微专题突破2 分压与平衡常数（课件PPT)-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修第一册（人教版2019）

化学反应速率与化学平衡 第二章 微专题突破2　分压与平衡常数 课件使用说明 本课件使用Office2016制作，请使用相应软件打开并使用。 本课件文本框内容可编辑，单击文本框即可进行修改和编辑。 本课件理科公式均采用微软公式制作，如果您是Office2007或WPS 2021年4月份以前的版本，会出现包含公式及数字无法编辑的情况，请您升级软件享受更优质体验。 由于WPS软件原因，少量电脑可能存在理科公式无动画的问题，请您安装Office 2016或以上版本即可解决该问题。 课末·随堂演练 课时作业（六） 【例题】（2023·全国乙）（节选）（1）将FeSO4置入抽空的 刚性容器中，升高温度发生分解反应：2FeSO4（s） Fe2O3（s）＋SO2（g）＋SO3（g）（Ⅰ）。平衡时 － T 的关系如 下图所示。660K时，该反应的平衡总压 p总＝ 　　　　kPa、平 衡常数 KP（Ⅰ）＝ 　　　　（kPa）2。 KP（Ⅰ） 随反应温度升高而 　　　（填“增大”“减小” 或“不变”）。 答案　（1）3　2.25　增大 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 解析　（1）将FeSO4置入抽空的刚性容器中，升高温度发生分 解反应：2FeSO4（s） Fe2O3（s）＋SO2（g）＋SO3（g）（Ⅰ）。 由平衡时 － T 的关系图可知，600 K时， ＝ 1.5 kPa，则 ＝1.5 kPa，因此，该反应的平衡总压 p总＝3 kPa、平衡常数 KP（Ⅰ）＝1.5 kPa×1.5 kPa＝2.25（kPa）2。由图中信息可知， 随着温度升高而增大，因此， KP（Ⅰ）随反应温度升高而增大。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 （2）提高温度，上述容器中进一步发生反应2SO3（g） 2SO2（g）＋O2（g）（Ⅱ），平衡时 ＝ 　　　　（用 、 表示）。在929 K时， p总＝84.6 kPa、 ＝35.7kPa，则 ＝ 　　　　kPa， KP（Ⅱ）＝ 　　　　　　　　　　　kPa（列出计算式）。 答案　（2） 　46.26　 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 解析　（2）提高温度，上述容器中进一步发生反应2SO3（g） 2SO2（g）＋O2（g）（Ⅱ），在同温同压下，不同气体的物质的 量之比等于其分压之比，由于仅发生反应（Ⅰ）时 ＝ ， 则 ＋2 ＝ －2 ，因此，平衡时 ＝ 。 在929 K时， p总＝84.6 kPa、 ＝35.7 kPa，则 ＋ ＋ ＝ p总、 ＋2 ＝ －2 ，联立方程组消去 ， 可得3 ＋5 ＝4 p总，代入相关数据可求出 ＝ 46.26 kPa，则 ＝84.6 kPa－35.7 kPa－46.26 kPa＝2.64 kPa， KP（Ⅱ）＝ ＝ kPa。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 1. 分压 （1）定义相同温度下，当某组分气体B单独存在且具有与混合 气体总体积相同体积时，该气体B所具有的压强，称为气体B 的分压强。 （2）计算公式： 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× 。 （3）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，即 p总＝ pA＋ pB＋ pC＋… 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 2. 压强平衡常数 一定温度下，气相反应： m A（g）＋ n B（g） e C（g）＋ f D（g）达平衡时，气态生成物分压幂之积与气态反应物分压幂之积的比值为一个常数，称为该反应的压强平衡常数，用符号 Kp表示， Kp的表达式： Kp＝ 。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 3. 压力平衡常数（ Kp）的计算流程 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 1. 已知2NO2（g） N2O4（g）。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＝2.7×10－3kPa－1，则NO2的转化率为（　　） A. 70％ B. 55％ C. 46％ D. 35％ 答案　D　 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 解析　假设起始时投入的物质的量为1 mol，转化率为 x ， 2NO2（g） N2O4（g） 起始量/mol 　1 　　　　0 改变量/mol 　 x 　　　　0.5 x 平衡量/mol 1－ x 　　　　0.5 x ， 同温同体积时，压强之比等于物质的量之比，则 p （NO2）∶ p （N2O4）＝（1－ x ）∶0.5 x ＝100 kPa∶ p （N2O4），则 p （N2O4）＝ kPa，因此 Kp＝ kPa－1 ＝2.7×10－3kPa－1， 解得 x ＝0.35，所以NO2的平衡转化率为35％，故选D项。