在气体反应中各物质压强不同怎么算标准平衡常数？

关于气体反应平衡常数计算的问题~

气相反应的平衡常数有两种表示方法：浓度平衡常数和压力平衡常数。
浓度平衡常数等于平衡时产物的浓度的幂的乘积除以反应物的浓度的幂的乘积，压力平衡常数等于平衡时产物的分压的幂的乘积除以反应物的分压的幂的乘积；标准浓度平衡常数等于平衡时产物的相对浓度的幂的乘积除以反应物的相对浓度的幂的乘积，标准压力平衡常数等于平衡时产物的相对分压的幂的乘积除以反应物的相对分压的幂的乘积。相对浓度等于浓度除以c0（c0=1mol/L），相对压强等于压强除以P0(P0=10^5Pa)。计算时可用浓度平衡常数也可用压力平衡常数，但对于气相反应，压力平衡常数使用更多。另浓度平衡常数与相对浓度平衡常数数值相等，但标准平衡常数没有单位，而平衡常数通常有单位。压力平衡常数与相对压力平衡常数数值不相等，且标准平衡常数没有单位，压力平衡常数只有在反应前后气体的计量系数之和相等时才没有单位。
假设反应为：
aA(g)
+
bB(g)
=
gG(g)
+
hH(g)
浓度平衡常数Kc=(c(G)^g*c(H)^h}/(c(A)^a*c(B)^b}
压力平衡常数Kp=(P(G)^g*P(H)^h)/(P(A)^a*P(B)^b)
标准浓度平衡常数Kc0={(c(G)/c0)^g*(c(H)/c0)^h}/{(c(A)/c0)^a*(c(B)/c0)^b}
标准压力平衡常数Kp0={(P(G)/P0)^g*(P(H)/P0)^h}/{(P(A)/P0)^a*(P(B)/P0)^b}
浓度与分压的关系是P=cRT，将其代人压力平衡常数表达式中，可知当反应前后计量系数之和相等（即a+b=g+h）时，Kc=Kp，而反应前后计量系数之和不相等时，Kc与Kp不相等。所以只有反应前后气体物质计量系数之和相等时可以用浓度代替分压。
另，Kc=Kc0,Kp不等于Kp0，所以若用标准平衡常数表示时，即使方程两边气体计量数之和相等也不能用浓度代替分压。

“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。

在化学平衡体系中，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

“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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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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老城区13942919985： 大学化学标准平衡常数计算时,对于气体反应为什么用浓度和分压两个算出来的结果不一样? - ？
许乔帅郅： 标准是不一样的.虽然都不带单位,但是课本上都给了,K的小角标是浓度c还是压强P,因为之间c,P之间有关系,分子前后气体物质的量不一样的话,就有差别.所以标准平衡常数不能泛泛而谈,要说明是相对于什么的.

老城区13942919985： 关于化学平衡标志一个全气体反应在密闭容器中进行,两边系数和不相等,那么压强不变是达到平衡的标志吗如果两边系数相等的话,又是不是标志呢 - ？
许乔帅郅：[答案] 在密闭容器中的全气体反应,两边系数和不相等时,只要温度一定,压强不变可以作为达到反应达到平衡的标志. aA(g) + bB(g) ⇋ gG(g) + hH(g) a+b不等于g+h 反应达平衡时,正逆反应速率相等,即对于每种物质,其分解速率与生成速率相同.若是密...

老城区13942919985： 对于气体,用浓度计算出的标准平衡常数与用压强计算出的结果相同吗? - ？
许乔帅郅： 两者标准不同.可以根据克拉珀珑方程,PV=nRT,c=p/RT算出来Kp和Kc的关系.用浓度计算称浓度平衡常数,用压力计算称压强平衡常数.对反应前后气体物质的量不一样的话,有差别.

老城区13942919985： 气体的标准状态一个反应在计算标准摩尔焓变时,是指各气体物质分压为标准压强还是总压为标准压强? - ？
许乔帅郅：[答案] 通常,一个化学反应的标准状态是指系统在一定温度,100KPa的外压,且生成气体的分压也为100KPa下.也就是说,总压和分压都要求在100KPa下.也许你可能会觉得矛盾.但是,要知道,标准态的化学反应不可能是通常我们所说的把所...

老城区13942919985： 高中化学 pv=nRt 是气体压强的公式,在有混合气体的密闭的容器中,这个v要怎么计算? - ？
许乔帅郅： 体积、温度一定时,气体的压强和物质的量成正比,因为此反应中气体总物质的量会发生变化,因此压强会发生变化,当压强不变时,反应就达到平衡了. 因为气体分子是扩散到容器内每个角落,不管容器中有其他气体,任何一种气体的体积都等于容器的容积.那么该气体的体积是22.4L

老城区13942919985： 化学选修四化学反应速率有关气体的计算体系压强之比如何求? - ？
许乔帅郅： 一般用PV=nRT,利用阿伏伽德罗推论进行比较,题目不会要直接算压强的值的,等温等体积,或者等温等粒子数,压强与物质的量成正比.等温等物质的量是,压强与体积成反比.直接给题目,会讲的更详细些.

老城区13942919985： 气体的标准状态 - ？
许乔帅郅： 总压与分压的提法场合不同,当你把气体是为占有总体积时看做分压,而气体按不同物质的量分占体积时为总压,当你计算焓变时自然把气体想象成分体积,因而是总压为标准压

老城区13942919985： 容器中混合气体的压强怎么算? - ？
许乔帅郅： 某一气体在气体混合物中产生的分压等于在相同温度下它单独占有整个容器时所产生的压力;而气体混合物的总压强等于其中各气体分压之和.这就是道尔顿气体分压定律(law of partial pressure).简介: 道尔顿分压定律(也称道尔顿定律...

老城区13942919985： 化学可逆反应前后压强怎么算 - ？
许乔帅郅： 如果是气体到气体的反应,那就只要算反应前后物质的量的变化,当然这类题目容器容积肯定不变的,要变得压强就不变了,

老城区13942919985： 已知物质的量如何算压强 - ？
许乔帅郅： (1)气体的体积分数=某物质的体积/总体积物质的量分数=某物质的量/总量物质的量浓度=n/V=浓度气体的物质的量分数等于体积分数.在同一状态下,n/n总=V/vm/V总/vm=V/V总.(2)分压定律:分压是在任何容器内的气体混合物中,如果各组分之间不发生化学反应,则每一种气体都均匀地分布在整个容器内,它所产生的压强和它单独占有整个容器时所产生的压强相同. p=p1 +p2 +p3 +p4 +……+pj