平衡常数与溶度积

1、平衡常数1. 利用Q与K的大小关系，判断反应进行的方向、v(正)与v(逆)的大小以及平衡移动的方向练习：1反应CO(g)+ H2O(g) -一 CC2(g) + H2(g)缶mol-1,在800 C时的化学平衡常数K=。某时刻测得该温度下的密闭容器中各物质的物质的量见下表：COH2OCO2H2molmolmolmolC. v(正)=v(逆)D.无法判断此时反应中正、逆反应速率的关系式是()A. v（正） v（逆）B. v（正）v v（逆）2利用催化氧化反应将 SC2转化为SO3是工业上生产硫酸的关键步骤。已知：SC2 (g) + 1/202 (g) r SQ (g) H= 98 kJmol1&

2、#176; 某温度下该反应的平衡常数K= 10/3 ,若在此温度下，向 100 L的恒容密闭容器中，充入mol SO 2(g)、 mol O 2(g)和 mol SO 3(g)，则反应开始时v (正) v (逆)(填 V”、”或 1”)。3汽车尾气的主要成分是一氧化碳和氮氧化物，治理尾气的方法之一是在排气管上安装催化转化器，发生如下反应：2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CQ(g); Hv 0。(1) 若在一定温度下，将 2molNO、1molCO充入1L固定容积的容器中，反应过程中各物质的浓度变化如图所示。则从开始到达到平衡状态的过程中，平均反应速率v(CO2)=(结果保留两位有效数

3、字 )。(2) 若保持温度不变，20min时向容器中充入 CO、N2各，平衡将 移动(填 向左”、向右"或 不”)。20min时，若改变反应条件，导致 N2浓度发生如图所示的变化，则改变的条件可能是 (填字母)。 加入催化剂 降低温度 缩小容器体积 增加CQ的物质的量A .只有B 和C 只有 D.只有2. 平衡常数和转化率的相互换算练习：某温度下，向密闭容器中充入molCO和 出0，发生反应：CO(g) +H2O (g)強凰卅量康度(nnl* I JCQ (g) +H2 ( g)。CO的转化率随时间变化关系如图,若t2时刻向平衡体系中再通入mol H2O (g)，请在原坐标图中将改变

4、这一条件后CO的转化率的变化结果表示出来。(4)氨气是制取硝酸的重要原料，合成氨反应的热化学方程式如下：N2(g) + 3H2(g)2NH3(g) H= 92 kJ/mol温度为TC时，将2a mol H2和a mol N2放入L密闭容器中，充分反应后测得3D的5$乂專-乂N2的转化率为50%。则该反应的化学平衡常数为 右图表示H2的逆反应速率v 逆(H2)随反应时间的变化关系图像。已知t1达平衡，请在图中画出在t2时刻增大压强在t3时刻再次达平衡的变化曲线。4(4 a2( 2分)a3. 利用K判断反应的热效应【2011 锦州模拟】22 .( 12分)在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：

5、CO2(g)+H2(glCO(g)+H20(g),其化学平衡常数 K和温度t的关系如下表：回答下列问题:tc70080083010001200K(1) 该反应的化学平衡常数表达式为K 。(2) 该反应为反应(选填吸热、放热)。能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是 。a.容器中压强不变b.混合气体中 c(CO)不变 c. v正(H2)=v 逆(H2O)d. c(CQ)=c(CO)某温度下，平衡浓度符合下式：c(CQ) c(H2)=c(CO)c(H2O),试判断此时的温度为 C。22.(1) COH2O (2)吸热 (3) b、c (4) 830CO2H2 4. 上述几方面综合运用1. 练习.

6、煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及产率等问题。已知：CO(g) + fO(g) H2(g) + CO(g)的平衡常数随温度的变化如下表:温度/ c4005008301000平衡常数K1091试回答下列问题(1) 上述反应的正反应是 反应(填"放热”或"吸热”)。(2) 某温度下，上述反应达到平衡后，保持容器体积不变升高温度，正反应速率 (填“增大”、“减小”或“不变”)，容器内混合气体的压强 (填“增大”、“减小”或“不变”)。(3) 830C,在恒容反应器中发生上述反应，按下表中的物质的量投入反应混合物，其中向正反应方向进行的有 (选填A、B、C、D)。ABCD

