化学平衡常数的计算与应用专题(奥校资料12.doc

化学平衡常数的计算与应用专题（奥校资料12、27）一、考查化学平衡常数【归纳与整理】1概念在一定温度下，当一个可逆反应达到 时，生成物 与反应物 的比值是一个常数，这个常数就是该反应的化学平衡常数（简称平衡常数），用符号 表示。2表达式：对于可逆反应mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g)在一定温度条件下达到平衡时：K= 3平衡浓度只写浓度可变的溶液相和气相，纯固态和纯液态物质不写入（浓度视为1）：CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) K Cr2O72 ( aq ) + H2O ( l ) 2 CrO4 2 ( aq ) + 2 H+ ( aq ) K 4K的意义平衡常数是表明化学反应在一定条件下进行的最大程度（即反应限度）的特征值，一般可认为，K越大，表示化学反应达到平衡时生成物浓度对反应物浓度的比值越大，也就是反应进行的程度越大；反之，K越小，表示反应进行的程度越小。一般地说，KK 时，该反应进行得就基本完全了。F2 + H2 2HF K=6.51095Cl2 + H2 2HCl K=2.571033Br2 + H2 2HBr K=1.911019I2 + H2 2HI K=8.671025影响K的因素浓度压强催化剂温度 放热反应,温度升高,平衡常数_(“变大”、“变小”) 吸热反应,温度升高,平衡常数_(“变大”、“变小”)6平衡常数K的表达（1） 化学 计量数扩大 2 倍， K N2 + 3 H2 2 NH3 K= 则 1/2 N2 + 3/2 H2 NH3 K= （2）互逆反应，其平衡常数 2NO2N2O4 K= N2O42NO2 K= （3）反应方程式相加 ( 减 )，平衡常数相 NH4INH3 + HI K1= 2HIH2 + I2 K2= 2NH4I2NH3 + I2 + H2 K3= 7平衡常数K的应用（1）判断可逆反应进行的限度K值越大，表示反应进行得越完全，反应物转化率越大；K值越小，表示反应进行得越不完全 ，反应物转化率越小 。（2）判断一个可逆反应是否达到平衡若用起始时各物质浓度幂之积的比值（用Q表示Q=）与K比较，可判断可逆反应进行的方向。当Q=K时，可逆反应 ；当QK时，可逆反应 ；当Q0B若温度为T1、T2，反应的平衡常数分别 为K1、K2则K1K2C若反应进行到状态D时，一定有v正v逆D状态A与状态B相比，状态A的c(I2)大3、将化学平衡常数与平衡转化率结合起来考核例42008广东24题第小题 工业合成氨的反应为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。设在容积为2.0 L的密闭容器中充入0.60 mol N2(g)和1.60 mol H2(g)，反应在一定条件下达到平衡时，NH3的物质的量分数（NH3的物质的量与反应体系中总的物质的量之比）为4/7。计算该条件下N2的平衡转化率；该条件下反应2NH3(g) N2(g)+3H2(g)的平衡常数。4、求平衡浓度与平衡常数 例5 反应2SO2 (g)+ O2(g)2SO3(g)在一密闭容器中进行。 已知起始浓度c(SO2)=0.4molL- 1，c(O2)=1molL -1，如达到平衡时有80%的SO2转化为SO3，求平衡时三种气体的浓度和平衡常数。 如果温度不变，当c(O2)=2molL 1时，这个反应的平衡常数是多少？二、考查电离平衡常数【归纳与整理】1、影响溶解平衡的因素有哪些？（1）内因：电解质本身的性质 难溶 微溶 易溶 0.01 0.1 m(g)难溶物质的溶解度很小1、绝对不溶的电解质是没有的。2、同是难溶电解质，溶解度差别也很大。3、易溶电解质做溶质时只要是饱和溶液也可存在溶解平衡。（2）外因：遵循平衡移动原理浓度：加水，平衡向溶解方向移动。温度：升温，多数平衡向溶解方向移动。例6.（2008山东卷）碳氢化合物完全燃烧生成CO2和H2O。常温常压下，空气中的CO2溶于水，达到平衡时，溶液的pH=5.60，c(H2CO3)=1.510-5 molL-1。若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离，则H2CO3HCO3-H+的平衡常数K1= 。（已知：10-5.60=2.510-6）例7（09年海南化学6）已知室温时，0.1mo1/L某一元酸HA在水中有0.1发生电离，下列叙述错误的是：A该溶液的pH=4 B升高温度，溶液的pH增大C此酸的电离平衡常数约为110-7D由HA电离出的c(H+)约为水电离出的c(H+)的106倍三、考查沉淀溶解平衡常数【归纳与整理】1难溶电解质在水中存在沉淀溶解平衡，其平衡常数称为_ _，简称_，符号为 。对于沉淀溶解平衡：MmNn(s)mMn+(aq)+nNm-(aq)。固体纯物质不列入平衡常数。上述反应的平衡常数为：Ksp=c(Mn+)mc(Nm-)n【练习】请写出Cu(OH)2 、BaSO4 、CuS的沉淀溶解平衡与溶度积KSP表达式 2溶度积KSP反映了难溶电解质在水中的_，KSP的大小和溶质的溶解度不同，它只与_ 有关，与_ 无关。利用溶度积KSP可以判断 _、 _ _以及_ _ _ 。