第38讲　分压平衡常数(Kp)与速率常数(k)(能力课)（共61张PPT）-2024届高考化学一轮复习

(共61张PPT)
第38讲　分压平衡常数(Kp)与速率常数(k)(能力课)
第四部分　化学反应原理
第七章　化学反应速率与化学平衡
　　　　　1.掌握分压平衡常数(Kp)等特定平衡常数的有关计算。　2.了解反应速率常数(k)的含义及相关计算。　3.了解速率常数与平衡常数的定量关系及应用。
考点一　分压平衡常数(Kp)
核心知能突破
关键能力训练
01
1．Kp的一般表达式
2．Kp计算的两种模板
3．注意三个定量关系
(1)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。
p(A)＋p(B)＋p(C)＋p(D)＋……＝p
(2021·全国乙卷，T28节选)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′＝1.0×104Pa2，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pICl＝______kPa，反应2ICl(g)===Cl2(g)＋I2(g)的平衡常数K＝______(列出计算式即可)。
Kx的介绍
Kx为用物质的量分数表示的化学平衡常数。
1．在2 L恒容密闭容器中充入4 mol CO和4 mol NO，发生反应2NO(g)＋2CO(g) N2(g)＋2CO2(g)，平衡时，NO的体积分数与温度(℃)、压强(Pa)的关系如图所示。
(1)C点NO的平衡转化率为________；若C点在10 min达到平衡，则10 min内CO的平均反应速率为________。
(2)若用物质的量分数代替平衡浓度，则C点时平衡常数Kx的计算式为______________。
(3)若起始容器内压强为p Pa，则C点时该反应的平衡常数Kp＝________(用平衡分压代替平衡浓度，分压＝总压×物质的量分数)。
2．(2022·滨州模拟，节选)甲烷干法重整制H2同时存在如下反应：
温度为T ℃，压强为p0的恒压密闭容器中，通入2 mol CH4和1 mol CO2发生上述反应。平衡时H2O(g)的分压为p，甲烷的转化率为40%。则主反应的平衡常数Kp＝________(用含p、p0的计算式表示)。
考点二　反应速率常数及其与平衡常数的关系
02
核心知能突破
关键能力训练
1．基元反应速率方程
一定温度下，化学反应速率与反应物浓度以其化学计量数为指数的幂的乘积成正比。
对于基元反应(能够一步完成的反应)：aA＋bB===gG＋hH
则v＝kca(A)·cb(B)(其中k为速率常数)。
2．速率常数的影响因素
温度对化学反应速率的影响是显著的，速率常数是温度的函数，通常反应速率常数越大，反应进行的越快。同一反应，温度不同，速率常数将有不同的值，但浓度不影响速率常数。
3．相同温度下，正、逆反应的速率常数与平衡常数的关系
v(正)＝k正·ca(A)·cb(B)；
v(逆)＝k逆·cg(G)·ch(H)；
(1)一定条件下，反应2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)达到平衡状态，平衡常数K＝______(用含k1正、k1逆、k2正、k2逆的代数式表示)。反应Ⅰ的活化能EⅠ________(填“>”“<”或“＝”)反应Ⅱ的活化能EⅡ。
(2)已知反应速率常数k随温度升高而增大，则升高温度后k2正增大的倍数________k2逆增大的倍数(填“大于”“小于”或“等于”)。
1．反应2NO＋Cl2===2NOCl在295 K时，其反应物浓度与反应速率关系的数据如下：
c(NO)/ (mol·L－1) c(Cl2)/ (mol·L－1) v(Cl2)/
(mol·L－1·s－1)
① 0.100 0.100 8.0×10－3
② 0.500 0.100 2.0×10－1
③ 0.100 0.500 4.0×10－2
注：①反应物浓度与反应速率关系式为v(Cl2)＝k·cm(NO)·cn(Cl2)(式中速率常数k＝Ae－Ea/RT，其中Ea为活化能，A、R均为大于0的常数，T为温度)；②反应级数是反应的速率方程式中各反应物浓度的指数之和。下列说法不正确的是(　　)
A．m＝1，n＝2，反应级数为3级
B．当c(NO)＝0.200 mol·L－1，c(Cl2)＝0.300 mol·L－1时，v(NO)＝0.192 mol·L－1·s－1
C．加入催化剂可以改变反应途径，也可以增大速率常数k，而加快反应速率
D．升高温度，可以增大反应的活化能Ea，从而使速率常数k增大
2．N2O4与NO2之间存在反应N2O4(g) 2NO2(g)。将一定量的N2O4放入恒容密闭容器中，在一定条件下，该反应N2O4、NO2的消耗速率与自身压强间存在关系：v(N2O4)＝k1p(N2O4)，v(NO2)＝k2p2(NO2)，其中k1、k2是与反应温度有关的常数。则一定温度下，k1、k2与平衡常数Kp的关系是k1＝________。
