（课标通用）山东省高考化学专题八专项突破（六）四大平衡常数及其应用课件.pptx

1、专项突破（六） 四大平衡常数及其应用,类型一化学平衡常数 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mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),K =。 (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,若,方程式中的化学计量

2、数均扩大n倍或缩小为,则新平衡常数K与原平衡 常数K之间的关系:K=Kn或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=KK。 (4)化学平衡常数的应用 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(Qc)与K比较。,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(H0),此种条件下若对应反应具有自发性,则该反应一定是熵增的反应。,典例1一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应: C(s)+CO2(g) 2CO(g),平衡时,体系中气体体积分数与温度的关系如下 图所示:,已知:气体分压(

3、p分)=气体总压(p总)体积分数。下列说法正确的是 ( B ) A.550 时,若充入惰性气体,v正、v逆均减小,平衡不移动 B.650 时,反应达平衡后CO2的转化率为25.0% C.T 时,若充入等体积的CO2和CO,平衡向逆反应方向移动 D.925 时,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=24.0p总,解析A项,反应容器为恒压密闭容器,充入惰性气体,相当于减小压强, v正、v逆均减小,平衡应向右移动,错误;B项,设起始时CO2的物质的量为1 mol,达到平衡时转化了x mol,利用三段式: C(s)+CO2(g) 2CO(g) n始/mol 1 0 n转化/mol x 2x n

4、平/mol 1-x 2x 则有100%=40.0%,解得x=0.25,CO2的转化率为100%=,25.0%,正确;C项,因为是恒压体系,T 时,CO2、CO的体积分数均为50%,故充入等体积的CO2和CO,平衡不移动,错误;D项,Kp= =23.04p总,错误。,答案(1)2(2)吸热(3),解析(1)CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)的平衡常数为=0.5, 由正、逆反应的平衡常数关系知K2=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)CO2的物质的量为2.0 mol时,其物质的量浓度为1.0 molL-1,由化学方程式易求出此刻

5、H2的物质的量浓度为0.5 molL-1,CO的物质的量浓度为0.5 molL-1,H2O(g)的物质的量浓度为0.5 molL-1,则Qc=0.51.0,该反应向正反应方向进行,此时v(正)v(逆)。,类型二电离常数(Ka、Kb)和水解平衡常数(Kh) 常考点:(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Ka、Kb或Kh计算pH; (4)Ka、Kb、Kh、KW之间的定量关系。,(1)电离常数 含义:如对于HA H+A-,Ka=。 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

6、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。,(2)水解平衡常数 含义:A-+H2O HA+OH-,达到平衡时有Kh=。同 理,强酸弱碱盐的水解平衡常数与弱碱的电离平衡常数Kb的关系为Kh=。 影响因素:Kh值的大小是由发生水解的离子的性质与温度共同决定的;温度一定时,离子水解能力越强,Kh值越大;温度升高时,Kh值增大;对于多元弱酸阴离子来说,Kh1Kh2Kh3。,典例2常温下,H2SO3的电离平衡常数=1.010-2、=1.010-7。 (1)该温度下NaHSO3的水解平衡常数Kh=,NaHSO3溶液的pH(填“”“:。,答案(1)1.010-12增大

7、 (2)10一级水解产生的OH-对二级水解有抑制作用,解析(1)=,由HS+H2O H2SO3+OH-,可知Kh= =1.010-12,这说明常温 下HS的电离能力强于其水解能力,故溶液显酸性,pH7;当加入少量I2 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(OH-)减小,但因温度不变,故Kh不变,则增大。 (2)=1.010-7,Na2SO3溶液中的c(OH-)主要是由S的一级水解产,生的,设溶液中c(OH-)=x mol/L,则c(HS)x mol/L、c(S)=0.1 mol/L -x mol/L0.1 mol/L,利用水解平衡常数易求出

8、x=1.010-4,pH=10。一级水解产生的OH-对二级水解有抑制作用,导致二级水解程度减小。,2.25 时,用0.1 molL-1CH3COOH溶液滴定20 mL 0.1 molL-1NaOH溶液,当滴加V mL CH3COOH溶液时,混合溶液的pH=7。已知CH3COOH的电离平衡常数为Ka,忽略混合时溶液体积的变化。下列关系式正确的是 ( A ) A.Ka=B.V= C.Ka=D.Ka=,解析当pH=7时,溶液中c(CH3COO-)=c(Na+)= molL-1,由物料 守恒知c(CH3COOH)= molL-1- molL-1= molL-1,再根 据Ka=,代入相关数据可得Ka=。

