2.2.3压强平衡常数-课件-2026-2027学年高二上期化学人教版选择性必修1

该高中化学课件聚焦压强平衡常数Kp，系统讲解其含义、表达式及恒压单一、恒容单一等四种计算类型，通过合成氨反应等例题衔接浓度平衡常数知识，搭建从分压概念到Kp计算的学习支架。 其亮点在于以“三段式”计算法为核心，结合恒容多重体系等实例培养科学思维，通过课堂练习强化科学探究与实践能力。小结梳理平衡常数公式与计算方法，助力学生提升解题逻辑，为教师提供结构化教学资源。

课时 2.2.3 压强平衡常数 年 级：高二 学 科：化学（人教版） 主讲人：lrp 学 校：四川省华蓥中学 1 1、Kp含义：在化学平衡体系中，用各气体物质的分压替代浓度计算的平衡常数叫压强平衡常数 2、表达式：对于可逆反应：mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) 其中 ，p(i)表示某气体的分压 【例题1】T ℃，20Mp时，合成氨反应进料组成为 ，平衡时， ，该温度时，反应 的平衡常数Kp= . (MPa)-1(化为最简式). 3、K计算的四种类型 （1）恒压单一平衡体系 pB(分压)＝×p总 混合气体中某组分的分压＝总压×该组分的物质的量分数，即 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＋… 高中化学选必1 高中化学高二上册 四川省华蓥中学lrp 第二章 化学反应速率和平衡 2 当 , , 解之得 ,则氮气的转化率 平衡时N2、H2、NH3、的物质的量分别为 2mol、 ，其物质的量分数分别为 、 ，则该温度下 因此，该温度时，反应 高中化学选必1 高中化学高二上册 四川省华蓥中学lrp 第二章 化学反应速率和平衡 3 解法2:根据PV=nRT,在同一容器中,各种气体的物质的量分数之比等于各气体的分压之比.T ℃，20Mp时，合成氨反应进料组成n(H2):n(N2)=3:1与计量系数比相同,则达平衡时,n(H2):n(N2)=3:1且P(H2):P(N2)=3:1由于总压为20Mp,所以P(NH3)=20Mp×0.2=4Mp,P(H2)=16Mp×(3/4)=12Mp,P(N2)=16Mp×(1/4)=4Mp,则:方程 【例题1】T ℃，20Mp时，合成氨反应进料组成为 ，平衡时， ，该温度时，反应 的平衡常数Kp= . (MPa)-1(化为最简式). 4 Kp= = = = 4 12 × 4 36 )3 高中化学选必1 高中化学高二上册 四川省华蓥中学lrp 第二章 化学反应速率和平衡 4 （2）恒容单一体系 【例题2】对于反应： (g)+ I2(g)= (g)+2HI(g) ΔH3= +89.3kJ·mol −1 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，起始总压为105Pa，平衡时总压增加了20%，该反应的平衡常数Kp=_________Pa。假设起始时，碘与环戊烯均为1 mol ,环戊烯的变化量为x mol . 解:假设起始时，碘与环戊烯均为1 mol ,环戊烯的变化量为x mol . (g)+ I2(g)= (g)+2HI(g) 起始量：1mol 1 mol 0 0 变化量： x x x 2x 平衡量：1-x 1-x x 2x根据相同温度，p(平衡)=1.2×105Pa 恒容体系： 得到x=0.4mol 提醒注意：恒容容器中，随着反应的进行，压强会发生变化。 高中化学选必1 高中化学高二上册 四川省华蓥中学lrp 第二章 化学反应速率和平衡 5 （3）恒容多重体系 【例题3】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1molH2O(g)，起始压强为0.2MPa时，发生下列反应生成水煤气： 反应平衡时，H2O(g)的转化率为50％，CO的物质的量为0.1mol。反应Ⅰ的平衡常数Kp= (以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。 