高考化学二轮复习四大平衡常数课堂

1、四大平衡常数,平衡常数,题型一,化学平衡常数,常考点,1,化学平衡常数表达式,2,化学平衡常数的计算,3,由化学平衡常数计算初始浓度或平衡浓度,4,计算反应物的平衡转化率或生成物的产率,5,用化学平衡常数,K,判断平衡移动的方向、反应的热效应等,1,化学平衡常数的含义,对于反应,m,A(g),n,B(g,p,C(g),q,D(g,c,p,C,c,q,D,K,m,n,c,A,c,B,2,影响,K,的外界因素,温度。若升温,K,增大,或减小,则正反应吸热,或放,热,3,方程式书写形式对化学平衡常数的影响,同一反应,正反应与逆反,应的化学平衡常数的乘积等于,1,即,K,正,K,逆,1,对于同一反应,

2、若,方程式中的化学计量数均扩大,n,倍或缩小为,1,则新平衡常数,K,与原平,衡常数,K,之间的关系,K,K,或,K,n,K,若几个不同的可逆反应,其方,程式存在如下关系,式,式,式,则,K,K,K,4,化学平衡常数的应用,n,n,判断任意时刻,v,正,与,v,逆,的大小关系,将某一时刻生成物浓度幂之,积与反应物浓度幂之积的比值,Q,c,与,K,比较,K,与,Q,c,关系,速率关系,Q,c,K,v,正,v,逆,Q,c,K,v,正,v,逆,Q,c,K,v,正,v,逆,判断可逆反应的,H,的正负,a,若升高温度,K,值减小,则正反应为放热反应,H,0,b,若升高温度,K,值增大,则正反应为吸热反应

3、,H,0,此种条件下,若对应反应具有自发性,则该反应一定是熵值增加的反应,典例,随着科学技术的发展和环保要求的不断提高,CO,2,的捕集利用技,术成为研究的重点。完成下列填空,1,目前国际空间站处理,CO,2,的一个重要方法是将,CO,2,还原,所涉及反应,的方程式为,CO,2,g)+4H,2,g,CH,4,g)+2H,2,O(g,已知,H,2,的体积分数随温度的升高而增加,若温度从,300,升至,400,重新达到平衡,判断下列表格中各物理量的,变化,选填“增大”“减小”或“不变,v,正,v,逆,平衡常数,K,转化率,2,相同温度时,上述反应在不同起始浓度下分别达到平衡,各物质,的平衡浓度如下

4、表,CO,2,mol,L,H,2,mol,L,1,1,CH,4,mol,L,H,2,O/mol,L,1,1,平衡,平衡,a,m,b,n,c,x,d,y,a,b,c,d,与,m,n,x,y,之间的关系式为,答案,1,增大,增大,减小,减小,c,d,2,x,y,2,2,4,a,b,m,n,4,解析,1)H,2,的体积分数随温度的升高而增加,这说明升高温度平衡向,逆反应方向移动,即正反应是放热反应。升高温度正、逆反应速率均增,大,平衡常数减小,反应物的转化率减小,2,相同温度时平衡常数不变,则,a,b,c,d,与,m,n,x,y,之间的关系,c,d,2,x,y,2,式为,4,a,b,m,n,4,1,

5、一定温度下,将,2 mol NO,1 mol CO,充入,1 L,固定容积的密闭容器中,发生反应,2NO(g)+2CO(g,N,2,g)+2CO,2,g,H,0,反应过程中部,分物质的浓度变化如图所示。下列有关说法中错误的是,A.15 min,时再向容器中充入,CO,N,2,各,0.6 mol,平衡不移动,B,反应进行到,8 min,时,CO,2,的生成速率小于,CO,的消耗速率,C,当生成,NO,与生成,CO,2,的速率相等时表明反应达到平衡状态,D,若容器的压强保持不变,表明反应已达到平衡状态,0.2,0.4,2,答案,B,由图像知,15 min,时反应达到平衡状态,K,2,加入一,0.6

6、,1.6,2,0.8,0.4,2,定量的,CO,N,2,后,Q,c,2,求得,K,Q,c,故体系仍处于平衡状态,A,项,2,1.2,1.6,不符合题意,当生成,NO,与生成,CO,2,的速率相等时,表明正反应速率与逆,反应速率相等,反应达到平衡状态,C,项不符合题意,因该反应是气体分,子数目发生变化的反应,故当压强不变时,表明反应达到了平衡状态,D,项不符合题意,2,在一定温度下,向,2 L,密闭容器中充入,3 mol CO,2,和,2 mol H,2,发生反应,CO,2,g)+H,2,g,CO(g)+H,2,O(g,CO(g),1,已知温度为,T,时,该反应的平衡常数,K,1,0.25,则该

