高三化学常数专题复习资料及真题汇编

高三化学常数专题复习资料及真题汇编化学常数是化学学科的基石，它们定量地描述了化学反应的限度、物质的性质以及能量的变化。在高三复习阶段，系统梳理和深入理解这些常数，不仅是应对高考的关键，更是提升化学学科素养的核心环节。本专题旨在帮助同学们构建清晰的知识网络，掌握各类常数的内涵、应用及相关计算，通过真题演练巩固提升，最终实现对这部分知识的融会贯通。一、核心化学常数梳理与解读（一）阿伏伽德罗常数(Nₐ)阿伏伽德罗常数是连接微观粒子与宏观物质的桥梁，其定义为1mol任何粒子的粒子数，符号为Nₐ，近似值为6.02×10²³mol⁻¹。*核心要点：1.基准：以¹²C原子质量的1/12为标准，1mol¹²C的原子数目即为Nₐ。2.适用范围：适用于微观粒子（原子、分子、离子、质子、中子、电子等）及特定组合（如官能团、化学键等）。3.考查角度：常与物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度、氧化还原反应中电子转移数目等结合考查。4.注意事项：*物质的状态：如水在标准状况下为液态或固态，SO₃在标准状况下为固态。*物质的结构：如稀有气体为单原子分子，某些物质中化学键的数目（如SiO₂、P₄等）。*电离与水解：弱电解质的部分电离、盐类的水解会导致溶液中离子数目变化。*氧化还原反应的复杂性：如变价金属与酸或氧化剂反应时，电子转移数目的计算需注意反应是否彻底及产物价态。（二）平衡常数家族平衡常数是表征可逆反应进行程度的物理量，其值仅与温度有关。1.化学平衡常数(K)*定义：在一定温度下，可逆反应达到平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值（对于有气体参与的反应，也可用分压表示，记为Kp）。*表达式：对于反应aA(g)+bB(g)⇌cC(g)+dD(g)，Kc=[C]^c[D]^d/([A]^a[B]^b)（浓度平衡常数，适用于溶液或气体）Kp=(pC)^c(pD)^d/((pA)^a(pB)^b)（压力平衡常数，适用于气体）*意义：K值越大，正反应进行的程度越大，反应物的转化率越高。*影响因素：只与温度有关。吸热反应，升温K增大；放热反应，升温K减小。*注意事项：*表达式中各物质的浓度（或分压）为平衡状态下的值。*固体和纯液体的浓度视为常数，不写入表达式。*稀溶液中，水的浓度视为常数，不写入表达式；非水溶液中的反应，若有水参与或生成，则水的浓度需写入。*K的单位与反应方程式的计量数有关，计算时需注意。2.电离平衡常数(Kₐ、Kᵦ)*定义：在一定温度下，弱电解质在水溶液中达到电离平衡时，电离出的离子浓度幂之积与未电离的分子浓度幂之积的比值。*表达式：对于一元弱酸HA⇌H⁺+A⁻，Kₐ=[H⁺][A⁻]/[HA]对于一元弱碱BOH⇌B⁺+OH⁻，Kᵦ=[B⁺][OH⁻]/[BOH]*意义：Kₐ（或Kᵦ）值越大，弱酸（或弱碱）的电离程度越大，酸性（或碱性）越强。*影响因素：只与温度有关，与浓度无关。升温，电离程度增大，K值增大。*注意事项：*多元弱酸分步电离，每一步都有对应的电离常数（Kₐ₁、Kₐ₂、Kₐ₃...），且Kₐ₁>>Kₐ₂>>Kₐ₃，溶液的酸性主要由第一步电离决定。*电离平衡常数的表达式中，各浓度为平衡浓度。3.水的离子积常数(Kᵥ)*定义：在一定温度下，水的电离平衡H₂O⇌H⁺+OH⁻达到平衡时，[H⁺]与[OH⁻]的乘积。*表达式：Kᵥ=[H⁺][OH⁻]*意义：衡量水的电离程度，也适用于任何稀水溶液。*影响因素：只与温度有关。升温，水的电离程度增大，Kᵥ增大。常温（25℃）时，Kᵥ=1.0×10⁻¹⁴。*注意事项：*无论是酸性、碱性还是中性溶液中，都同时存在H⁺和OH⁻，且[H⁺][OH⁻]=Kᵥ。