2020届高考化学二轮复习压强平衡常数Kp的计算课件(86张).ppt

1、热点微 专题1 压强平衡常数Kp的计算【技法指导技法指导】Kp含义及计算技巧含义及计算技巧(1)(1)K Kp p含义含义在化学平衡体系中在化学平衡体系中, ,各气体物质的分压替代浓度各气体物质的分压替代浓度, ,计算计算的平衡常数叫压强平衡常数。单位与表达式有关。的平衡常数叫压强平衡常数。单位与表达式有关。(2)(2)表达式表达式对于一般可逆反应对于一般可逆反应m(A)+n(B) p(C)+q(D),m(A)+n(B) p(C)+q(D),当在一当在一定温度下达到平衡时其压强平衡常数定温度下达到平衡时其压强平衡常数K Kp p可表示为可表示为K Kp p= = pqmnpC pDpA pB其

2、中其中p(A)p(A)、p(B)p(B)、p(C)p(C)、p(D)p(D)表示生成物和反应物的表示生成物和反应物的分压分压, ,用平衡分压可以这样计算用平衡分压可以这样计算: :分压分压= =总压总压物质的量分数。物质的量分数。p(p(总总)=p(A)+p(B)+p(C)+p(D);)=p(A)+p(B)+p(C)+p(D); p An Ac Ap Bn Bc B(3)(3)计算技巧计算技巧: :第一步第一步, ,根据根据“三段式三段式”法计算平衡体系中各物质的物质法计算平衡体系中各物质的物质的量或物质的量浓度的量或物质的量浓度; ;第二步第二步, ,计算各气体组分的物质的量分数或体积分数计

3、算各气体组分的物质的量分数或体积分数; ;第三步第三步, ,根据分压计算公式求出各气体物质的分压根据分压计算公式求出各气体物质的分压, ,某气某气体的分压体的分压= =气体总压强气体总压强该气体的体积分数该气体的体积分数( (或物质的量或物质的量分数分数););第四步第四步, ,根据平衡常数计算公式代入计算。例如根据平衡常数计算公式代入计算。例如, , N N2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g) 2NH(g) 2NH3 3(g),(g),压强平衡常数表达式为压强平衡常数表达式为K Kp p= = 23322pNHp NpH。【典例精析典例精析】角度一角度一: :单反应中平衡常数单反应中平

4、衡常数( (Kc、Kp) )的计算的计算【典例典例1 1】(2014(2014新课标全国卷新课标全国卷)乙醇是重要的有机乙醇是重要的有机化工原料化工原料, ,可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产。可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产。回答下列问题回答下列问题: :(1)(1)间接水合法是指先将乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢间接水合法是指先将乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯乙酯(C(C2 2H H5 5OSOOSO3 3H),H),再水解生成乙醇。写出相应反应的化再水解生成乙醇。写出相应反应的化学方程式学方程式_。(2)(2)已知已知: :甲醇脱水反应甲醇脱水反应2CH2CH3 3OH(g)=CH

5、OH(g)=CH3 3OCHOCH3 3(g)+H(g)+H2 2O(g)O(g)H H1 1=-23.9 kJmol=-23.9 kJmol-1-1甲醇制烯烃反应甲醇制烯烃反应2CH2CH3 3OH(g)=COH(g)=C2 2H H4 4(g)+2H(g)+2H2 2O(g)O(g)H H2 2=-29.1 kJmol=-29.1 kJmol-1-1 乙醇异构化反应乙醇异构化反应C C2 2H H5 5OH(g)=CHOH(g)=CH3 3OCHOCH3 3(g)(g)H H3 3=+50.7 kJmol=+50.7 kJmol-1-1则乙烯气相直接水合反应则乙烯气相直接水合反应C C2

6、2H H4 4(g)+H(g)+H2 2O(g)= O(g)= C C2 2H H5 5OH(g)OH(g)的的H H=_kJmol=_kJmol-1-1。与间接水合法相比与间接水合法相比, ,气相直接水合法的优点是气相直接水合法的优点是_。(3)(3)下图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温下图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系度、压强的关系( (其中其中 =11)=11)。 224H OC Hnn列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A A点的平衡常数点的平衡常数K Kp p=_(=_(用平衡分压代替平衡浓度计算用平衡分压代替平衡浓度计算, ,

