五大平衡常数.ppt

*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,五大平衡常数,五大平衡常数,【,考情播报,】,化学平衡常数、弱电解质的电离平衡常数、水的离子积常数、盐类的水解常数以及溶度积常数这五大常数，均只与温度有关。掌握了五大平衡常数，就握住了一把解决化学反应原理的金钥匙。常见的命题角度有：,(1),利用电离常数确定离子浓度比值的变化；,(2),利用电离常数判断化学反应的正误；,(3),平衡常数间关系的综合应用。,【,答题必备,】,1.,化学平衡常数。,在一定温度下，可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比是一个常数，称化学平衡常数，用,K,表示。,2.,弱电解质的电离常数：,(1),表达式：对于一元弱酸,HA,：,HA H,+,+A,-,，,电离常数,:,(2),特点。,电离常数只与电解质的性质和温度有关，升温，,K,a,增大。,相同条件下，,K,a,越大，表示该弱电解质越易电离，所对应的酸性相对越强。,多元弱酸的各级电离常数的大小关系是,K,a1,K,a2,K,a3,，故多元弱酸的酸性取决于其第一步电离常数。,3.,水的离子积常数。,在一定温度下，纯水或水溶液中的,c(H,+,),c(OH,-,),是个常数，通常用,K,W,表示，称为水的离子积常数，简称离子积。其表达式为,K,W,c(H,+,),c(OH,-,),，,25,时该常数为,110,-14,。,特点：,K,W,只受温度的影响，温度升高，,K,W,增大。,在任何情况下，无论是把酸还是把碱加到水中，水电离出的,c(H,+,),c(OH,-,),。,当加入氨水的体积为10 mL时，c()=c(CH3COO-),v(逆)。,离和二级电离之间，因此A中反应错误，应为CN-+H2O+CO2 HCN+,可逆反应中，正反应的化学平衡常数与逆反应的化学平衡常数互为倒数。,中和等体积、等pH的HCOOH和HCN消耗NaOH的量前者小于后者,离和二级电离之间，因此A中反应错误，应为CN-+H2O+CO2 HCN+,510-3molL-1min-1，则平衡后n(Cl2)_mol，NO的转化率1_。,-+H2O+CO2 2HCN+,I2(g)+H2(g)2HI(g)；,5 molL-1、0.,510-3molL-1min-12 L,现向10 mL浓度为0.,(4)在1 000下，某时刻CO2的物质的量为2 mol，则此时v(正),【尝试解答】根据电离平衡常数，HCN的电离程度介于H2CO3的一级电,当加入氨水的体积为10 mL时，氨水,4.,水解平衡常数。,如醋酸钠溶液：,CH,3,COO,-,(aq)+H,2,O(l)CH,3,COOH(aq)+OH,-,(aq),K,h,特点：,K,h,只与盐的性质和温度有关，升温，,K,h,增大。,相同条件下，,K,h,越大，表示该盐越易水解，所对应的酸或碱相对,越弱。,5.,溶度积常数。,对于沉淀溶解平衡：,M,m,A,n,(s)mM,n+,(aq)+nA,m-,(aq),K,sp,c,m,(M,n+,),c,n,(A,m-,),溶度积,(,K,sp,),反映了物质在水中的溶解能力。溶度积常数只与难溶性,电解质的性质和温度有关，而与沉淀的量和溶液中离子的浓度无关。