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分压与压强平衡常数
分压与压强平衡常数
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,
(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+…
2.压强平衡常数
[方法技巧] 压强平衡常数(Kp)的计算流程
三大类型一个核心(三段式)
1.直接给分压
2.恒温恒压
3.恒温恒容
(压强比等于气体物质的量比)
【典题示例】 (2021·湖北卷)丙烯是一种重要的化工原料,可以在催化剂作用下,由丙烷直接脱氢制备,反应Ⅰ:C3H8(g) C3H6(g)+H2(g) ΔH1=+125 kJ·mol-1
对于反应Ⅰ,总压恒定为100 kPa,在密闭容器中通入C3H8和N2的混合气体(N2不参与反应);在温度为T1时,C3H8的平衡转化率与通入气体中C3H8的物质的量分数的关系如图所示,计算T1时反应Ⅰ的平衡常数Kp= kPa(以分压表示,分压=总压×物质的量分数,保留一位小数)。
答案 16.7
答案:B
恒温恒容体系——单一平衡体系
40% 3.56×104
恒温恒容体系——多重平衡体系
0.02 MPa
31.2
pB=p总×eq \f(nB,n总)
一定温度下,气相反应:mA(g)+nB(g)eC(g)+fD(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=e,平)eq \f(p(C)·peq \o\al(f,平)(D),peq \o\al(m,平)(A)·peq \o\al(n,平)(B))
。
解析 由图可知,C3H8的物质的量分数为0.4时,其平衡转化率为50%。假设混合气体为1 mol,则起始时C3H8为0.4 mol,N2为0.6 mol,运用三段式法计算:
由于总压恒定为100 kPa,平衡时C3H8为0.2 mol,C3H6为0.2 mol,H2为0.2 mol,N2为0.6 mol,则C3H8(g)、C3H6(g)、H2(g)的分压均为100 kPa×eq \f(0.2 mol,1.2 mol)=eq \f(100,6) kPa,故T1时反应Ⅰ的平衡常数Kp=eq \f(\f(100,6) kPa×\f(100,6) kPa,\f(100,6) kPa)=16.7 kPa。
4.(2015年四川卷第7题)一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应:C(s)+CO2(g) ⥫=⥬ 2CO(g)。平衡时,体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示。
已知:气体分压(p 分)=气体总压(p 总)×体积分数。下列说法正确的是
A.550℃时,若充入惰性气体,ʋ正,ʋ逆均减小,平衡不移动
B.650℃时,反应达平衡后CO2的转化率为25.0%
C.T℃时,若充入等体积的CO2和CO,平衡向逆反应方向移动
D.925℃时,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数KP=24.0p总
_1734036436.cdx
_1734036441.cdx
_1734036445.cdx
_1734036439.cdx
_1734036432.cdx
5.(2019年全国卷II第27题) 环戊二烯(
)是重要的有机化工原料,广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。回答下列问题:
(1)已知:
(g) ===
(g) + H2(g)
ΔH1=100.3 kJ·mol −1
①
H2(g) + I2(g) ===2HI(g)
ΔH2=﹣11.0 kJ·mol −1
②
对于反应:
(g)+ I2(g) ===
(g) + 2HI(g) ΔH3=_______kJ·mol −1 ③
(2)某温度下,等物质的量的碘和环戊烯(
)在刚性容器内发生反应③,起始总压为105Pa,
平衡时总压增加了20%,环戊烯的转化率为
,该反应的平衡常数Kp=
Pa。
_1234567891.cdx
_1234567893.cdx
_1234567894.cdx
_1234567895.cdx
_1234567892.cdx
_1234567890.cdx
7.(2022年湖南卷等16题)2021年我国制氢量位居世界第一,煤的气化是一种重要的制氢途径。回答下列问题:
(1)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)
(H1=+131.4 kJ·mol-1
Ⅱ.CO(g)+H2O(g) ⥫=⥬ CO2(g)+H2(g)
(H2=-41.1 kJ·mol-1
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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