7、分压分压= =总总压压物质的量分数物质的量分数) )。图中压强图中压强(p(p1 1、p p2 2、p p3 3、p p4 4) )的大小顺序为的大小顺序为_ _ _,_,理由是理由是_。气相直接水合法常采用的工艺条件为气相直接水合法常采用的工艺条件为: :磷酸磷酸/ /硅藻土硅藻土为催化剂为催化剂, ,反应温度反应温度290 290 、压强、压强6.9 MPa,6.9 MPa, =0.61=0.61。乙烯的转化率为。乙烯的转化率为5%,5%,若要进一步提高乙烯的若要进一步提高乙烯的转化率转化率, ,除了可以适当改变反应温度和压强外除了可以适当改变反应温度和压强外, ,还可以还可以采取的措施有

8、采取的措施有_、_。224H OC Hnn【解析解析】(1)(1)由题意可知二者发生了加成反应由题意可知二者发生了加成反应, ,按加成按加成反应的规律书写即可。反应的规律书写即可。(2)(2)由盖斯定律由盖斯定律,-,-H H2 2+H H1 1-H H3 3=-45.5 kJ=-45.5 kJmolmol-1-1, ,比比较两个流程较两个流程, ,可看出气相直接水合法减少了反应步骤可看出气相直接水合法减少了反应步骤, ,增大了产物的产率增大了产物的产率, ,同时减少了污染物的排放同时减少了污染物的排放, ,不用硫不用硫酸作反应物酸作反应物, ,减少了对设备的腐蚀。减少了对设备的腐蚀。(3)(

9、3)A A点时乙烯的平衡转化率为点时乙烯的平衡转化率为20%,20%,用平衡分压代替用平衡分压代替平衡浓度计算平衡浓度计算, ,分压分压= =总压总压物质的量分数。物质的量分数。K Kp p= = 252224220%npp C H OH20 1802n20%n80%npp C Hp H O807.85 MPa()2n20%n10.07 MPa。由题图可知由题图可知, ,在相同温度下在相同温度下, ,乙烯的转化率是乙烯的转化率是p p4 4pp3 3pp2 2pp1 1, ,由于反应是个气体体积减小的反应由于反应是个气体体积减小的反应, ,增增大压强大压强, ,平衡右移平衡右移, ,乙烯的转化

10、率变大乙烯的转化率变大, ,所以压强是所以压强是p p4 4pp3 3pp2 2pp1 1。增大一种物质的转化率增大一种物质的转化率, ,除了温度和压强的因素除了温度和压强的因素之外之外, ,还可以采取改变浓度的方法还可以采取改变浓度的方法: :增加另一种反应增加另一种反应物的浓度或移走产物。物的浓度或移走产物。答案答案: :(1)C(1)C2 2H H4 4+H+H2 2SOSO4 4=C C2 2H H5 5OSOOSO3 3H,H,C C2 2H H5 5OSOOSO3 3H+HH+H2 2O O=C C2 2H H5 5OH+HOH+H2 2SOSO4 4(2)-45.5(2)-45.

11、5污染少、腐蚀性小等污染少、腐蚀性小等(3)(3)0.07(MPa)0.07(MPa)-1-1p p4 4pp3 3pp2 2pp1 1反应分子数减少反应分子数减少, ,相同条件下相同条件下, ,压强升压强升高高, ,乙烯的转化率提高乙烯的转化率提高将产物乙醇液化除去增大水和乙烯的物质的量比将产物乙醇液化除去增大水和乙烯的物质的量比( (其他合理答案也可其他合理答案也可) )【归纳总结归纳总结】(1)(1)压强平衡常数压强平衡常数K Kp p的计算的计算: :注意注意: :若无总压若无总压, ,要根据恒温恒容条件下要根据恒温恒容条件下, ,反应前后压强反应前后压强之比之比= =物质的量之比来进

12、行求算。物质的量之比来进行求算。(2)(2)审题作答注意审题作答注意: :是求是求K K的表达式的表达式, ,还是还是K K的计算式的计算式, ,还是还是K K的值。的值。关于关于K K的单位的单位: :浓度平衡常数单位不作要求浓度平衡常数单位不作要求: :而压强平而压强平衡常数必须带单位。衡常数必须带单位。 【变式训练变式训练】从天然气中可分离出从天然气中可分离出H H2 2S,S,在一定条件下在一定条件下, ,分解分解H H2 2S S可获得可获得H H2 2:2H:2H2 2S(g) 2HS(g) 2H2 2(g)+S(g)+S2 2(g)(g)H H。随着温度的变化随着温度的变化, ,

