響是顯著的，速率常數(shù)是溫度的函數(shù)，同一反應(yīng)，溫度不同，速率常數(shù)將有不同的值，但濃度不影響速率常數(shù)。【典例】(2018·全國卷Ⅲ)三氯氫硅(SiHCl3)是制備硅烷、多晶硅的重要原料。對于反應(yīng)2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)ΔH＝48kJ·mol－1，采用大孔弱堿性陰離子交換樹脂催化劑，在323K和343K時SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的結(jié)果如圖所示。(1)343K時反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率α＝________%。平衡常數(shù)K343K＝________(保留2位小數(shù))。(2)比較a、b處反應(yīng)速率大小：va________vb(填“大于”“小于”或“等于”)。反應(yīng)速率v＝v正－v逆＝，k正、k逆分別為正、逆向反應(yīng)速率常數(shù)，x為物質(zhì)的量分數(shù)，計算a處的eq\f(v正,v逆)＝________(保留1位小數(shù))。答案(1)220.02(2)大于1.3解析(1)溫度越高，反應(yīng)越先達到平衡，根據(jù)圖示，左側(cè)曲線對應(yīng)的溫度為343K，343K時反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率為22%。設(shè)開始時加入SiHCl3的濃度為amol·L－1，根據(jù)化學方程式和SiHCl3的平衡轉(zhuǎn)化率知，達平衡時，SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4的濃度分別為0.78amol·L－1、0.11amol·L－1、0.11amol·L－1，化學平衡常數(shù)K＝eq\f(0.11a×0.11a,（0.78a）2)＝0.02。(2)溫度越高，反應(yīng)速率越大，a點所在曲線對應(yīng)的溫度高于b點所在曲線對應(yīng)的溫度，所以a點反應(yīng)速率大于b點反應(yīng)速率。a點所在曲線達到平衡時，v正＝v逆，即k正x2SiHCl3＝k逆xSiH2Cl2xSiCl4，從題圖上可知a點所在曲線平衡時SiHCl3的轉(zhuǎn)化率為22%，設(shè)投入SiHCl3ymol，則根據(jù)三段式法得eq\a\vs4\ac\hs10\co6(,2SiHCl3（g）,=,SiH2Cl2（g）,＋,SiCl4（g）,起始（mol）,y,,0,,0,轉(zhuǎn)化（mol）,0.22y,,0.11y,,0.11y,平衡（mol）,0.78y,,0.11y,,0.11y)代入得，k正0.782＝k逆0.112，eq\f(k正,k逆)＝eq\f(0.112,0.782)①在a處SiHCl3的轉(zhuǎn)化率為20%，根據(jù)三段式法得eq\a\vs4\ac\hs10\co6(,2SiHCl3（g）,=,SiH2Cl2（g）,＋,SiCl4（g）,起始（mol）,y,,0,,0,轉(zhuǎn)化（mol）,0.2y,,0.1y,,0.1y,a處（mol）,0.8y,,0.1y,,0.1y)則eq\f(v正,v逆)＝＝eq\f(k正,k逆)×eq\f(0.82,0.12)，將①代入計算得出v正/v逆＝1.3。【規(guī)律方法】正、逆反應(yīng)速率與化學平衡常數(shù)間的關(guān)系[以反應(yīng)：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)為例]已知v(正)＝k正·c2(SO2)·c(O2)v(逆)＝k逆·c2(SO3)，其中k正、k逆為正、逆反應(yīng)速率常數(shù)。反應(yīng)達到平衡時，v(正)＝v(逆)，即k正·c2(SO2)·c(O2)＝k逆·c2(SO3)eq\f(k正,k逆)＝eq\f(c2（SO3）,c2（SO2）·c（O2）)＝K【遷移應(yīng)用】1.聚乙烯醇生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量副產(chǎn)物乙酸甲酯，其催化醇解反應(yīng)可用于制備甲醇和乙酸己酯，該反應(yīng)的化學方程式為：CH3COOCH3(l)＋C6H13OH(l)eq\o(,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))CH3COOC6H13(l)＋CH3OH(l)。