7、温度下反应,1,H,2,O(g,1,CO,2,g),1,H,2,g,的平衡常数,K,2,2,2,2,2,已知温度为,T,100,时,该反应的平衡常数,K,3,1.0,则该反应为,反应,填“吸热”或“放热,3,在温度为,T,100,时,某时刻,CO,2,的物质的量为,2.0 mol,则该时刻,v,正,v,逆,填,或,答案,1)2,2,吸热,3,解析,1,1,2,1,CO,2,g),2,H,2,g,1,1,CO(g),2,2,H,2,O(g,的平衡常数为,K,1,0.5,由正、逆反应的平衡常数关系知,K,2,2,2,升高温度,平衡常数增大,说明平衡向正反应方向移动,即正反应是吸,热反应,3)CO,

8、2,的物质的量为,2.0 mol,时,其物质的量浓度为,1.0 mol,L,1,由化学方,程式易求出此刻,H,2,的物质的量浓度为,0.5 mol,L,1,CO,的物质的量浓度为,0.5,0.5 mol,L,1,H,2,O(g,的物质的量浓度为,0.5 mol,L,1,则,Q,c,0.5,0.51.0,0.5,1.0,该反应向正反应方向进行,此时,v,正,v,逆,题型二,电离平衡常数,K,a,K,b,和水解平衡常数,K,h,主要考查点,1,直接计算电离平衡常数、水解平衡常数,2,由电离平衡常数、水解平衡常数推断弱酸、弱碱的相对强弱或浓,度,3,由,K,a,K,b,或,K,h,计算,pH,4,K

9、,a,K,b,K,h,K,W,之间的定量关系,1,电离常数,含义,如对于,HA,H,A,K,a,c,H,c,A,c,HA,意义,相同温度下,K,值越小表明电离程度越小,对应酸的酸性或碱的,碱性越弱,影响因素,同一电解质,K,值只与温度有关,一般情况下,温度越高,K,值,越大,此外对于多元弱酸来说其,K,a1,K,a2,K,a3,2,水解平衡常数,含义,A,H,2,O,HA+OH,达到平衡时有,K,h,c,OH,c,HA,K,同,K,c,A,W,a,理,强酸弱碱盐水解平衡常数与弱碱电离平衡常数,K,b,的关系为,K,h,K,W,影响因素,K,h,值的大小是由发生水解的离子的性质与温度共同决定,的

10、,温度一定时,离子水解能力越强,K,h,值越大,温度升高时,K,h,值增大,对,于多元弱酸阴离子或多元弱碱阳离子来说,K,h1,K,h2,K,h3,K,b,典例,室温下,H,2,SO,3,的电离平衡常数,K,a1,1.0,10,2,K,a2,1.0,10,7,NaHSO,3,溶液的,pH,1,该温度下,NaHSO,3,的水解平衡常数,K,h,填,或,7,若向,NaHSO,3,溶液中加入少量,I,2,则溶,c,H,S,O,2,3,液中,将,c,H,S,O,3,填“增大”“减小”或“不变,2,从平衡移动的角度解释,S,O,的,3,2)0.1 mol/L Na,2,SO,3,溶液的,pH,K,h1,

11、K,h2,答案,1)1.0,10,12,增大,2)10,一级水解产生的,OH,对二级水解有抑制作用,解析,c,HSO,3,c,H,1,K,a1,由,HS,H,2,O,H,2,O,SO,OH,知,K,h,3,3,c,H,2,S,O,3,W,a,1,12,c,H,S,O,c,O,H,c,H,c,H,S,O,c,O,H,2,K,3,这说明,HS,K,2,3,1.0,10,a2,K,c,H,S,O,c,H,c,H,S,O,3,3,O,3,的电离能力强于水解能力,故溶液显酸性,pH7,当加入少量,I,2,时,4,价的硫,元素被氧化,溶液中有硫酸,强酸,生成,导致溶液的酸性增强,c,H,增大,c,H,2,

12、S,O,3,c,OH,减小,但因温度不变,故,K,h,不变,则,增大,c,H,S,O,3,2,2,同理可求出,K,h1,K,W,1.0,10,7,Na,2,SO,3,溶液的碱性主要由,S,O,3,的一级,K,2,水解决定,设溶液中,c,OH,x,mol/L,则,c,HS,O,3,x,mol/L,c,S,O,0.1,3,a,2,mol/L,x,mol/L,0.1 mol/L,利用水解平衡常数易求出,x,1.0,10,4,pH=10,一级水解产生的,OH,对二级水解有抑制作用,导致二级水解程度降低,1.25,时,用,0.1 mol,L,1,CH,3,COOH,溶液滴定,20 mL 0.1 mol,