13、达到平衡时达到平衡时, ,混合气体中各组成的变混合气体中各组成的变化如图所示化如图所示: : 世纪金榜导学号世纪金榜导学号(1)(1)H H_(_(填填“”“”“00。(2)(2)由由2H2H2 2S(g) 2HS(g) 2H2 2(g)+S(g)+S2 2(g)(g)中计量数可知中计量数可知, ,曲线曲线为为H H2 2, ,曲线曲线为为S S2 2, ,气态的气态的S S2 2与与O O2 2的结构类似的结构类似, ,其结构式为其结构式为S SS,S,故其电子式为故其电子式为 。(3)(3)应用应用“三段式三段式”解答解答: :2H2H2 2S(g)S(g) 2H2H2 2(g)+S(g)

14、+S2 2(g)(g)始态始态/mol/mol 2 2 0 0 0 0反应反应/mol/mol 2 250%=150%=1 1 1 0.5 0.5平衡态平衡态/mol 1/mol 1 1 1 0.5 0.5故故K Kc c= =0.5;p= =0.5;p1 4001 400= p= p0 0=1.25p=1.25p0 0, ,K Kp p= = 答案答案: :(1)(1)(2)S(2)S2 2 (3)0.5(3)0.5 220.5 112.522000200.511.25p(1.25p )p2.52.514(1.25p )2.5。0p4角度二角度二: :多反应中平衡常数多反应中平衡常数( (K

15、 Kc c、K Kp p) )的计算的计算【典例典例2 2】(2018(2018全国卷全国卷节选节选)F.Daniels)F.Daniels等曾利用等曾利用测压法在刚性反应器中研究了测压法在刚性反应器中研究了25 25 时时N N2 2O O5 5(g)(g)分解反分解反应应: :其中其中NONO2 2二聚为二聚为N N2 2O O4 4的反应可以迅速达到平衡。体系的的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强总压强p p随时间随时间t t的变化如下表所示的变化如下表所示(t=(t=时时,N,N2 2O O5 5(g)(g)完完全分解全分解):):t/mint/min0 040408080160160

16、2602601 3001 3001 7001 700 p/kPap/kPa35.835.840.340.342.542.545.945.949.249.261.261.262.362.363.163.1(1)(1)研究表明研究表明,N,N2 2O O5 5(g)(g)分解的反应速率分解的反应速率v=2v=21010-3-3 (kPamin (kPamin-1-1) )。t=62 mint=62 min时时, ,测得体系中测得体系中 = =2.9 kPa,2.9 kPa,则此时的则此时的 =_ kPa,v=_ =_ kPa,v=_ kPaminkPamin-1-1。(2)25 (2)25 时时N

17、 N2 2O O4 4(g) 2NO(g) 2NO2 2(g)(g)反应的平衡常数反应的平衡常数K Kp p=_ kPa(=_ kPa(K Kp p为以分压表示的平衡常数为以分压表示的平衡常数, ,计算计算结果保留结果保留1 1位小数位小数) )。25N Op2Op25N Op【解析解析】(1)(1)根据根据2N2N2 2O O5 5(g)4NO(g)4NO2 2(g)+O(g)+O2 2(g)(g)反应反应, ,初始初始时只是加入了时只是加入了N N2 2O O5 5, ,同温同体积的情况下同温同体积的情况下, ,压强之比等压强之比等于物质的量之比于物质的量之比, ,故可以将压强看成物质的量

18、。若生故可以将压强看成物质的量。若生成的氧气的分压为成的氧气的分压为2.9 kPa,2.9 kPa,则反应掉的则反应掉的N N2 2O O5 5分压为分压为2 22.9 kPa =5.8 kPa,2.9 kPa =5.8 kPa,故在反应后故在反应后N N2 2O O5 5的分压为的分压为35.8 kPa -5.8 kPa =30.0 kPa,35.8 kPa -5.8 kPa =30.0 kPa,则根据公式则根据公式,v=2,v=21010-3-330.0 kPamin30.0 kPamin-1-1=6.0=6.01010-2-2 kPamin kPamin-1-1。(2)(2)根据表中数据

19、可知五氧化二氮完全分解时的压根据表中数据可知五氧化二氮完全分解时的压强是强是63.1 kPa,63.1 kPa,根据方程式可知完全分解时最初生根据方程式可知完全分解时最初生成的二氧化氮的压强是成的二氧化氮的压强是35.8 kPa35.8 kPa2=71.6 kPa,2=71.6 kPa,氧氧气是气是35.8 kPa35.8 kPa2=17.9 kPa,2=17.9 kPa,总压强应该是总压强应该是71.6 kPa 71.6 kPa +17.9 kPa=89.5 kPa,+17.9 kPa=89.5 kPa,平衡后压强减少了平衡后压强减少了89.5 kPa-89.5 kPa-63.1 kPa=2

