微專題7　壓強(qiáng)平衡常數(shù)及其應(yīng)用對(duì)恒溫、恒壓條件下的可逆反應(yīng)，用壓強(qiáng)平衡常數(shù)分析解決問(wèn)題往往比較簡(jiǎn)單。1．分壓(1)定義：相同溫度下，當(dāng)某組分氣體B單獨(dú)存在且具有與混合氣體總體積相同體積時(shí)，該氣體B所具有的壓強(qiáng)，稱為氣體B的分壓強(qiáng)。(2)計(jì)算公式：混合氣體中某組分的分壓＝總壓×該組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，pB＝p總×。(3)分壓定律：混合氣體的總壓等于相同溫度下各組分氣體的分壓之和，即p總＝pA＋pB＋pC＋…2．壓強(qiáng)平衡常數(shù)一定溫度下，氣相反應(yīng)：mA(g)＋nB(g)eC(g)＋fD(g)達(dá)平衡時(shí)，氣態(tài)生成物分壓冪之積與氣態(tài)反應(yīng)物分壓冪之積的比值為一個(gè)常數(shù)，稱為該反應(yīng)的壓強(qiáng)平衡常數(shù)，用符號(hào)Kp表示，Kp的表達(dá)式如下：Kp＝。3．運(yùn)用計(jì)算技巧壓強(qiáng)平衡常數(shù)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)算公式求出各氣體物質(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＝。1．在300 ℃、8 MPa下，將CO2和H2按物質(zhì)的量之比為1∶3通入恒壓密閉容器中發(fā)生CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)，測(cè)得CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為50%，則該反應(yīng)條件下的壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp＝______(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓＝總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。答案　 MPa－2解析　      CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)起始量/mol  1       3        0         0變化量/mol  0.5     1.5       0.5        0.5平衡量/mol  0.5     1.5       0.5        0.5依據(jù)：分壓＝總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，則p(CO2)＝p(CH3OH)＝p(H2)＝8× MPa＝ MPa，p(H2)＝8× MPa＝4 MPa，所以Kp＝ MPa－2＝ MPa－2。2．一定溫度下，向密閉容器中加入焦炭(C)和一定量的CO2氣體，保持a kPa條件下發(fā)生反應(yīng)：C(s)＋CO2(g)2CO(g)，平衡時(shí)測(cè)得CO2的體積分?jǐn)?shù)為60%。(1)CO2的轉(zhuǎn)化率為______________。(2)CO2的分壓為______ kPa，CO的分壓為________ kPa。(3)該溫度下，該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp＝________ kPa(用a表示，保留兩位小數(shù))。答案　(1)25%　(2)0.6a　0.4a　(3)0.27a解析　(1)設(shè)開(kāi)始時(shí)CO2的物質(zhì)的量為1 mol，平衡時(shí)轉(zhuǎn)化x mol，　　　　  C(s)＋CO2(g)2CO(g)開(kāi)始/mol        1        0轉(zhuǎn)化/mol        x        2x平衡/mol        1－x     2x則＝0.6，解得x＝0.25，CO2的轉(zhuǎn)化率為×100%＝25%。(2)p(CO2)＝()a kPa＝0.6a kPa；p(CO)＝()a kPa＝0.4a kPa。(3)Kp＝＝≈0.27a kPa。3．汽車尾氣是造成霧霾天氣的重要原因之一，尾氣中的主要污染物為CxHy、NO、CO、SO2及固體顆粒物等?；钚蕴靠捎糜谔幚砥囄矚庵械?/span>NO，在1 L恒容密閉容器中加入 0.100 0 mol NO 和2.030 mol固體活性炭，生成A、B兩種氣體，在200 ℃下測(cè)得平衡體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量以及容器內(nèi)壓強(qiáng)如下表： 活性炭/molNO/molA/molB/molp/MPa200 ℃2.0000.040 00.030 00.030 03.93 根據(jù)上表數(shù)據(jù)，寫(xiě)出容器中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________，計(jì)算反應(yīng)體系在200 ℃時(shí)的平衡常數(shù)Kp＝______(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓＝總壓×體積分?jǐn)?shù))。答案　C＋2NON2＋CO2　 MPa解析　1 L恒容密閉容器中加入0.100 0 mol NO和2.030 mol 固體活性炭，生成A、B兩種氣體，從不同溫度下測(cè)得平衡體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量以及容器內(nèi)壓強(qiáng)數(shù)據(jù)可以看出：Δn(C)∶Δn(NO)∶Δn(A)∶Δn(B)＝1∶2∶1∶1，可以推斷出生成的A、B兩種氣體分別為N2和CO2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為C＋2NON2＋CO2。該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp＝，容器的體積為1 L，平衡分壓之比等于平衡濃度之比，帶入表中數(shù)據(jù)計(jì)算得Kp＝ MPa。4．乙酸甲酯是樹(shù)脂、涂料、油墨、油漆、膠粘劑、皮革生產(chǎn)過(guò)程所需的有機(jī)溶劑，而且乙酸甲酯還可作為原料制備燃料乙醇。在剛性容器壓強(qiáng)為1.01 MPa時(shí)，乙酸甲酯與氫氣制備乙醇主要發(fā)生如下反應(yīng)：CH3COOCH3(g)＋2H2(g)CH3OH(g)＋CH3CH2OH(g)一定溫度下，以n(CH3COOCH3)∶n(H2)＝1∶10的投料比進(jìn)行反應(yīng)，乙酸甲酯轉(zhuǎn)化率與氣體總壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示：(1)A點(diǎn)時(shí)，CH3COOCH3(g)的平衡分壓為________，CH3CH2OH(g)的體積分?jǐn)?shù)為________%(保留一位小數(shù))。(2)此溫度下，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)Kp＝________ MPa－1(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù)，列出計(jì)算式，不要求計(jì)算結(jié)果)。答案　(1)0.01 MPa　8.9　(2)解析　(1)由圖可看出，轉(zhuǎn)化率為90%時(shí)，總壓為1.01 MPa，已知n(CH3COOCH3)∶n(H2)＝1∶10，列三段式求解：CH3COOCH3(g)＋2H2(g)CH3OH(g)＋CH3CH2OH(g)初始/mol　　　   1　　　　 10　　　　 0　　　　　  0反應(yīng)/mol         0.9        1.8        0.9           0.9平衡/mol         0.1        8.2        0.9           0.9總壓為1.01 MPa，因此CH3COOCH3(g)的平衡分壓為1.01 MPa×＝0.01 MPa；CH3CH2OH(g)的體積分?jǐn)?shù)即為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，其體積分?jǐn)?shù)為×100%≈8.9%。

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高中化學(xué)蘇教版 (2019)選擇性必修1電子課本

第二單元 化學(xué)反應(yīng)的方向與限度

版本： 蘇教版 (2019)

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