起始时，H2O(g)为1mol, 平衡时H2O(g)的转化率为50%，则(x+y)×50%=1×50%=0.5mol 平衡时CO物质的量为0.1mol ,则x-y=0.1mol 两式联立，解得 x=0.3mol y=0.2mol n(总)= 0.5+0.1+0.2+0.5=1.3mol ,恒温恒容，压强与气体物质的量成正比，平衡时总压 p总= ×0.2MPa=0.26MPa 反应Ⅰ的平衡常数 KP= KP= =0.02MPa 变化量： x x x y y y y 解: 高中化学选必1 高中化学高二上册 四川省华蓥中学lrp 第二章 化学反应速率和平衡 6 (4)恒压多重体系 【例题4】在1470K、100kPa反应条件下， ，将 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，平衡常数Kp= . 解：假设在该条件下，硫化氢和氩的起始投料的物质的量分别为1mol和4mol，根据三段式可知： 平衡时H2S和H2的分压相等，则二者的物质的量相等，即1－x＝x，解得x＝0.5，所以H2S的平衡转化率为 所以平衡常数 Kp＝ Kp＝ ≈ 4.76kPa； Kp 高中化学选必1 高中化学高二上册 四川省华蓥中学lrp 第二章 化学反应速率和平衡 7 (1)20 min时，NO的转化率α=________% (2)T ℃时，4NO(g)⇌N2(g)＋2NO2(g)反应的平衡常数Kp=________(Kp为以分压表示的平衡常数) 计算技巧 (1)直接根据分压强计算压强平衡常数 例1、用测压法在刚性密闭容器中研究T ℃时4NO(g)⇌N2(g)＋2NO2(g)的分解反应，现将一定量的NO充入该密闭容器中，测得体系的总压强随时间的变化如下表所示： 反应时间/min 0 10 20 30 40 压强/MPa 15.00 14.02 13.20 12.50 12.50 48 0.1 高中化学选必1 高中化学高二上册 四川省华蓥中学lrp 第二章 化学反应速率和平衡 8 起始Ｐ 15 0 0 转化Ｐ 平衡Ｐ 4NO(g)　　N2(g)＋2NO2(g) 4x 　　　　 x 2x 15-4x x 2x 根据ＰＶ=ｎＲＴ，压强之比等于物质的量之比，可以用压强代替物质的量进行计算。 15-4x＋x＋2x =13.2 x = 1.8（MPa） (1)20 min时，Ｐ=13.2 NO的转化率α= 1.8×4∕15=48% T ℃时，4NO(g)⇌N2(g)＋2NO2(g)反应的平衡常数 T ℃达平衡时，Ｐ=12.5 15-4x＋x＋2x =12.5 x = 2.5（MPa） Kp= Ｐ(N2)·Ｐ2(NO2) Ｐ4(NO) Kp= 2.5×(2.5×2)2 54 Kp= 0.1（MPa-1） 高中化学选必1 高中化学高二上册 四川省华蓥中学lrp 第二章 化学反应速率和平衡 9 例2、在温度T下，容积固定的密闭容器中充入3 mol NO和2 mol H2发生2H2(g)＋2NO(g)⇌N2(g)＋2H2O(g)，起始压强为p0，一段时间后，反应达到平衡，此时压强p=0.9p0，则NO的平衡转化率(NO)=________(保留三位有效数字)，该反应的平衡常数Kp=________(用含p的代数式表示，Kp为以分压表示的平衡常数，且某气体的分压＝总压×该气体的物质的量分数) 33.3% 9/(16p0) 解析：2H2(g)＋2NO(g) N2(g)＋2H2O(g) 起始Ｐ 0.4p0 0.6p0 0 0 转化Ｐ 2x 2x x 2x 平衡Ｐ 0.4p0-2x 0.6p0-2x x 2x (0.4p0)-2x＋(0.6p0)-2x＋x＋2x＝0.9p0 x＝0.1p0 NO的平衡转化率＝ ＝33.3% 0.6p0 0.1p0×2 Kp= Ｐ(N2)·Ｐ2(H2O) Ｐ2(H2)·Ｐ2(NO) Kp= 0.1p0×(0.1p0×2)2 (0.2p0)2×(0.4p0)2 Kp= 10 16p0 高中化学选必1 高中化学高二上册 四川省华蓥中学lrp 第二章 化学反应速率和平衡 10 解析：2H2(g)＋2NO(g) N2(g)＋2H2O(g) 起始n 2 3 0 0 转化n 2x 2x x 2x 平衡n 2-2x 3-2x x 2x NO的平衡转化率＝ ＝33.3% 3 0.5×2 Kp= Ｐ(N2)·Ｐ2(H2O) Ｐ2(H2)·Ｐ2(NO) Kp= (0.9p0×0.5/4.5)(0.9p0×1/4.5)2 (0.9p0×1/4.5)2×(0.9p0×2/4.5)2 x＝0.5 起始n 平衡n ＝ 起始Ｐ 平衡Ｐ 5 5-x ＝ p0 0.9p0 1 2 0.5 1 Kp= (0.9p0×0.5/4.5) (0.9p0×2/4.5)2 Kp＝ [(nN2/n总)·Ｐ总]·[(nH2O/n总)·Ｐ总]2 [(nH2/n总)·Ｐ总]2·[(nNO/n总)·Ｐ总] Kp= 10 16p0 高中化学选必1 高中化学高二上册 四川省华蓥中学lrp 第二章 化学反应速率和平衡 例3、一定温度下，在1 L恒容密闭容器中充入2 mol NO(g)和1 mol Cl2(g)，起始总压强为P0，发生反应：2NO(g)+Cl2(g) 2NOCl(g) 达到平衡后，压强为原来的5/6。 