20、6.4 kPa,63.1 kPa=26.4 kPa,所以根据方程式所以根据方程式2NO2NO2 2(g) (g) N N2 2O O4 4(g)(g)可知平衡时四氧化二氮对应的压强是可知平衡时四氧化二氮对应的压强是26.4 kPa,26.4 kPa,二氧化氮对应的压强是二氧化氮对应的压强是71.6 kPa-26.4 kPa71.6 kPa-26.4 kPa2=2=18.8 kPa,18.8 kPa,则反应的平衡常数则反应的平衡常数K Kp p= = 13.4 kPa13.4 kPa。答案答案: :(1)30.0(1)30.06.06.01010-2-2 (2)13.4 (2)13.4 2222

21、4pNO18.8kPap N O26.4【归纳总结归纳总结】多步反应中平衡常数的计算多步反应中平衡常数的计算: :(1)(1)依据方程式依据方程式, ,结合图表数据等题给信息结合图表数据等题给信息, ,列列“三段式三段式”求算。求算。(2)(2)涉及多个可逆反应涉及多个可逆反应K Kc c的计算时的计算时, ,需要注意的是代入需要注意的是代入K Kc c的表达式中的物质的量一定是整个平衡体系的平衡的表达式中的物质的量一定是整个平衡体系的平衡浓度。浓度。【变式训练变式训练】在一个平衡体系中在一个平衡体系中, ,常常会发生多个化学常常会发生多个化学反应反应, ,回答下列问题回答下列问题: :世纪金

22、榜导学号世纪金榜导学号(1)(1)已知已知: :CO(g)+HCO(g)+H2 2O(g) HO(g) H2 2(g)+CO(g)+CO2 2(g)(g)H H1 1K K1 1C(s)+2HC(s)+2H2 2(g) CH(g) CH4 4(g)(g)H H2 2K K2 22CO(g) 2CO(g) C(s)+CO C(s)+CO2 2(g)(g)H H3 3K K3 3 COCO2 2(g)+4H(g)+4H2 2(g)(g) CHCH4 4(g)+2H(g)+2H2 2O(g)O(g)H H4 4K K4 4写出写出H H4 4与与H H1 1、H H2 2、H H3 3的关系式的关系

23、式:_:_。K K4 4与与K K1 1、K K2 2、K K3 3之间的关系为之间的关系为_。(2)(2)加热加热N N2 2O O5 5, ,依次发生的分解反应为依次发生的分解反应为.N.N2 2O O5 5(g) N(g) N2 2O O3 3(g)+O(g)+O2 2(g)(g).N.N2 2O O3 3(g) N(g) N2 2O(g)+OO(g)+O2 2(g),(g),在容积为在容积为2 L2 L的密闭容器中充入的密闭容器中充入8 mol N8 mol N2 2O O5 5, ,加热到加热到t ,t ,达化学平衡状态后达化学平衡状态后O O2 2为为6 mol,N6 mol,N2

24、 2O O3 3为为4 mol4 mol。则则t t 时反应时反应的平衡常数为的平衡常数为_。 (3)CO(3)CO2 2在在Cu-ZnOCu-ZnO催化下催化下, ,可同时发生如下的反应可同时发生如下的反应、,其可作为解决温室效应及能源短缺的重要手段。其可作为解决温室效应及能源短缺的重要手段。.CO.CO2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g) CH(g) CH3 3OH(g)+HOH(g)+H2 2O(g)O(g)H H1 1=-57.8 kJmol=-57.8 kJmol-1-1.CO.CO2 2(g)+H(g)+H2 2(g) CO(g)+H(g) CO(g)+H2 2O(g)O(g

25、)H H2 2=41.2 kJmol=41.2 kJmol-1-1保持温度恒定保持温度恒定, ,在容积不变的密闭容器中在容积不变的密闭容器中, ,充入一定量充入一定量的的COCO2 2及及H H2 2, ,起始及达平衡时起始及达平衡时, ,容器内各气体的物质的量容器内各气体的物质的量如表所示如表所示: :COCO2 2H H2 2CHCH3 3OHOHCOCOH H2 2O(g)O(g)总压总压/kPa/kPa起始起始/mL/mL5.05.07.07.00 00 00 0p p0 0平衡平衡/ /molmoln n1 1n n2 2p p若反应若反应、均达平衡时均达平衡时,p,p0 0=1.2