7、n (CO2)3101n (H2)2101n (CO)123n(H2O)5232(4) 830C时，在2L的密闭容器中加入 4molCO(g)和6molH2O(g)达到平衡时，CO的转化率是 。(5) 在VL密闭容器中通入10molCO和10mol水蒸汽，在TC达到平衡，然后急速通过碱石灰，将所得混合气体 燃烧，测得放出的热量为2842KJ,则TC时的平衡常数 K=。(保留两位小数)(已知：2CO(g)+C2(g)=2CC2(g) H= 566kJ - mo1 ,2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H= 572kJ mo1) 答案.(1)放热(2分)(2)增大(1分)；增大(1分)(3)

8、 B、C (2分，选一个且正确给 1分，有错选不给分)(4) 60% (2分)(5)考点：平衡移动与转化率练习：1.对于反应2SQ(g)+O2(g) -一 2SO3(g) Hv 0,分别改变下列条件，SQ和O2的转化率如何变化(1) .其它条件不变，增加 O2的量。固定容积，开始充入 1molO2和2molSO2达平衡后，再充入 1molO2和2molSO2,两者的转化率如何变有何关系 若改为充入SO3呢(3) .固定容积，开始充入 1molO2和2molSO2达平衡后，再充入一定量的He气。若在恒压容器中(4) .开始在固定容积的容器中充入1molO2和2molSO2达平衡，若改为在恒压容器

9、中呢(5) .在300 C时，改变起始反应物中氢气的物质的量对反应N2(g) + 3H2(g) - 2NH3(g)示。 请在图中画出400 C时对应的图像。 在a、b、c三点中，H2的转化率最高的是，N2的转化率最高的是(填字母)。 要使NH3的百分含量达到b点，则n(N2): n(H2)=. 对于反应2Ag)+B(s)m2C(g) Hv 0,若增加B的量，A的转化率如何变2. 煤化工生产中常研究不同温度下平衡常数、投料比及产率等问题。已知：CO(g) +H2O(g)于丿H2(g)+CQ(g)的平衡常数随温度的变化如下表：温度/C4005008301000平衡常数K10910. 6则下列说法错

10、误.的是A .在830 C,等物质的量的 CO和H2O反应达到平衡时，CO的转化率为50%B. 上述正向反应是放热反应C. 某温度下上述反应平衡时，恒容、升高温度，原化学平衡向逆反应方向移动D. 在500 C时，反应达到平衡后，增大压强，化学平衡常数K减小3. 在容积为2L的密闭容器中，充人 4molCO和2mo1SO2，在一定条件下发生反应2CO (g) +SQ (g)S (g) +2CO2 (g), CQ的物质的量分数随时间的变化如图所示: 0-2min内的平均反应速率 v (CO) =。 该温度下，上述反应的平衡常数K=(填数值)。 2min后改变下列条件能使上述反应的反应速率增大，且平

11、衡向正向移动的是a.选用更高效得催化剂b 升高温度c.圾时分离出二氧化碳d .增加SQ的浓度 相同温度下，若开始加入 CO和SO2的物质的量是原来的 2倍，则是原来的2倍。a.达到平衡的时间b. CO的平衡浓度c.平衡常数d平衡时SQ的转化率4 升高温度，下列数据不一定同时增大的是B.弱电解质的电离平衡常数KaD 水的离子积常数Kw溶度积A. 化学反应速率vC.化学平衡常数K一、溶度积定义：在一定条件下，难溶强电解质 AmBn(s)溶于水形成饱和溶液时，在溶液中达到沉淀溶解平衡状态(动态平衡)，各离子浓度保持不变(或一定)，其离子浓度幕的乘积为一个常数，这个常数称之为溶度 积常数，简称溶度积，

12、用Ksp表示。二、溶度积表达式：AmBn(s) = mAn (aq) nBm (aq)Ksp c(An )m c(Bm )n(适用对象：饱和溶液) Ksp只与温度有关，而与沉淀的量和溶液中的离子的浓度无关。 一般来说，对同种类型难溶电解质(如 AgCI、AgBr、Agl、BaSO4), Ksp越小，其溶解度越小，越易转化为沉淀。不同类型难溶电解质，不能根据Ksp比较溶解度的大小。三、溶度积规则一离子积在一定条件下，对于难溶强电解质AmBn(s)= mAn (aq) nBm (aq)在任一时刻都有Qc c(An )m c(Bm )n(适用对象：任一时刻的溶液)可通过比较溶度积与溶液中有关离子浓度

