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三大平衡常数 —— 高考“新宠”

三大平衡常数 —— 高考“新宠”. 考点解读. 1 、理解化学平衡常数、电离平衡常 数、溶度积的含义，会书写相应 的表达式。

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三大平衡常数 —— 高考“新宠”

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  1. 三大平衡常数——高考“新宠”

  2. 考点解读 • 1、理解化学平衡常数、电离平衡常 • 数、溶度积的含义，会书写相应 • 的表达式。 • 2、能利用化学平衡常数进行简单的 • 计算。 • 3、知道平衡常数的应用。

  3. 自主复习 cc(C)• cd(D) cc(C)• cd(D) c(CH3COO-)• c(H+) K = K = Ka= ca(A)• cb(B) cb(B) c(CH3COOH) 1、平衡常数表达式： 对于可逆反应：a A(g)+ b B(g) c C(g)+d D(g)，其中a、b、c、d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表达式为：。 平衡常数的表达式是平衡时各生成物浓度幂之积与各反应物浓度幂之积的比值。 若A为固体,a A(s)+ b B(g) c C(g)+d D(g),平衡常数表达式为：。 如CH3COOH CH3COO-+ H+，电离平衡常数 。 Fe(OH)3(s) Fe3+(aq)+3OH-(aq), 溶度积常数。 Ksp = c(Fe3+)• c3(OH-)

  4. 书写平衡常数关系式的规则 （1）如果反应中有固体和纯液体参加，它们的浓度 不应写在平衡关系式中 （2）同一化学反应，用不同的化学反应式来表示时， 平衡常数往往不相同 例如： N2 (g) + 3 H2 (g) 2NH3 (g) K1 = 1.60  10 5 1/2N2 (g) + 3/2 H2 (g) NH3 (g) K2 = 3.87  10 2 K1 = K22

  5. 2、平衡常数的意义： （1）平衡常数K的大小能说明反应进行的程度（也叫反 应的限度）。K值越大，表明反应进行得越完全 ；K值越小，表示反应进行得越不完全 。 （2）弱酸、弱碱的电离常数能够反映弱酸、弱碱酸碱性的相对强弱。电离常数越大，弱酸(碱)的酸(碱)性越强， 反之,则越弱 。 （3）一定温度下,用溶度积常数比较溶解度大小,必须 是电解质组成相似的物质。

  6. 例如

  7. 3、平衡常数的影响因素： 温度 平衡常数只与有关。 增大 若正反应是吸热反应，升高温度，K； 若正反应是放热反应，升高温度，K。 减小

  8. 三大平衡常数——高考“新宠”

  9. 考点分析 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。从近几年的高考中发现，化学平衡常数早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。

  10. 考点解读 • 1、理解化学平衡常数、电离平衡常 • 数、溶度积的含义，会书写相应 • 的表达式。 • 2、能利用化学平衡常数进行简单的 • 计算。 • 3、知道平衡常数的应用。

  11. 平衡常数的应用 平衡常数应用一 利用K值判断反应的热效应

  12. c(Zn)• c(CO2) c(CO) 例1, 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+3O2＝2ZnO+2SO2 ① 鼓风炉中：2C+O2＝2CO ② 鼓风炉中：ZnO（s）+CO（g） Zn(g)+CO2（g） ③ ⑴请写出反应③的平衡常数表达式K= ， K是各生成物浓度幂之积与各反应物浓度幂之积的比值。 固体、纯液体的浓度可视为1 ⑵若在其它条件不变时，在鼓风炉中增大CO的浓度，反应③平衡将向移动，此时平衡常数（填“增大”、“减小”或“不变”）。 正反应方向 不变 温度 平衡常数只与有关，与其他因素无关。

  13. 平衡常数的应用 平衡常数应用一利用K值判断反应的热效应 平衡常数应用二 利用K值计算反应的转化率

  14. 例2．（2010北京）.某温度下，H2（g）＋CO2（g） H2O（g）＋CO（g）的平衡常数K＝9/4。该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中，投入H2（g）和CO2（g），其起始浓度如下表所示。 下列判断不正确的是( ) A.平衡时，乙中CO2的转化率大于60％ B.平衡时，甲中和丙中H2的转化率均是60％ C.平衡时，丙中c（CO2）是甲中的2倍，是0.012 mol/L D.反应开始时，丙中的反应速率最快，甲中的反应速率最慢 C