26、p,=1.2p,则表中则表中n n1 1= = _;_;若此时若此时n n2 2=3,=3,则反应则反应的平衡常数的平衡常数K Kp p=_(=_(无需带单位无需带单位, ,用含总压用含总压p p的式子表示的式子表示) )。【解析解析】(1)(1)根据盖斯定律可知根据盖斯定律可知= =+ +- -2,2,对应对应的的H H4 4=H H2 2+H H3 3-2-2H H1 1; ;K K4 4= = 2321K KK。(2)(2)利用常规利用常规“三段式法三段式法”解决连续发生的可逆反应问解决连续发生的可逆反应问题题, ,步骤比较复杂步骤比较复杂, ,容易计算错误。此题可采用容易计算错误。此题

27、可采用“元素元素守恒法守恒法”求解求解: :设设n(Nn(N2 2O O5 5)=x mol,n(N)=x mol,n(N2 2O)=y mol,O)=y mol,根据根据氮元素守恒有氮元素守恒有2x+2y+8=16;2x+2y+8=16;根据氧元素守恒有根据氧元素守恒有5x+y+12 5x+y+12 +12=40,+12=40,联立求解可得联立求解可得x=3,y=1,x=3,y=1,达平衡时达平衡时N N2 2O O5 5、N N2 2O O3 3、O O2 2的浓度分别为的浓度分别为1.5 mol1.5 molL L-1-1、2 mol2 molL L-1-1、3 mol3 molL L-

28、1-1, ,反应反应的平衡常数的平衡常数K K=4=4。 (3)(3)未能抓住反应未能抓住反应的特点的特点“气体分子总数不变气体分子总数不变”, ,未未从反应从反应进行突破。设体系中生成进行突破。设体系中生成CHCH3 3OHOH的物质的量为的物质的量为x mol,x mol,则反应则反应消耗的消耗的COCO2 2、H H2 2和生成的和生成的H H2 2O(g)O(g)分别为分别为x molx mol、3x mol3x mol、x mol,x mol,由于反应由于反应在反应前后气体总在反应前后气体总物质的量相等物质的量相等, ,因此平衡体系总物质的量的变化量为反因此平衡体系总物质的量的变化量

29、为反应应在反应前后气体的物质的量的变化量在反应前后气体的物质的量的变化量, ,即减少了即减少了2x mol,2x mol,平衡时容器中气体总物质的量为平衡时容器中气体总物质的量为(12-2x) mol,(12-2x) mol,结合压强之比等于物质的量之比有结合压强之比等于物质的量之比有 =1.2,=1.2,解得解得x=1,x=1,即即n n1 1=1,=1,平衡时体系中气体的物质的量共为平衡时体系中气体的物质的量共为10 mol10 mol。0p12122xpCOCO2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g)(g) CHCH3 3OH(g)+HOH(g)+H2 2O(g)O(g)变化变化/mo

30、l/mol1 1 3 3 1 1 1 1平衡平衡/mol/mol 1 1由于由于n n2 2=3,=3,则反应则反应产生产生2 mol H2 mol H2 2O(g);O(g);COCO2 2(g)+H(g)+H2 2(g)(g) CO(g)+HCO(g)+H2 2O(g)O(g)变化变化/mol/mol 2 2 2 2 2 2 2 2平衡平衡/mol/mol 2 2所以平衡后所以平衡后n(Hn(H2 2O)=3 mol,n(CHO)=3 mol,n(CH3 3OH)=1 mol,n(COOH)=1 mol,n(CO2 2)=)=5-1-2=2(mol),n(H5-1-2=2(mol),n(H

31、2 2)=7-3-2=2(mol),)=7-3-2=2(mol),平衡时体系中气平衡时体系中气体的物质的量共为体的物质的量共为10 mol,10 mol,故上述几种物质的平衡分故上述几种物质的平衡分压分别为压分别为0.3p0.3p、0.1p0.1p、0.2p0.2p、0.2p,0.2p,反应反应的平衡常的平衡常数数K Kp p= = 答案答案: :(1)(1)H H4 4= =H H2 2+ +H H3 3-2-2H H1 1K K4 4= = (2)4(2)4(3)1(3)1 320.3p 0.1p754p0.2p0.2p。2321K KK2754p【跟踪演练跟踪演练】活性炭还原活性炭还原N

32、ONO2 2的反应为的反应为2NO2NO2 2(g)+2C(s) N(g)+2C(s) N2 2(g)+ (g)+ 2CO2CO2 2(g),(g),在恒温条件下在恒温条件下,1 mol NO,1 mol NO2 2和足量活性炭发生和足量活性炭发生该反应该反应, ,测得平衡时测得平衡时NONO2 2和和COCO2 2的物质的量浓度与平衡总的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示压的关系如图所示: :(1)(1)A A、B B、C C三点中三点中NONO2 2的转化率最高的是的转化率最高的是_ (_ (填填“A”“B”A”“B”或或“C”)C”)点。点。计算计算C C点时该反应的压强平衡常数点时该

