2020届高考化学二轮复习压强平衡常数Kp的计算课件(86张).ppt

热点微 专题1 压强平衡常数Kp的计算【技法指导技法指导】Kp含义及计算技巧含义及计算技巧(1)(1)K Kp p含义含义在化学平衡体系中在化学平衡体系中, ,各气体物质的分压替代浓度各气体物质的分压替代浓度, ,计算计算的平衡常数叫压强平衡常数单位与表达式有关的平衡常数叫压强平衡常数单位与表达式有关2)(2)表达式表达式对于一般可逆反应对于一般可逆反应m(A)+n(B) p(C)+q(D),m(A)+n(B) p(C)+q(D),当在一当在一定温度下达到平衡时其压强平衡常数定温度下达到平衡时其压强平衡常数K Kp p可表示为可表示为K Kp p= = 其中其中p(A)p(A)、p(B)p(B)、p(C)p(C)、p(D)p(D)表示生成物和反应物的表示生成物和反应物的分压分压, ,用平衡分压可以这样计算用平衡分压可以这样计算: :分压分压= =总压总压物质的量分数物质的量分数p(p(总总)=p(A)+p(B)+p(C)+p(D);)=p(A)+p(B)+p(C)+p(D); (3)(3)计算技巧计算技巧: :第一步第一步, ,根据根据“三段式三段式”法计算平衡体系中各物质的物质法计算平衡体系中各物质的物质的量或物质的量浓度的量或物质的量浓度; ;第二步第二步, ,计算各气体组分的物质的量分数或体积分数计算各气体组分的物质的量分数或体积分数; ;第三步第三步, ,根据分压计算公式求出各气体物质的分压根据分压计算公式求出各气体物质的分压, ,某气某气体的分压体的分压= =气体总压强气体总压强该气体的体积分数该气体的体积分数( (或物质的量或物质的量分数分数););第四步第四步, ,根据平衡常数计算公式代入计算。

例如根据平衡常数计算公式代入计算例如, , N N2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g) 2NH(g) 2NH3 3(g),(g),压强平衡常数表达式为压强平衡常数表达式为K Kp p= = 【典例精析典例精析】角度一角度一: :单反应中平衡常数单反应中平衡常数( (Kc、Kp) )的计算的计算【典例典例1 1】(2014(2014新课标全国卷新课标全国卷)乙醇是重要的有机乙醇是重要的有机化工原料化工原料, ,可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产回答下列问题回答下列问题: :(1)(1)间接水合法是指先将乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢间接水合法是指先将乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯乙酯(C(C2 2H H5 5OSOOSO3 3H),H),再水解生成乙醇写出相应反应的化再水解生成乙醇写出相应反应的化学方程式学方程式_2)(2)已知已知: :甲醇脱水反应甲醇脱水反应2CH2CH3 3OH(g)=CHOH(g)=CH3 3OCHOCH3 3(g)+H(g)+H2 2O(g)O(g)H H1 1=-23.9 kJ=-23.9 kJmolmol-1-1甲醇制烯烃反应甲醇制烯烃反应2CH2CH3 3OH(g)=COH(g)=C2 2H H4 4(g)+2H(g)+2H2 2O(g)O(g)H H2 2=-29.1 kJ=-29.1 kJmolmol-1-1 乙醇异构化反应乙醇异构化反应C C2 2H H5 5OH(g)=CHOH(g)=CH3 3OCHOCH3 3(g)(g)H H3 3=+50.7 kJ=+50.7 kJmolmol-1-1则乙烯气相直接水合反应则乙烯气相直接水合反应C C2 2H H4 4(g)+H(g)+H2 2O(g)= O(g)= C C2 2H H5 5OH(g)OH(g)的的H H=_kJ=_kJmolmol-1-1。