13、幕的乘积-离子积(Qc)的相对大小判断难溶电解质在给定条件下的沉淀生成或溶解情况：Qc Ksp，溶液过饱和，有沉淀析出，直至溶液饱和，达到新的平衡；Qc Ksp，溶液为饱和溶液，沉淀与溶解处于平衡状态；Qc Ksp，溶液未饱和，向沉淀溶解的方向进行，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。化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1 10 5 mol L时，沉淀就达完全(2011年浙江)13、海水中含有丰富的镁资源。某同学设计了从模拟海水中制备MgO的实验方案：加NaO H固体滤液N调到pH 11.01.0mL 1 .Omol L滤液M1.0L模拟海水NaOH溶液过滤250

14、C pH 8.3过滤沉淀物YMgO沉淀物XA今r模拟海水中的离子NaMg2Ca2Clhco30.4390.0500.0110.5600.001浓度(mol L)注：溶液中某种离子的浓度小于511.0 10 mol L ，可认为该离子不存在； 实验过程中，假设溶液体积不变。Ksp(CaCO3)4.96 109KspCa(OH)24.68 106F列说法正确的是Ksp Mg(OH)26.82 1065.61 10 12A、沉淀物X为CaCO3 B溶液2M中存在Mg22、不存在CaC、溶液N中存在Mg、Ca2Y为Ca(OH )2和Mg(OH )2的混合物D、步骤中若改为加入 4.2g NaOH固体，

15、沉淀物【命题分析】本题考核实验方案的分析及难溶电解质溶液中的沉淀转化。【解题思路】A、加入的氢氧化钠与碳酸氢根离子反应生成碳酸根离子，碳酸根离子与钙离子反应生成沉淀物碳酸钙，HCO3 OH CO" H2O，Ca2 CO；CaCO3 ，QCaCOsc(Ca2 ) c(CO； ) 0.011 0.0011.1 10 6(mol L)3 KspCaCO3 ； A 项正确。B、QcCa(OHLc(Ca2 ) c2(OH ) 0.011(10 3)21.1 10 8(mol L)3 KspCa(OH)2Ca2未沉淀，B项错误2C、加入pH 11的NaOH溶液，溶液中的 Mg浓度为:c(Mg2)

16、KspMg(OH)25.611012c(OH )2(10 3)25.61 10 6 mol.丄，可认为Mg2沉淀完全，C错D、加入4.2g NaOH固体,n m 亠0.105mol， M 40 g molc( NaOH ) c(OH )Qc Mg (OH )2 c(Mg2誉。.曲Lc2(OH ) 5.5 10 4 0.1052 5.5 10 4(mol L)3 Ksp Mg(OH)2有Mg(OH)2沉淀生成。Mg 2完全沉淀后，剩余 c(OH )0.005mol.LQ；Ca(OH)2 c(Ca2 ) c2(OH ) 0.011 (0.005)2 2.75 10 8(mol L)3 Ksp Ca

17、(OH)2 无Ca(OH )2沉淀生成，D项错误。四、不同沉淀方法的应用(1)直接沉淀法：除去指定溶液中某种离子或获取该难溶电解质。(2 )分布沉淀法：鉴别溶液中离子成分或分别获得不同难溶电解质。(3 )共沉淀法：加入合适的沉淀剂，除去一组中某种性质相似的离子。(4) 氧化还原法：改变某种离子的存在形式，促使其转化为溶解度更小的难溶电解质便于分离，或使其转 变为易溶物质。五、沉淀溶解的方法(1) 酸碱溶解法：根据平衡移动原理，对于在水中难溶的电解质，如果能设法不断移去溶解平衡体系中的相应离子，使平衡 向沉淀溶解的方向移动，就可以使沉淀溶解。CaCO3(s) = Ca2 (aq) CO； (aq

18、)加入盐酸，HCI H Cl ，则 CO； 2HH2O CO2碳酸根与氢离子不断反应生成水和二氧化碳，二氧化碳逸去，溶液中碳酸根离子浓度降低，碳酸钙就不断溶解。可用此法的还有：FeS、AI(OH)3、Cu(OH )2、Fe(OH )2、Fe(OH )3(2) 发生氧化还原反应使沉淀溶解有些金属硫化物如 CuS、HgS等溶度积特别小，其饱和溶液中 S2浓度特别小，不能溶于非氧化性强酸, 但能溶于氧化性强酸。如：3CuS 8HNO3 3Cu(NO3)2 3S 2NO4H2O此法适用于溶解那些具有明显氧化性或还原性的难溶物。(3) 生成配合物使沉淀溶解向沉淀溶液中加入适当配合剂，使溶液中某离子生成稳定的配合物，减少其离子浓度，从而使沉淀溶解。如：AgCI (s) Ag (aq) Cl (aq)