高考中亮点：三大平衡常数(wendang).ppt

1、新课程高考中的新亮点“三大平衡常数”,2009年5月,温馨提示：,化学平衡常数、电离平衡常数、沉淀溶解平衡常数位于选修四化学反应原理部分，属于新课标的新增内容。从近两年的高考中发现，化学平衡常数已成为了高考命题的热点；电离平衡常数和沉淀溶解平衡常数也渐有“升温”的表现，因此，可以预测这“三大平衡常数”在今后的高考中，将继续成为今后高考的重点及热点。下面将分类追踪透析。,例1、将固体NH4I置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：c(H2)=0.5molLc(HI)=4molL1，则此温度下反应的平衡常数为()A9B16C20D25,解析：由平衡时氢气的浓度可求得反应分解消耗HI的浓度，c(H

2、I)=0.5molL-12=1mol/L，故式生成c(HI)=c(HI)平衡+c(HI)分解=4molL-1+1mol/L=5molL-1，c(NH3)平衡=c(HI)=5molL-1，根据化学平衡常数公式K=c(NH3)平衡c(HI)平=5mol/L4molL-1，故答案选C。,一、化学平衡常数,对于一般的可逆反应：mA(g)+nB(g)=pC(g)+qD(g)，其中m、n、p、q分别表示化学方程式中个反应物和生成物的化学计量数。当在一定温度下达到化学平衡时，这个反应的平衡常数公式可以表示为：,各物质的浓度一定是平衡时的浓度,而不是其他时刻的.,方法规律：,在进行K值的计算时，固体和纯液体的

3、浓度可视为“1”。例如：Fe3O4(s)+4H2(g)3Fe(s)+4H2O(g)，在一定温度下，化学平衡常数：,化学平衡常数是指某一具体化学反应（题设化学方程式）的平衡常数，当化学反应方程式的计量数增倍或减倍时，化学平衡常数也相应的发生变化。,利用K值可判断某状态是否处于平衡状态。例如，在某温度下，可逆反应mA(g)+nB(g)=pC(g)+qD(g)，平衡常数为K。若某时刻时，反应物和生成物的浓度关系如下：，则有以下结论：K，K，V(正)V(逆)，可逆反应处于化学平衡状态；K，K，V(正)V(逆)，可逆反应向正反应方向进行；K，K，V(正)V(逆)，可逆反应向逆反应方向进行。,（5）同一可

4、逆反应的正、逆反应平衡常数互为倒数,例2二氧化硫和氮的氧化物是常用的化工原料，但也是大气的主要污染物。综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容之一。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()与体系总压强(p)的关系如图所示。根据图示回答下列问题：平衡状态由A变到B时，平衡常数K(A)_K(B)(填“”、“”或“=”)。,解析：平衡状态由A变到B时，增大了压强（由0.10MPa0.50MPa），故SO2的平衡转化率(a)变大；由于平衡常数K不受压强、浓度的影响，只受温度的影响，而体系的的温度不变，所以平衡常数K值不变。,方

5、法规律：化学平衡常数是描述可逆反应进行程度的重要参数，只与温度有关，与反应物、生成物的浓度无关，当然也不会随压强的变化而变化，即与压强无关。,1.高炉炼铁中发生的基本反应如下：FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g)（正反应为吸热反应），已知1100时，该反应的化学平衡常数为0.263。若在1100时，测得高炉中c(CO2)=0.025mol/L，c(CO)=0.1mol/L，在这种情况下该反应是否处于平衡状态_(填“是”或“否”)，此时化学反应速率是V正_V逆(填“大于”、“小于”或“等于”)，其原因是。,针对性训练：,答：由于此时K/=c(CO2)/c(CO)=(0.025mol

6、L-1)/(0.1molL-1)=0.25K=0.263，所以反应不处于平衡状态，又因为0.250.263，则v正v逆，化学平衡向正反应方向移动。,2现代炼锌的方法可分为火法和湿法两大类。火法炼锌是将闪锌矿（主要含ZnS）通过浮选、焙烧使它转化为氧化锌，再把氧化锌和焦炭混合，在鼓风炉中加热至1373-1573K，使锌蒸馏出来。主要反应为：焙烧炉中：2ZnS+3O22ZnO+2SO2鼓风炉中：2C+O22CO鼓风炉中：ZnO（s）+CO（g）=Zn(g)+CO2（g）请写出反应的平衡常数表达式，若在其它条件不变时，在鼓风炉中增大CO的浓度，平衡将向移动，此时平衡常数（填“增大”、“减小”或“不变

7、”）。,答：根据化学方程式和平衡常数的表达式进行书写：K=c(Zn).c(CO2)/c(CO)，增大反应物CO的浓度，虽然化学平衡向正反应移动，但平衡常数不变。,c(CO):c(H2O)=1:1时CO+H2OCO2+H2起始c1100转化c-x-x+x+x平衡c1-x1-xxx解得x=0.5(CO)=50%(H2O)=50%,c(CO):c(H2O)=1:4时CO+H2OCO2+H2起始c1400转化c-x-x+x+x平衡c1-x4-xxx解得x=0.8(CO)=80%(H2O)=20%,3:已知CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)800K=1.0求恒温恒容体系中，用c(CO):c