*酸碱溶液会抑制水的电离，但Kᵥ不变。4.难溶电解质的溶度积常数(Kₛₚ)*定义：在一定温度下，难溶电解质的饱和溶液中，各离子浓度幂之积（以其化学计量数为指数）为一常数。*表达式：对于难溶电解质AₘBₙ(s)⇌mAⁿ⁺(aq)+nBᵐ⁻(aq)，Kₛₚ=[Aⁿ⁺]^m[Bᵐ⁻]^n*意义：Kₛₚ值反映了难溶电解质在水中的溶解能力。对于同类型的难溶电解质（如AgCl、AgBr、AgI），Kₛₚ越小，溶解度越小。*影响因素：只与温度有关，与离子浓度无关。多数难溶盐的溶解是吸热过程，升温Kₛₚ增大。*注意事项：*表达式中的浓度为饱和溶液中离子的平衡浓度。*用于判断沉淀的生成、溶解及转化。Qc>Kₛₚ时，有沉淀生成；Qc=Kₛₚ时，达到溶解平衡；Qc<Kₛₚ时，无沉淀生成或沉淀溶解。*不同类型的难溶电解质，不能直接用Kₛₚ值比较溶解度大小，需通过计算溶解度（mol/L）进行比较。5.水解平衡常数(Kₕ)*定义：在一定温度下，盐类水解反应达到平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值。*表达式：对于强碱弱酸盐（如NaA，A⁻为弱酸根）：A⁻+H₂O⇌HA+OH⁻，Kₕ=[HA][OH⁻]/[A⁻]=Kᵥ/Kₐ(HA)对于强酸弱碱盐（如NH₄Cl，NH₄⁺为弱碱阳离子）：NH₄⁺+H₂O⇌NH₃·H₂O+H⁺，Kₕ=[NH₃·H₂O][H⁺]/[NH₄⁺]=Kᵥ/Kᵦ(NH₃·H₂O)*意义：Kₕ值越大，盐的水解程度越大。*影响因素：只与温度有关。升温，水解程度增大，Kₕ增大（因Kᵥ随温度升高而增大）。*注意事项：Kₕ与对应弱酸（或弱碱）的电离常数成反比，即酸（或碱）越弱，其对应盐的水解程度越大。（三）其他重要常数*燃烧热(ΔHc)：在101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。单位：kJ/mol。其值与具体物质和燃烧产物的状态有关。*中和热(ΔHn)：在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1mol液态水时所释放的热量。通常约为-57.3kJ/mol（注意条件：稀溶液、强酸强碱、生成1mol水）。二、高考真题汇编与典型例题解析（一）阿伏伽德罗常数相关例题1：（近年全国卷真题改编）设Nₐ为阿伏伽德罗常数的值。下列说法正确的是（）A.标准状况下，22.4L的CCl₄中含有的CCl₄分子数为NₐB.1mol/L的NaCl溶液中含有的Na⁺离子数为NₐC.常温常压下，16gO₂和O₃的混合气体中含有的氧原子数为NₐD.1molFe与足量的稀HNO₃反应，转移的电子数为2Nₐ解析：A项，标准状况下CCl₄为液态，不能用气体摩尔体积计算其物质的量，A错误。B项，未给出溶液体积，无法计算Na⁺离子数目，B错误。C项，O₂和O₃均由氧原子构成，16g混合气体中氧原子的物质的量为16g/16g/mol=1mol，数目为Nₐ，C正确。D项，Fe与足量稀HNO₃反应生成Fe³⁺，1molFe转移3mol电子，D错误。答案：C（二）化学平衡常数相关例题2：（近年江苏卷真题改编）一定温度下，在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物，发生反应2SO₂(g)+O₂(g)⇌2SO₃(g)ΔH=-196.6kJ/mol。测得反应的相关数据如下：容器起始投入平衡时SO₃浓度(mol/L)平衡常数K反应的能量变化:---::-------::-------------------::-------::------------:甲2molSO₂、1molO₂c₁K₁放出Q₁kJ乙4molSO₃c₂K₂吸收Q₂kJ丙2molSO₂、2molO₂c₃K₃放出Q₃kJ下列说法正确的是（）A.c₁<c₂=2c₁B.K₁=K₂<K₃C.Q₁+Q₂=196.6D.