壓強(qiáng)在三段法中的應(yīng)用

高考中,平衡常數(shù)是考查的一個(gè)重點(diǎn),對(duì)應(yīng)的方法就是三段法,只要知道平衡常數(shù)K、某一種物質(zhì)的平衡濃度c、轉(zhuǎn)化率中的任何一個(gè)量,就可以根據(jù)三段法求出另外兩個(gè)量,所以三段法在解決類似問題時(shí)必不可少,而且非常好用。

? ? 但此處的平衡常數(shù)K往往指濃度平衡常數(shù),而高考基于核心素養(yǎng)的考查,現(xiàn)在越來越喜歡考?jí)簭?qiáng)平衡常數(shù),既然三段法如此好用,求壓強(qiáng)平衡常數(shù)時(shí)能否用三段法呢?

? ? 我們首先深入理解三段法為何如此好用,三段法的核心是起始、轉(zhuǎn)化、平衡。起始往往已知,即便未知我們也可以根據(jù)量的關(guān)系設(shè)上某個(gè)未知數(shù),這個(gè)未知數(shù)一定在最后可以約去。轉(zhuǎn)化與方程式中各物質(zhì)的系數(shù)成比例,所以此時(shí)轉(zhuǎn)化率就可派上用場(chǎng)。平衡就代表了反應(yīng)到最后的濃度。

? ? 如果將壓強(qiáng)在三段法中使用,起始是反應(yīng)物的壓強(qiáng),而在轉(zhuǎn)化過程中各物質(zhì)的壓強(qiáng)變化量是否與各物質(zhì)的系數(shù)成比例呢?答案是肯定的,由理想氣體狀態(tài)方程可知:PV=nRT,體積、溫度不變的情況下,壓強(qiáng)與分子數(shù)目成比例,而分子數(shù)目的變化量與各物質(zhì)的系數(shù)成比例,所以壓強(qiáng)就與各物質(zhì)的系數(shù)成比例,這就與濃度的變化量與各物質(zhì)的系數(shù)成比例一致了。

? ? 舉個(gè)例子,2018年全國卷I中的28題:

? ? 此題求的就是壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp,必須要知道NO2和N2O4的分壓,此時(shí)存在兩個(gè)反應(yīng),一個(gè)反應(yīng)是不可逆的、迅速完成的,另外一個(gè)反應(yīng)是可逆的,這對(duì)這兩個(gè)反應(yīng),利用兩個(gè)三段法來求解:

? ? ? 2N2O5 == 4NO2+ O2,根據(jù)表格,直接將壓強(qiáng)放入三段法中,

? 始:35.8Kpa? ? ? 0? ? ? ? 0

? 轉(zhuǎn):35.8Kpa? 71.6Kpa? 17.9Kpa

? 平:? 0? ? ? ? 71.6Kpa? 17.9Kpa

? ? ? 4NO2 == 2N2O4

? 始:71.6Kpa

? 轉(zhuǎn): 2x Kpa? x Kpa

? 平:71.6-2x? ? x

? 因?yàn)樽詈罂倝簭?qiáng)是63.1Kpa,所以71.6-2x+x+17.9=63.1

? 解得x=26.4Kpa

? 所以對(duì)于反應(yīng)N2O4 == 2NO2的壓強(qiáng)平衡常數(shù)為:

? Kp=【NO2】的平方/【N2O4】=18.8*18.8/26.4=13.4

? 通過壓強(qiáng)進(jìn)入三段法,直接構(gòu)成壓強(qiáng)與系數(shù)的比例,該題就可快速準(zhǔn)確解出。另外,類似的還有同溫同壓下的體積也可直接與系數(shù)成比例解出。

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