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 2. 焦炭还原NO2发生反应：2NO2（g）＋2C（s） N2（g）＋ 2CO2（g）。在恒温条件下，1 mol NO2和足量焦炭发生该反 应，测得平衡时NO2和CO2的物质的量浓度与平衡总压的关系 如图所示，计算可得M点时该反应的平衡常数 Kp＝ 　　　　。 答案　2 MPa 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 解析　设参加反应的NO2为 x ，列三段式： 2NO2（g）＋2C（s） N2（g）＋2CO2（g） 起始量/mol 　1 　　　　　　　　0 　　　　0 变化量/mol 　 x 　　　　　　　　　　　　　　　　　 x 　 x 平衡量/mol 1－ x x x 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 根据题图可知，M点对应的平衡状态下， c （NO2）＝ c（CO2）， 即 n （NO2）＝ n （NO2），则有1－ x ＝ x ，解得 x ＝0.5 mol， 平衡时 n （NO2）＝0.5 mol、 n （N2）＝0.25 mol、 n （CO2）＝ 0.5 mol，气体的总物质的量为1.25 mol，则 p （NO2）＝ p （CO2） ＝ ×10 MPa＝4 MPa， p（N2）＝ ×10 MPa＝ 2 MPa，所以M点时该反应的平衡常数 Kp＝ ＝ ＝2 MPa。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 3. 已知2A2（g）＋B2（g） 2C（g） Δ H ＝－ a kJ·mol－1（a＞0），在一个2 L固定容积的容器中加入4 mol A2和2 mol B2，在500 ℃时充分反应达到平衡后C的浓度为1 mol·L－1。若反应在第5 min时达平衡，计算此5 min内A2的平均反应速率为 　　　　，反应达平衡时B2的转化率为 　　　　，若达平衡时测得容器内压强为10 MPa，则平衡常数为 Kp＝ 　　　　。 答案　0.2 mol/（L·min）　50％　0.5 MPa－1 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 解析　在500 ℃时，反应在第5 min时达平衡，C的浓度为1 mol·L－1，则平衡后C的物质的量为 n ＝ cV ＝1 mol·L－1×2 L＝ 2 mol，列出三段式： 2A2（g）＋B2（g） 2C（g） 起始 　4 mol 　2 mol 　　0 转化 　2 mol 　1 mol 　　2 mol 平衡 　2 mol 　1 mol 　　2 mol 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 此5 min内A2的平均反应速率为 v ＝ ＝ ＝ ＝0.2 mol/（L·min）；反应达平衡时B2的转化率为 ×100％＝50％； 若达平衡时测得容器内压强为10 MPa，气体总的物质的量为 2 mol＋1 mol＋2 mol＝5 mol，则A2的平衡分压为10 MPa× ＝4 MPa，B2的平衡分压为10 MPa× ＝2 MPa，C的平衡分 压为10 MPa× ＝4 MPa，则平衡常数为Kp＝ ＝ ＝0.5 MPa－1。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 课末·随堂演练 1. （化学平衡状态）在一定条件下，使SO2和O2在一密闭容器 中进行反应，下列说法中不．正．确．的是（　　） A. 随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后为零 B. 随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后不变 C. 随着反应的进行，逆反应速率逐渐增大，最后不变 D. 反应开始时，正反应速率最大，逆反应速率为零 答案　A　 解析　根据化学平衡的建立过程可知，反应从正反应方向开始， v正最大， v逆＝0，达到平衡时， v正＝ v逆≠0，A项错误。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 2. （极端假设法确定可逆反应平衡时各物质浓度的范围）在一定量密闭容器中进行如下反应：N2（g）＋3H2（g） 2NH3（g）。已知反应过程中某一时刻N2、H2、NH3的浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.2 mol·L－1。当反应达到平衡时，可能存在的数据是（　　） A. N2为0.2 mol·L－1，H2为0.6 mol·L－1 B. N2为0.15 mol·L－1 C. N2、H2均为0.18 mol·L－1 D. NH3为0.4 mol·L－1 答案　B　 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 解析　假设反应从题给某一时刻开始向正反应方向进行到底， NH3的浓度为0.4 mol·L－1；若反应从题给某一时刻开始向逆反 应方向进行到底，N2的浓度为0.2 mol·L－1，H2的浓度为0.6 mol·L－1，而实际上反应不可能进行到底，A、D项错误，B项 正确。