,角度一 利用电离常数确定离子浓度比值的变化,(山东高考)已知某温度下CH3COOH和NH3H2O的电离常数相等，,现向10 mL浓度为0.1 molL-1的CH3COOH溶液中滴加相同浓度的氨水，,在滴加过程中(),A.,水的电离程度始终增大,B.,先增大再减小,C.,c(CH,3,COOH),与,c(CH,3,COO,-,),之和,始终保持不变,D.,当加入氨水的体积为,10 mL,时，,c()=c(CH,3,COO,-,),【,典题剖析,】,抽丝剥茧溯本求源,关键信息,信息分析与迁移,信息,电离常数相等，则其对应离子的水解程度相等,信息,水的电离程度受溶液酸碱性的影响，也受能够水解的盐的影响,信息,需利用电离平衡常数分析,信息,从原子守恒和溶液体积的变化上分析,信息,由,CH,3,COOH,与,NH,3,H,2,O,的电离程度相等分析,【,尝试解答,】,酸碱均抑制水的电离，向,CH,3,COOH,溶液中滴加氨水，水,的电离程度先增大，当恰好完全反应后，再滴加氨水，水的电离程度,减小，,A,错误；因为氨水的电离常数,，所以,，因为温度不变,K,b,不变，随氨水的加入,c(H,+,),减,小，不断减小，,B,错误；加入氨水，体积变大，,c(CH,3,COOH),与,c(CH,3,COO,-,),之和变小，,C,错误；当加入氨水的体积为,10 mL,时，氨水,与,CH,3,COOH,恰好反应，,CH,3,COOH,和,NH,3,H,2,O,的电离常数相等，故,CH,3,COO,-,和 的水解程度相同，溶液呈中性，由电荷守恒可得,c(),c(CH,3,COO,-,),，,D,正确。,【,答案,】D,角度二 利用电离常数判断化学反应的正误,(双选)(上海高考)部分弱酸的电离平衡常数如下表：,弱酸,HCOOH,HCN,H,2,CO,3,电离平衡常数,(25),K,i,1.77,10,-4,K,i,4.9,10,-10,K,i1,4.310,-7,K,i2,5.610,-11,下列选项错误的是,(),-,+H,2,O+CO,2,2HCN+,B.2HCOOH+2HCOO,-,+H,2,O+CO,2,C.,中和等体积、等,pH,的,HCOOH,和,HCN,消耗,NaOH,的量前者小于后者,D.,等体积、等浓度的,HCOONa,和,NaCN,溶液中所含离子总数前者小于后者,【,典题剖析,】,抽丝剥茧溯本求源,关键信息,信息分析与迁移,信息,根据电离平衡常数的大小可知，酸性：,HCOOHH,2,CO,3,HCN,信息,利用,“,相对强的酸能制取相对弱的酸,”,原理分析,信息,弱酸的强弱程度不同，中和碱的能力也不相同,信息,根据电荷守恒和水解程度大小进行分析,【,尝试解答,】,根据电离平衡常数，,HCN,的电离程度介于,H,2,CO,3,的一级电,离和二级电离之间，因此,A,中反应错误，应为,CN,-,+H,2,O+CO,2,HCN+,。,HCOOH,的电离程度大于,H,2,CO,3,的一级电离，因此,B,正确。等,pH,的,HCOOH,和,HCN,，,HCN,溶液的浓度大，中和等体积、等,pH,的,HCOOH,和,HCN,，,后者消耗,NaOH,的量大，,C,正确。在,HCOONa,和,NaCN,溶液中分别存在电荷,守恒：,c(Na,+,)+c(H,+,),c(HCOO,-,)+c(OH,-,),，,c(Na,+,)+c(H,+,),c(CN,-,),+c(OH,-,),。等浓度的,HCOONa,和,NaCN,溶液，,NaCN,水解程度大，溶液中,OH,浓度大，,H,+,浓度小。根据电荷守恒，两溶液中离子总浓度为,2c(Na,+,)+c(H,+,),，而,Na,+,浓度相同，,H,+,浓度后者小，因此等体积、等浓度的两溶液中离子总数前者大于后者，,D,错误。,【,答案,】A,、,D,角度三 平衡常数间关系的综合应用,(山东高考)研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作,用时，涉及如下反应：,2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g)K1H10(),2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)K2H2”“”,或“”,),，,平衡常数,K,2,(,填“增大”“减小”或“不变”,),。