2022年高考总复习 化学 模块1 第五单元 高考素能提升九 分压平衡常数Kp 的计算课件PPT

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[典例1](2020 年新课标Ⅲ卷)二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用 CO2 的热点研究领域。回答下列问题：(1)CO2 催化加氢生成乙烯和水的反应中，产物的物质的量之比 n(C2H4)∶n(H2O)＝__________。当反应达到平衡时，若增大压强，则 n(C2H4)__________( 填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)理论计算表明，原料初始组成 n(CO2)∶n(H2)＝1∶3，在体系压强为 0.1 MPa，反应达到平衡时，四种组分的物质的量分数 x 随温度 T 的变化如图所示。
图中，表示 C2H4、CO2 变化的曲线分别是______、______。CO2 催化加氢合成 C2H4 反应的ΔH______( 填“大于”或“小于”)0。
(3)根据图中点 A(440 K,0.39)，计算该温度时反应的平衡常数 Kp＝____________________(MPa)－3(列出计算式。以分压表示，分压＝总压×物质的量分数)。
(4)二氧化碳催化加氢合成乙烯反应往往伴随副反应，生成C3H6、C3H8、C4H8 等低碳烃。一定温度和压强条件下，为了提高反应速率和乙烯选择性，应当__________________。
解析：(1)CO2 催化加氢生成乙烯和水，该反应的化学方程
式可表示为 2CO2＋6H2
C2H4＋4H2O，因此，该反应中产物
的物质的量之比 n(C2H4)∶n(H2O)＝1∶4。由于该反应是气体分子数减少的反应，当反应达到平衡状态时，若增大压强，则化学平衡向正反应方向移动，n(C2H4)变大。(2)由题中信息可知，两反应物的初始投料之比等于化学计量数之比；由图中曲线的起点坐标可知，c 和 a 所表示的物质的物质的量分数变化量之比为 1∶3、d 和 b 表示的物质的物质的量分数变化量之比为 1∶4，则结合化学计量数之比可以判断，表示乙烯变化的曲线是 d，
表示二氧化碳变化曲线的是 c。由图中曲线的变化趋势可知，升高温度，乙烯的物质的量分数减小，则化学平衡向逆反应方向移动，则该反应为放热反应，ΔH 小于 0。(3)原料初始组成n(CO2)∶n(H2)＝1∶3，在体系压强为 0.1 Mpa 时建立平衡。由A 点坐标可知，该温度下，氢气和水的物质的量分数均为 0.39，
则乙烯的物质的量分数为水的四分之一，即
物质的量分数为氢气的三分之一，即
依据表格数据分析求Kp
[典例2](2018 年新课标Ⅰ卷节选)采用 N2O5 为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术，在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。回答下列问题：F.Daniels 等曾利用测压法在刚性反应器中研究了 25 ℃时N2O5(g)的分解反应：2N2O5(g)―→4NO2(g)＋O2(g)2N2O4(g)
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 的变化如下表所示(t＝∞时，N2O5(g)完全分解)：
18.8 kPa，则反应的平衡常数 Kp＝
放热反应，温度提高，平衡左移，体系物质的量增加，总压强提高，所以若提高反应温度至 35 ℃，则 N2O5(g)完全分解后体系压强 p∞(35 ℃)大于 63.1 kPa。(4)根据表中数据可知五氧化二氮完全分解时的压强是 63.1 kPa，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 35.8 kPa×2＝71.6 kPa，氧气是35.8 kPa÷2＝17.9 kPa，总压强应该是 71.6 kPa＋17.9 kPa＝89.5kPa，平衡后压强减少了 89.5 kPa－63.1 kPa＝26.4 kPa，所以根
据方程式 2NO2(g)
N2O4(g)可知平衡时四氧化二氮对应的压
强 26.4 kPa，二氧化氮对应的压强是 71.6 kPa－26.4 kPa×2＝
kPa≈13.4 kPa。