13、L,1,NaOH,溶液,当滴加,V,mL CH,3,COOH,溶液时,混合溶液的,pH=7,已知,CH,3,COOH,的电,离平衡常数为,K,a,忽略混合时溶液体积的变化。下列关系式正确的是,2,1,0,7,0.1,K,a,2,2,1,0,8,V,A,K,a,2,1,0,7,B,V,0.1,V,2,C,K,a,2,1,0,7,D,K,a,V,2,0,2,答案,A,当,pH=7,时,溶液中,c,CH,3,COO,c,Na,mol,L,1,由物料,守恒知,c,CH,3,COOH),0,1,V,V,mol,2,0,L,1,据,K,a,c,H,c,c,代入相关数据可得,C,H,3,C,O,O,C,H,

14、K,a,3,C,O,O,H,V,mol,2,2,L,1,0,V,2,0,mol,0.1,V,L,V,1,2,再根,2,0,2,1,0,7,0.1,V,2,2,已知常温下,CN,的水解常数,K,h,1.61,10,1,常温下,含等物质的量浓度的,HCN,与,NaCN,的混合溶液显,填“酸”“碱”或“中,性,c,CN,5,填,或,c,HCN,该溶液中各离子浓度由大到小的顺序为,2,常温下,若将,c,mol/L,盐酸与,0.62 mol/L KCN,溶液等体积混合后恰好,得到中性溶液,则,c,小数点后保留,4,位数字,答案,1,碱,c,Na,c,CN,c,OH,c,H,2)0.616 2,解析,1,

15、K,h,1.61,10,由此可求出,K,a,HCN,6.2,10,故,CN,的水解能,5,10,力强于,HCN,的电离能力,由于,NaCN,与,HCN,的物质的量相等,故水解产生,的,c,OH,大于电离生成的,c,H,混合溶液显碱性,且,c,CN,c,HCN,2,当溶液显中性时,由电荷守恒知溶液中,c,K,c,CN,c,Cl,由物料守,恒得,c,HCN),c,K,c,CN,c,Cl,0.5,c,mol/L,由,CN,H,2,O,7,5,10,0.5,c,1.0,c,O,H,c,H,CN,得,K,h,1.61,10,解得,c,0.616 2,0.31,0.5,c,c,CN,HCN+OH,题型三,

16、水的离子积常数,常考点,1,计算温度高于室温时的,K,W,2,利用,K,W,的大小比较温度的高低,3,利用,K,W,c,H,c,OH,进行,c,H,与,c,OH,的相互换算,4,溶液,pH,水电离的,c,H,或,c,OH,的计算,1,含义,K,W,c,H,c,OH,2,影响因素,温度。升高温度,K,W,增大,3,K,W,适用范围,纯水和电解质溶液。其中,c,H,c,OH,是溶液中的,H,OH,浓度,水电离出的,c,OH,c,H,典例,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,K,W,间的关系,A=DCB,B,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,

17、A,点到,C,点,可采用,温度不变在水中加入少量,NH,4,Cl,固体,D,若从,A,点到,D,点,可采用,温度不变在水中加入少量,NH,4,Cl,固体,答案,C,解析,K,W,是温度的函数,随温度升高而增大,A,D,点温度相同,B,点温度,高于,C,点温度,A,正确,从,A,点到,D,点,温度不变,酸性增强,B,D,正确,A,C,点温度不同,C,错误,1,室温下,在,pH=11,的某溶液中,由水电离出的,c,OH,为,1.0,10,7,mol/L,1.0,10,11,mol/L,A,B,答案,D,该溶液中,H,是,H,2,O,电离产生的,如,Na,2,CO,3,则,OH,1.0,10,6,m

18、ol/L,1.0,10,3,mol/L,C,或,D,或,c,OH,10,3,mol/L,c,H,10,11,mol/L,若是碱溶液,水电离的,OH,与,H,浓度均为,10,11,mol/L,若是盐溶液,H,2,O,电离产生的,即水电离的,c,OH,10,3,mol/L,则,是,2,在一定条件下,相同,pH,的硫酸和硫酸铁溶液中水电离出来的,c,H,分,别是,1.0,10,a,mol,L,1,和,1.0,10,b,mol,L,1,在此温度下,则下列说法正确的是,A,a,b,B,a,b,C,水的离子积为,1.0,10,(7,a,D,水的离子积为,1.0,10,b,a,答案,D,加酸抑制水的电离,加

19、易水解的盐促进水的电离,B,选项错误,由题意可知,两种溶液的,pH,b,即硫酸溶液中,mol,L,1,而水电离产生的,c,H,等于水电离产生的,c,OH,中,c,OH,是,1.0,10,a,mol,L,1,K,b,a,W,1.0,10,D,选项正确,则,a,b,A,和,c,H,是,1.0,10,b,所以硫酸溶液,题型四,难溶电解质的溶度积常数,K,sp,常考点,1,溶解度与,K,sp,的相互转化与比较,2,沉淀先后的顺序判断,3,沉淀转化的计算,4,金属阳离子沉淀完全的,pH,及沉淀分离的相关计算,5,与,K,a,K,b,K,h,相结合的计算,6,溶度积曲线的分析及计算,1,溶度积常数,K,s

