压强平衡常数Kp的计算方法

1、专项突破-压强平衡常数Kp的计算方法一、Kp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，某气体的分压气体总压强该气体的体积分数(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，N2(g)3H2(g)2NH3(g)，压强平衡常数表达式为Kp。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时N2O5（g）分解反

2、应：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随时间t的变化如下表所示（t=时，N2O5（g）完全分解）：t/min0408016026013001700p/kPa35.840.342.545.949.261.262.363.1已知：2N2O5（g）2N2O4（g）+O2（g） H1=4.4 kJmol1 2NO2（g） N2O4（g） H 2=55.3 kJmol1（1）若提高反应温度至35，则N2O5（g）完全分解后体系压强p（35）_63.1 kPa（填“大于”“等于”或“小于”），原因是 。（2）25时N2O4（g）2NO2（g）反应的平衡常数Kp=_kPa（Kp为

3、以分压表示的平衡常数，计算结果保留1位小数）。【解析】：（1）t=时，N2O5（g）完全分解，根据反应 2NO2（g） N2O4（g） H 2=55.3 kJmol1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）63.1 kPa.。（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表示物质的量。t=0时，=35.8 kPa，t=时，N2O5（g）完全分解，这时=35.8 *0.5=17.9kPa，P(N2O4)=35.8 kPa.。利用三段式解析，设25达到化学平衡时N2O4转化了x，则

4、N2O4（g）2NO2（g）起始 35.8kPa 0转化x 2x平衡 35.8kPa-x2x由题意可知 35.8kPa-x+2x+17.9kPa=63.1kPa， 解得x=9.4kPa，P平(N2O4)=26.4kPa，P平(NO2)=18.8kPa然后代入平衡常数表达式即可求出Kp=13.4典型例题1(2015四川理综，7改编)一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压P0密闭容器中反应：C(s)CO2(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：已知：气体分压(p分)气体总压(p总)体积分数。（1）T时，平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数KP= ,若充入等体积的C

5、O2和CO，平衡移动方向 ,列式计算解释原因 。(2)925时，化学平衡常数KP= 总2. 温度为T1时，在三个容积均为1 L的恒容密闭容器中仅发生反应: 2NO2(g) 2NO(g)+O2 (g) (正反应吸热)。实验测得: v正= v (NO2 )消耗= k正c2(NO2 )，v逆= v(NO)消耗= 2v (O2 )消耗= k逆c2 (NO)c(O2 )，k正、k逆为速率常数，受温度影响。 下列说法正确的是 （1达平衡时，容器与容器中的总压强之比为（大于或小于或等于） 4：5 （2） 达平衡时，容器中 c(O2 )/ c(NO2 ) 比容器中的 （填大或小）（3）达平衡时，容器中 NO

6、的体积分数 当温度改变为 T2时，若 k正=k逆，则 T2 T1（填或或）3、（1）将煤炭在O2CO2的氛围中燃烧， 能够降低NO的排放主要反应为2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)。一定温度下，向容积为2L的恒容闭容器中充入0.1molNO(g)和0.3molCO(g)发生上述反应，测得不同时刻容器内的压强（P）与起始压强（P0）的比值P/P0如下表所示时间/min025101315比值（P/P0）1.00.970.9250.900.900.90则该温度下KP= （用P表示）（2）以CO2和NH3为原料合成尿素，能够实现节能减排，其反应原理为2 NH3（g）+ CO2 （g

7、）=NH2CO2NH4(s) NH2CO2NH4(s) CO(NH2)2(s)+H2O(g)。向密闭容器中加入足量NH2CO2NH4固体发生反应，平衡时PH2O(g)为aPa，则KP= 若反应温度不变，将反应体系的容积增加50，达到新平衡的过程中，PH2O(g)的取值范围是 4. 一定条件下某密闭容器中存在反应2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g)，若平衡时容器的总压a Pa，开始充入的CO2、H2物质的量之比为1：2.6，平衡时CO2的转化率为80%，则用平衡分压（分压=总压物质的量分数）代替平衡浓度计算求得的平衡常数KP= 5、C2H4(g)H2O(g) C2H

8、5OH(g) 下图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(H2O)n(C2H4)=11列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数K (用平衡分压代替平衡浓度计算）答案解析：1、P0/2 不移动 23.04 P0 2、大于 小【解析】由容器I中反应2NO2 2NO+O2 起始量(mol/L) 0.6 0 0变化量(mol/L) 0.4 0.4 0.2平衡量(mol/L) 0.2 0.4 0.2可以求出平衡常数K=，平衡时气体的总物质的量为0.8 mol，其中NO占0.4 mol，所以NO的体积分数为50%，。在平衡状态下，v正=v(NO2)消耗=v逆=v(NO)消耗，所

9、以k正c2(NO2)=k逆c2(NO)c(O2)，进一步求出。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1 mol，故两容器的压强之比一定大于4：5；若容器II在某时刻，由反应 2NO2 2NO + O2 起始量(mol/L) 0.3 0.5 0.2变化量(mol/L) 2x 2x x平衡量(mol/L) 0.32x 0.5+2x 0.2+x因为，解之得x=，求出此时浓度商Qc=K，所以容器II达平衡时，一定小于1；C若容器III在某时刻，NO的体积分数为50%，由反应 2NO2 2NO + O2起始量(

10、mol/L) 0 0.5 0.35变化量(mol/L) 2x 2x x平衡量(mol/L) 2x 0.52x 0.35x 由0.52x=2x+0.35x，解之得，x=0.05，求出此时浓度商Qc=，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T2时，0.8，因为正反应是吸热反应，升高温度后化学平衡常数变大，所以T2T1。【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/（169P0） 2a/3,a）4、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