最新整理高考化学热点专题：高考的新宠“三大平衡常数

高考的新宠物“三大平衡常数”化学平衡常数、电离平衡常数、沉淀溶解平衡常数位于选矿四化学反应原理部分，是新课题的新内容。 从近年的高考可以看出，化学平衡常数已经成为高考命题的热门内容，电离平衡常数和沉淀溶解平衡常数也逐渐具有“升温”的表现，因此该“三大平衡常数”将成为今后高考的重点和焦点。 以下，进行分类追踪透析。一、化学平衡常数典型例1，(2020年宁夏卷)将固体NH4I放入密闭容器，在一定温度下发生以下反应达到平衡时，c(H2)=0.5molL-1、c(HI)=4molL-1时，该温度下反应的平衡常数为()A.9B.16C.20D.25解析：由平衡时氢浓度可以求出反应分解消耗HI的浓度，因为c(HI)=0.5molL-12=1mol/L，所以由式生成c(HI)=c(HI )平衡c(HI )分解=4molL-1 1mol/L=5molL-1、c(NH3)平衡=c(HI)=5molL-1 由于化学平衡常数式成为K=c(NH3)平衡c(HI )平衡=5 mol/L4molL-1，因此，回答为c .点评：本问题是用化学平衡常数式求化学平衡常数。 学生之所以容易弄错d，是因为将式生成的c(HI)=5 mol/L代入式中求出，但是没有带入平衡时HI的浓度(4molL-1 )。 因此，求化学平衡常数时，必须严格按化学平衡常数的意义进行。方法规律：一般的可逆反应： mA(g) nB(g)pC(g) qD(g )，其中，m、n、p、q分别表示化学方程式中的各个反应物和生成物的化学计量数。 当在某一温度下达到化学平衡时，该反应平衡常数式可以表示各物质的浓度不是其他时刻，而是必定为平衡时的浓度.计算k值时，固体和纯液体的浓度可视为“1”。 例如，Fe3O4(s) 4H2(g)3Fe(s) 4H2O(g )是在一定温度下化学平衡常数.利用k值，判断某一状态是否处于平衡状态。 例如，在某一温度下，可逆反应mA(g) nB(g)pC(g) qD(g )、平衡常数k . 在某时刻，反应物与生成物浓度关系如下，得出如下结论K/=K，v (正)=V (反)，可逆反应处于化学平衡状态K/ v (反)，可逆反应向正反应方向进行K/K、v (正) v (反)，可逆反应向反应方向进行。化学平衡常数是指某种具体的化学反应平衡常数，化学反应方程式的计量数倍增或减少时，化学平衡常数也会相应变化。目标培训：1 .可知在高炉炼铁中发生的基本反应是FeO(s) CO(g) Fe(s) CO2(g ) (正反为吸热反应)，在1100下，该反应的化学平衡常数为0.263 .当在1100下测定高炉中c(CO2)=0.025mol/L、c(CO)=0.1mol/L时，其反应是否处于平衡状态是a :此时，因为k/=c (co2)/c (co )=(0. 025 moll-1 )/(0.1moll-1 )=0. 25k=0. 263，所以反应不会成为平衡状态，另外，因为0.25 v反转，化学平衡向反应方向移动.典型例2 .二氧化硫和氮的氧化物是常用的化工原料，也是大气的主要污染物。 综合治理其污染是环境化学目前的重要研究内容之一。在硫酸生产中，SO2催化氧化生成SO3: 2SO2(g) O2(g)2SO3(g )。 某温度下SO2的平衡转化率(a )和系统总压力(p )的关系如图所示。 根据图表，(1)平衡状态从a变化为b时，在平衡常数k(a)_k(b )中填入 、 或= .解析：平衡状态从a变为b时，压力(0.10 MPa0.50 MPa )增大，因此SO2的平衡转化率(a )增大的平衡常数k不受压力、浓度的影响，仅受温度的影响，系统的温度不变，因此平衡常数k的值不变。评价： (1)化学平衡常数的大小仅与温度有关，与反应物和生成物浓度的变化无关。 表示“在某一温度下，SO2的平衡转化率(a )与系统总压力(p )的关系”，温度不变，变化的只是物质的浓度，化学平衡常数不变。 