分压平衡常数

2019－2020高三化学导学案时间:2020.05编制:胡小凤董正转邓家金审核:邹炎秋李华阶张娜包科领导:班级:小组:姓名:评价:第1页共4页第2页共4页突破10分压平衡常数考情分析与学法指导可逆反应进行的程度，我们一般用平衡常数K表示，K越大，可逆反应所进行的程度也就越大。以可逆反应：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，达到平衡时，各物质物质的量(或物质的量浓度)不再发生变化，此时生成物的浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，用符号K表示，我们称之为化学平衡常数，表达式为K=cp(C)·cq(D)cm(A)·cn(B)。化学平衡常数K只受温度影响，与反应物、生成物的浓度无关。对表达式为K=cp(C)·cq(D)cm(A)·cn(B)我们是用各物质的平衡浓度去进行表示，我们称之为浓度平衡常数，用符号Kc。上述方程式中各物质都是气态，化学平衡常数除了可以用平衡时各物质浓度表示外，我们也可以用平衡时各物质的分压来进行表示，称之为压强平衡常数，用符号Kp表示，表达式为Kp=pp(C)·pq(D)pm(A)·pn(B)，建议大家在计算分压平衡常数时关注单位问题，有时试题中会直接给出单位，对于没有给出单位的我们可以根据计算表达式算出最后单位的表达形式，若压强的单位为kP，则根据Kp=pp(C)·pq(D)pm(A)·pn(B)可以算出Kp的单位为(kP)。其中各物质分压强与总压强的关系为p(A)=P总×物质A的物质的量分数。分压与总压关系，可以用如下关系图进行理解：体积为VL1molA(g)压强为：P0体积为VL2molB(g)压强为：2P0体积为VL1molA(g)2molB(g)压强为：3P0根据理想气体方程，PV=nRT,温度T、体积V相同时，P1：P2=n1:n2因此容器II压强是容器I压强的2倍，容器III压强是容器I压强的3倍体积为VL1molA(g)压强为：P0容器I容器III容器II容器III中，P(A)=P0P(B)=2P0A的物质的量分数为x(A)=1/3，则分压p(A)=1/3×3P0B的物质的量分数为x(B)=2/3，则分压p(B)=2/3×3P0恒容条件V(I)=V(II)=V(III)与容器I混合与容器II混合A贡献压强为P0B贡献压强为2P0MadeByChemdong压强为：P01molA(g)体积为VL根据理想气体方程，PV=nRT,温度T、压强P相同时，V1：V2=n1:n2因此容器II的体积是容器I体积的2倍，容器III体积是容器I体积的3倍容器I容器III容器IIA的物质的量分数为x(A)=1/3，则分压p(A)=1/3×P0B的物质的量分数为x(B)=2/3，则分压p(B)=2/3×P0恒压条件P(I)=P(II)=P(III)与容器I混合与容器II混合压强为：P01molA(g)2molB(g)体积为3VL压强为：P02molB(g)体积为2VLA体积被扩大3倍压强变为原来的1/3A的分压为P0/3B体积被扩大1.5倍压强变为原来的2/3A的分压为2P0/3容器III中，P(A)=P0/3P(B)=2P0/3容器IIIMadeByChemdong除此之外，2015年高考全国I卷也考过物质的量分数平衡常数Kx，从浓度平衡常数和分压平衡常数的含义和表达式就很容易理解物质的量分数平衡常数。平衡时，用各物质的物质的量分数来代替浓度，得到物质的量分数平衡常数表达式Kx=xp(C)·xq(D)xm(A)·xn(B)。分压平衡常数专项训练1.(2019·全国II卷27题节选)某温度下，等物质的量的碘和环戊烯()在刚性容器内发生反应(g)+I2(g)=====(g)+2HI(g)，起始总压为105Pa，平衡时总压增加了20%，环戊烯的转化率为，该反应的平衡常数Kp=Pa。达到平衡后，欲增加环戊烯的平衡转化率，可采取的措施有(填标号)。A.通入惰性气体B.提高温度C.增加环戊烯浓度D.增加碘浓度第3页共4页第4页共4页2.(2018·全国I卷28题改编)F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25℃时N2O5(g)分解反应：2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)2N2O4(g)其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡，体系的总压强p(总压=各气体分压之和，分压=总压×物质的量分数)随时间t的变化如下表所示（t=∞时，N2O5(g)完全分解）：t/min0408016026013001700∞p/kPa35.840.342.545.949.261.262.363.1请结合上表数据计算上述反应条件下，N2O4(g)2NO2(g)反应的平衡常数Kp=。3.(2015·全国I卷28题改编)Bodensteins研究了下列反应：2HI(g)H2(g)+I2(g)。在716K时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如表：t/min020406080120x(HI)10.910.850.8150.7950.784x(HI)00.600.730.7730.7800.784上述反应中，正反应速率为v正=k正x2(HI)，逆反应速率为v逆=k逆x(H2)·x(I2)，其中k正、k逆为速率常数，根据上述实验结果，该反应的平衡常数K=。(保留3位有效数字)4.(2017·全国I卷28题改编)H2S与CO2在高温下发生反应：H2S(g)+CO2(g)COS(g)+H2O(g)。在610K时，将CO2与H2S按体积比1:4充入体积固定的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.02，则该反应的摩尔分数平衡常数Kx=。(Kx是用平衡时物质摩尔分数代替平衡浓度计算，物质A的摩尔分数=n(A)n(气体总物质的量))5.在300℃、8MPa下，将CO2和H2按物质的量之比1∶3通入一密闭容器中发生CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)反应，达到平衡时，测得CO2的平衡转化率为50%，则该反应条件下的平衡常数为Kp＝________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。6.乙烯可用于制备乙醇：C2H4(g)+H2O(g)C2H5OH(g)。向某恒容密闭容器中充入amolC2H4(g)和amolH2O(g)，测得C2H4(g)的平衡转化率与温度的关系如图所示：乙烯平衡转化率%220250300350T/℃102030A已知分压=总压×气体物质的量分数，用气体分压替代浓度计算的平衡常数叫压强平衡常数（KP），测得300℃时，反应达到平衡时该容器内的压强为bMPa，则A点对应温度下的Kp=____________MPa-1(用含b的分数表示)。如图是当反应器中按n(N2)∶n(H2)＝1∶3投料后，在200℃、400℃、600℃反应达到平衡时，混合物中NH3的物质的量分数随总压强的变化曲线。abc0.110203060100(70,20)0510152025NH3的物质的量分数/%①曲线a、b对应温度较高的是（填“a”或“b”）。②列出b点平衡常数的计算式Kp=石油化工生产中，利用裂解反应可以获得重要化工原料乙烯、丙烯。一定条件下，正丁烷裂解的主反应如下：反应ⅠC4H10(g)V2O5△高温、高压催化剂浓硫酸Δ180℃催化剂充电放电催化剂Δ放电充电CH4(g)＋CH3CH=CH2(g)ΔH1；反应ⅡC4H10(g)V2O5△高温、高压催化剂浓硫酸Δ180℃催化剂充电放电催化剂Δ放电充电C2H6(g)＋CH2=CH2(g)ΔH2；一定温度下，向容积为5L的密闭容器中通入正丁烷，反应时间（t）与容器内气体总压强（p）数据如下：t/min0a2a3a4ap/MPa57.28.48.88.8若平衡时甲烷、乙烯的体积分数分别为211、14，则该温度下反应Ⅰ的压强平衡常数Kp＝________MPa（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数，保留三位有效数字）。