2018届高考化学二轮复习四大平衡常数.ppt

,四大平衡常数,平衡常数,题型一化学平衡常数,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,m,A(g)+,n,B(g),p,C(g)+,q,D(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,=,K,n,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,=,K,K,。,(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(,Q,c,)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(,H,0),此种条件下若对应反应具有自发性,则该反应一定是熵值增加的反应,。,K,与,Q,c,关系,Q,c,=,K,Q,c,K,Q,c,K,速率关系,v,(正)=,v,(逆),v,(正),v,(逆),典例,随着科学技术的发展和环保要求的不断提高,CO,2,的捕集利用技,术成为研究的重点。完成下列填空:,(1)目前国际空间站处理CO,2,的一个重要方法是将CO,2,还原,所涉及反应,的方程式为:CO,2,(g)+4H,2,(g),CH,4,(g)+2H,2,O(g)。,已知H,2,的体积分数随温度的升高而增加。,若温度从300 升至400,重新达到平衡,判断下列表格中各物理量的,变化。(选填“增大”“减小”或“不变”),v,正,v,逆,平衡常数,K,转化率,(2)相同温度时,上述反应在不同起始浓度下分别达到平衡,各物质,的平衡浓度如下表:,a,、,b,、,c,、,d,与,m,、,n,、,x,、,y,之间的关系式为,。,答案,(1)增大增大减小减小,(2),=,CO,2,/molL,-1,H,2,/molL,-1,CH,4,/molL,-1,H,2,O/molL,-1,平衡,a,b,c,d,平衡,m,n,x,y,解析,(1)H,2,的体积分数随温度的升高而增加,这说明升高温度平衡向,逆反应方向移动,即正反应是放热反应。升高温度正、逆反应速率均增,大,平衡常数减小,反应物的转化率减小。,(2)相同温度时平衡常数不变,则,a,、,b,、,c,、,d,与,m,、,n,、,x,、,y,之间的关系,式为,=,。,1.一定温度下,将2 mol NO、1 mol CO充入1 L固定容积的密闭容器中,发生反应:2NO(g)+2CO(g),N,2,(g)+2CO,2,(g),H,”“,解析,(1),CO,2,(g)+,H,2,(g),CO(g)+,H,2,O(g)的平衡常数为,=,0.5,由正、逆反应的平衡常数关系知,K,2,=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)CO,2,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H,2,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,H,2,O(g)的物质的量浓度为0.5 molL,-1,则,Q,c,=,=0.5,v,(逆)。,题型二电离平衡常数(,K,a,、,K,b,)和水解平衡常数(,K,h,),主要考查点:(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,K,a,、,K,b,或,K,h,计算pH;,(4),K,a,、,K,b,、,K,h,、,K,W,之间的定量关系。,(1)电离常数,含义:如对于HA,H,+,+A,-,K,a,=,。,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,K,a1,K,a2,K,a3,。,(2)水解平衡常数,含义:A,-,+H,2,O,HA+OH,-,达到平衡时有,K,h,=,=,。同,理,强酸弱碱盐水解平衡常数与弱碱电离平衡常数,K,b,的关系为,K,h,=,。,影响因素:,K,h,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,K,h,值越大;温度升高时,K,h,值增大;对,于多元弱酸阴离子或多元弱碱阳离子来说,K,h1,K,h2,K,h3,。,典例,室温下,H,2,SO,3,的电离平衡常数,K,a1,=1.0,10,-2,、,K,a2,=1.0,10,-7,。,(1)该温度下NaHSO,3,的水解平衡常数,K,h,=,NaHSO,3,溶液的pH,(填“”“,K,h2,:,。,答案,(1)1.0,10,-12,增大,(2)10一级水解产生的OH,-,对二级水解有抑制作用,解析,(1),K,a1,=,由HS,+H,2,O,H,2,SO,3,+OH,-,知,K,h,=,=,=,=1.0,10,-12,K,a2,这说明HS,的电离能力强于水解能力,故溶液显酸性,pH”“”或“=”),c,(HCN)。该溶液中各离子浓度由大到小的顺序为,。,(2)常温下,若将,c,mol/L盐酸与0.62 mol/L KCN溶液等体积混合后恰好,得到中性溶液,则,c,=,(小数点后保留4位数字)。,答案,(1)碱,c,(CN,-,),c,(OH,-,),c,(H,+,),(2)0.616 2,解析,(1),K,h,=1.61,10,-5,由此可求出,K,a,(HCN),6.2,10,-10,故CN,-,的水解能,力强于HCN的电离能力,由于NaCN与HCN的物质的量相等,故水解产生,的,c,(OH,-,)大于电离生成的,c,(H,+,),混合溶液显碱性,且,c,(CN,-,),c,(HCN)。,(2)当溶液显中性时,由电荷守恒知溶液中,c,(K,+,)=,c,(CN,-,)+,c,(Cl,-,),由物料守,恒得,c,(HCN)=,c,(K,+,)-,c,(CN,-,)=,c,(Cl,-,)=0.5,c,mol/L,由CN,-,+H,2,O,HCN+OH,-,得,K,h,=,=,=1.61,10,-5,解得,c,0.616 2。