广东省雷州市2020年高三化学一轮复习 水溶液中离子反应 专题3.9 四大平衡常数

专题3-3 四大平衡常数的重要应用【考纲要求】 1.了解四大平衡常数的概念及表示。 2.掌握四大平衡常数的运用及计算 3.通过各平衡常数的计算提高学生计算能力【教 学 过 程】1、 四大平衡常数的比较化学平衡常数(K)电离常数(Ka、Kb)水的离子积常数(KW)难溶电解质的溶度积常数(Ksp)概念在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，这个常数就是该反应的化学平衡常数在一定条件下达到电离平衡时，弱电解质电离形成的各种离子的浓度的乘积与溶液中未电离的分子的浓度之比是一个常数，这个常数称为电离常数一定温度下，水或稀的水溶液中c(OH)与c(H)的乘积在一定温度下，在难溶电解质的饱和溶液中，各离子浓度幂之积为一常数表达式对于一般的可逆反应： mA(g)nB(g) pC(g)qD(g)，在一定温度下达到平衡时：K(1)对于一元弱酸HA：HAHA，电离常数Ka(2)对于一元弱碱BOH：BOH BOH，电离常数KbKWc(OH)c(H)MmAn的饱和溶液：Kspcm(Mn)cn(Am)影响因素只与温度有关只与温度有关，升高温度，K值增大只与温度有关，升高温度，KW增大只与难溶电解质的性质和温度有关二、化学平衡常数常考题型1.求解平衡常数。2.由平衡常数计算初始(或平衡)浓度。3.计算转化率(或产率)。4.应用平衡常数K判断平衡移动的方向(或放热、吸热等情况)。5.平衡常数大小的比较。对策从基础的地方入手，如速率计算、“三阶段式”的运用、阿伏加德罗定律及其推论的应用、计算转化率等，这些都与化学平衡常数密不可分(严格讲电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡也是化学平衡，只是在溶液中进行的特定类型的反应而已)，要在练习中多反思，提高应试能力。【考点模拟】 1.求解平衡常数。 (1)（16年卷-二轮资料的6978页的高考回眸第1题2小题） (2)（15年卷-二轮资料的6978页的高考回眸第4题3小题） (3)（14年卷-二轮资料的6978页的高考回眸第5题-（2）- 小题） (4)（二轮资料的6978页的高考前沿第1题（3）- 小题） (5)（二轮资料的6978页的典题演示考向-第3题的变式3第2小题） (6)（二轮资料的6978页的课堂评价-第2题的第3小题） 2.在130和180时，分别将0.50mol CH4和amol NO2充入1L的密闭容器中发生反应CH4(g) 2NO2(g) N2(g) CO2(g) 2H2O(g)，测得有关数据如下表：实验编号温度0分钟10分钟20分钟40分钟50分钟1130n(CH4)/mol0.500.350.250.100.102180n(CH4)/mol0.500.300.180.15 已知130时该反应的化学平衡常数为6.4，试计算a= 。3.一定温度下，在密闭容器中X、Y、Z、W四种气体的初始浓度和平衡浓度如表所示，下列说法不正确的是()物质XYZW初始浓度/(molL1)0.50.500平衡浓度/(molL1)0.10.10.40.4A该温度下反应的平衡常数K16B保持温度不变增大压强，反应速率加快，平衡向正反应方向移动C若X、Y的初始浓度均为0.8 molL1，则相同条件下达到平衡，X的转化率为80%D若X、Y的初始浓度均为0.8 molL1，则相同条件下达到平衡，W的浓度为0.64 molL14.某温度下，向体积为1L的密闭容器中充入1molCH4和1molCO2，发生了反应CH4(g)CO2(g) 2CO(g)2H2(g)，测得CH4(g)和CO(g)的浓度随时间变化曲线如图27（1）所示。计算该温度下的平衡常数为 (保留两位有效数字) ，若再往容器中充0.4molCH4和0.2molCO，其它条件不变，则平衡向 方向移动。第4题第5题5.利用I2O5可消除CO污染，其反应为I2O5(s)5CO(g) 5CO2(g)I2(s)；不同温度下，向装有足量I2O5固体的2 L恒容密闭容器中通入2 mol CO，测得CO2气体的体积分数(CO2)随时间t变化曲线如图所示。b点和d点的化学平衡常数：Kb Kd（填“”“”或“”）。6.下表是当反应器中按n(N2)：n(H2)=1:3投料后，在200、400、600下发生反应：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) H=-92.4kJ/mol。