与间接水合法相比与间接水合法相比, ,气相直接水合法的优点是气相直接水合法的优点是_3)(3)下图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温下图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系度、压强的关系( (其中其中 =11)=11) 列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A A点的平衡常数点的平衡常数K Kp p=_(=_(用平衡分压代替平衡浓度计算用平衡分压代替平衡浓度计算, ,分压分压= =总总压压物质的量分数物质的量分数) )图中压强图中压强(p(p1 1、p p2 2、p p3 3、p p4 4) )的大小顺序为的大小顺序为_ _ _,_,理由是理由是_气相直接水合法常采用的工艺条件为气相直接水合法常采用的工艺条件为: :磷酸磷酸/ /硅藻土硅藻土为催化剂为催化剂, ,反应温度反应温度290 290 、压强、压强6.9 MPa,6.9 MPa, =0.61=0.61乙烯的转化率为乙烯的转化率为5%,5%,若要进一步提高乙烯的若要进一步提高乙烯的转化率转化率, ,除了可以适当改变反应温度和压强外除了可以适当改变反应温度和压强外, ,还可以还可以采取的措施有采取的措施有_、_。

解析解析】(1)(1)由题意可知二者发生了加成反应由题意可知二者发生了加成反应, ,按加成按加成反应的规律书写即可反应的规律书写即可2)(2)由盖斯定律由盖斯定律,-,-H H2 2+H H1 1-H H3 3=-45.5 kJ=-45.5 kJmolmol-1-1, ,比比较两个流程较两个流程, ,可看出气相直接水合法减少了反应步骤可看出气相直接水合法减少了反应步骤, ,增大了产物的产率增大了产物的产率, ,同时减少了污染物的排放同时减少了污染物的排放, ,不用硫不用硫酸作反应物酸作反应物, ,减少了对设备的腐蚀减少了对设备的腐蚀3)A(3)A点时乙烯的平衡转化率为点时乙烯的平衡转化率为20%,20%,用平衡分压代替用平衡分压代替平衡浓度计算平衡浓度计算, ,分压分压= =总压总压物质的量分数物质的量分数K Kp p= = 由题图可知由题图可知, ,在相同温度下在相同温度下, ,乙烯的转化率是乙烯的转化率是p p4 4pp3 3pp2 2pp1 1, ,由于反应是个气体体积减小的反应由于反应是个气体体积减小的反应, ,增增大压强大压强, ,平衡右移平衡右移, ,乙烯的转化率变大乙烯的转化率变大, ,所以压强是所以压强是p p4 4pp3 3pp2 2pp1 1。

增大一种物质的转化率增大一种物质的转化率, ,除了温度和压强的因素除了温度和压强的因素之外之外, ,还可以采取改变浓度的方法还可以采取改变浓度的方法: :增加另一种反应增加另一种反应物的浓度或移走产物物的浓度或移走产物答案答案: :(1)C(1)C2 2H H4 4+H+H2 2SOSO4 4=C C2 2H H5 5OSOOSO3 3H,H,C C2 2H H5 5OSOOSO3 3H+HH+H2 2O O=C C2 2H H5 5OH+HOH+H2 2SOSO4 4(2)-45.5(2)-45.5污染少、腐蚀性小等污染少、腐蚀性小等(3)0.07(MPa)(3)0.07(MPa)-1-1pp4 4pp3 3pp2 2pp1 1反应分子数减少反应分子数减少, ,相同条件下相同条件下, ,压强升压强升高高, ,乙烯的转化率提高乙烯的转化率提高将产物乙醇液化除去增大水和乙烯的物质的量比将产物乙醇液化除去增大水和乙烯的物质的量比( (其他合理答案也可其他合理答案也可) )【归纳总结归纳总结】(1)(1)压强平衡常数压强平衡常数K Kp p的计算的计算: :注意注意: :若无总压若无总压, ,要根据恒温恒容条件下要根据恒温恒容条件下, ,反应前后压强反应前后压强之比之比= =物质的量之比来进行求算。