33、反应的压强平衡常数K Kp p=_(=_(K Kp p是用是用平衡分压代替平衡浓度计算平衡分压代替平衡浓度计算, ,分压分压= =总压总压物质的量分物质的量分数数) )。(2)(2)以以COCO作还原剂与磷石膏反应作还原剂与磷石膏反应, ,不同反应温度下可不同反应温度下可得到不同的产物。向盛有得到不同的产物。向盛有CaSOCaSO4 4的真空恒容密闭容器的真空恒容密闭容器中充入中充入CO,CO,反应体系起始总压强为反应体系起始总压强为0.1a MPa,0.1a MPa,不同温不同温度下反应后所得固体成分的物质的量如图所示。在度下反应后所得固体成分的物质的量如图所示。在低于低于800 800 时

34、主要反应的化学方程式为时主要反应的化学方程式为_; _; 1 150 1 150 下下, ,反应反应CaSOCaSO4 4+CO CaO+CO+CO CaO+CO2 2+SO+SO2 2达到平衡达到平衡时时,c,c平衡平衡(SO(SO2 2)=8.0)=8.01010-5-5 molL molL-1-1,CO,CO的转化率为的转化率为80%,80%,则则c c初始初始(CO)=_molL(CO)=_molL-1-1, ,该反应的压强平衡常数该反应的压强平衡常数K Kp p=_(=_(用含用含a a的代数式表示的代数式表示; ;用平衡分压代替平用平衡分压代替平衡浓度计算衡浓度计算, ,分压分压=

35、 =总压总压物质的量分数物质的量分数; ;忽略副反忽略副反应应) )。【解析解析】(1)(1)增大压强增大压强, ,平衡左移平衡左移,NO,NO2 2的转化率减的转化率减小小, ,所以所以A A点点NONO2 2的转化率最高。的转化率最高。设设C C点时点时NONO2 2的浓度为的浓度为c molc molL L-1-1, ,则则COCO2 2的浓度也为的浓度也为c molc molL L-1-12NO2NO2 2(g)+2C(s)(g)+2C(s) N N2 2(g)(g)+ +2CO2CO2 2(g)(g)c molc molL L-1-1 c mol c molL L-1-1 c mol

36、 c molL L-1-1p(NOp(NO2 2)=20 MPa)=20 MPa =8 MPa=8 MPa12c5c2p(Np(N2 2)=20 MPa)=20 MPa =4 MPa=4 MPap(COp(CO2 2)=20 MPa)=20 MPa =8 MPa=8 MPaK Kp p= = 1c25c2c5c22222222pCOp N844pNO8。(2)(2)在低于在低于800 800 时时, ,固体产物为固体产物为CaS,CaS,所以此时反应方所以此时反应方程式为程式为CaSOCaSO4 4+4CO+4CO CaS+4COCaS+4CO2 2c c初始初始(CO)= (CO)= =1.

37、0=1.01010-4-4 mol molL L-1-1CaSOCaSO4 4 + CO CaO+CO+ CO CaO+CO2 2+ +SOSO2 2平衡平衡(mol(molL L-1-1) ) 2.0 2.01010-5-5 8.0 8.01010-5-58.08.01010-5-5518.0 10 mol L80%平衡时平衡时总压强总压强: :p(COp(CO2 2)=p(SO)=p(SO2 2)=0.18a MPa)=0.18a MPa =0.08a MPa =0.08a MPap(CO)=0.18a MPap(CO)=0.18a MPa =0.02a MPa =0.02a MPaK K

38、p p= = 答案答案: :(1)(1)A A4 4(2)CaSO(2)CaSO4 4+4CO CaS+4CO+4CO CaS+4CO2 21.01.01010-4-40.32a0.32a 0.1a MPa0.1a MPa 55542.0 108.0 108.0 100.18a MPa1.0 10558.0 1018 10552.0 1018 1022p SOp CO0.08a0.08a0.32ap CO0.02a。【加固训练加固训练】1.1.碳酸钠作固硫剂并用氢气还原辉钼矿的原理为碳酸钠作固硫剂并用氢气还原辉钼矿的原理为MoSMoS2 2(s)+4H(s)+4H2 2(g)+2Na(g)+2