达到平衡时，混合物中NH3的物质的量分数随压强的变化曲线。上图中M、N、Q点平衡常数K的大小关系是_。7. 镓(Ga)与铝位于同一主族，金属镓的熔点是29. 8，沸点是2403，是一种广泛用于电子工业和通讯领域的重要金属。在密闭容器中，充入一定量的Ga与NH3发生反应：2Ga(l)+2NH3(g)2GaN(s)+3H2(g) H=-30.81 kJmol-1 ，实验测得反应平衡体系中NH3的体积分数与压强P和温度T的关系曲线如图1所示。图1中A点和C点化学平衡常数的大小关系是：KA KB，(填“”)，理由是 。三、电离常数常考题型1.直接求电离平衡常数。2.由电离常数求弱酸(或弱碱)的浓度。3.由Ka或Kb求pH。4.比较离子浓度比值的变化5.判断反应的正误对策试题一般难度不大，是在化学平衡基础上派生出来的。注意平衡体系中同种离子的浓度是同一个浓度，当两个量相加或相减时，若相差100倍以上，要舍弃小的等一些基本的近似处理能力。【考点模拟】1已知某温度下CH3COOH和NH3H2O 的电离常数相等，现向10 mL浓度为0.1 molL1的CH3COOH溶液中滴加相同浓度的氨水，在滴加过程中() A水的电离程度始终增大 Bc(NH)/c(NH3H2O)先增大再减小 Cc(CH3COOH)与c(CH3COO)之和始终保持不变 D当加入氨水的体积为10 mL时，c(NH)c(CH3COO)2.已知下面三个数据：7.210-4、4.610-4、4.910-10分别是下列有关的三种酸的电离常数，若已知下列反应可以发生： NaCN+HNO2HCN+NaNO2NaCN+HFHCN+NaF NaNO2+HFHNO2+NaF由此可判断下列叙述不正确的是 AK（HF）=7.210-4 BK（HNO2）=4.910-10 C同浓度的钠盐溶液的碱性是NaFNaNO2NaCN D根据两个反应即可得出一元弱酸的稀释情况如图所示：3CO2溶于水生成碳酸。已知下列数据：弱电解质H2CO3NH3H2O电离常数(25 )Ka14.30107 Ka25.611011Kb1.77105现有常温下1 molL1的(NH4)2CO3溶液，已知NH的水解平衡常数Kh，CO第一步水解的平衡常数Kh。下列说法正确的是()A由数据可判断该溶液呈酸性Bc(NH)c(HCO)c(CO)c(NH3H2O)Cc(NH)c(NH3H2O)2c(CO)2c(HCO)2c(H2CO3)Dc(NH)c(H)c(HCO)c(OH)c(CO)4. 实验室可用NaOH溶液吸收NO2，反应为2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2O。含0.2 mol NaOH的水溶液与0.2 mol NO2恰好完全反应得1 L溶液A，溶液B为0.1 molL1的CH3COONa溶液，则两溶液中c(NO)、c(NO)和c(CH3COO)由大到小的顺序为_。(已知HNO2的电离常数Ka7.1104molL1，CH3COOH的电离常数Ka1.7105 molL1)c(NO)c(NO)c(CH3COO)5.已知某温度时CH3COOH的电离常数为K。该温度下向20 mL 0.1 molL1 CH3COOH溶液中逐滴加入0.1 molL1 NaOH溶液，pH变化曲线如图所示(忽略温度变化)。以下叙述正确的是() A根据图中数据可计算出K值约为105 B点水的电离程度由大到小的顺序为 C点所示溶液中：c(CH3COO)c(OH)c(CH3COOH)c(H) D点时c(CH3COOH)c(CH3COO)0.1 molL16.下列说法中错误的是() A室温下，向NH4HSO4溶液中加入NaOH至中性，则c(Na)c(SO)c(NH) BMg(OH)2沉淀转化为Fe(OH)3沉淀较容易实现，说明Fe(OH)3的Ksp更小 C向醋酸溶液中加入水，不变(稀释过程中温度变化忽略不计)D25 ，a molL1氨水与0.01 molL1盐酸等体积混合液中c(NH)c(Cl)，则K(NH3H2O)7.As2O3溶于热水生成的亚砷酸（H3AsO3），具有较强的还原性，分可用于治疗白血病，其水溶液存在多种微粒形态，各微粒的分布分数与溶液pH的关系如右图：电离平衡常数Ka1(H3AsO3)=_。8.常温下，甲酸的电离常数Ka=1.0104。将20.00mL 0.100mol/LNaOH溶液与一定量等浓度甲酸溶液混合，所得溶液中的 c(HCOOH)c(HCOO)，该溶液中离子浓度由大到小的顺序 。