9、,3.已知草酸为二元弱酸:H2C2O4HC2+H+,HC2C2+H+ 。常温下,向某浓度的草酸溶液中逐滴加入一定物质的量浓度的 KOH溶液,所得溶液中H2C2O4、HC2、C2三种微粒的物质的量分数 ()与溶液pH的关系如图所示,下列说法不正确的是(),A.pH=1.2的溶液中:c(K+)+c(H+)=c(OH-)+c(H2C2O4) B.pH=2.7的溶液中:=1 000,C.常温下,将相同物质的量的KHC2O4和K2C2O4固体完全溶于水所得混合液的pH为4.2 D.向pH=1.2的溶液中加KOH溶液使pH增大至4.2的过程中水的电离度一直增大,解析CpH=1.2时,H2C2O4、HC2的

10、物质的量分数相等,均为0.5,且 c(K+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2),则c(K+)+c(H+)=c(OH-)+c(H2C2O4),A正确;由 图像可知pH=1.2时,c(HC2)=c(H2C2O4),则=c(H+)=10-1.2,pH=4.2时,HC2 和 C2的物质的量分数相等,均为0.5,=c(H+)=10-4.2, =1 000,故B正确;将相同物质的量的KHC2O4和K2 C2O4固体完全溶于水,可配成不同浓度的溶液,pH不一定为4.2,故C错误;向pH=1.2的溶液中加KOH溶液使pH增大至4.2,溶液中由酸电离的氢离子浓度减小,则对水的电离的抑制程度减小,水的电离度

11、一直增大,故D正确。,类型三水的离子积常数 常考点:(1)计算温度高于室温时的KW; (2)利用KW的大小比较温度的高低; (3)利用KW=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:KW=c(H+)c(OH-); (2)影响因素:温度。升高温度,KW增大; (3)KW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3水的电离平衡曲线如下图所示,下列说法错误的是( ),A.图中温度T1T2 B.图中五点KW间的关系:BCA=D

12、=E C.曲线a、b上的点均代表纯水的电离情况 D.若处在B点时,将pH=2的硫酸溶液与pH=12的KOH溶液等体积混合后,溶液显碱性,解析C 纯水电离产生的c(H+)=c(OH-),而曲线a、b上只有B、A两点上 c(H+)=c(OH-),故C项错误。,4.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1.010-amolL-1和1.010-bmolL-1,在此温度下,则下列说法正确的是 ( D ) A.ab B.a=b C.水的离子积为1.010-(7+a) D.水的离子积为1.010-(b+a),解析加酸抑制水的电离,加易水解的盐促进水的电离,则ab,A、B错误;

13、由题意可知,两种溶液的pH=b,即硫酸溶液中c(H+)是1.010-b molL-1,而水电离产生的c(H+)等于溶液中的c(OH-),所以硫酸溶液中c(OH-)是1.010-a molL-1,KW=1.010-(b+a),D选项正确。,常考点:(1)溶解度与Ksp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Ka、Kb、Kh相结合的计算; (6)溶度积曲线的分析及计算。,类型四难溶电解质的溶度积常数(Ksp),(1)溶度积常数Ksp的表达式:对于组成为AmBn的电解质,饱和溶液中存在平衡AmBn(s) m

14、An+(aq)+nBm-(aq),Ksp=cm(An+)cn(Bm-)。 (2)影响Ksp大小的因素:对于确定的物质来说,Ksp只与温度有关;一般情况下,升高温度,Ksp增大。 (3)溶度积规则:当QcKsp时,溶液过饱和,有沉淀析出,直至溶液饱和,达到新的平衡;当Qc=Ksp时,溶液饱和,沉淀与溶解处于平衡状态;当QcKsp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。,典例4不同温度(T1和T2)时,硫酸钡在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示,已知硫酸钡在水中溶解时需要吸收热量。下列说法正确的是 ( ),A.T1T2 B.加入BaCl2固体,可使a点变到c点 C.c点时,在T1、T2温度下均有固体析出 D.a点和b点的Ksp相等,解析D BaSO4溶解吸热,则温度越高,溶度积越大,故T1T2,A项错误;加入BaCl2固体,Ba2+浓度增大,B项错误;对T1而言,c点析出固体,对T2而言,溶液未达到饱和,溶液中无固体析出,C项错误;a、b两点所处温度相同,温度不变,Ksp不变,D项正确。,5.一定温度下,三种碳酸盐MCO3(M:Mg2+、Ca2+、Mn2+)的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知:pM=-lg c(M),p(C)=-lg c(C)。,下列说法正确的是( B ) A.MgCO3、CaCO3、MnC