氣體分壓強p和壓力平衡常數(shù)Kp

專題：氣體分壓強〃和壓力平衡常數(shù)％高考預(yù)測：在氣相反應(yīng)的化學(xué)平衡中，除了用濃度C、物質(zhì)的量〃和濃度平衡常數(shù)X等進(jìn)行計算

C夕卜，現(xiàn)在逐漸延伸到用氣體總壓p、分壓p(B)和壓力平衡常數(shù)％等進(jìn)行計算。1.氣體的分壓〃(B)相同溫度下，當(dāng)某組分氣體B單獨存在且具有與混合氣體總體積相同體積時，該氣體B所具有的壓強，稱為氣體B的分壓強，簡稱氣體B的分壓。符號為p(B),單位為Pa或kPa或MPao國家計量局頒發(fā)的GB102.28—82采納IUPAC的推薦，規(guī)定混合氣體中的氣體B的分壓p(B)的定義為：p(B)=p?x(B)上式中x(B)為氣體B的體積分?jǐn)?shù)或物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)y為混合氣體在相同溫度下的總壓強。分壓定律及其推論分壓定律：混合氣體的總壓等于相同溫度下各組分氣體的分壓之和。p(A)+p(B)+p(C)+p(D)+…=p氣體的分壓之比等于其物質(zhì)的量之比：'黑p(D)〃(D)某氣體的分壓p(B)與總壓之比等于其物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)：籍=耍=*奩)Pn

壓力平衡常數(shù)K(只受溫度影響)P一定溫度下，氣相反應(yīng)：mA(g)+〃B(g)m三eC(g)+/D(g)達(dá)平衡時，氣態(tài)生成物分壓慕之積與氣態(tài)反應(yīng)物分壓慕之積的比值為一個常數(shù)，稱為該反應(yīng)的壓力平衡常數(shù)，用符號K表不，K的表達(dá)式如下:p ppe(C)尸pe(C)尸(D)

伽(A)y〃(B)單位：(壓強單位)e+f-{m+n)濃度平衡常數(shù)弓與壓力平衡常數(shù)今的關(guān)系K_pe(C)/(D)P 伽(A)伊〃(B)計算模式——三段式一定溫度下，向剛性密閉容器中充入A、B兩種氣體，發(fā)生氣相反應(yīng)：mA(g)+〃B(g)=eC(g)+/D(g)。令A(yù)、B起始分壓分別為p(A)、p(B),達(dá)到平衡后A氣體分壓的減小值為mxomA(g)+〃B(g)=C(g)+加(g)P起/kPaP(A)P(B)002/kpamxnxexfap/kpaf平衡虹p(A)—mxp(B)~nxexAK= (ex)e^fx)fp(p(A) -nx)?

