与温度、压力都有关的平衡常数是()A. Kp 、KnB. KxC. KpD. Kp、Kx
A. Kp 、Kn
B. Kx
C. Kp
D. Kp、Kx
题目解答
答案
解析
本题考查不同平衡常数与温度、压力的关系,解题思路是分别分析各平衡常数的定义及影响因素。
1. 分析平衡常数 $K_p$
$K_p$ 是用各气体分压表示的平衡常数,对于一般的气相反应 $aA + bB\rightleftharpoons gG + hH$,其表达式为 $K_p=\frac{(p_G)^g(p_H)^h}{(p_A)^a(p_B)^b}$,其中 $p_i$ 表示各气体的分压。根据理想气体状态方程 $pV = nRT$,分压 $p_i=\frac{n_iRT}{V}$,在温度 $T$ 一定时,$K_p$ 只与平衡时各物质的分压有关,而分压与压力有关,但 $K_p$ 本身只受温度影响,压力变化时,各物质分压按比例变化,$K_p$ 不变。
2. 分析平衡常数 $K_n$
$K_n$ 是用物质的量表示的平衡常数,表达式为 $K_n=\frac{n_G^g n_H^h}{n_A^a n_B^b}$,其中 $n_i$ 表示各物质的物质的量。$K_n$ 只与温度有关,与压力无关,因为物质的量不随压力变化而变化(在温度和体积一定时)。
3. 分析平衡常数 $K_x$
$K_x$ 是用摩尔分数表示的平衡常数,对于气相反应,摩尔分数 $x_i=\frac{n_i}{\sum n_i}$,$K_x=\frac{x_G^g x_H^h}{x_A^a x_B^b}$。又因为 $p_i = p_{总}x_i$,则 $K_x = K_p(p_{总})^{-(g + h - a - b)}$,其中 $\Delta n=(g + h - a - b)$ 为反应前后气体物质的化学计量数的变化。由此可见,$K_x$ 不仅与温度有关(因为 $K_p$ 与温度有关),还与总压力 $p_{总}$ 有关。
综上,与温度、压力都有关的平衡常数是 $K_x$。