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專題突破三　壓強平衡常數(Kp)的相關計算
　
第二章　化學反應速率與化學平衡
1.概念模型
2.計算技巧
第一步 根據“三段式”法計算平衡體系中各物質的物質的量或物質的量濃度
第二步 計算各氣體組分的物質的量分數或體積分數
第三步 根據分壓計算公式求出各氣體物質的分壓，某氣體的分壓＝氣體總壓強×該氣體的體積分數(或物質的量分數)
第四步 根據平衡常數計算公式代入計算
SO2與Cl2反應可制得磺酰氯(SO2Cl2)，反應為SO2(g)＋Cl2(g)
SO2Cl2(g)。按投料比1∶1把SO2與Cl2充入一恒壓的密閉容器中發生上述反應，SO2的轉化率與溫度T的關系如下圖所示：

若反應一直保持在p壓強條件下進行，則M點的壓強平衡常數Kp＝______ (用含p的表達式表示，用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓＝總壓×體積分數)。
典例
據圖可知M點SO2的轉化率為50%，設初始投料為2 mol SO2和2 mol Cl2，列三段式有
SO2(g)＋Cl2(g) SO2Cl2(g)
起始/mol　 2　　 2　　　　 0
轉化/mol 1 1 1
平衡/mol 1 1 1
針對練1.已知2NO2(g) N2O4(g)，用分壓p(某組分的分壓等于總壓與其
物質的量分數的積)表示的平衡常數Kp＝ 。298 K時，在體積固定
的密閉容器中充入一定量的NO2，平衡時NO2的分壓為100 kPa。已知Kp＝2.7×10－3 kPa－1，則NO2的轉化率為
A.70% B.55%
C.46% D.35%
√
假設起始時投入NO2的物質的量為1 mol，平衡轉化率為x，用三段式法計算：
　　 　 2NO2(g) N2O4(g)
起始量/mol　 1　　　　 0
改變量/mol x 0.5x
平衡量/mol 1－x 0.5x
同溫同體積時，壓強之比等于物質的量之比，則p(NO2)∶p(N2O4)＝(1
－x)∶0.5x＝100 kPa∶p(N2O4)，則p(N2O4)＝ kPa，因此Kp＝
kPa－1＝2.7×10－3 kPa－1，解得x≈0.35，所以NO2的平衡轉化率為35%。
針對練2.在300 ℃、8 MPa下，將CO2和H2按物質的量之比為1∶3通入恒壓密閉容器中發生反應CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)，達到平衡時，測得CO2的平衡轉化率為50%，則該反應條件下的壓強平衡常數Kp＝
_______________(用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓＝總壓×物質的量
分數)。
假設起始通入CO2和H2的物質的量分別為1 mol和3 mol，列三段式有：
CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)
起始量/mol　1　　　3　　　　 0　　　　　0
變化量/mol 0.5 1.5 0.5 0.5
平衡量/mol 0.5 1.5 0.5 0.5
針對練3.650 ℃時，一定量的CO2與足量的碳在體積可變的恒壓密閉容器中反應：C(s)＋CO2(g) 2CO(g)。平衡時，CO的體積分數為40%，總壓強為p總。
(1)平衡時CO2的轉化率為________。
25%
設開始加入1 mol CO2，反應了x mol CO2，則有
　 　 C(s)＋CO2(g) 2CO(g)
始態/mol 　 1 　 0
變化/mol 　 x 　 2x
平衡/mol 　 1－x 　 2x
因此有 ×100%＝40%，解得x＝0.25，CO2的轉化率為
×100%＝25%。
(2)已知：氣體分壓(p分)＝氣體總壓(p總)×體積分數。用平衡分壓代替平衡濃度表示的化學平衡常數Kp≈________。
平衡時CO的體積分數為40%，則CO2的體積分數為60%，故Kp＝
≈0.27p總。
0.27p總
針對練4.汽車尾氣是造成霧霾天氣的重要原因之一，尾氣中的主要污染物為CxHy、NO、CO、SO2及固體顆粒物等。活性炭可用于處理汽車尾氣中的NO，在1 L恒容密閉容器中加入 0.100 0 mol NO 和2.030 mol固體活性炭，生成A、B兩種氣體，在不同溫度下測得平衡體系中各物質的物質的量以及容器內壓強如下表：
根據上表數據，寫出容器中發生反應的化學方程式：__________________
__________，計算反應體系在200 ℃時的平衡常數Kp＝______(用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓＝總壓×體積分數)。
T/℃ 活性炭/mol NO/mol A/mol B/mol p/MPa
200 ℃ 2.000 0.040 0 0.030 0 0.030 0 3.93
335 ℃ 2.005 0.050 0 0.025 0 0.025 0 p
C＋2NO
N2＋CO2
1 L恒容密閉容器中加入0.100 0 mol NO和2.030 mol 固體活性炭，生成A、B兩種氣體，從不同溫度下測得平衡體系中各物質的物質的量以及容器內壓強數據可以看出：|Δn(C)|∶|Δn(NO)|∶Δn(A)∶Δn(B)＝1∶2∶1∶1，可以推斷出生成的A、B兩種氣體為N2和CO2，反應的化學方程式為C＋2NO N2＋CO2。該反應的平衡常數Kp＝ ，
容器的體積為1 L，平衡分壓之比等于平衡濃度之比，代入表中數據計算得Kp＝ 。
針對練5.乙酸甲酯是樹脂、涂料、油墨、油
漆、膠粘劑、皮革生產過程所需的有機溶劑，
而且乙酸甲酯還可作為原料制備燃料乙醇。
在剛性容器壓強為1.01 MPa時，乙酸甲酯與
氫氣制備乙醇主要發生如下反應：
CH3COOCH3(g)＋2H2(g) CH3OH(g)＋CH3CH2OH(g)
一定溫度下，以n(CH3COOCH3)∶n(H2)＝1∶10的投料比進行反應，乙酸甲酯轉化率與氣體總壓強的關系如圖所示：
(1)A點時，CH3COOCH3(g)的平衡分壓為__________，CH3CH2OH(g)的體積分數為________%(保留一位小數)。
0.01 MPa
8.9
由圖可看出，轉化率為90%時，總壓為1.01 MPa，
設n(CH3COOCH3)和n(H2)分別為1 mol和10 mol，
列三段式求解：
CH3COOCH3(g)＋2H2(g) CH3OH(g)＋CH3CH2OH(g)
初始/mol 1 10 　 0 　 0
反應/mol 0.9 1.8 　 0.9 　 0.9
平衡/mol 0.1 8.2 　 0.9 　 0.9
總壓為1.01 MPa，因此CH3COOCH3(g)的平衡分壓為1.01 MPa×
＝0.01 MPa；CH3CH2OH(g)的體積分數即為物質的
量分數，其體積分數為 ×100%≈8.9%。
(2)此溫度下，該反應的化學平衡常數Kp＝__________ (MPa)－1(Kp為以分壓表示的平衡常數，列出計算式，不要求計算結果)。

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