在气体反应中各物质压强不同怎么算标准平衡常数?

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苹果魅力66

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化学平衡体系中,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。单位与表达式有关。

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,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。

例如,N2(g)+3H2(g)2NH3(g),压强平衡常数表达式为。

[典例导航]

(2018·全国卷Ⅰ,改编)F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25 ℃时N2O5(g)分解反应



其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间t的变化如表所示[t=∞时,N2O5(g)完全分解]:



已知:2N2O5(g)===2N2O4(g)+O2(g) ΔH=-4.4 kJ·mol-1

2NO2(g) N2O4(g) ΔH=-55.3 kJ·mol-1

(1)若提高反应温度至35 ℃,则N2O5(g)完全分解后体系压强p∞(35 ℃)________63.1 kPa(填“大于”“等于”或“小于”),原因是_________。

(2)25 ℃时N2O4(g) 2NO2(g)反应的平衡常数Kp=________kPa(Kp为以分压表示的平衡常数,计算结果保留1位小数)。

[思路点拨] 

(1)①2NO2(g) N2O4(g) ΔH=-55.3 kJ·mol-1→升高温度、平衡左移→气体增多→刚性(恒容)反应器压强增大,

②温度越高压强越大,根据①②分析可知p∞(35 ℃)>63.1 kPa。

(2)恒温恒容反应器,物质的量之比等于压强之比,可用分压表示组分的物质的量。N2O5完全分解生成N2O4和O2,起始pN2O5=35.8 kPa,其完全分解时pN2O4=35.8 kPa,pO2=17.9 kPa,设25 ℃平衡时N2O4转化了x,则

N2O4(g)2NO2(g)

平衡 35.8 kPa-x 2x

35.8 kPa-x+2x+17.9 kPa=63.1 kPa,

解得x=9.4 kPa。然后求pN2O4和pNO2最后代入。

答案:(1)大于 温度升高,体积不变,总压强提高;NO2二聚为放热反应,温度升高,平衡左移,体系物质的量增加,总压强提高 (2)13.4



(1)25 ℃时2NO2(g) N2O4(g)的Kp为________。

(2)对于N2O4(g) 2NO2(g)反应达到平衡时Kp(35 ℃)________Kp(25 ℃)(填“>”、“<”或“=”)。

答案:(1) (2)>

[对点训练]



1.一定量的CO2与足量的C在恒压密闭容器中发生反应:C(s)+CO2(g) 2CO(g) ΔH=+173 kJ·mol-1,若压强为p kPa,平衡时体系中气体体积分数与温度的关系如图所示,回答下列问题:

(1)650 ℃时CO2的平衡转化率为________。

(2)t1 ℃时平衡常数Kp=__________(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数);该温度下达平衡后若再充入等物质的量的CO和CO2气体,则平衡________(填“正向”“逆向”或“不”)移动,原因是__________。

解析:



(2)t1℃时CO与CO2的体积分数相等,均为0.5,Kp==0.5p(kPa)。

再充入等物质的量的CO和CO2时,二者的体积分数不变,平衡不移动。

答案:(1)25% (2)0.5p 不 再充入等物质的量的CO和CO2,平衡体系中二者的体积分数仍相同,平衡不移动

2.活性炭也可用于处理汽车尾气中的NO,在1 L恒容密闭容器中加入0.100 0 mol NO和2.030 mol固体活性炭,生成A、B两种气体,在不同温度下测得平衡体系中各物质的物质的量以及容器内压强
创远信科
2024-07-24 广告
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茂干0fL
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“但是到气体求平衡常数时,计算式里能不能直接带入平衡后各气体的浓度来计算呢?”不能!试想一个平衡体系,加入一些惰性气体。各反应组分的“浓度”变化了(分压不变),平衡依然维持。对气体平衡系统,标准平衡常数表达式里各反应成分的分压必须以大气压为单位。检查是否将Pa换算成大气压。
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斜阳欲落处一望黯销魂

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海天二度

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我哥不知价钱不同怎么算标准偏差,数届都领过了吧。
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