3沉淀的转化是_ _ _ _的过程，其实质是_ _ _ 4当Qc大于Ksp时，情况为：_ _ 当Qc等于Ksp时，情况为：_ _ 当Qc小于Ksp时，情况为：_ _ 5一般说来，溶解能力 的物质易转化为溶解能力 的物质。例8 在100ml0.01mol/LKCl溶液中，加入1ml0.01mol/LAgNO3溶液，下列说法正确的是（AgCl的Ksp1.81010）：A有AgCl沉淀析出 B无AgCl沉淀 C无法确定 D有沉淀，但不是AgCl例9(2008年山东卷)某温度时，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是（ ）A加入Na2SO4可以使溶液由a点变到b点B通过蒸发可以使溶液由d点变到c点Cd点无BaSO4沉淀生成Da点对应的Ksp大于c点对应的Ks例 10 (2008年广东卷)已知Ag2SO4的Ksp 为2.010-5，将适量Ag2SO4固体溶于100 mL水中至刚好饱和，该过程中Ag+和SO42-浓度随时间变化关系如右图（饱和Ag2SO4溶液中c(Ag+)0.034molL-1）。若t1时刻在上述体系中加入100mL0.020molL-1Na2SO4 溶液，下列示意图中，能正确表示t1时刻后Ag+和SO42-浓度随时间变化关系的是( )四、平衡常数的相关练习：1. 高炉炼铁中发生的基本反应之一：FeO（s）CO（g） Fe（s）CO2（g）；正反应吸热（l）该反应中平衡常数的表达式 K= 。（2）已知1100时 K0.263。温度升高，化学平衡移动后达到新的平衡，高炉内CO2和CO的体积比 ，平衡常数K值 。（均填增大、减小或不变）（3）1100时测得高炉中 c（CO2） 0.025mol/L，c（CO）=0.lmolL，在这种情况下该反应是否处于平衡状态 （填是或否），此时化学反应速率是v（正） v（逆）（填、或），其原因是 。2现代炼锌的方法可分为火法和湿法两大类。火法炼锌是将闪锌矿（主要含ZnS）通过浮选、焙烧使它转化为氧化锌，再把氧化锌和焦炭混合，在鼓风炉中加热至1373-1573K，使锌蒸馏出来。主要反应为：焙烧炉中：2ZnS+3O22ZnO+2SO2 鼓风炉中：2C+O22CO 鼓风炉中：ZnO（s）+CO（g） Zn(g)+CO2（g） 请写出反应的平衡常数表达式 ，若在其它条件不变时，在鼓风炉中增大CO的浓度，平衡将向 移动，此时平衡常数 （填“增大”、“减小”或“不变”）。3、PCl5的热分解反应如下：PCl5（g） PCl3(g) + Cl2(g)(1) 写出反应的平衡常数表达式；(2)已知某温度下，在容积为10.0L的密闭容器中充入2.00mol PCl5，达到平衡后，测得容器内PCl3的浓度为0.150mol/L。计算该温度下的平衡常数。 4、（09天津）人体血液内的血红蛋白(Hb)易与O2结合生成HbO2，因此具有输氧能力，CO吸入肺中发生反应：CO+HbO2O2+HbCO，37 时，该反应的平衡常数K=220。HbCO的浓度达到HbO2浓度的0、02倍，会使人智力受损。据此，下列结论错误的是A、CO与HbO2反应的平衡常数K=B、人体吸入的CO越多，与血红蛋白结合的O2越少C、当吸入的CO与O2浓度之比大于或等于0、02时，人的智力才会受损D、把CO中毒的病人放入高压氧仓中解毒，其原理是使上述平衡向左移动5在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2（g）+ H2（g）CO（g）+H2O（g），其化学平衡常数K和温度t的关系如下表：t70080083010001200K0.60.91.01.72.6回答下列问题：（1）该反应的化学平衡常数表达式为K= （2）该反应H 0（3）能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是 A容器内压强不变 B混合气体中c（CO）不变Cv正（H2）=v逆（H2O） Dc（CO2）=c（CO）（4）某温度下，平衡浓度符合下式：c（CO2）c（H2）=c（CO）c（H2O），此时t= ；反应CO + H2O(g) CO2 + H2在800时达到平衡,分别改变下列条件,K发生改变的是（ ） A.将压强减小至原来的一半 B.将反应温度升高至1000C.及时把CO2分离掉 D.增大水蒸气的浓度6、向50ml0.018mol/l的AgNO3溶液中加入50ml0.02mol/l的盐酸,生成沉淀。如果Ksp = 110 -10试求（1）沉淀生成后溶液中C（Ag+）= （2）沉淀生成后溶液的pH是 7、实验测得某水样中的铁离子的浓度为2.610-6moll-1若要使水中的铁离子转化为沉淀，则溶液的PH值至少要控制在多少以上？已知Fe(OH)3的Ksp为2.610-398、（2009年广东）硫酸锶(SrSO4)在水中的沉淀溶解平衡曲线如下，下列说法正确A温度一定时，Ksp(SrSO4)随的增大而减小B三个不同温度中，313K时Ksp(SrSO4)最大C283K时，图中a点对应的溶液是不饱和溶液D283K下的SrSO4饱和溶液升温到363K后变为不饱和溶液9、（09年海南化学4）在25时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表：物质XYZ初始浓度/molL-10.10.20平衡浓度/molL-10.050.050.1下列说法错误的是A反应达到平衡时，X