2026届高考化学一轮复习学案——复杂平衡常数的计算方法

复杂平衡常数的计算方法 一、计算方法总结 例1：工业上通常在高温条件下，用CO来催化还原烟气中的NO，方程 式为：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)。恒定温度下，向某恒容密闭容器中通入物质 的量之比为1∶1的NO、CO，此时容器压强为p总。一段时间后达到平衡，N2的体积 分数为25%，计算该温度下的分压平衡常数Kp。(用含p总的式子表示) 例2：H2S热分解反应：2H2S(g)S2(g)+2H2(g) (1)在1470K、100kPa反应条件下，将n(H2S)∶n(Ar)＝1∶4的混合气进行H2S热分解反应。平衡时混合气中H2S与H2的分压相等，H2S平衡转化率为____________，平衡常数Kp＝____________kPa (4)在1373K、100kPa反应条件下，对于n(H2S)∶n(Ar)分别为4:1、1:1、1:4、1:9、 1:19的H2S-Ar混合气，热分解反应过程中H2S转化率随时间的变化如图所示。 ①n(H2S)∶n(Ar)越小，H2S平衡转化率，理由是__________________________ ②n(H2S)∶n(Ar)＝1:9对应图中曲线，计算其在0～0.1s之间，H2S分压的平均变化率为___________kPa·s－1 二、各类Kp题型计算 1、氯铂酸钡(BaPtCl6)固体加热时部分分解为BaCl2、Pt和Cl2，376.8℃时平衡常数Kp′＝1.0×104Pa2。在一硬质玻璃烧瓶中加入过量BaPtCl6，抽真空后，通过一支管通入碘蒸气（然后将支管封闭）。在376.8℃，碘蒸气初始压强为20.0kPa。376.8℃平衡时，测得烧瓶中压强为32.5kPa，则pICl＝__________kPa，反应2ICl(g)Cl2(g)+I2(g)的平衡常数K＝____________________(列出计算式即可) 2、McMorris测定和计算了在136～180℃范围内下列反应的平衡常数Kp： 2NO(g)+2ICl(g)2NOCl(g)+I2(g)Kp1 2NOCl(g)2NO(g)+Cl2(g)Kp2 得到lgKp1～和lgKp2～均为线性关系，如图所示： ①由图可知，NOCl分解为NO和Cl2反应的ΔH________0（填“大于”或“小于”）。 ②反应2ICl(g)Cl2(g)+I2(g)的K＝___________(用Kp1、Kp2表示)；该反应的ΔH___________0（填“大于”或“小于”），写出推理过程。 3、硫酸是一种重要的基本化工产品。接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化：SO2(g)+O2(g)SO3(g)ΔH＝-98kJ•mol－1将组成（物质的量分数）为2m%SO2(g)、m%O2(g)和q%N2(g)的气体通入反应器，在温度t、压强p条件下进行反应。平衡时，若SO2转化率为α，计算SO3的分压与分压平衡常数Kp(以分压表示，分压=总压×物质的量分数) 4、硫酰氯常用作氯化剂和氯磺化剂，工业上制备原理如下： SO2(g)+Cl2(g)SO2Cl2(g)ΔH=-67.59kJ•mol-1 ①若正反应的活化能为E正kJ•mol-1，则逆反应的活化能E逆＝kJ•mol﹣1(用含E正的代数式表示) ②恒容密闭容器中按不同进料比充入SO2(g)和Cl2(g)，测定T1、T2、T3温度下体系达平衡时的Δp（Δp＝p0-p，p0为体系初始压强，p0＝240kPa，p为体系平衡压强），结果如图甲 图甲中温度由高到低的顺序为_______________，判断依据__________________________ M点Cl2的转化率为。T1温度下用分压表示的平衡常数Kp＝____________kPa-1 ③图乙曲线中能准确表示T1温度下Δp随进料比变化的是_________________(填序号) 5、Ni(CO)4(四羰合镍，沸点43℃)可用于制备高纯镍，也是有机化合物羰基化反应的催化剂。回答下列问题： (1)在总压分别为0.10、0.50、1.0、2.0MPa下，Ni(s)和CO(g)反应达平衡时，Ni(CO)4体积分数x与温度的关系如图所示。反应Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)的ΔH_____0(填“大于”或“小于”)。从热力学角度考虑，有利于Ni(CO)4的生成(写出两点)。p3、100℃时CO的平衡转化率α=，该温度下平衡常数Kp=_____________(MPa)-3 (2)对于同位素交换反应Ni(C16O)4+C18O→Ni(C16O)3C18O+C16O，20℃时反应物浓度随时间的变化关系为ct[Ni(C16O)4]c0[Ni(C16O)4]e-kt(k为反应速率常数)，则Ni(C16O)4反应一半所需时间t1/2=________________(用k表示) 6、将FeSO4置入抽空刚性容器中,升温发生分解2FeSO4(s)Fe2O3(s)+SO2(g)+SO3(g) (Ⅰ) 平衡时p(SO3)-T的关系如图所示，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”) (4)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P(O2)＝______________(用pSO3、pSO2表示).。929K时，p总＝84.6kPa、p(SO3)＝35.7kPa,则 p(SO2)＝_____________kPa，Kp(II)＝____________kPa(列出计算式) 7、聚苯乙烯是一类重要的高分子材料，可通过苯乙烯聚合制得。 I.苯乙烯的制备 (1)已知下列反应的热化学方程式： ①C6H5C2H5(g)+O2(g)8CO2(g)+5H2O(g)ΔH1＝－4386.9kJ•mol－1 ②C6H5CH＝CH2(g)+10O2(g)8CO2(g)+4H2O(g)ΔH2＝－4263.1kJ•mol－1 H2(g)+O2(g)H2O(g)ΔH3＝－241.8kJ•mol－1 计算反应④C6H5C2H5(g)C6H5CH＝CH2(g)+H2(g)的ΔH4___________＝kJ•mol－1； (2)在某温度、100kPa下，向反应器中充入1mol气态乙苯发生反应④，其平衡转化 率为50%，欲将平衡转化率提高至75%，需要向反应器中充入mol水蒸气作为稀释气（计算时忽略副反应）。 三、其他类型平衡常数计算 例1：工业上常用甲烷水蒸气重整制氢气，体系中发生如下反应： I：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) II：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ①下列操作中，能提高CH4(g)平衡转化率的是__________________(填标号) A．增加CH4(g)用量 B．恒温恒压下通入惰性气体 C．移除CO(g) D．加入催化剂 ②恒温恒压条件下，1molCH4(g)和1molH2O(g)反应达平衡时，CH4(g)的转化率为a，CO2(g)的物质的量为bmol，则反应Ⅰ的平衡常数Kx=____________(写出含有a、b的计算式；对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),x为物质的量分数) 例2：多晶硅可用作光伏转换器的材料，锌还原法生产多晶硅涉及以下反应： 反应Ⅰ：SiCl4(g)+2Zn(g)Si(s)+2ZnCl2(g) ΔH1 Kp 反应Ⅱ：SiCl4(g)+Zn(g)SiCl2(g)+ZnCl2(g) ΔH2>0 在一定温度下，向一定体积的密闭容器中，按3:1的比例充入Zn和SiCl4的混合气体， 此时压强为4kPa，达到平衡后体系压强为3.6kPa，其中ZnCl2的分压为1.2kPa，则反 应I的Kθ=_______________。已知：其中pθ为100kPa，p(ZnCl2)、p(SiCl4)和p(Zn)为各组分的平衡分压。 1 学科网（北京）股份有限公司 $