该温度下反应的平衡常数Kc= 、Kp= 。 2 6/P0 解析：2NO(g) + Cl2(g) 2NOCl(g) 起始n 2 1 0 转化n 2x x 2x 平衡n 2-2x 1-x 2x 起始n 平衡n ＝ 起始Ｐ 平衡Ｐ x＝0.5 3 3-x ＝ p0 (5/6)p0 1 0.5 1 Kc＝ c2(NOCl) c2(NO)·c(Cl2) Kc＝ ＝2 12 12×0.5 Kp＝ Ｐ2(NOCl) Ｐ2(NO)·Ｐ(Cl2) Kp＝ [(1/2.5)×P0(5/6)]2 [(1/2.5)×P0(5/6)]2×(0.5/2.5)×P0(5/6) Kp＝6/P0 Kp＝ [(nNOCl/n总)·Ｐ总]2 [(nNO/n总)·Ｐ总]2·[(nCl2/n总)·Ｐ总] 高中化学选必1 高中化学高二上册 四川省华蓥中学lrp 第二章 化学反应速率和平衡 12 例4、一定温度下，在初始体积为1L的恒压密闭容器中充入2 mol NO(g)和1 mol Cl2(g)，起始总压强为P0 Pa，发生反应2NO(g)+Cl2(g) 2NOCl(g) 达到平衡后，体积为原来的5/6。 该温度下反应的平衡常数Kc= 、Kp= 　 。 5/3 5/P0 Pa-1 友情提醒：(1)恒温恒容，P变，算Kp要小心；(2)恒温恒压，V变，算Kc要小心! 解析：2NO(g) + Cl2(g) 2NOCl(g) 起始n 2 1 0 转化n 2x x 2x 平衡n 2-2x 1-x 2x 起始n 平衡n ＝ 起始V 平衡V x＝0.5 3 3-x ＝ 1 (5/6) 1 0.5 1 Kp＝ Ｐ2(NOCl) Ｐ2(NO)·Ｐ(Cl2) Kp＝ [(1/2.5)×P0]2 [(1/2.5)×P0]2×(0.5/2.5)×P0) Kp＝5/P0 (Pa-1) Kp＝ [(nNOCl/n总)·Ｐ总]2 [(nNO/n总)·Ｐ总]2·[(nCl2/n总)·Ｐ总] ＰＶ=ｎＲＴ Kc＝ c2(NOCl) c2(NO)·c(Cl2) ＝ ＝ [1/(5/6)]2 [1/(5/6)]2×[0.5/(5/6)] 3 5 高中化学选必1 高中化学高二上册 四川省华蓥中学lrp 第二章 化学反应速率和平衡 13 【课堂练习】1、某温度下，N2O5 气体在一体积固定的容器中发生如下反应：2N2O5(g)=4NO2(g)＋O2(g) (快反应) △H＜0 2NO2(g) N2O4(g) (慢反应) △H＜0，体系的总压强p总和pO2 随时间的变化如下图所示： (1)上图中表示O2压强变化的曲线是______(填“甲”或“乙”) (2)已知N2O5 分解的反应速率v=0.12pN2O5(kPa•h－1)，t=10h时，pN2O5=_______kPa，v=_______kPa•h－1 (结果保留两位小数，下同) (3)该温度下2NO2 N2O4 反应的平衡常数Kp==__________kPa－1 (Kp为以分压表示的平衡常数) 高中化学选必1 高中化学高二上册 四川省华蓥中学lrp 第二章 化学反应速率和平衡 14 解析： (1) ①根据反应分析，随着反应的进行氧气的压强从0开始逐渐增大，所以乙为氧气的压强曲线；②t＝10h时，pO2=12.8 kPa ，2N2O5(g) = 4NO2(g)＋O2(g)分析，反应的N2O5的分压为25.6 kPa ，起始压强为53.8 kPa，所以10h时pN2O5＝53.8-25.6 =28.2 kPa ，N2O5 分解的反应速率 v＝0.12pN2O5(kPa•h－1)= 0.12×28.2= 3.38 kPa•h－1； ③2N2O5(g) = 4NO2(g)＋O2(g) 2NO2 N2O4 53.8 107.6 26.9 起始分压 107.6 0 改变分压 2x x 平衡分压 107.6-2x x 有107.6-2x+x+26.9=94.7 ，解x=39.8 kPa，平衡常数= =0.05 kPa－1。 