四、水的离子积常数常考题型1.计算温度高于室温时的KW。2.通过KW的大小比较相应温度的高低。3.溶液中c(H)与c(OH)相互换算。4.酸、碱、能水解的盐溶液中水电离出的c(H)或c(OH)的计算。对策KW只与温度有关，升高温度，KW增大；在稀溶液中，c(H)c(OH)KW，其中c(H)、c(OH)是溶液中的H、OH浓度；水电离出的H数目与OH数目相等。【考点模拟】1.水的电离平衡曲线如右图所示。(1)若以A点表示25 时水在电离平衡时的离子浓度，当温度升到100 时，水的电离平衡状态到B点，则此时水的离子积从_增加到_。(2)常温下，将pH10的Ba(OH)2溶液与pH5的稀盐酸混合，然后保持100 的恒温，欲使混合溶液pH7，则Ba(OH)2与盐酸的体积比为_。(3)在某温度下，Ca(OH)2的溶解度为0.74 g，其饱和溶液密度设为1 gmL1，Ca(OH)2的离子积为_。(4)25 时，在等体积的pH0的H2SO4溶液，0.05 molL1的Ba(OH)2溶液，pH10的Na2S溶液，pH5的NH4NO3溶液中，发生电离的水的物质的量之比是_。(5)等体积的下列溶液中，阴离子的总物质的量最大的是_(填序号)。 0.1 molL1的CuSO4溶液 0.1 molL1的Na2CO3 0.1 molL1的KCl 0.1 molL1的NaHCO3(6)某二元酸(化学式用H2A表示)在水中的电离方程式是：H2A=HHA，HAHA2。则Na2A溶液显_(填“酸性”“中性”或“碱性”)；NaHA溶液显_(填“酸性”“中性”或“碱性”)。若有0.1 molL1 Na2A 的溶液，其中各种离子浓度由大到小的顺序是_(填字母)。 Ac(Na)c(A2)c(OH)c(HA)c(H) Bc(Na)c(OH)c(HA)c(A2)c(H) Cc(Na)c(H)c(A2)c(OH)c(HA) Dc(A2)c(Na)c(OH)c(H)c(HA)2.水的电离平衡曲线如图所示，下列说法不正确的是()A图中四点KW间的关系：ADCBB若从A点到D点，可采用：温度不变在水中加入少量酸C若从A点到C点，可采用：温度不变在水中加入少量NH4Cl固体D若从A点到D点，可采用：温度不变在水中加入少量NH4Cl固体四、难溶电解质的溶度积常数常考题型1.溶解度与Ksp的相关转化与比较。2.沉淀先后的计算与判断。3.沉淀转化相关计算。4.金属阳离子沉淀完全的pH及沉淀分离的相关计算。5.与其他平衡(如氧化还原平衡、配位平衡)综合的计算。6.数形结合的相关计算等。对策应用Ksp数值大小比较物质的溶解度大小时，一定是在组成上属于同一类型的难溶电解质才能进行比较，否则，不能比较；在判断沉淀的生成或转化时，把离子浓度数值代入Ksp表达式，若数值大于Ksp，沉淀可生成或转化为相应难溶物质；利用Ksp可计算某些沉淀转化反应的化学平衡常数。【考点模拟】1已知25 时，Ka(HF)6.0104，Ksp(MgF2)5.01011。现向1 L 0.2 molL1 HF溶液中加入 1 L 0.2 molL1 MgCl2溶液。下列说法中正确的是()A25 时，0.1 molL1 HF溶液中pH1B0.2 molL1 MgCl2溶液中离子浓度关系为2c(Mg2)c(Cl)c(H)c(OH)C2HF(aq)Mg2(aq)MgF2(s)2H(aq)，该反应的平衡常数K1.2107D该反应体系中有MgF2沉淀生成2常温下，Ag2SO4、AgCl、AgI的溶度积常数依次为Ksp(Ag2SO4)7.7105、Ksp(AgCl)1.81010、Ksp(AgI)8.31017。下列有关说法中，错误的是()A常温下，Ag2SO4、AgCl、AgI在水中的溶解能力依次减弱B在AgCl饱和溶液中加入NaI固体，有AgI沉淀生成CAg2SO4、AgCl、AgI的溶度积常数之比等于它们饱和溶液的物质的量浓度之比D在Ag2SO4饱和溶液中加入Na2SO4固体有Ag2SO4沉淀析出3.氯碱工业电解所用的氯化钠溶液需精制。除去有影响的Ca2、Mg2、NH、SO及泥沙，其精制流程如下：已知：Ca2、Mg2开始形成相应氢氧化物沉淀的pH如下表。Ca(OH)2Mg(OH)2pH11.54.2Ksp(BaSO4)1.11010，Ksp(BaCO3)2.6109，Ksp(CaCO3)5.0109。下列说法正确的是()A盐泥a除泥沙外，还含有Ca(OH)2和Mg(OH)2B过程中将NH转化为N2的离子方程式是3ClO2NH=3ClN23H2O2HC过程中通入CO2有利于除