若要使,K,2,减小,。，可采取的措施是,_,_,_,_,。,(3),实验室可用,NaOH,溶液吸收,NO,2,，反应为,2NO,2,+2NaOH=NaNO,3,+,NaNO,2,+H,2,O,。含,0.2 mol NaOH,的水溶液与,0.2 mol NO,2,恰好完全反应,得,1 L,溶液,A,，溶液,B,为,0.1 molL,-1,的,CH,3,COONa,溶液，则两溶液中,c(),、,c(),和,c(CH,3,COO,-,),由大到小的顺序,为,_,。,(,已知,HNO,2,的电离常数,K,a,7.110,-4,molL,-1,，,CH,3,COOH,的电离常数,K,a,1.710,-5,molL,-1,),可使溶液,A,和溶液,B,的,pH,相等,的方法是,_,。,a.,向溶液,A,中加适量水,b.,向溶液,A,中加适量,NaOH,c.,向溶液,B,中加适量水,d.,向溶液,B,中加适量,NaOH,【,典题剖析,】,抽丝剥茧溯本求源,关键信息,信息分析与迁移,信息,反应,()2-,反应,(),即得到新反应，利用平衡常数,定义可得该反应的平衡常数,信息,平衡常数只受温度的影响,信息,根据反应的焓变分析,信息,据盐类水解规律，越弱越水解分析,信息,由,“,越弱越水解,”,可知，,A,溶液的碱性比,B,溶液的碱性,弱，,pH,A,1,；因为温度不变，平衡常数,K,2,不变；反应,(),的,H,c()c(CH,3,COO,-,),；溶液,A,、,B,显碱性且溶液,A,的,pH,小于,溶液,B,，向溶液,A,中加适量,NaOH,或者向溶液,B,中加适量水可使溶液,A,和,溶液,B,的,pH,相等。,答案：,(1),(2)2.510,-2,75%,不变升高温度,(3)c()c()c(CH,3,COO,-,),b,、,c,【,类题通法,】,1.,化学平衡常数表达式的书写：在一定温度下，写出某可逆反应达到化学平衡状态时的化学平衡常数表达式。,(1),固体或纯液体的浓度是常数。如果有固体或纯液体参加反应或生成时，化学平衡常数表达式中不能出现固体或纯液体；水溶液中进行的反应，如有水参加反应，由于水的浓度是常数，不出现在表达式中；非水溶液中进行的反应，若有水参加反应或生成，则应出现在表达式中。例如，,CaCO,3,(s)CaO(s)+CO,2,(g),K,c(CO,2,),3Fe(s)+4H,2,O(g)Fe,3,O,4,(s)+4H,2,(g),K,(aq)+H,2,O(l)2 (aq)+2H,+,(aq),K,CH,3,COOH(l)+CH,3,CH,2,OH(l)CH,3,COOCH,2,CH,3,(l)+H,2,O(l),K,(2),化学平衡常数表达式与化学计量数一一对应，方程式中化学计量数不同，表达式就不同；可逆反应中，正反应的化学平衡常数与逆反应的化学平衡常数互为倒数。例如，同一温度下，下列反应的平衡常数分别为,K,1,、,K,2,、,K,3,。,相同条件下，Kh越大，表示该盐越易水解，所对应的酸或碱相对,(3)平衡常数间关系的综合应用。,例如，同一温度下，下列反应的平衡常数分别为K1、K2、K3。,当加入氨水的体积为10 mL时，氨水,非水溶液中进行的反应，若有水参加反应或生成，则应出现在表达式中。,根据两个反应即可得出一元弱酸的稀释情况如图所示,角度三 平衡常数间关系的综合应用,【典题剖析】抽丝剥茧溯本求源,从原子守恒和溶液体积的变化上分析,HI(g)I2(g)+H2(g)。,2 mol NO2恰好完全反应,据盐类水解规律，越弱越水解分析,5 molL-1、0.,Ka(HNO2)4.,可逆反应中，正反应的化学平衡常数与逆反应的化学平衡常数互为倒数。