高中化学选必1 高中化学高二上册 四川省华蓥中学lrp 第二章 化学反应速率和平衡 15 2、、用测压法在刚性密闭容器中研究T ℃时4NO(g) N2(g)＋2NO2(g)的分解反应，现将一定量的NO充入该密闭容器中，测得体系的总压强随时间的变化如下表所示： 反应时间/min 0 10 20 30 40 压强/MPa 15.00 14.02 13.20 12.50 12.50 (1)20 min时，NO的转化率α=________% (2)T ℃时，4NO(g) N2(g)＋2NO2(g)反应的平衡常数Kp=_______(Kp为以分压表示的平衡常数) 高中化学选必1 高中化学高二上册 四川省华蓥中学lrp 第二章 化学反应速率和平衡 16 解析　在一定条件下 ，压强之比等于物质的量之比，因此可以直接用压强代替物质的量计算。 4NO(g)N2(g)＋2NO2(g) 开始的压强/MPa 15 0 0 转化的压强/MPa 4x x 2x 平衡的压强/MPa 15－4x x 2x (1)20 min时，15－x＝13.2，x＝1.8，NO的转化率为α＝ ×100%＝48%。 (2)平衡时，15－x＝12.5，x＝2.5，NO、N2、NO2的压强分别为5、2.5、5， 代入公式 。 Kp＝ Ｐ(N2)·Ｐ2(NO2) Ｐ4(NO) 高中化学选必1 高中化学高二上册 四川省华蓥中学lrp 第二章 化学反应速率和平衡 17 3、在温度T下，容积固定的密闭容器中充入3 mol NO和2 mol H2发生2H2(g)＋2NO(g) N2(g)＋2H2O(g)，起始压强为p0，一段时间后，反应达到平衡，此时压强p=0.9p0，则NO的平衡转化率α(NO)=_______(结果保留三位有效数字)，该反应的平衡常数Kp=________(用含p的代数式表示，Kp为以分压表示的平衡常数，且某气体的分压＝总压×该气体的物质的量分数) 高中化学选必1 高中化学高二上册 四川省华蓥中学lrp 第二章 化学反应速率和平衡 18 解析　根据题意可列出三段式： 2H2(g)＋2NO(g) N2(g)＋2H2O(g) 起始/mol: 2 3 0 0 转化/mol: 2x 2x x 2x 平衡/mol: 2－2x 3－2x x 2x 反应达到平衡，此时压强p＝0.9p0，则有 ＝0.9，解得x＝0.5，故NO的转化率α(NO)≈33.3%，由分压公式p∞＝ 可知， p(H2)＝ ，p(NO)＝ ，p(N2)＝ ，p(H2O)＝ ，则 Kp＝ Ｐ(N2)·Ｐ2(H2O) Ｐ2(H2)·Ｐ2(NO) 高中化学选必1 高中化学高二上册 四川省华蓥中学lrp 第二章 化学反应速率和平衡 19 4、一定温度下，向某密闭容器中充入1 mol NO2，发生反应： 2NO2(g) N2O4(g)，测得反应体系中气体体积分数与压强之间的关系如图所示： (1)a、b、c三点逆反应速率由大到小的顺序为 。平衡时若保持压强、温度不变，再向体系中加入一定量的Ne，则平衡 (填“正向”“逆向”或“不”)移动 (2)a点时NO2的转化率为________________，用平衡分压代替平衡浓度也可求出平衡常数Kp，则该温度下Kp=________ Va<Vb<Vc 逆向 66.7% 高中化学选必1 高中化学高二上册 四川省华蓥中学lrp 第二章 化学反应速率和平衡 20 解析：(1)由图知，a点到c点的过程中，N2O4的体积分数不断增大，故逆反应速率不断增大。一定温度下，保持压强不变，加入稀有气体，相当于降低压强，故平衡向左移动。 (2)a点时，设消耗了x mol NO2，则生成0.5x mol N2O4，剩余(1－x) mol NO2,1－x＝0.5x，x＝2/3 mol，此时NO2的转化率为66.7%，平衡时p(N2O4)＝0.96p0，p(NO2)＝0.04p0，由此可求出Kp＝ 。 高中化学选必1 高中化学高二上册 四川省华蓥中学lrp 第二章 化学反应速率和平衡 21 课堂小结 化学平衡常数 浓度熵 化学平衡常数 c p (C) ∙ c q (D) c m (A) ∙ c n (B) Q = 任意时刻 平衡时 c m (A) ∙ c n (B) c p (C) ∙ c q (D) K = 意义:定量的衡量化学反应进行的程度 与平衡常数有关的计算 “三段式法” 高中化学选必1 高中化学高二上册 四川省华蓥中学lrp 第二章 化学反应速率和平衡 22 $