学生容易出错的主要原因是不能结合主题信息解读图像，缺乏观察分析图像的能力。方法规律：化学平衡常数是描述可逆反应进度的重要参数，仅与温度有关，与反应物、产物浓度无关，不随压力的变化而变化，即与压力无关。目的训练2 .现代锌精炼的方法分为火法和湿法两种。火法炼锌浮选、焙烧闪锌矿(主要含ZnS )转化为氧化锌，将氧化锌和焦炭混合，用鼓风炉加热至1373-1573K，使锌蒸馏。 主要反应如下：烧成炉中：2ZnS 3O2=2ZnO 2SO2 鼓风炉中： 2C O2=2CO 鼓风炉中： ZnO(s) CO(g) Zn(g) CO2(g) 请写下反应的平衡常数公式。 其他条件不变的情况下，鼓风炉中CO的浓度增大，平衡就会移动。 此时，平衡常数为输入(增量、减量或不变)。a:由化学方程式和平衡常数公式写入： K=c(Zn).c(CO2)/c(CO )增大反应物的CO浓度，化学平衡正反应移动，但平衡常数不变。二、电离平衡常数典型例3(2020山东卷)的烃完全燃烧生成了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。 忽略水的电离和H2CO3的二次电离，H2CO3HCO3- H的平衡常数K1=。 (已知： 10-5.60=2.510-6 )解析：由电离平衡常数式可知，k1=c (h ) c (HCO3- )/c (h2co3)=10-5.6010-5.60/l.510-5=4. 210-7 m ol.l-1 .点评：这个问题可以直接用电离平衡常数的公式计算，如果正确代入数值计算，就得不到答案。 本问题容易出错的主要原因是电离平衡常数的遗忘和计算不正确。典型例4以下电离平衡常数(k )的说法是正确的()a .在相同条件下，电离平衡常数越小，表示弱电解质的电离能力越弱b .电离平衡常数与温度无关在CH3COOH的稀溶液中，存在CH3COOHCH3COO- H，再次添加冰醋酸时，(k )值变大d .多价弱酸各阶段的电离平衡常数的相互关系为K1K2K2K3电离平衡常数是表示弱电解质的相对强弱的物理量，根据电离平衡常数的大小判断弱电解质的相对强弱，k的值越大，表示该电解质的能力越强。 另外，很多学生不能理解影响电离平衡常数的因素是温度而不是浓度，所以错误地选择了c。方法规律：在一定温度下弱电解质达到电离平衡时，各种离子浓度相对于溶液中未电离的分子浓度的乘积是一定的，这个常数称为电离平衡常数。 例如，CH3COOHCH3COO- H，K=c(CH3COO-)c(H )/c(CH3COOH ) .电离平衡常数是描述弱电解质电离平衡的主要参数，也是弱酸、弱碱是否达到平衡状态的尺度。 由于仅受温度的影响，电离过程为吸热过程，因此随着温度的升高而增大。在多价弱酸中，由于前段电离产生的h具有抑制下一段电离的作用，因此一般K1K2K3即第二段电离通常远多于第一段电离，第三段电离远少于第二段电离，因此可以计算多元素弱酸溶液的c(H )、比较弱酸性的相对强弱目标培训：1 .相对于弱酸，25时在一定温度下达到电离平衡，k为电离平衡常数，下表为常见的弱酸电离平衡常数(25)酸电离方程电离平衡常数k回答以下问题(1)在该温度下，如果持续加入少量的冰醋酸、k值_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ (填补“增大”“减少”“不变”)。(2)在温度相同情况下，若各弱酸的k值不同，则k值的大小与酸性的相对强弱的关系为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(3)如果把、看作酸，其中酸性最强的是_，最弱的是_ _ _ _ _ _。(4)多碱性弱酸分级电离，各级有相应的电离平衡常数。 相同的多碱性弱酸的、之间存在数量规则，该规则是： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(5)电离平衡常数是实验测定的，现在测定25时，C mol/L的电离程度是a .