39、Na2 2COCO3 3(s) Mo(s)+2CO(g)+ (s) Mo(s)+2CO(g)+ 4H4H2 2O(g)+2NaO(g)+2Na2 2S(s)S(s)H H。实验测得平衡时的有关。实验测得平衡时的有关变化曲线如图所示。变化曲线如图所示。(1)(1)图图1 1中中A A点对应的平衡常数点对应的平衡常数K Kp p=_(=_(已知已知A A点压点压强为强为0.1 MPa,0.1 MPa,用平衡分压代替平衡浓度计算用平衡分压代替平衡浓度计算, ,分压分压= =总总压压物质的量分数物质的量分数) )。(2)(2)综合上述分析得到综合上述分析得到: :图图2 2中中, ,其中表示逆反应的平

40、衡其中表示逆反应的平衡常数常数( (K K逆逆) )的曲线是的曲线是_(_(填填“A”A”或或“B”),TB”),T1 1对应对应的平衡常数为的平衡常数为_。 【解析解析】(1)(1)图图1 1中中A A点氢气和水蒸气的体积分数相等点氢气和水蒸气的体积分数相等, ,均是均是40%,40%,所以所以COCO的体积分数是的体积分数是20%,20%,这说明氢气、一氧这说明氢气、一氧化碳、水蒸气的物质的量之比是化碳、水蒸气的物质的量之比是212,212,所以对应的所以对应的平衡常数平衡常数K Kp p= = 4242421(0.1 MPa)(0.1 MPa)554 10 MPa2(0.1 MPa)5。

41、(2)(2)升高温度氢气的体积分数减小升高温度氢气的体积分数减小, ,说明平衡向正反应说明平衡向正反应方向进行方向进行, ,正反应是吸热反应正反应是吸热反应, ,所以升高温度正反应的所以升高温度正反应的平衡常数增大平衡常数增大, ,则逆反应的平衡常数减小则逆反应的平衡常数减小, ,因此表示逆因此表示逆反应的平衡常数反应的平衡常数( (K K逆逆) )的曲线是的曲线是B;TB;T1 1时正逆反应速率的时正逆反应速率的平衡常数相等平衡常数相等, ,因此对应的平衡常数为因此对应的平衡常数为1.01.0。答案答案: :(1)4(1)41010-4-4 MPa MPa2 2(2)B(2)B1.01.0

42、2.2.向体积为向体积为2 L2 L的恒容密闭容器中充入的恒容密闭容器中充入1 mol SO1 mol SO4 4、4 mol CO4 mol CO和催化剂和催化剂, ,发生反应发生反应SOSO2 2(g)+2CO(g) (g)+2CO(g) 2CO2CO2 2(g)+S(g)(g)+S(g)H H, ,测得温度对测得温度对SOSO2 2的转化率及催化剂的转化率及催化剂效率的影响如图所示效率的影响如图所示: :(1)(1)该反应的该反应的H H_0(_0(填填“”或或“”,”,下同下同););图图中中M M、N N两点的平衡常数两点的平衡常数: :K KM M_K KN N。(2)M(2)M点

43、时的化学平衡常数点时的化学平衡常数K K=_=_。 【解析解析】(1)(1)根据题图可知根据题图可知, ,升高温度二氧化硫的转化升高温度二氧化硫的转化率降低率降低, ,则升高温度平衡逆向移动则升高温度平衡逆向移动, ,逆反应为吸热反应逆反应为吸热反应, ,正反应为放热反应正反应为放热反应, ,故故H H0; K KN N。(2)M(2)M点时二氧化硫的平衡转化率为点时二氧化硫的平衡转化率为50%,50%,则则: :SOSO2 2(g)+2CO(g) 2CO(g)+2CO(g) 2CO2 2(g)+S(g)(g)+S(g)开始时的浓度开始时的浓度(mol(molL L-1-1) ) 0.5 0.

44、5 2 2 0 0 0 0改变的浓度改变的浓度(mol(molL L-1-1) ) 0.25 0.25 0.5 0.5 0.5 0.50.250.25平衡时的浓度平衡时的浓度(mol(molL L-1-1) ) 0.25 0.25 1.5 1.5 0.5 0.5 0.25 0.25化学平衡常数化学平衡常数K K= = 答案答案: :(1)(1) (2)(2) 220.50.2510.25 1.59。193.(20193.(2019揭阳模拟揭阳模拟) )丙烯丙烯(C(C3 3H H6 6) )是重要的有机化工原是重要的有机化工原料。丙烷脱氢制丙烯发生的主要反应及能量变化如图。料。丙烷脱氢制丙烯发