物质的量之比来进行求算2)(2)审题作答注意审题作答注意: :是求是求K K的表达式的表达式, ,还是还是K K的计算式的计算式, ,还是还是K K的值关于关于K K的单位的单位: :浓度平衡常数单位不作要求浓度平衡常数单位不作要求: :而压强平而压强平衡常数必须带单位衡常数必须带单位 【变式训练变式训练】从天然气中可分离出从天然气中可分离出H H2 2S,S,在一定条件下在一定条件下, ,分解分解H H2 2S S可获得可获得H H2 2:2H:2H2 2S(g) 2HS(g) 2H2 2(g)+S(g)+S2 2(g)(g)H H随着温度的变化随着温度的变化, ,达到平衡时达到平衡时, ,混合气体中各组成的变混合气体中各组成的变化如图所示化如图所示: : 世纪金榜导学号世纪金榜导学号(1)(1)H H_(_(填填“ ”“”“ 002)(2)由由2H2H2 2S(g) 2HS(g) 2H2 2(g)+S(g)+S2 2(g)(g)中计量数可知中计量数可知, ,曲线曲线为为H H2 2, ,曲线曲线为为S S2 2, ,气态的气态的S S2 2与与O O2 2的结构类似的结构类似, ,其结构式为其结构式为S SS,S,故其电子式为故其电子式为 。

3)(3)应用应用“三段式三段式”解答解答: :2H2H2 2S(g)S(g) 2H2H2 2(g)+S(g)+S2 2(g)(g)始态始态/mol/mol 2 2 0 0 0 0反应反应/mol/mol 2 250%=150%=1 1 1 0.5 0.5平衡态平衡态/mol 1/mol 1 1 1 0.5 0.5故故K Kc c= =0.5;p= =0.5;p1 4001 400= p= p0 0=1.25p=1.25p0 0, ,K Kp p= = 答案答案: :(1)(1)(2)S(2)S2 2 (3)0.5(3)0.5 角度二角度二: :多反应中平衡常数多反应中平衡常数( (K Kc c、K Kp p) )的计算的计算【典例典例2 2】(2018(2018全国卷全国卷节选节选)F.Daniels)F.Daniels等曾利用等曾利用测压法在刚性反应器中研究了测压法在刚性反应器中研究了25 25 时时N N2 2O O5 5(g)(g)分解反应分解反应: :其中其中NONO2 2二聚为二聚为N N2 2O O4 4的反应可以迅速达到平衡体系的的反应可以迅速达到平衡体系的总压强总压强p p随时间随时间t t的变化如下表所示的变化如下表所示(t=(t=时时,N,N2 2O O5 5(g)(g)完完全分解全分解):):t/mint/min0 0404080801601602602601 3001 3001 7001 700 p/kPap/kPa35.835.840.340.342.542.545.945.949.249.261.261.262.362.363.163.1(1)(1)研究表明研究表明,N,N2 2O O5 5(g)(g)分解的反应速率分解的反应速率v=2v=21010-3-3 (kPa (kPaminmin-1-1) )。

t=62 mint=62 min时时, ,测得体系中测得体系中 = =2.9 kPa,2.9 kPa,则此时的则此时的 =_ kPa,v=_ =_ kPa,v=_ kPakPaminmin-1-12)25 (2)25 时时N N2 2O O4 4(g) 2NO(g) 2NO2 2(g)(g)反应的平衡常数反应的平衡常数K Kp p=_ kPa(=_ kPa(K Kp p为以分压表示的平衡常数为以分压表示的平衡常数, ,计算计算结果保留结果保留1 1位小数位小数) )解析解析】(1)(1)根据根据2N2N2 2O O5 5(g)4NO(g)4NO2 2(g)+O(g)+O2 2(g)(g)反应反应, ,初始初始时只是加入了时只是加入了N N2 2O O5 5, ,同温同体积的情况下同温同体积的情况下, ,压强之比等压强之比等于物质的量之比于物质的量之比, ,故可以将压强看成物质的量若生故可以将压强看成物质的量若生成的氧气的分压为成的氧气的分压为2.9 kPa,2.9 kPa,则反应掉的则反应掉的N N2 2O O5 5分压为分压为2 22.9 kPa =5.8 kPa,2.9 kPa =5.8 kPa,故在。