压强平衡常数Kp的计算方法

专项突破 压强平衡常数K的计算方法p一、K含义：在化学平衡体系中，各气体物质的分压替代浓度，计算的平衡常数叫压强平p衡常数。单位与表达式有关。计算技巧：第一步，根据“三段式”法计算平衡体系中各物质的物质的量或物质的量浓度；第二步，计算各气体组分的物质的量分数或体积分数；第三步，根据分压计算分式求出各气体物质的分压，某气体的分压二气体总压强X该气体的体积分数(或物质的量分数)；第四步，根据平衡常数计算公式代入计算。例如，N(g)+3H(g)='2NH(g),压强平衡常数2 2 3表达式为K表达式为K=pP2(NH丿

p(NJp3(HJ［真题再现］(2018全国卷1,28改编)F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25°C时NO(g)25分解反应：4NOi(g)+O2(g)112NQ(g)其中NO二聚为NO的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间t的变化如下表所示(t二224g时，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若提高反应温度至35C，则NO(g)完全分解后体系压强p(35C) 63.1kPa(填2 5 g“大于”“等于”或“小于”)，原因是 。25C时NO(g)2NO(g)反应的平衡常数《= kPa(K为以分压表示的平衡常数，24 2 p p计算结果保留1位小数)。【解析】：(1)t=g时，NO(g)完全分解，根据反应2NO(g)=—NO(g) AH=-55.32 5 2 24 2kJ•mol-1

升高温度，平衡逆向移动，气体的物质的量增多，在刚性(恒容)容器中气体的压强增大。所以体系的温度越高压强越大，故p(35°C)>63.1kPa.。co(2)在恒温恒容的容器里，气体的物质的量之比等于它们的压强之比。可以用气体的分压来t=0时，pnot=0时，pno=35.8kPa,t=o时，NO(g)完全分解，这时p=35.8252*0.5=17.9kPa,P(NO)=35.8kPa.。利用三段式解析，设25C达到化学平衡时NO转化了x，表示物质的量。2424NO(g)=^2N0(g)24 “起始35.8kPa起始2x转化2x平衡35.8kPa-x2x由题意可知35.8kPa-x+2x+17.9kPa=63.1kPa，解得平衡35.8kPa-x2x由题意可知35.8kPa-x+2x+17.9kPa=63.1kPa，解得x=9.4kPa，P(NO)=26.4kPa，P平24(NO)=18.8kPa然后代入平衡常数表达式即可求出Kp=13.42典型例题(2015•四川理综，7改编)一定量的CO与足量的碳在体积可变的恒压P密闭容器中反应:20C(s)+CO(g)—2CO(g)，平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示：2已知：气体分压(p已知：气体分压(p分总TC时，平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数K= ，若充入等体积的CO和TOC\o"1-5"\h\zP 2CO,平衡移动方向 ，列式计算解释原因 。925C时，化学平衡常数《=p 总温度为T时，在三个容积均为1L的恒容密闭容器中仅发生反应：2NO(g)—12NO(g)+O122(g)(正反应吸热)。实验测得：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为速率常数，受温度影响。逆 2 正 逆下列说法正确的是