,NaCN+HF=HCN+NaF、NaNO2+HF=HNO2+NaF。,HCOOH和HCN，HCN溶液的浓度大，中和等体积、等pH的HCOOH和HCN，,1 molL-1的CH3COOH溶液中滴加相同浓度的氨水，,I,2,(g)+H,2,(g)2HI(g),；,2HI(g)I,2,(g)+H,2,(g),；,HI(g)I,2,(g)+H,2,(g),。,则：,可得,K,1,K,2,1,，,K,2,2.,“,三段式,”,计算法。,“,三段式,”,是有效解答化学平衡计算题的,“,万能钥匙,”,。解题时，要注意清楚条理地列出起始量、转化量、平衡量，按题目要求进行计算，同时还要注意单位的统一。解题步骤如下：,(1),写出涉及的可逆反应的化学方程式。,(2),找出起始量、转化量和平衡量中哪些是已知量，哪些是未知量，按,“,三段式,”,列出。,(3),根据问题建立相应的关系式进行计算。,3.,K,w,、,K,a,、,K,b,、,K,sp,、,K,h,之间的关系：,(1),一元弱酸一元强碱盐：,K,h,K,w,/,K,a,；,(2),一元强酸一元弱碱盐：,K,h,K,w,/,K,b,；,(3),多元弱碱一元强酸盐，如氯化铁：,Fe,3+,(aq)+3H,2,O(l)Fe(OH),3,(s)+3H,+,(aq),K,h,c,3,(H,+,)/c(Fe,3+,),。,将,(,K,w,),3,c,3,(H,+,)c,3,(OH,-,),与,K,sp,c(Fe,3+,)c,3,(OH,-,),两式相除，消去,c,3,(OH,-,),可得,K,h,(,K,w,),3,/,K,sp,4.,利用平衡常数判断反应进行的方向。,对于可逆反应,mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),，在一定温度下的任意,时刻，生成物浓度幂之积除以反应物浓度幂之积所得的比，即,Q,c,，称为该反应的浓度商。若同一温度下该可逆反应,的平衡常数为,K,。则：,Q,c,K,，反应向逆反应方向进行。,【,类题备选,】1.,已知三个数据：,7.210,-4,、,4.610,-4,、,4.910,-10,，分别是三种酸的电离常数，若已知可以发生反应,NaCN+HNO,2,=HCN+NaNO,2,、,NaCN+HF=HCN+NaF,、,NaNO,2,+HF=HNO,2,+NaF,。,由此可判断下列叙述不正确的是,(,),A.,K,a,(HF),7.210,-4,B.,K,a,(HNO,2,),4.910,-10,C.,同浓度的钠盐溶液的碱性是,NaFNaNO,2,HNO,2,HCN,。由此可判断,K,a,(HF),K,a,(HNO,2,),K,a,(HCN),，其对应的数据依次为,K,a,(HF),7.210,-4,、,K,a,(HNO,2,),4.610,-4,、,K,a,(HCN),4.910,-10,。同浓度的钠盐溶液的碱性是对应的酸越强，碱性越弱，即,NaFNaNO,2,”“,”,或,“,”,),。该温度下反应达到平衡时，,CO,2,的转化率为,_,。,【,解析,】(2),K,2,，,K,3,。,(3),升高温度，平衡常数增大，说,明平衡向正反应方向移动，即正反应是一个吸热反应。,(4)CO,2,的物质,的量为,2 mol,时，,H,2,为,1 mol,，,CO,为,1 mol,，,H,2,O(g),为,1 mol,，其浓度分,别为,1 mol,L,-1,、,0.5 mol,L,-1,、,0.5 mol,L,-1,、,0.5 mol,L,-1,，则,Q,c,v(,逆,),。起始,时，,c(CO,2,),1.5 mol,L,-1,，,c(H,2,),1 mol,L,-1,谢谢观看！,