20、p,的表达式,对于组成为,A,m,B,n,的电解质,饱和溶液中存在,平衡,A,m,B,n,s,m,A,aq),n,B,aq,K,sp,c,A,c,B,n,m,m,n,n,m,2,影响,K,sp,大小的因素,对于确定的物质来说,K,sp,只与温度有关,一般情况,下,升高温度,K,sp,增大,3,溶度积规则,当,Q,c,K,sp,时,溶液过饱和,有沉淀析出,直至溶液饱和,达到,新的平衡,当,Q,c,K,sp,时,溶液饱和,沉淀与溶解处于平衡状态,当,Q,c,K,sp,时,溶液未饱和,无沉淀析出,若加入过量难溶电解质,难溶电解质溶解直至,溶液饱和,4,K,sp,与物质溶解度的关系,对于组成形式相同的

21、物质来说,K,sp,越小,物,质越难溶解或溶解度越小,组成形式,A,m,B,n,不同的物质,K,sp,越小且,m,n,越,小的物质越难溶,K,sp,的大小与沉淀转化的关系,组成形式相同的难,溶物质,K,sp,较大的沉淀易转化为,K,sp,较小的沉淀,但当二者,K,sp,相差不大时,反过来也可转化,对于组成形式,A,m,B,n,不同的物质来说,一般情况下,K,sp,较大且,m,n,也较大的物质易转化为,K,sp,较小且,m,n,也较小的物质。其他,情况则需要通过计算才能确定,典例,常温下,将,0.1 mol BaSO,4,粉末置于盛有,500 mL,蒸馏水的烧杯中,然后向烧杯中加入,Na,2,C

22、O,3,固体,忽视溶液体积的变化,并充分搅拌,加入,Na,2,CO,3,固体的过程中,溶液中几种离子的浓度变化曲线如图所示,下列,说法中正确的是,A,相同温度时,K,sp,BaSO,4,K,sp,BaCO,3,B.BaSO,4,在水中的溶解度,K,sp,均比在,BaCl,2,溶液中的大,2,C,反应,BaSO,4,s)+C,O,aq,3,BaCO,3,s)+S,aq,K,2,K,1,O,2,4,的,D,若使,0.1 mol BaSO,4,全部转化为,BaCO,3,至少要加入,2.6 mol Na,2,CO,3,答案,D,解析,2,2,4,2,5,O,O,由图像知当,c,C,3,2.5,10,m

23、ol/L,时,c,S,4,c,Ba,1.0,10,O,3,2,2.5,10,4,mol/L,时,开始有,BaCO,3,mol/L,故,K,sp,BaSO,4,1.0,10,10,当,c,C,生成,故,K,sp,BaCO,3,2.5,10,1.0,10,2.5,10,A,项错误,K,sp,只与温度有,c,S,O,2,4,K,sp,B,a,S,O,4,关,B,项错误,K,1,2,0.04,K,2,K,1,1,故,K,2,K,1,C,项错误,当,c,C,O,3,K,sp,B,a,C,O,3,0.1 mol BaSO,4,全部转化为,BaCO,3,时,溶液中,c,S,O,2,4,0.2 mol/L,K

24、,1,2,0.2,m,o,L,5 mol/L,即,c,S,O,2,0.1 mol BaSO,4,转化完时溶,4,0.04,c,l,C,O,3,c,C,O,3,2,c,C,O,3,2,4,5,9,2,液中还有,2.5 mol C,O,3,2,转化过程中还消耗了,0.1 mol C,O,故至少需要,3,2.6 mol Na,2,CO,3,D,项正确,1.(2016,河北质量检测,已知常温下,K,sp,AgCl)=1.8,10,K,sp,AgBr)=5.0,10,下列有关说法错误的是,10,13,A,向,AgCl,浊液中滴入,KBr,溶液,可得到浅黄色固体,c,C,l,B.AgCl,AgBr,的饱和溶液中,19,c,B,r,C,欲用,1 L NaCl,溶液使,0.01 mol AgBr,转化为,AgCl,则,c,NaCl,3.61 mol/L,D.AgCl,在水中的,K,sp,比在,NaCl,溶液中的大,答案,D,由于,AgCl,AgBr,的组成形式相同且,AgBr,的,K,sp,比,AgCl,的小,故,AgCl,易转化为,AgBr,A,项不符合题意,AgCl,饱和溶液中,c,Cl,c,Ag,同理,c,Br,K,sp,AgCl,c,C,l,19,B,项不符合题意,AgBr(s,K,sp,AgBr,c,B,r,Cl,aq,AgCl(s)+Br,aq,K,K,s,p