第2章 专题提升系列(3) 压强平衡常数及其应用-【金版新学案】2023-2024学年新教材高二化学选择性必修1同步课堂高效讲义教师用书（人教，单选版）

压强平衡常数概念模型 【模型构建】 一定条件下，若平衡体系中有气体物质，也可用其分压代替浓度，所求得的平衡常数为压强平衡常数，用Kp表示。 1．对于反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，其压强平衡常数表达式为Kp＝。浓度平衡常数与压强平衡常数的关系：Kc＝，又p＝RT＝cRT，则Kp＝Kc·(RT)Δn[Δn＝(c＋d)－(a＋b)]。 2．气体分压＝气体总压×该气体的物质的量分数或体积分数。 【规律方法】 1．Kp含义 在化学平衡体系中，用各气体物质的分压代替浓度，计算得到的平衡常数叫压强平衡常数，其单位与表达式有关。 例如，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，压强平衡常数表达式为Kp＝。 2．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 (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0.2 MPa时，发生下列反应生成水煤气： Ⅰ.C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)　ΔH1＝＋131.4 kJ·mol－1 Ⅱ.CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH2＝－41.1 kJ·mol－1 (1)下列说法正确的是________(填字母)。 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 (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＝________(用分压表示，分压＝总压×物质的量分数)。 解析：(1)A项，在恒温恒容条件下，平衡时向容器中充入惰性气体不能改变反应混合物的浓度，因此反应Ⅰ的平衡不移动，A说法不正确；B项，在反应中有固体C转化为气体，气体的质量增加，而容器的体积不变，因此气体的密度在反应过程中不断增大，当混合气体的密度保持不变时，说明反应体系已达到平衡，B说法正确；C项，若C(s)和H2O(g)完全反应全部转化为CO2(g)和H2(g)，由C(s)＋2H2O(g)CO2(g)＋2H2(g)可知，H2的体积分数的极值为，由于可逆反应具有一定的限度，反应物不可能全部转化为生成物，因此，平衡时H2的体积分数不可能大于，C说法不正确；D项，将炭块粉碎可以增大其与H2O(g)的接触面积，因此可加快反应速率，D说法正确；故选BD。(2)反应达到平衡时，H2O(g)的转化率为50%，则水的变化量为0.5 mol，水的平衡量也是0.5 mol，由于CO的物质的量为0.1 mol，则根据O原子守恒可知CO2的物质的量为0.2 mol，根据相关反应的热化学方程式可知，生成0.3 mol CO要吸收热量39.42 kJ，生成0.2 mol CO2要放出热量8.22 kJ此时，因此整个体系吸收热量39.42 kJ－8.22 kJ＝31.2 kJ；由H原子守恒可知，平衡时H2的物质的量为0.5 mol，CO的物质的量为0.1 mol，CO2的物质的量为0.2 mol，水的物质的量为0.5 mol，则平衡时气体的总物质的量为0.5 mol＋0.1 mol＋0.2 mol＋0.5 mol＝1.3 mol，在同温同体积条件下，气体的总压之比等于气体的总物质的量之比，则平衡体系的总压为0.2 MPa×1.3＝0.26 MPa，反应Ⅰ[C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)]的平衡常数Kp＝×p总＝×0.26 MPa＝0.02 MPa。 答案：(1)BD　(2)吸收　31.2　0.02 MPa 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% D　[假设起始时投入NO2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) 起始量/mol 1 0 改变量/mol x 0.5x 平衡量/mol 1－x 0.5x 同温同体积时，压强之比等于物质的量之