,题型三水的离子积常数,常考点:(1)计算温度高于室温时的,K,W,;,(2)利用,K,W,的大小比较温度的高低;,(3)利用,K,W,=,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:,K,W,=,c,(H,+,),c,(OH,-,);,(2)影响因素:温度。升高温度,K,W,增大;,(3),K,W,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,水的电离平衡曲线如图所示,下列说法不正确的是,(),A.图中四点,K,W,间的关系:A=DCB,B.若从A点到D点,可采用:温度不变在水中加入少量酸,C.若从A点到C点,可采用:温度不变在水中加入少量NH,4,Cl固体,D.若从A点到D点,可采用:温度不变在水中加入少量NH,4,Cl固体,答案,C,解析,K,W,是温度的函数,随温度升高而增大,A、D点温度相同,B点温度,高于C点温度,A正确;从A点到D点,温度不变,酸性增强,B、D正确;A、C,点温度不同,C错误。,1.室温下,在pH=11的某溶液中,由水电离出的,c,(OH,-,)为,(),1.0,10,-7,mol/L1.0,10,-6,mol/L1.0,10,-3,mol/L,1.0,10,-11,mol/L,A.B.C.或D.或,答案,D该溶液中,c,(OH,-,)=10,-3,mol/L,c,(H,+,)=10,-11,mol/L,若是碱溶液,则,H,+,是H,2,O电离产生的,水电离的OH,-,与H,+,浓度均为10,-11,mol/L;若是盐溶液,(如Na,2,CO,3,),则OH,-,是H,2,O电离产生的,即水电离的,c,(OH,-,)=10,-3,mol/L。,2.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1.0,10,-,a,molL,-1,和1.0,10,-,b,molL,-1,在此温度下,则下列说法正确的是,(),A.,a,b,A和,B选项错误;由题意可知,两种溶液的pH=,b,即硫酸溶液中,c,(H,+,)是1.0,10,-,b,molL,-1,而水电离产生的,c,(H,+,)等于水电离产生的,c,(OH,-,),所以硫酸溶液,中,c,(OH,-,)是1.0,10,-,a,molL,-1,K,W,=1.0,10,-(,b,+,a,),D选项正确。,题型四难溶电解质的溶度积常数(,K,sp,),常考点:(1)溶解度与,K,sp,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,K,a,、,K,b,、,K,h,相结合的计算;,(6)溶度积曲线的分析及计算。,(1)溶度积常数,K,sp,的表达式:对于组成为A,m,B,n,的电解质,饱和溶液中存在,平衡A,m,B,n,(s),m,A,n,+,(aq)+,n,B,m,-,(aq),K,sp,=,c,m,(A,n,+,),c,n,(B,m,-,)。,(2)影响,K,sp,大小的因素:对于确定的物质来说,K,sp,只与温度有关;一般情况,下,升高温度,K,sp,增大。,(3)溶度积规则:当,Q,c,K,sp,时,溶液过饱和,有沉淀析出,直至溶液饱和,达到,新的平衡;当,Q,c,=,K,sp,时,溶液饱和,沉淀与溶解处于平衡状态;当,Q,c,K,sp,(BaCO,3,),B.BaSO,4,在水中的溶解度、,K,sp,均比在BaCl,2,溶液中的大,C.反应BaSO,4,(s)+C,(aq),BaCO,3,(s)+S,(aq)的,K,2,2.5,10,-4,mol/L时,开始有BaCO,3,生成,故,K,sp,(BaCO,3,)=2.5,10,-4,1.0,10,-5,=2.5,10,-9,A项错误;,K,sp,只与温度有,关,B项错误;,K,1,=,=,=0.04,K,2,K,1,=1,故,K,2,K,1,C项错误;当,0.1 mol BaSO,4,全部转化为BaCO,3,时,溶液中,c,(S,)=0.2 mol/L,K,1,=,=,=0.04,c,(C,)=5 mol/L,即0.1 mol BaSO,4,转化完时溶,液中还有2.5 mol C,转化过程中还消耗了0.1 mol C,故至少需要,2.6 mol Na,2,CO,3,D项正确。,1.(2016河北质量检测)已知常温下,K,sp,(AgCl)=1.8,10,-10,K,sp,(AgBr)=5.0,10,-13,下列有关说法错误的是,(),A.向AgCl浊液中滴入KBr溶液,可得到浅黄色固体,B.AgCl、AgBr的饱和溶液中:,19,C.欲用1 L NaCl溶液使0.01 mol AgBr转化为AgCl,则,c,(NaCl),3.61 mol/L,D.AgCl在水中的,K,sp,比在NaCl溶液中的大,答案,D由于AgCl、AgBr的组成形式相同且AgBr的,K,sp,比AgCl的小,故AgCl易转化为AgBr,A项不符合题意;AgCl饱和溶液中,c,(Cl,-,)=,c,(Ag,+,)=,同理,c,(Br,-,)=,19,B项不符合题意;AgBr(s),+Cl,-,(aq),AgCl(s)+Br,-,(aq),K,=,=,当AgBr全部转化为,AgCl时,溶液中,c,(Br,-,)=0.01 mol/L,将有关数据代入上式中求得平衡时,c,(Cl,-,)=3.6 mol/L,AgBr转化过程中消耗了0.01 mol NaCl,故NaCl的最低浓,度为3.61 mol/L,C项不符合题意;溶度积只与温度有关,D项符合题意。,2.25 时,AgCl的,K,sp,=1.8,10,-10,Ag,2,CO,3,在水中的沉淀溶解平衡曲线如图,所示。下列说法错误的是,(),A.Ag,2,CO,3,的,K,sp,为8.1,10,-12,B.Ag,2,CO,3,(s)+2Cl,-,(aq),2AgCl(s)+C,(aq)的平衡常数,K,=2.5,10,8,C.向Ag,2,CO,3,的饱和溶液中加入K,2,CO,3,(s)可使,c,(C,)增大(由Y点到Z点),D.向0.001 molL,-1,AgNO,3,溶液中滴入同浓度的KCl和K,2,CO,3,的混合溶液,C,先沉淀,