45、生的主要反应及能量变化如图。(1)(1)丙烷脱氢制丙烯为强吸热过程。丙烷脱氢制丙烯为强吸热过程。为提供反应所需热量为提供反应所需热量, ,恒压时若向原料气中掺入水蒸恒压时若向原料气中掺入水蒸气气, ,则则K K( (主反应主反应)_()_(填填“增大增大”“”“减小减小”或或“不不变变”, ,下同下同),),转化率转化率(C(C3 3H H8 8)_)_。温度升高温度升高, ,副反应更容易发生的主要原因是副反应更容易发生的主要原因是_。(2)(2)下图为丙烷直接脱氢法中丙烷和丙烯的平衡体积分下图为丙烷直接脱氢法中丙烷和丙烯的平衡体积分数与温度、压强的关系数与温度、压强的关系( (图中的压强分别

46、为图中的压强分别为10104 4 Pa Pa和和10105 5 Pa) Pa)。10104 4 Pa Pa时时, ,图中表示丙烯的曲线是图中表示丙烯的曲线是_(_(填填“”“”“”“”“”或或“”)”)。 10104 4 Pa Pa、500 500 时时, ,主反应用平衡分压代替平衡浓度主反应用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数表示的化学平衡常数K Kp p=_(=_(已知已知: :气体分压气体分压= =气气体总压体总压体积分数体积分数) )。 【解析解析】(1)(1)由题图可知由题图可知, ,丙烷脱氢制丙烯为吸热反丙烷脱氢制丙烯为吸热反应应:C:C3 3H H8 8(g) C(g) C3

47、 3H H6 6(g)+H(g)+H2 2(g)(g)H H=+124.3 kJ=+124.3 kJmolmol-1-1, ,恒压时若向原料气中掺入水蒸恒压时若向原料气中掺入水蒸气气, ,反应温度升高反应温度升高, ,平衡向正反应方向移动平衡向正反应方向移动, ,化学平衡常化学平衡常数数K K增大增大, ,丙烷的转化率增大丙烷的转化率增大; ;由题图可知由题图可知, ,副反应的活化能低于主反应的活化能副反应的活化能低于主反应的活化能, ,温度升高温度升高, ,活化能较低的副反应更容易发生活化能较低的副反应更容易发生; ;(2)(2)丙烷脱氢制丙烯为气体体积增大的反应丙烷脱氢制丙烯为气体体积增大

48、的反应, ,增大压增大压强强, ,平衡向逆反应方向移动平衡向逆反应方向移动, ,丙烯的平衡体积分数减小丙烯的平衡体积分数减小, ,故曲线故曲线代表代表10104 4 Pa Pa时丙烯的平衡体积分数时丙烯的平衡体积分数; ;10104 4 Pa Pa、500 500 时时, ,丙烯的平衡体积分数为丙烯的平衡体积分数为33%,33%,设起设起始丙烷为始丙烷为1 mol,1 mol,转化率为转化率为x,x,由题意建立如下三段式由题意建立如下三段式: :C C3 3H H8 8(g)(g) C C3 3H H6 6(g)+H(g)+H2 2(g)(g)起始起始(mol)(mol) 1 1 0 0 0

49、0变化变化(mol)(mol) x x x x x x平衡平衡(mol)(mol) 1-x1-x x x x x则由丙烯的平衡体积分数为则由丙烯的平衡体积分数为33%33%可得可得,x/(1+x)=0.33,x/(1+x)=0.33,解解得得x0.5,x0.5,丙烷、丙烯和氢气的分压均为丙烷、丙烯和氢气的分压均为10104 4 Pa Pa1/3,1/3,则用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数则用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数K Kp p=(10=(104 4 Pa Pa1/3)1/3)(10(104 4 Pa Pa1/3)/(101/3)/(104 4 Pa Pa1/3) 1/3)

50、 =10=104 4 Pa Pa1/3=3.31/3=3.310103 3 Pa Pa。答案答案: :(1)(1)增大增大副反应的活化能低于主反增大增大副反应的活化能低于主反应的活化能应的活化能(2)(2)3.33.310103 3 Pa Pa4.(20194.(2019太原模拟太原模拟) )乙酸是生物油的主要成分之一乙酸是生物油的主要成分之一, ,乙乙酸制氢具有重要意义酸制氢具有重要意义: :热裂解反应热裂解反应CHCH3 3COOH(g)=2CO(g)+2HCOOH(g)=2CO(g)+2H2 2(g)(g)H H=+213.7 kJmol=+213.7 kJmol-1-1脱酸基反应脱酸基