大单元四　第十一章　第47讲　化学平衡常数的综合计算.docx

第47讲化学平衡常数的综合计算

[复习目标]1.了解压强平衡常数的含义，了解平衡常数与速率常数的关系。2.掌握平衡常数和平衡转化率计算的一般方法。

考点一压强平衡常数及相关计算

1．气体的分压p(B)

相同温度下，当某组分气体B单独存在且具有与混合气体总体积相同的体积时，该气体B所具有的压强，称为气体B的分压强，简称气体B的分压，符号为p(B)，单位为Pa或kPa或MPa。

气体B的分压p(B)＝气体总压p×B的体积分数＝气体总压p×B的物质的量分数。

2．压强平衡常数

对于有气体参与的化学反应，写平衡常数表达式时，用平衡时各气体的分压代替浓度，计算所得到的平衡常数称为压强平衡常数(Kp)。

如：aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，

Kp＝eq\f(pc?C?·pd?D?,pa?A?·pb?B?)[p(X)：X在平衡体系中物质的量分数(或体积分数)×总压强]。

3．常用的四个公式

公式

备注

反应物的转化率

eq\f(n?转化?,n?起始?)×100%＝eq\f(c?转化?,c?起始?)×100%

①平衡量可以是物质的量、气体的体积；

②某组分的体积分数，也可以是物质的量分数

生成物的产率

eq\f(实际产量,理论产量)×100%

平衡时混合物组分的百分含量

eq\f(平衡量,平衡时各物质的总量)×100%

某组分的体积分数

eq\f(某组分的物质的量,混合气体总的物质的量)×100%

4.列三段式法计算压强平衡常数

例一定温度和催化剂条件下，将1molN2和3molH2充入压强为p0的恒压容器中，测得平衡时N2的转化率为50%，计算该温度下的压强平衡常数(Kp)。

______________________________________________________________________________

1．对于气相反应，用某组分B的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数(记作Kp)。已知反应CH4(g)＋2H2O(g)CO2(g)＋4H2(g)，在t℃时的平衡常数Kp＝a，则下列说法正确的是()

A．Kp＝eq\f(p?CH4?·p2?H2O?,p?CO2?·p4?H2?)

B．升高温度，若Kp增大，则该反应为放热反应

C．该反应达到平衡状态后，增大压强，平衡向左移动，Kp不变

D．t℃时，反应eq\f(1,2)CH4(g)＋H2O(g)eq\f(1,2)CO2(g)＋2H2(g)的平衡常数Kp＝eq\f(1,2)a

2．将E和F加入密闭容器中，在一定条件下发生反应：E(g)＋F(s)2G(g)。忽略固体体积，平衡时G的体积分数(%)随温度和压强的变化如下表所示，已知Kp是用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数。下列说法正确的是()

温度/℃

压强/MPa

1.0

2.0

3.0

810

54.0

a

b

915

c

75.0

d

1000

e

f

83.0

A.bf

B．平衡常数K(1000℃)K(810℃)

C．915℃、2.0MPa时该反应的平衡常数为Kp＝4.5MPa

D．1000℃、3.0MPa时E的转化率为83%

3．[2019·全国卷Ⅱ，27(2)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)ΔH0，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。

压强平衡常数(Kp)的计算流程

标准(相对)平衡常数

甲烷的直接转化具有较高的经济价值，方法之一如下：CH4(g)＋eq\f(1,2)O2(g)CH3OH(g)ΔH＝－126.4kJ·mol－1，在200℃下，向恒容为5L的密闭反应器

中加入催化剂，并充入6.0kPaCH4、4.8kPaO2和一定量He使反应充分进行，体系的总压强随反应时间的变化如图所示。

(1)下列措施可提高CH4的平衡转化率的是____________(填字母)。

A．升高温度

B．初始总压强不变，提高CH4的分压

C．投料比不变，增大反应物浓度

D．反应达到平衡后，再充入一定量He

(2)计算该反应在200℃下的标准平衡常数Keq\o\al(θ,p)＝________(可保留eq\r(a))。

已知：2A(g)B(g)的标准平衡常数Keq\o\al(θ,p)＝eq\f(\f(p?B?,pθ),[\f(p?A?,pθ)]2)，其中pθ为标准压强(100kPa)，p(A)和p(B)为平衡分压(某成分的物质的量分数×总压)。

(3)若将容器改为绝热容器，初始温度为200℃，