容器编号物质的起始浓度(mol-L-])物质的平衡浓度(mol-Lc(NO2)c(NO)g)g)I0.6000.2H0.30.50,2n00.50.35(1达平衡时，容器I与容器II中的总压强之比为(大于或小于或等于) 4：5 (2)达平衡时，容器II中c(0)/c(NO)比容器I中的 (填大或小)(3)达平衡时，容器22 III中NO的体积分数当温度改变为T时，若k=k,则TT(填〉或V或=)2 正逆 2 13、(1)将煤炭在O—CO的氛围中燃烧，能够降低NO的排放主要反应为222NO(g)+2CO(g)=N(g)+2CO(g)。一定温度下，向容积为2L的恒容闭容器中充入0.1molNO(g)22时间/min025101315比 值(P/P)——.…时间/min025101315比 值(P/P)——.…、..0_: 11.00.970.9250.900.900.90则该温度下K= (用P表示)P (2)以CO和NH为原料合成尿素，能够实现节能减排，其反应原理为①2NH(g)+CO(g)2 3 3 2=NHCONH(s) ②NHCONH(s)——CO(NH)(s)+HO(g)。向密闭容器中加入足量NHCONH固体发生反应②，平衡时P(HO(g)〕为aPa,，则K=2 若反应温度不变，将反应体系的容2 P 积增加50%，达到新平衡的过程中，P〔HO(g)〕的取值范围是2 一定条件下某密闭容器中存在反应2CO(g)+6H(g)=CHOCH(g)+3HO(g)，若平衡时2 2 3 3 2容器的总压aPa，开始充入的CO、H物质的量之比为1：2.6，平衡时CO的转化率为80%,222则用平衡分压(分压二总压X物质的量分数)代替平衡浓度计算求得的平衡常数K=P 5、CH(g)+HO(g)==CHOH(g)下图24 2 2 5为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系，其中n(HO):2002503"22002503"n(CH)=1:1列式计算乙烯水合制24乙醇反应在图中A点的平衡常数K= (用平衡分压代替平衡浓度计算)

【解析】由容器I中反应2NO2一2NO+O2起始里(mol/L)0.600变化量(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不移动23.04P00可以求出平衡常数答案解析：1、P/2不移动23.04P00其中NO占0.4mol,所以NO的体积分数为50%,c(O)c(NO)_2在平衡状态下,J=V(NO2)消耗'=V(NO)消耗'所以F2(NO2)=k逆C2(NO)・C(O2)'进一步求出倬=K=0.8°A.显然容器II的起始投料与容器I的平衡量相比，增大了反k逆应物浓度，平衡将向逆反应方向移动，所以容器II在平衡时气体的总物质的量一定小于1mol，故两容器的压强之比一定大于4：5；若容器II在某由反应2NO2起始量(mol/L)0.3L2NO+O20.50.2变化量(mol/L)2x2x平衡量(mol/L)0.32x0.5+2由反应2NO2起始量(mol/L)0.3L2NO+O20.50.2变化量(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，求出此时浓度商Q=X30 289>K，所以容器II达平衡时,22104°丄一定小于1;C.若容器cJNO230丿III在某时刻,NO的体积分数为50%，由反应起始量(mol/L)0.50.35变化量(mol/L)起始量(mol/L)0.50.35变化量(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,求出此时浓度商Q=°±竺=4.8>丄,c 0.12 K说明此时反应未达平衡，反应继续向逆反应方向进行，NO进一步减少；温度为T时，仃=k=1>0.8，因为正反应是吸热反应，升高温度后化学平衡常2k2逆数变大，所以T>T。21名师点睛】试题主要从浓度、温度对化学反应速率、化学平衡的影响以及平衡常数的计算等方面，考查学生对化学反应速率、化学平衡等化学基本原理的理解和应用，关注信息获取、加工和处理能力的提高。解题时首先要分析反应的特征，如是恒温恒容还是恒温恒压反应，是气体分子数目增加的还是气体分子数目减小的反应，其次分析所建立的平衡状态的条件和平衡状态的特征，最后逐一分析试题中所设计的选项，判断是否正确。本题只给了一个平衡量，通过化学平衡计算的三步分析法，分析容器I中平衡态的各种与4个选项相关的数据，其他容器与I进行对比，通过浓度商分析反应的方向,即可判断。本题难度较大，如能用特殊值验证的反证法，则可降低难度。3、16/(169P) 〔2a/3,a)04、题中没有给出压强求常数的公式，说明用平衡分压代替平衡浓度求算平衡常数时，平衡常数表达式与用浓度相同，即生成物平衡浓度幂的乘积比上反应物平衡浓度幂的乘积。根据题中给出的平衡分压计算公式，求出各物质的平衡分压写【示范讲解】2CO(g)+6H(g)—22CHOCH(g)+3H0(g)3 3 2始(mol)b2.6b转（mol）2x6xx 3x平（mol）b-2x2.6b-6xx 3x平(Pa)0.1