8、(H2O)=1:1或1:4开始，达到平衡时CO和H2O(g)的转化率。,增大一种反应物的浓度，能提高另一种反应物的转化率，而本身的转化率减小,结论：,二、电离平衡常数,例3（2008山东卷）碳氢化合物完全燃烧生成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)=1.510-5molL-1。若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离，则H2CO3HCO3-H+的平衡常数K1=。（已知：10-5.60=2.510-6）,解析：根据电离平衡常数公式可知：K1=c(H+)c(HCO3-)/c(H2CO3)=10-5.6010-5.60/l.510-5=4

9、.210-7mol.L-1。,例4下列有关电离平衡常数(K)的说法正确的是（）A.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C.在CH3COOH的稀溶液中存在如下电离平衡：CH3COOH=CH3COO-+H+，当再加入量冰醋酸时，K值增大D.多元弱酸各步电离平衡常数相互关系为K1K2K3,解析：K表征的是弱电解质的电离能力，它越大，表示弱电解质越易电离，反之，就越难，故A正确；电离平衡常数与化学平衡一样，只随温度的变化而变化，故B、C错误；多元弱酸各步电离平衡常数的相互关系应为K1K2K3,方法规律：,在一定温度下，弱电解质达到电离平衡时，各种离子浓度之

10、积与溶液中未电离的分子浓度之比是一个常数，该常数就叫电离平衡常数。如CH3COOH=CH3COO-+H+，K=c(CH3COO-)c(H+)/c(CH3COOH).,电离平衡常数是描述弱电解质的电离平衡的主要参数，也是弱酸、弱碱是否达到平衡状态的标尺。它只受温度的影响，因电离过程是吸热过程，故它随温度的升高而增大。,对于多元弱酸来说，由于上一级电离产生的H+对下一级电离起到抑制作用，一般是K1K2K3，即第二步电离通常比第一步电离难得多，第三步电离又比第二步电离难得多，因此在计算多元素弱酸溶液的c(H+)或比较弱酸酸性相对强弱时，通常只考虑第一步电离。,三、沉淀溶解平衡常数,例5(2008年山

11、东卷)某温度时，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是（）提示：BaSO4(s)=Ba2+(aq)SO42-(aq)平衡常数Kspc(Ba2+)c(SO42-)，称为溶度积常数。A加入Na2SO4可以使溶液由a点变到b点B通过蒸发可以使溶液由d点变到c点Cd点无BaSO4沉淀生成Da点对应的Ksp大于c点对应的Ksp,解析：当加入Na2SO4溶液时，c(SO42-)增大，沉淀溶解平衡向沉淀析出方向进行，则c(Ba2+)会减小，故A错；蒸发溶液时，可使溶液的c(SO42-)和c(Ba2+)同时增大，而dc显示c(SO42-)未变，故B错；d状态点，因其在沉淀溶解平衡点c点的

12、下方，说明未达到沉淀溶解平衡状态，故无BaSO4沉淀生成，C正确；D项，因a、c两点对应的都是在相同的温度下的Ksp，故二者的Ksp相同，D错。本题答案选C。,例6(2008年广东卷)已知Ag2SO4的Ksp为2.010-5，将适量Ag2SO4固体溶于100mL水中至刚好饱和，该过程中Ag+和SO42-浓度随时间变化关系如右图（饱和Ag2SO4溶液中c(Ag+)0.034molL-1）。若t1时刻在上述体系中加入100mL0.020molL-1Na2SO4溶液，下列示意图中，能正确表示t1时刻后Ag+和SO42-浓度随时间变化关系的是(),解析：因Ag2SO4溶液中存在沉淀溶解平衡Ag2SO4

13、=2Ag+SO42-，在Ag2SO4饱和溶液中，因为c(Ag+)=0.034mol/L，所以c（SO42-）=c(Ag+)/2=0.017mol/L；当加入100ml0.020mol/LNa2SO4溶液后，溶液中c（SO42-）=0.1L0.017mol/L+0.1L0.02mol/L=0.0185mol/L，c（Ag+）=0.034mol/L0.1L/0.2L=0.017mol/L，此时Qc=c(Ag+)c(SO42-)Ksp，溶液处于未饱和状态。故答案选B。,方法规律：,公式：对于沉淀溶解平衡：MmNn(s)=mMn+(aq)+nNm-(aq)。固体纯物质不列入平衡常数。上述反应的平衡常数

14、为：Ksp=c(Mn+)mc(Nm-)n，符号为Ksp,影响因素：在一定的温度下，它是一个常数，称为溶度积常数，简称溶度积，它只受温度影响，不受溶液中物质浓度的影响。,溶度积的应用：通过比较溶度积和溶液中有关离子浓度幂的乘积（离子积QC）的相对大小，可以判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解。QCKsp溶液过饱和，有沉淀析出，直至溶液饱和达到新的平衡状态QC=Ksp溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态QCKsp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。,针对性训练：,1已知25时，电离常数Ka(HF)3.6104molL1，溶度积常数KSP(CaF2)1.461010mol3L3。现向1L0.2molL1HF溶液中加入1L0.2molL1CaCl2溶液，则下列说法中，正确的是（）A25时，0.1molL1HF溶液中pH1BKSP(CaF2)随温度和浓度