已知v正＝k正·x(CH3COOCH3)·x(C6H13OH)，v逆＝k逆·x(CH3COOC6H13)·x(CH3OH)，其中v正、v逆為正、逆反應(yīng)速率，k正、k逆為正、逆反應(yīng)速率常數(shù)，x為各組分的物質(zhì)的量分數(shù)。已知平衡常數(shù)Kx為各生成物的物質(zhì)的量分數(shù)冪之積與各反應(yīng)物的物質(zhì)的量分數(shù)冪之積的比，則平衡常數(shù)Kx為()A.k正/k逆 B.k逆/k正C.k正 D.k逆答案A解析達到平衡時，平衡常數(shù)Kx＝eq\f(x平（CH3COOC6H13）·x平（CH3OH）,x平（CH3COOCH3）·x平（C6H13OH）)，此時v正＝v逆，即k正x平(CH3COOCH3)·x平(C6H13OH)＝k逆x平(CH3COOC6H13)·x平(CH3OH)，則Kx＝eq\f(k正,k逆)，A項正確。2.順－1，2－二甲基環(huán)丙烷和反－1，2－二甲基環(huán)丙烷可發(fā)生如下轉(zhuǎn)化：該反應(yīng)的速率方程可表示為：v(正)＝k(正)c(順)和v(逆)＝k(逆)c(反)，k(正)和k(逆)在一定溫度時為常數(shù)，分別稱作正、逆反應(yīng)速率常數(shù)。已知：t1溫度下，k(正)＝0.006s－1，k(逆)＝0.002s－1，該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)值K1＝________；該反應(yīng)的活化能Ea(正)小于Ea(逆)，則ΔH________0(填“小于”“等于”或“大于”)。答案3小于解析根據(jù)v(正)＝k(正)c(順)、k(正)＝0.006s－1，則v(正)＝0.006c(順)；k(逆)＝0.002s－1，v(逆)＝k(逆)c(反)＝0.002c(反)；化學平衡狀態(tài)時正、逆反應(yīng)速率相等，則0.006c(順)＝0.002c(反)，K1＝c(反)/c(順)＝0.006÷0.002＝3；該反應(yīng)的活化能Ea(正)小于Ea(逆)，說明斷鍵吸收的能量小于成鍵釋放的能量，即該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則ΔH小于零。3.研究氮氧化物的反應(yīng)機理，對于消除環(huán)境污染有重要意義。升高溫度絕大多數(shù)的化學反應(yīng)速率增大，但是2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的速率卻隨溫度的升高而減小。某化學小組為研究特殊現(xiàn)象的實質(zhì)原因，查閱資料知：2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的反應(yīng)歷程分兩步：①2NO(g)N2O2(g)(快)v1正＝k1正c2(NO)v1逆＝k1逆c(N2O2)ΔH1＜0②N2O2(g)＋O2(g)2NO2(g)(慢)v2正＝k2正c(N2O2)·c(O2)v2逆＝k2逆c2(NO2)ΔH2＜0請回答下列問題：一定溫度下，反應(yīng)2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)達到平衡狀態(tài)，請寫出用k1正、k1逆、k2正、k2逆表示的平衡常數(shù)表達式K＝________，根據(jù)速率方程分析，升高溫度該反應(yīng)速率減小的原因是________(填字母)。a.k2正增大，c(N2O2)增大 b.k2正減小，c(N2O2)減小c.k2正增大，c(N2O2)減小 d.k2正減小，c(N2O2)增大答案eq\f(k1正·k2正,k1逆·k2逆)c解析由反應(yīng)達到平衡狀態(tài)可知，v1正＝v1逆、v2正＝v2逆，所以v1正×v2正＝v1逆×v2逆，即k1正c2(NO)×k2正c(N2O2)·c(O2)＝k1逆c(N2O2)×k2逆c2(NO2)，則K＝eq\f(c2（NO2）,c2（NO）·c（O2）)＝eq\f(k1正·k2正,k1逆·k2逆)；升高溫度反應(yīng)2NO＋O22NO2的速率降低，根據(jù)反應(yīng)歷程，決定反應(yīng)速率的是反應(yīng)②，由于溫度升高k2正增大，c(O2)一定，只能是c(N2O2)減小對反應(yīng)的影響較大，選c。微專題7壓強平衡常數(shù)(Kp)【核心歸納】1.壓強平衡常數(shù)對于有氣體參加的可逆反應(yīng)體系：aA(g)＋bB(g)cC(g)達到化學平衡時，各氣體的分壓表示為：p(A)、p(B)、p(C)。