  15. 练习1、（2011江苏高考）700℃时，向容积为 2L的密闭容器中充入一定量的CO和H2O,发生反应： CO(g)+H2O(g)CO2+H2(g)， 反应过程中测定的部分数据见下表（表中t1>t2）: 下列说法正确的是（ ）　 A.反应在t1min内的平均速率为v(H2)=0.40/t1 mol•L-1•mim-1B.保持其他条件不变，起始时向容器中充入0.60molCO和1.20 molH2O， 到达平衡时n(CO2)=0.4mol C.保持其他条件不变，向平衡体系中再通入0.20molH2O，与原平衡相比， 达到新平衡时CO转化率增大，H2O的体积分数增大D.温度升至800℃，上述反应平衡常数为0.64，则正反应为吸热反应 B、C :

  16. 10-9 a-0.01 NH3•H2O c(NH4+) + c(Cl-) 练习2、在25℃下，将amol•L-1的氨水与0.01mol•L-1的盐酸等体积混合，反应平衡时溶液中c(NH4+)=c(Cl-)，则溶液显性（填“酸”“碱”或“中”）；写出氨水的电离方程式 ，并用含a的代数式表示NH3•H2O的电离平衡常数K=。 中

  17. 平衡常数的应用 平衡常数应用一利用K值判断反应的热效应 平衡常数应用二 利用K值计算反应的转化率 平衡常数应用三利用K值判断平衡移动方向

  18. 平衡常数的应用 p q c ( C ) c ( D ) × = Qc m n × c ( A ) c ( B ) 平衡常数应用三利用K值判断平衡移动方向 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： Qc为该反应的浓度商 则： Qc＝K，V正V逆，反应处于状态 ＝ 平衡 正方向 Qc＜K，V正V逆，反应向进行 ＞ 逆方向 Qc＞K，V正V逆，反应向进行 ＜

  19. 例3、 水煤气（主要成分:CO、H2）是重要燃料和化工原料,可用水蒸气通过炽热的炭层制得。 某温度下，四个容器中均进行着上述反应，各容器中炭足量，其他物质的物质的量浓度(单位：mol/L)及正逆反应速率关系如下表所示。 V正＜v逆 V正＞v逆 0.40 1)请根据上表数据计算出该温度下该反应的平衡常数的数值。 2)填写表中相应的空格 K=1

  20. 练习3、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。 否 大于 0.25＜0.263，则v正 ＞v逆

  21. 平衡常数的应用 平衡常数应用一利用K值判断反应的热效应 平衡常数应用二 利用K值计算反应的转化率 平衡常数应用三利用K值判断平衡移动方向 平衡常数应用四利用Ksp值可判断沉淀溶解平衡状态

  22. 平衡 (饱和溶液) 利用Ksp值可判断沉淀溶解平衡状态 溶度积Ksp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。 沉淀生成方向 QC＞Ksp,反应向进行 QC＝Ksp ,反应处于状态 沉淀溶解方向 QC＜Ksp ,反应向进行

  23. A 例4、下列说法正确的是( ) A、 0．1mol·L-1的ZnCl2溶液中通入足量硫化氢气体最终得不到ZnS沉淀是因为溶液中 c（Zn2+）·c（S2-）＜Ksp（ZnS） B、根据Ksp（AgCl）=1.77×10-10,Ksp（Ag2CrO4）=1.12×10-12，可以推知AgCl的溶解度比Ag2CrO4的溶解度大 C、向硫酸钡沉淀中加入碳酸钠，沉淀发生转化，据此可推知碳酸钡的Ksp比硫酸钡的小 D、AgCl在10mL 0．01mol·L-1的KCl溶液中比在20mL0.05mol·L-1的AgNO3溶液中溶解的质量少

  24. 回归教材：《化学反应原理》P64实验3-4 白色沉淀转化为黄色沉淀 黄色沉淀转化为黑色沉淀 白色沉淀 思考： （1）描述实验现象（填入上两个表） （2）沉淀的转化是其实质是的过程。 （3）一般说来，溶解度的电解质转化为溶解度的电解质。 沉淀溶解平衡移动 小 更小

  25. 练习4、(2008年山东)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)的平衡常数 Ksp＝c(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 C.d点无BaSO4沉淀生成 D.a点对应的Ksp大于c点 对应的Ksp C

  26. 平衡常数的应用 平衡常数应用一利用K值判断反应的热效应 平衡常数应用二 利用K值计算反应的转化率 平衡常数应用三利用K值判断平衡移动方向 平衡常数应用四利用Ksp值可判断沉淀溶解平衡状态

