高考化学大一轮复习 专题讲座四 五大平衡常数课件.ppt

化学课标版 专题讲座四五大平衡常数 专题讲座四五大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 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 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 则该反应一定是熵值增加的反应 典例随着科学技术的发展和环保要求的不断提高 co2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co2的一个重要方法是将co2还原 所涉及反应 的方程式为 co2 g 4h2 g ch4 g 2h2o g 已知h2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 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 解析 1 h2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2molno 1molco充入1l固定容积的密闭容器中发生反应 2no g 2co g n2 g 2co2 g h 0 反应过程中部分物质的浓度变化如图所示 下列有关说法中错误的是 a 15min时再向容器中充入co n2各0 6mol 平衡不移动b 反应进行到8min时 co2的生成速率小于co的消耗速率c 当生成no与生成co2的速率相等时表明反应达到平衡状态 d 若容器的压强保持不变 表明反应已达到平衡状态 答案b由图像知 15min时反应达到平衡状态 k 加入一定量的co n2后 qc 求得k qc 故体系仍处于平衡状态 a项不符合题意 当生成no与生成co2的速率相等时 表明正反应速率与逆反应速率相等 反应达到平衡状态 c项不符合题意 因该反应是气体分子数目发生变化的反应 故当压强不变时 表明反应达到了平衡状态 d项不符合题意 2 在一定温度下 向2l密闭容器中充入3molco2和2molh2 发生反应 co2 g h2 g co g h2o g 1 已知温度为t时 该反应的平衡常数k1 0 25 则该温度下反应co g h2o g co2 g h2 g 的平衡常数k2 2 已知温度为 t 100 时 该反应的平衡常数k3 1 0 则该反应为反应 填 吸热 或 放热 3 在温度为 t 100 时 某时刻co2的物质的量为2 0mol 则该时刻v 正 v 逆 填 或 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 0mol时 其物质的量浓度为1 0mol l 1 由化学方程式易求出此刻h2的物质的量浓度为0 5mol l 1 co的物质的量浓度为0 5mol l 1 h2o g 的物质的量浓度为0 5mol l 1 则qc 0 5v 逆 题型二电离平衡常数 ka kb 和水解平衡常数 kh 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hah 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ka1 ka2 ka3 2 水解平衡常数 含义 a h2oha oh 达到平衡时有kh 同理 强酸弱碱盐水解平衡常数与弱碱电离平衡常数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或多元弱碱阳离子来说 kh1 kh2 kh3 典例室温下 h2so3的电离平衡常数ka1 1 0 10 2 ka2 1 0 10 7 1 该温度下nahso3的水解平衡常数kh nahso3溶液的ph 填 kh2 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 ka1 由hs h2oh2so3 oh 知kh 1 0 10 12 ka2 这说明hs的电离能力强于水解能力 故溶液显酸性 ph 7 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 同理可求出kh1 1 0 10 7 na2so3溶液的碱性主要由s的一级水解决定 设溶液中c oh xmol l 则c hs xmol l c s 0 1mol l xmol l 0 1mol l 利用水解平衡常数易求出x 1 0 10 4 ph 10 一级水解产生的oh 对二级水解有抑制作用 导致二级水解程度降低 1 25 时 用0 1mol l 1ch3cooh溶液滴定20ml0 1mol l 1naoh溶液 当滴加vmlch3cooh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 ka b v c ka d ka 答案a当ph 7时 溶液中c ch3coo c na mol l 1 由物料守恒知c ch3cooh mol l 1 mol l 1 mol l 1 再根据ka 代入相关数据可得ka 2 已知常温下cn 的水解常数kh 1 61 10 5 1 常温下 含等物质的量浓度的hcn与nacn的混合溶液显 填 酸 碱 或 中 性 c cn 填 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cmol l盐酸与0 62mol lkcn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 6162 解析 1 kh 1 61 10 5 由此可求出ka 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 5cmol l 由cn h2ohcn oh 得kh 1 61 10 5 解得c 0 6162 题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kw间的关系 a d c bb 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nh4cl固体d 若从a点到d点 可采用 温度不变在水中加入少量nh4cl固体答案c 解析kw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 7mol l 1 0 10 6mol l 1 0 10 3mol l 1 0 10 11mol la b c 或 d 或 答案d该溶液中c oh 10 3mol l c h 10 11mol l 若是碱溶液 则h 是h2o电离产生的 水电离的oh 与h 浓度均为10 11mol l 若是盐溶液 如na2co3 则oh 是h2o电离产生的 即水电离的c oh 10 3mol 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 amol l 1和1 0 10 bmol l 1 在此温度下 则下列说法正确的是 a a bb a bc 水的离子积为1 0 10 7 a d 水的离子积为1 0 10 b a 答案d加酸抑制水的电离 加易水解的盐促进水的电离 则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 bmol l 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 amol l 1 kw 1 0 10 b a d选项正确 题型四难溶电解质的溶度积常数 ksp 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 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 man 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qc ksp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qc ksp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 4 ksp与物质溶解度的关系 对于组成形式相同的物质来说 ksp越小 物质越难溶解或溶解度越小 组成形式 ambn 不同的物质 ksp越小且m n越小的物质越难溶 ksp的大小与沉淀转化的关系 组成形式相同的难溶物质 ksp较大的沉淀易转化为ksp较小的沉淀 但当二者ksp相差不大时 反过来也可转化 对于组成形式 ambn 不同的物质来说 一般情况下 ksp较大且m n也较大的物质易转化为ksp较小且m n也较小的物质 其他情况则需要通过计算才能确定 典例常温下 将0 1molbaso4粉末置于盛有500ml蒸馏水的烧杯中 然后向烧杯中加入na2co3固体 忽视溶液体积的变化 并充分搅拌 加入na2co3固体的过程中 溶液中几种离子的浓度变化曲线如图所示 下列说法中正确的是 a 相同温度时 ksp baso4 ksp baco3 b baso4在水中的溶解度 ksp均比在bacl2溶液中的大c 反应baso4 s c aq baco3 s s aq 的k2 k1d 若使0 1molbaso4全部转化为baco3 至少要加入2 6molna2co3答案d 解析由图像知当c c 2 5 10 4mol l时 c s c ba2 1 0 10 5mol l 故ksp baso4 1 0 10 10 当c c 2 5 10 4mol l时 开始有baco3生成 故ksp baco3 2 5 10 4 1 0 10 5 2 5 10 9 a项错误 ksp只与温度有关 b项错误 k1 0 04 k2 k1 1 故k2 k1 c项错误 当0 1molbaso4全部转化为baco3时 溶液中c s 0 2mol l k1 0 04 c c 5mol l 即0 1molbaso4转化完时溶液中还有2 5molc 转化过程中还消耗了0 1molc 故至少需要2 6molna2co3 d项正确 1 2016河北质量检测 已知常温下ksp agcl 1 8 10 10 ksp 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 19c 欲用1lnacl溶液使0 01molagbr转化为agcl 则c nacl 3 61mol ld agcl在水中的ksp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ksp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 b