在该温度下醋酸的电离平衡常数_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _答： (1)不变(2)K值越大，酸性越强(3)(4)产生上段电离具有抑制下段电离过程的作用(5)三、沉淀溶解平衡常数典型例5 (2020年山东卷)某温度下的BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。 以下说法是正确的()提示： BaSO4(s) Ba2 (aq) SO42-(aq )的平衡常数Ksp=c(Ba2 )c(SO42-)被称为溶解度积常数。加入Na2SO4后，溶液从a点变为b点b .通过蒸发可以使溶液从d点变为c点C.d点无BaSO4沉淀生成d .与a点对应的Ksp大于与c点对应的Ksp分析：如果添加Na2SO4溶液，则c(SO42-)增大，沉淀溶解平衡向沉淀析出方向前进，则c(Ba2)减少，因此在使a偏移的溶液蒸发的情况下，可以同时增大溶液的c(SO42-)和c(Ba2)，但dc表示c(SO42-)不变化b是错误的d状态点，在沉淀溶解平衡点的c点下，由于未达到沉淀溶解平衡状态，因此没有BaSO4沉淀生成，c是正确的d项，与a、c这两点对应的都是相同温度的Ksp，因此两者的Ksp相同，d是错误的。 这个问题的答案选择了c。评价：本问题主要考察了沉淀溶解和生成过程中离子浓度的变化、影响Ksp的因素和沉淀析出的条件等，解决办法是应用化学平衡迁移理论。 学生容易出错的主要原因是不能把握沉淀溶解平衡理论，不能正确结合图像进行分析。在典型例6 (2020年广东卷)中，Ag2SO4的Ksp为2.010-5，在将适量的Ag2SO4固体溶解于100 mL的水中并恰好饱和之前，在该过程中Ag与SO42-浓度的时间变化关系如右图所示(饱和Ag2SO4溶液中的c(Ag )=0.034molL-1 ) 在t1时刻向上述体系中加入0.020moll-1na2so4溶液100ml时，在以下的图像中，能够正确地表示t1时刻后的Ag与SO42-浓度的经时变化的关系()分析：在Ag2SO4溶液中沉淀溶解平衡Ag2SO4 2Ag SO42-、Ag2SO4饱和溶液中，由于c(Ag )=0.034mol/L，因此c(SO42-)=c(Ag )/2=0.017mol/L； 加入0.020mol/lna2so4溶液100ml后，溶液中的c (so42-=0.1l0. 017 mol/l0.1l0. 02 mol/l=0. 0185 mol/l、c (ag )=0. 034 mol/l0.1l/0.2 l=0. 017 mol/l，此时QC=c 答案是b。评价： (1)主题主要是考察改变饱和溶液中离子浓度时沉淀溶解平衡迁移的情况，准确求出各离子浓度的大小和结合图像进行分析，要求学生具有图像数据的观察能力和分析能力。方法规律：式：沉淀溶解平衡： MmNn(s) mMn (aq) nNm-(aq )。 固体纯物质不在平衡常数之内。 上述反应平衡常数为Ksp=c(Mn )mc(Nm-)n，符号为Ksp影响因素：在一定的温度下，它是一定的常数，称为溶积常数，简称溶积，仅受温度的影响，不受溶液中物质浓度的影响。溶解度积的应用：通过比较溶解度积与溶液中离子浓度的幂积(离子积QC )的相对大小，可以判断难溶性电解质在某种条件下是否沉淀生成或溶解。QC Ksp溶液过饱和，沉淀析出直到溶液饱和成为新的平衡状态QC=Ksp溶液饱和，沉淀和溶解处于平衡状态QC Ksp溶液不饱和，没有沉淀析出，如果加入过剩的难溶性电解质，难溶性电解质会溶解到溶液饱和为止。目标培训：已知在1.25下离子化常数Ka(HF)=3.610-4 molL-1、溶解度积常数KSP(CaF2)=1.4610-10 mol3L-3 . 现在，如果在1L 0.2 molL-1HF溶液中加入1L 0.2 molL-1CaCl2溶液，则可以如下说明()a .在25下，0.1 molL-