  27. 催化剂 高温 1、高温下，某反应达到平衡，平衡常数 恒容时，温度升高，H2浓度减小。下列说法正确的是（ ） A．该反应的焓变为正值 B．恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小 C．升高温度，逆反应速率减小 D．该反应的化学方程式为CO＋H2O CO2＋H2 A

  28. 2、已知室温时，0．1mo1/L某一元酸HA在水中有0．1％2、已知室温时，0．1mo1/L某一元酸HA在水中有0．1％ 发生电离，下列叙述错误的是（ ） A．该溶液的pH=4 B．升高温度，溶液的pH增大 C．此酸的电离平衡常数约为1×10-7 D．由HA电离出的c(H+)约为水电离出的c(H+)的106倍 B

  29. 3、KI溶液与Pb(NO3)2溶液混合可形成沉淀，此沉淀的Ksp=7.0×10-9。将等体积的D溶液与Pb(NO3)2溶液混合，若KI的浓度为1×10-2 mol/L，则生成沉淀 所需Pb(NO3)2溶液的最小浓度为。 5.6×10-4

  30. 4、已知可逆反应： 请回答下列问题： （1）在某温度下，反应物的起始浓度分别为：c(M)= 1 mol,L-1, c(N)=2.4 mol·L-1; 达到平衡后，M的转化率为60％，此时N的转 化率为； （2）若反应温度升高，M的转化率 （填“增大”“减小”或“不变”；） （3）若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为: c(M)= 4mol·L-1,c(N)=amol·L-1;达到平衡后， c(p)=2 mol·L-1,a= ; （4）若反应温度不变，反应物的起始浓度为： c(M)=c(N )= b mol,L-1，达到平衡后，M的转化率为 。 25％ 增大 6 41％

  31. 5、（09年江苏化学）I2在KI溶液中存在下列平衡：5、（09年江苏化学）I2在KI溶液中存在下列平衡： I2(aq)＋I－(aq) I3－(aq)的△H>0 某I2、、KI混合溶液中，I3－的物质的量浓度c(I3－) 与温度T的关系如图所示（曲线上任何一点都表示 平衡状态）。下列说法正确的是( ) A．反应 I2(aq)＋I－(aq) I3－(aq)的△H>0 B．若温度为T1、T2，反应的平衡常数分别为 K1、K2，则K1＞K2 C．若反应进行到状态D时，一定有v正＞v逆 D．状态A与状态B相比，状态A的c(I2)大 B C

  32. 6、二甲醚是一种重要的清洁燃料，也可替代氟利昂作制冷 剂，对臭氧层无破坏作用。 某温度下，在2L的密闭容器中充入3 mol H2和3 mol CO，发生 如下反应：3H2（g）+3CO（g）= CH3OCH3（g）+CO2（g）， 达到平衡时测得CH3OCH3的体积分数为20%，此温度下 反应的平衡常数为（用分数表示）。保持温度不变，在 5L的密闭容器中充入一定量H2、CO、CH3OCH3（g）、CO2后 发生上述反应，反应进行到某一时刻测得各组分的浓度如下： 此时正、逆反应速率的大小：v（正）v（逆）（填“>”、 “<”或“=”），理由是。 15 Qc= <K 64 8 9 >

  33. 7、（2010浙江高考）已知：①25℃时弱电解质高电离平衡常数：Ka（CH3COOH）＝7、（2010浙江高考）已知：①25℃时弱电解质高电离平衡常数：Ka（CH3COOH）＝ 1.8×10－5， Ka（HSCN）＝0.13；难溶电解质的溶度积常数： Ksp（CaF2）＝1.5×10－10②25℃时，2.0×10－3mol·L-1氢氟酸水溶液中，调节溶液 pH（忽略体积变化），得到c（HF）、c（F-）与溶液pH的变 化关系，如下图所示：

  34. 请根据以下信息回答下列问题：（1）25℃时，将20mL 0.10 mol·L-1 CH3COOH溶液和20mL 0.10 mol·L-1HSCN溶液分别与20mL 0.10 mol·L-1NaHCO3溶液混合，实验测得产生的气体体积（V）随时间（t）变化的示意图为： 反应初始阶段，两种溶液产生CO2气体的速率存在明显差异的原因是，反应结束后所得两溶液中， c（CH3COO-）c（SCN-） （填“＞”、“＜”或“＝”） （2）25℃时，HF电离平衡常数的数值Ka≈， 列式并说明得出该常数的理由： （3）4.0×10－3， mol·L-1HF溶液与4.0×10－4， mol·L-1 CaCl2溶液等体积混合，调节混合液pH为4.0（忽略调节混合液体积的变化），通过列式计算说明是否有沉淀产生。

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