专题2第二单元 化学反应的方向与限度 微专题6　压强平衡常数及其应用（共19张ppt）

(共19张PPT)
微专题6
WEIZHUANTILIU
压强平衡常数及其应用
专题2
对恒温、恒压条件下的可逆反应，用压强平衡常数分析解决问题往往比较简单。
1.分压
(1)定义：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体积时，该气体B所具有的压强，称为气体B的分压强。
(2)计算公式：
混合气体中某组分的分压＝总压×该组分的物质的量分数，pB＝p总×
(3)分压定律：混合气体的总压等于相同温度下各组分气体的分压之和，即p总＝pA＋pB＋pC＋…
2.压强平衡常数
一定温度下，气相反应mA(g)＋nB(g) eC(g)＋fD(g)达平衡时，气态生成物分压幂之积与气态反应物分压幂之积的比值为一个常数，称为该反应的压强平衡常数，用符号Kp表示，Kp的表达式如右：Kp＝
3.运用计算技巧
压强平衡常数计算技巧：
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，根据分压计算公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＝
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1.(2021·金华检测)已知2NO2(g) N2O4(g)用分压p(其组分的分压等于总压与其物质的量分数的积)表示的平衡常数Kp＝ 。298 K时，在体积固定的密闭容器中充入一定量的NO2，平衡时NO2的分压为100 kPa。已知Kp＝2.7×10－3kPa－1，则NO2的转化率为
A.70% B.55%
C.46% D.35%
√
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假设NO2起始时投入的物质的量为1 mol，平衡转化率为x，用三段式法计算：
2NO2(g) N2O4(g)
起始/mol 1 0
改变/mol x 0.5x
平衡/mol 1－x 0.5x
同温同体积时，压强之比等于物质的量之比，则p(NO2)∶p(N2O4)＝
(1－x)∶0.5x＝100 kPa∶p(N2O4)，
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2.缓冲和供氧系统是维持人体正常生理活动的两个重要平衡系统，肌细胞中储存氧气和分配氧气时存在如下平衡：
Mb(aq)＋O2(g) MbO2(aq)
肌红蛋白　　 氧合肌红蛋白
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温度为37 ℃时，氧气的结合度[α(MbO2)][指氧合肌红蛋白的浓度占肌红蛋白初始浓度的百分数]与氧气的平衡分压[p(O2)]的关系如图所示：
回答下列问题：
(1)利用R点所示数据，计算37 ℃时该反应的平衡常数K＝_________(氧气的平衡浓度可用氧气的平衡分压代替求算)。
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2.0 kPa－1
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(2)已知37 ℃时，该反应的正反应速率v正＝k1c(Mb)·p(O2)，逆反应速率v逆＝k2c(MbO2)，k1、k2分别是正、逆反应速率常数，若k2＝60 s－1，则k1＝_______________。
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2
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120 s－1·kPa－1
37 ℃反应达到平衡时，v正＝v逆，则k1c(Mb)·p(O2)＝k2c(MbO2)，k1＝
＝60 s－1×2.0 kPa－1＝120 s－1·kPa－1。
3.汽车尾气是造成雾霾天气的重要原因之一，尾气中的主要污染物为CxHy、NO、CO、SO2及固体颗粒物等。活性炭可用于处理汽车尾气中的NO，在1 L恒容密闭容器中加入 0.100 0 mol NO 和2.030 mol固体活性炭，生成A、B两种气体，在200 ℃下测得平衡体系中各物质的物质的量以及容器内压强如下表：
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2
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活性炭/ mol NO/mol A/mol B/mol p/MPa
200 ℃ 2.000 0.040 0 0.030 0 0.030 0 3.93
根据上表数据，写出容器中发生反应的化学方程式：___________________，
计算反应体系在200 ℃时的平衡常数Kp＝_____(用平衡分压代替平衡浓
度计算，分压＝总压×体积分数)。
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活性炭/ mol NO/mol A/mol B/mol p/MPa
200 ℃ 2.000 0.040 0 0.030 0 0.030 0 3.93
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1 L恒容密闭容器中加入0.100 0 mol NO和2.030 mol 固体活性炭，生成A、B两种气体，从表中数据可以看出：Δn(C)∶Δn(NO)∶Δn(A)∶Δn(B)＝1∶2∶1∶1，可以推断出生成的A、B两种气体分别为N2和CO2，反应的化学方程式为C＋2NO N2＋CO2。该反应的平衡常数Kp＝ ，容器的体积为1 L，平衡分压之比等于平衡浓度之比，带入表中数据计算得Kp＝ 。
活性炭/ mol NO/mol A/mol B/mol p/MPa
200 ℃ 2.000 0.040 0 0.030 0 0.030 0 3.93
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4.乙酸甲酯是树脂、涂料、油墨、油漆、胶粘剂、皮革生产过程所需的有机溶剂，而且乙酸甲酯还可作为原料制备燃料乙醇。在刚性容器压强为1.01 MPa时，乙酸甲酯与氢气制备乙醇主要发生如下反应：
CH3COOCH3(g)＋2H2(g) CH3OH(g)＋CH3CH2OH(g)
一定温度下，以n(CH3COOCH3)∶n(H2)＝1∶10
的投料比进行反应，乙酸甲酯转化率与气体总压
强的关系如图所示：
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(1)A点时，CH3COOCH3(g)的平衡分压为__________，CH3CH2OH(g)的体积分数为______%(保留一位小数)。
0.01 MPa
8.9
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4
由图可看出，转化率为90%时，总压为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
反应/mol 0.9 1.8 0.9 0.9
平衡/mol 0.1 8.2 0.9 0.9
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总压为1.01 MPa，因此CH3COOCH3(g)的平衡分压为1.01 MPa× ＝0.01 MPa；
CH3CH2OH(g)的体积分数即为物质的量分数，其体积分数为 ×100%≈8.9%。
专题2
本课结束