从题给量的关系易知无论反应进行到什么程度， c（N2）∶ c （H2）＝1∶3恒存在，因此两者不可能同时均为0.18 mol·L－1， C项错误。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 3. （化学平衡状态的判断）一定温度下，在恒容密闭容器中 发生反应：2SiHCl3（g） SiH2Cl2（g）＋SiCl4（g）。 Qc表 示某时刻的浓度商， K 为该温度下的平衡常数。下列情况能说 明该反应一定达到化学平衡状态的是（　　） A. Qc＝ K B. 体系内物质的总质量保持不变 C. SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4同时在容器中存在 D. 单位时间内消耗2 n mol SiHCl3，同时生成 n mol SiH2Cl2 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 答案　A　 解析　Qc＝ K ，说明反应达到平衡状态，A项正确；根据质量 守恒，体系内物质的总质量保持不变，不能说明反应达到平衡 状态，B项错误；根据可逆反应的特征，SiHCl3、SiH2Cl2、 SiCl4同时在容器中存在，不能说明反应达到平衡状态，C项错 误；两种表达方式都是正反应速率，不能说明反应达到平衡状 态，D项错误。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 4. （化学平衡状态的判断）一定温度下，在一容积不变的密 闭容器中发生可逆反应2X（g） Y（g）＋Z（s），以下不能 说明该反应达到化学平衡状态的是（　　） A. 混合气体的密度不再变化 B. 反应容器中Y的质量分数不变 C. 体系压强不再变化 D. Z的浓度不再变化 答案　D　 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 解析　ρ＝ ， V 不变，若ρ不变，则说明气体的质量不再变 化，A项为平衡状态；容器内物质的总质量不变，若Y的质量 分数不变，则 m （Y）不变，B项为平衡状态；若体系的压强 不变，则气体的总物质的量不变，C项为平衡状态；Z为固体， 浓度为常数，D项不能说明反应达到化学平衡状态。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 5. （化学平衡常数的有关计算）反应SO2（g）＋NO2（g） SO3（g）＋NO（g），若在一定温度下，将物质的量浓度均为 4 mol·L－1的SO2（g）和NO2（g）注入一密闭容器中，当达到 平衡状态时，测得反应器中SO3（g）的浓度为2 mol·L－1 ，则 在该温度下： （1）此反应的平衡常数为 　　　　。 答案：（1）1　 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 解析　（1）根据题中数据可列出三段式： SO2（g）＋NO2（g） SO3（g）＋NO（g） 起始（mol/L） 4.0 4.0 0 0 转化（mol/L） 2.0 2.0 2.0 2.0 平衡（mol/L） 2.0 2.0 2.0 2.0 故平衡常数为： K ＝ ＝1。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 （2）在上述温度下，若SO2（g）的初始浓度增大到6 mol·L－1，NO2（g）的初始浓度仍为4 mol·L－1，达到化学平衡状态时，计算下列各物质的浓度及SO2和NO2的平衡转化率。 ① c （ SO3） ＝ 　　 　mol·L－1， c （SO2）＝ 　 　　mol·L－1。 答案　（2）①2.4　3.6　 ②SO2转化率为 　　　　， NO2转化率为 　　　　。 答案　②40％　60％ 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 解析　（2）设平衡时SO2的浓度变化量为 x mol/L，则列出的三段 式为： SO2（g）＋NO2（g） SO3（g）＋NO（g） 起始（mol/L） 6.0 　　　4.0 　　0 　　0 转化（ mol/L）x 　　　 x 　　　　 x 　　 x 平衡（mol/L） 6.0－ x 4－ x 　　　　　　　　 x 　　　　x 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 K ＝ ＝1，解得 x ＝2.4，平衡时 c （SO3）＝ 2.4 mol·L－1， c （SO2）＝（6.0－2.4） mol·L－1＝3.6 mol·L－1； SO2的转化率为： ×100％＝40％， NO2的转化率为： ×100％＝60％。 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 课时作业（六） 返回目录 化学　选择性必修1 化学反应原理 　 制 作 者：状元桥 适用对象：高中学生 制作软件：Powerpoint2010、 Photoshop cs3 运行环境：WindowsXP以上操作系统 $$