(1)试写出平衡常数K与速率常数k正、k逆之间的关系式为K＝________(用含有k正、k逆的式子表示)。
(2)试求出图中c点时，上述反应的平衡常数K＝________。已知k逆＝60 s－1，则速率常数k正＝________s－1·kPa－1。
(1)则Kp2＝________。
(2)实验测得平衡体系总压强为5.0×107 Pa，HI的分压为3.6×107 Pa，H2的分压为7.2×106 Pa，已知该反应的正反应速率为v正＝k正x(H2)·x(I2)，逆反应速率为v逆＝k逆x2(HI)，其中k正、k逆为速率常数，x为物质的量分数，若k正＝b min－1，在t＝40 min时，v正＝________ min－1(用含b的代数式表示)。
[答案]　(1)36　(2)1.44×10－2b
真题感悟·明确考向
03
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A．随c(X)的减小，反应①、②的速率均降低
B．体系中v(X)＝v(Y)＋v(Z)
C．欲提高Y的产率，需提高反应温度且控制反应时间
D．温度低于T1时，总反应速率由反应②决定
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AB　[A.由图甲中的信息可知，随c(X)的减小，c(Y) 先增大后减小，c(Z)增大，因此，反应①的速率随c(X)的减小而减小，而反应②的速率先增大后减小，错误；B.根据体系中发生的反应可知，在Y的浓度达到最大值之前，单位时间内X的减少量等于Y和Z的增加量，因此，v(X)＝v(Y)＋v(Z)，但是，在Y的浓度达到最大值之后，单位时间内Z的增加量等于Y和X的减少量，故v(X) ＋ v(Y) ＝ v(Z)，错误；C.升高温度可以加快反应①的速率，但是反应①的速率常数随温度升高增大的幅度小于反应②的，且反应②的速率随着Y的浓度的增大而增大，因此，欲提高Y的产率，需提高反应温度且控制反应时间，正确；D.由图乙信息可知，温度低于T1时，k1＞k2，反应②为慢反应，因此，总反应速率由反应②决定，正确。]
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2．(2022·辽宁选择性考试，节选)某合成氨速率方程为：v＝kcα(N2)·cβ(H2)·cγ(NH3)，根据表中数据，γ＝________；
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在合成氨过程中，需要不断分离出氨的原因为________(填字母)。
a．有利于平衡正向移动　
b．防止催化剂中毒
c．提高正反应速率
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[解析]　将实验1、3中数据分别代入合成氨的速率方程可得：①q＝k·mα·nβ·pγ，③10q＝k·mα·nβ·(0.1p)γ，可得γ＝－1。合成氨过程中，不断分离出氨，即降低体系中c(NH3)，生成物浓度下降，平衡向正反应方向移动，但不会提高正反应速率，a正确，c错误；反应主产物氨不能使催化剂中毒，b错误。
[答案]　－1　a
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3．(2022·湖南选择性考试，节选)在一定温度下，向体积固定的密闭容器中加入足量的C(s)和1 mol H2O(g)，起始压强为0.2MPa时，发生下列反应生成水煤气：
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(1)下列说法正确的是________；
A．平衡时向容器中充入惰性气体，反应Ⅰ的平衡逆向移动
B．混合气体的密度保持不变时，说明反应体系已达到平衡
C．平衡时H2的体积分数可能大于
D．将炭块粉碎，可加快反应速率
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(2)反应平衡时，H2O(g)的转化率为50%，CO的物质的量为0.1 mol。此时，整个体系______(填“吸收”或“放出”)热量________kJ，反应Ⅰ的平衡常数Kp＝________(以分压表示，分压＝总压×物质的量分数)。
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[答案]　(1)BD　(2)吸收　31.2　0.02
4．(2022·河北选择性考试，节选)工业上常用甲烷水蒸气重整制备H2，体系发生如下反应。
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