壓力平衡常數(shù)今與總壓“、氣體體積分?jǐn)?shù)K的關(guān)系一定溫度下，剛性密閉容器中發(fā)生氣相反應(yīng)：mA(g)+〃B(g)=eC(g)+/D(g)。e+/-(m+n)達(dá)到平衡時，令A(yù)、B、C、D的分壓分別為p(A)、p(B)、MC)、MD),A、B、C、D的體積分?jǐn)?shù)為x(A)、x(B)>x(C)>x(D),體系總壓〃=p(A)+〃(B)+〃(C)+〃(D)。e+/-(m+n)ppm(A)y〃(B)[^(A)]mJj9%(B)]? Xm(A) (B)]rf7Xm(A)^(B)]當(dāng)m+n=e+f時，pe+f—g”)=po=1,K=處(C)^，(D)=彩(爪無單位)pp徹(A)y〃(B) 『mFXm(A)^(B)]結(jié)論1氣相可逆反應(yīng)中，若反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變(m+n=e+f),達(dá)到平衡時，壓力平衡常數(shù)K等于氣態(tài)生成物體積分?jǐn)?shù)慕之積與氣態(tài)反應(yīng)物體積分?jǐn)?shù)驀之積的比值，且pK無單位。p結(jié)論2氣相可逆反應(yīng)中，若反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變(m+n=e±f)。(其中'為體積分?jǐn)?shù)或物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))K=K=*e(C)Q^(D)(其中'為體積分?jǐn)?shù)或物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))PcXm(A)蒞〃(B)]例題1一定溫度、總壓為1kPa下，向密閉容器中放入焦炭(C)和CO?,發(fā)生反應(yīng)：C(s)+CO2(g)=2CO(g),在恒溫恒壓下反應(yīng)達(dá)平衡時，測得CO的體積分?jǐn)?shù)為60%oCO2的轉(zhuǎn)化率為oCO2的分壓為kPa,CO的分壓為kPao該反應(yīng)的壓力平衡常數(shù)％的表達(dá)式為匕=；該溫度下，壓力平衡常數(shù)K為(用〃表示)。p例題2(2007重慶，26)(3)一定溫度下，1molNH4HS固體在定容真空容器中可部分分解為硫化氫和氨氣。當(dāng)反應(yīng)達(dá)平衡時>羅0"〃=o(Pa)2,則容器中的總壓為 Pao氮氣硫化買例題3(2015浙江理綜，28)乙苯催化脫氫制苯乙烯反應(yīng)：<T^-CH2CH3(g)+^(g)⑴已知:化學(xué)鍵⑴已知:化學(xué)鍵C-Hc-cC=CH-H鍵能/kJ?mol-1412348612436計算上述反應(yīng)的/丑=kJ?mol-1。(2)維持體系總壓強〃恒定，在溫度T時，物質(zhì)的量為"、體積為U的乙苯蒸汽發(fā)生催化脫氫反應(yīng)。已知乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率為Q,則在該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)爪=(用。等符號表示)；若升高溫度，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K(填“增大”、"減小”或“不變”)O專題強化練習(xí)某溫度下，將m(H2O):Z2(CH3OH)=1：1的原料氣充入恒容密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)o初始壓強為與，反應(yīng)達(dá)到平衡時總壓強為馬，則平衡時甲醇的轉(zhuǎn)化率為OCO?在Cu—Zn0催化下，可同時發(fā)生如下的反I、II,其可作為解決溫室效應(yīng)及能源短缺的重要手段。I.CO2(g)+3H2(g)II.CO2I.CO2(g)+3H2(g)II.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)AH=+41.2kJ/mol對于氣體參加的反應(yīng)，表示平衡常數(shù)%時，用氣體組分(B)的平衡分壓p(B)代替該氣體物質(zhì)的量濃度c(B)o已知：氣體各組分的分壓p(B)等于總壓乘以其體積分?jǐn)?shù)。在Cu—ZnO存在的條件下，保持溫度T不變時，在容積不變的密閉容器中，充入一定量CO?和H2，起始及達(dá)平衡時，容器內(nèi)各氣體物質(zhì)的量如表所示：H2CH3OHcoH2O(g)總壓/kPa起始/mol57000Po平衡/molnln2P若反應(yīng)I、II均達(dá)平衡時,p°=1.2p,則表中〃]=；若此時“2=3，則反應(yīng)I的平衡常數(shù)%1=(無需帶單位，用含總壓p的式子表示),反應(yīng)II的平衡常數(shù)氯氫硅(SiHCl3)是制備硅烷、多晶硅的重要原料。對于反應(yīng)：2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g),采用大孔弱堿性陰離子交換樹脂催化劑,在323K和343K時SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的結(jié)果如圖所示。Qt/min252015105Qt/min252015105磨-瓣涅甥EaH芝343K時反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率=%，濃度平衡常數(shù)K^=(保留3位小數(shù))。323K時反應(yīng)，壓力平衡常數(shù)％=(保留3位小數(shù))。一定溫度下，ImolA固體在定容真空容器中分解,A(s). B(g)+C(g),反應(yīng)達(dá)平衡時，測得氣體總壓強為pPa。達(dá)平衡時，B氣體的分壓強為o該溫度下反應(yīng)的壓力平衡常數(shù)「為o在1.0L密閉容器中