用某種氣體(如A)的平衡分壓[p(A)]代替物質(zhì)的量濃度[c(A)]來表示平衡常數(shù)，即Kp＝eq\f(pc（C）,pa（A）·pb（B）)，Kp稱作該可逆反應(yīng)的壓強平衡常數(shù)。2.氣體分壓的計算方法(1)由A(g)、B(g)、C(g)組成的混合氣體，根據(jù)阿伏加德羅定律，T、n總和V都確定時，p總也是確定的。(2)若A(g)、B(g)、C(g)的物質(zhì)的量分數(shù)分別用x、y、z表示，則各氣體的分壓＝物質(zhì)的量分數(shù)×p總，即A、B、C的分壓分別為：p(A)＝p總·x；p(B)＝p總·y；p(C)＝p總·z?！镜淅?2020·全國卷Ⅰ)接觸法制硫酸生產(chǎn)中的關(guān)鍵工序是SO2的催化氧化：SO2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)SO3(g)ΔH＝－98kJ·mol－1，將組成(物質(zhì)的量分數(shù))為2m%SO2(g)、m%O2(g)和q%N2(g)的混合氣體通入反應(yīng)器，在溫度t，壓強p條件下進行反應(yīng)。平衡時若SO2轉(zhuǎn)化率為α，則SO3的壓強為________，平衡常數(shù)Kp＝________(以分壓表示，分壓＝總壓×物質(zhì)的量分數(shù))。答案eq\f(2mα,100－mα)·peq\f(α,（1－α）1.5（\f(mp,100－mα)）0.5)解析設(shè)通入的SO2、O2和N2共100mol，則SO2、O2和N2物質(zhì)的量分別為2mmol、mmol、qmol平衡時反應(yīng)器中氣體的總物質(zhì)的量為：[2m(1－α)＋m(1－α)＋2mα]mol＋qmol＝(3m＋q－mα)mol＝(100－mα)mol則各組分的分壓為：p(SO3)＝eq\f(2mα,100－mα)·pp(SO2)＝eq\f(2m（1－α）,100－mα)·pp(O2)＝eq\f(m（1－α）,100－mα)·p【規(guī)律方法】壓強平衡常數(shù)的計算流程【遷移應(yīng)用】1.環(huán)戊二烯是生產(chǎn)精細化工產(chǎn)品的重要中間體，其制備反應(yīng)為該反應(yīng)在剛性容器中進行。實際生產(chǎn)中常通入水蒸氣以降低雙環(huán)戊二烯的沸點。某溫度下，通入總壓為100kPa的雙環(huán)戊二烯和水蒸氣，達到平衡后總壓為160kPa，雙環(huán)戊二烯的轉(zhuǎn)化率為80%，則p(H2O)＝____________kPa，平衡常數(shù)Kp＝____________kPa(Kp為用分壓表示的平衡常數(shù))。答案25960解析某溫度下，通入總壓為100kPa的雙環(huán)戊二烯和水蒸氣，達到平衡后總壓為160kPa，則增壓60kPa，雙環(huán)戊二烯的轉(zhuǎn)化率為80%，則反應(yīng)前雙環(huán)戊二烯的分壓為eq\f(60kPa,80%)＝75kPa，則p(H2O)＝100kPa－75kPa＝25kPa，平衡時雙環(huán)戊二烯、環(huán)戊二烯的平衡分壓分別為15kPa、120kPa，平衡常數(shù)Kp＝eq\f(（120kPa）2,15kPa)＝960kPa。2.(2020·全國卷Ⅱ)乙烷在一定條件可發(fā)生如下反應(yīng)：C2H6(g)=C2H4(g)＋H2(g)ΔH＝＋137kJ·mol－1，容器中通入等物質(zhì)的量的乙烷和氫氣，在等壓下(p)發(fā)生上述反應(yīng)，乙烷的平衡轉(zhuǎn)化率為α。反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp＝________(用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓＝總壓×物質(zhì)的量分數(shù))。答案eq\f(α（1＋α）,（2＋α）（1－α）)×p解析設(shè)起始時加入的乙烷和氫氣各為1mol，列出三段式，平衡時，C2H6、C2H4和H2平衡分壓分別為eq\f(1－α,2＋α)p、eq\f(α,2＋α)p和eq\f(1＋α,2＋α)p，則反應(yīng)的平衡常數(shù)為Kp＝eq\f(α（1＋α）·p,（2＋α）（1－α）)。1.下列關(guān)于平衡常數(shù)K的說法中，正確的是()A.在任何條件下，化學平衡常數(shù)是一個恒定值B.改變反應(yīng)物濃度或生成物濃度都會改變平衡常數(shù)KC.平衡常數(shù)K只與溫度有關(guān)，與反應(yīng)物濃度、壓強無關(guān)D.從平衡常數(shù)K的大