高中化学鲁科版（2019）选择性必修一同步课件 2.2.2 平衡转化率 压强平衡常数 课件(共21张PPT)

(共21张PPT)
第2课时　平衡转化率　压强平衡常数
第2章　第2节　　
1.掌握平衡常数与平衡转化率的相关计算(重、难点)。
2.了解压强平衡常数。
学习目标
平衡常数与平衡转化率的相关计算
一
1.计算模型——“三段式”法
与化学反应速率的“三段式”法基本相同，有关平衡常数计算的关键是找到达平衡状态时的转化量和平衡量。
如可逆反应： mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)
c始/(mol·L－1)　a　 　b　　 0 0
c转/(mol·L－1)　mx　　 nx　　 px qx
c平/(mol·L－1)　a－mx b－nx 　　 px qx
(px)p·(qx)q
(a－mx )m·(b－nx )n
=
K=
2.平衡转化率
如可逆反应：mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，反应物A的平衡转化率：
α(A)＝×100%
＝×100%
注意 (1)物质的平衡转化率越大，表示反应程度越大。
(2)对于溶液体系和恒容的气态反应体系，可以用物质的量浓度
进行计算。
例1
一定温度下，将0.050 mol SO2(g)和0.030 mol O2(g)注入体积为1.0 L的密闭反应器，发生反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，达到平衡后，测得SO3的平衡浓度为0.044 mol·L－1。
(1)计算SO2和O2的平衡转化率。
答案　第一步，列“三段式”
2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)
初始浓度/(mol·L－1)　0.050　　0.030　　0
转化浓度/(mol·L－1)　0.044　　0.022　　0.044
平衡浓度/(mol·L－1)　0.006　　0.008　　0.044
第二步，根据转化量，计算转化率
α(SO2)＝×100%＝88%
α(O2)＝×100%＝73%
(2)计算该温度下的平衡常数K。
答案　第三步，根据平衡浓度，计算平衡常数
例2
某温度下，H2(g)＋I2(g) 2HI(g)的平衡常数K＝0.25，若在此温度下，在10 L的密闭容器中充入0.2 mol HI气体，达到平衡时，HI的分解率为____________。
80%
例3
在830 K时，在密闭容器中发生可逆反应：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)　ΔH<0。试回答下列问题：
(1)若起始时c(CO)＝2 mol·L－1，c(H2O)＝3 mol·L－1，4 s后达到平衡，此时CO的转化率为60%，则在该温度下，该反应的平衡常数K＝____。
1
(2)在相同温度下，若起始时c(CO)＝1 mol·L－1，c(H2O)＝2 mol·L－1，反应进行一段时间后，测得H2的浓度为0.5 mol·L－1，则此时该反应是否达到平衡状态______(填“是”或“否”)，此时v正_______(填“大于”“小于”或“等于”)v逆。
否
大于
反应进行到某时刻时，c(H2)＝c(CO2)＝0.5 mol·L－1，c(CO)＝0.5 mol·L－1，c(H2O)＝1.5 mol·L－1，Q＝＝＝压强平衡常数及简单计算
二
1.压强平衡常数(Kp)的概念
在化学平衡体系中，由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，用符号Kp表示，其单位与表达式有关。
2.表达式
对于一般的可逆反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，在一定温度下，达到平衡时，其压强平衡常数Kp＝ 。
其中：p平(A)、p平(B)、p平(C)、p平(D)表示对应物质的分压。
②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＋…。
注意　
①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×
例1
在300 ℃、8 MPa下，将CO2和H2按物质的量之比为1∶3通入恒压密闭容器中发生反应：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)，达到平衡时，测得CO2的平衡转化率为50%，则该反应条件下的压强平衡常数Kp＝____________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。
MPa－2
例2
[2021·全国乙卷，28(2)]一氯化碘(ICl)是一种卤素互化物，具有强氧化性，可与金属直接反应，也可用作有机合成中的碘化剂。
氯铂酸钡(BaPtCl6)固体加热时部分分解为BaCl2、Pt和Cl2，376.8 ℃时平衡常数Kp＝1.0×104 Pa2，在一硬质玻璃烧瓶中加入过量BaPtCl6，抽真空后，通过一支管通入碘蒸气(然后将支管封闭)。在376.8 ℃，碘蒸气初始压强为20.0 kPa。376.8 ℃平衡时，测得烧瓶中压强为32.5 kPa，则p平(ICl)＝___________kPa，反应2ICl(g)===Cl2(g)＋I2(g)的平衡常数
K＝_____________________(列出计算式即可)。
24.8
自我测试
1
2
3
1.在773 K、恒容条件下，CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)的平衡常数K＝9，若CO、H2O的起始浓度均为0.020 mol·L－1，则在此条件下CO的转化率是
A.60%　　B.50%　　C.75%　　D.25%
√
CO的转化率为×100%＝75%
设达到平衡时CO转化的浓度为x mol·L－1
CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)
c始/(mol·L－1)　 0.020　 0.020　　　 0　　　0
c转/(mol·L－1)　 x 　 　 x 　　 　 x 　　 x
c平/(mol·L－1) 0.020－x　 0.020－x　　x 　　 x
K＝
＝＝9， x＝0.015
自我测试
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√
2.已知2NO2(g) N2O4(g)，用分压p(某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＝2.7×10－3 kPa－1，则NO2的转化率为
A.70%　　B.55%　　C.46%　　D.35%
假设NO2起始时投入的物质的量为1 mol，转化率为x，
2NO2(g) N2O4(g)
n始/mol　1　　　　 0
n转/mol　x　　　　 0.5x
n平/mol 1－x　　　0.5x
同温同体积时，压强之比等于物质的量之比
p平(NO2)∶p平(N2O4)＝(1－x)∶0.5x＝100 kPa∶p平(N2O4)
p平(N2O4)＝ kPa
Kp＝ kPa－1＝2.7×10－3 kPa－1, x≈0.35
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3.硫酸生产中，SO2催化氧化生成SO3：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)。某温度下，SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图所示。根据图示回答下列问题：
(1)反应达到平衡时，平衡常数表达式K＝_____________，
增大压强，K_____(填“增大”“减小”或“不变”)。
不变
在化学方程式一定的情况下，K只受温度影响。温度不变，K不变。
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3.硫酸生产中，SO2催化氧化生成SO3：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)。某温度下，SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图所示。根据图示回答下列问题：
(2)①将2.0 mol SO2和1.0 mol O2置于10 L密闭容器中，反
应达到平衡后，体系总压强为0.10 MPa。该反应的平衡
常数为____________。
800 mol－1·L
2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)
c始/mol·L－1 　0.2 0.1　　 0
c转/mol·L－1 　0.16 0.08　 0.16
c平/mol·L－1 0.04　　 0.02 0.16
K＝
＝800 mol－1·L
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3.硫酸生产中，SO2催化氧化生成SO3：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)。某温度下，SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图所示。根据图示回答下列问题：
(2) ②平衡状态由A变到B时，平衡常数
K(A)_________(填“>”“<”或“＝”)K(B)。
＝