若丙容器改为恒压，平衡后c₃较恒容时减小解析：A项，乙容器可视为甲容器加压（体积缩小为一半），平衡正向移动，故c₂>2c₁，A错误。B项，温度相同，平衡常数K相同，K₁=K₂=K₃，B错误。C项，甲中2molSO₂和1molO₂完全反应放出196.6kJ热量，乙中4molSO₃完全分解吸收196.6kJ热量。甲与乙达到的平衡为等效平衡（乙是甲的加压版，但平衡常数只与温度有关），则Q₁（甲放出）+Q₂（乙吸收）=196.6，C正确。D项，丙容器起始2molSO₂、2molO₂，恒压条件下，反应正向进行，气体物质的量减小，体积减小，相当于恒容基础上加压，平衡更正向移动，SO₃浓度增大，故恒压下c₃较恒容时增大，D错误。答案：C（三）电离平衡常数与水的离子积常数相关例题3：（近年浙江卷真题改编）25℃时，下列溶液中有关微粒的物质的量浓度关系正确的是（）A.pH=4的0.1mol/LNaHA溶液中：[HA⁻]>[H⁺]>[H₂A]>[A²⁻]B.0.1mol/LNa₂CO₃溶液与0.1mol/LNaHCO₃溶液等体积混合：3[Na⁺]=2([CO₃²⁻]+[HCO₃⁻]+[H₂CO₃])C.0.1mol/L氨水与0.05mol/LH₂SO₄溶液等体积混合：[NH₄⁺]+[H⁺]=[SO₄²⁻]+[OH⁻]D.25℃时，Kₐ(CH₃COOH)=1.8×10⁻⁵，Kₐ(HClO)=3.0×10⁻⁸，若浓度均为0.1mol/L的CH₃COONa和NaClO混合溶液中：[OH⁻]>[CH₃COOH]>[HClO]>[H⁺]解析：A项，pH=4的NaHA溶液显酸性，说明HA⁻的电离程度大于水解程度，故[A²⁻]>[H₂A]，A错误。B项，等体积混合后，n(Na₂CO₃)=n(NaHCO₃)，物料守恒应为2[Na⁺]=3([CO₃²⁻]+[HCO₃⁻]+[H₂CO₃])，B错误。C项，等体积混合后恰好完全反应生成(NH₄)₂SO₄，电荷守恒应为[NH₄⁺]+[H⁺]=2[SO₄²⁻]+[OH⁻]，C错误。D项，酸性：CH₃COOH>HClO，故对应盐的水解程度：ClO⁻>CH₃COO⁻。混合溶液显碱性，[OH⁻]>[H⁺]。水解生成的酸浓度：[HClO]>[CH₃COOH]（因ClO⁻水解程度大），但水解是微弱的，所以[OH⁻]>[HClO]>[CH₃COOH]>[H⁺]，D正确。答案：D（四）溶度积常数相关例题4：（近年北京卷真题改编）实验：①0.1mol/LAgNO₃溶液和0.1mol/LNaCl溶液等体积混合得到浊液a，过滤得到滤液b和白色沉淀c；②向滤液b中滴加0.1mol/LKI溶液，出现浑浊；③向沉淀c中滴加0.1mol/LKI溶液，沉淀变为黄色。下列分析不正确的是（）A.浊液a中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s)⇌Ag⁺(aq)+Cl⁻(aq)B.滤液b中不含有Ag⁺C.③中颜色变化说明AgCl转化为AgID.实验可以证明AgI比AgCl更难溶解析：A项，浊液a为AgCl悬浊液，存在AgCl的溶解平衡，A正确。B项，滤液b为AgCl的饱和溶液，存在Ag⁺和Cl⁻，只是浓度很小，B错误。C项，AgCl为白色，AgI为黄色，沉淀由白色变为黄色，说明AgCl转化为AgI，C正确。D项，沉淀转化的方向是由溶解度大的向溶解度小的转化，故AgI比AgCl更难溶，D正确。答案：B（五）综合应用与计算例题5：（自编综合题）已知25℃时：①H₂CO₃的Kₐ₁=4.3×10⁻⁷