解读三大平衡常数

1、第1页 解读“三大平衡常数”，2010年高考的新爱化学平衡常数、电离平衡常数、沉淀溶解平衡常数属于选修四化学反应原理部分，是高考考试大纲新增内容。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内容；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2010年的高考中，将继续成为高考考查的重点及热点。下面将分类追踪透析。一、考查化学平衡常数例1（08年山东理综·14）高温下，某反应达到平衡，平衡常数 H ( CO ( O H ( CO (222c c c c K =。恒容时，温度升高，H 2浓度减小。下列说法正确的是（ ）A 该反应的焓变

2、为正值B 恒温恒容下，增大压强，H 2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 H 2O CO 2H 2 答案：A解析：由平衡常数的表达式可得，该反应化学方程式应为CO 2+H2CO+H2O ，故D 错；由题意知，温度升高，平衡向正反应移动，说明正反应为吸热反应，故该反应的焓变为正值，A 正确；恒温恒容下，增大压强，H 2浓度一定增大而不会减小，故B 错；C 项，升高温度，正逆反应速率都会增大，故C 错。例2（08年宁夏理综·12）将固体NH 4I 置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应： NH 4I(sNH 3(gHI(g；2HI(gH 2(gI 2(

3、g达到平衡时，c (H2=0.5mol·L -1，c (HI =4mol·L -1，则此温度下反应的平衡常数为A 9B 16 C 20 D 25 答案：C解析：由平衡时氢气的浓度可求得反应分解消耗HI 的浓度，c(HI= 0.5mol·L -1×2=1mol/L，故式生成c(HI= c(HI平衡+ c(HI分解= 4mol·L -1+1mol/L =5mol·L -1，c(NH3 平衡= c (HI= 5mol·L -1，根据化学平衡常数公式K= c(NH3 平衡×c (HI平衡=5 mol/L×4mol

4、·L -1，故答案选C 。例3（09年江苏化学·14）I 2在KI 溶液中存在下列平衡：I 2(aqI (aqI 3(aq某I 2、KI 混合溶液中，I 3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 I 2(aqI (aqI 3(aq的H >0 催化剂 高温第2页B 若温度为T 1、T 2，反应的平衡常数分别为K 1、K 2则K 1K 2C 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 大答案：BC解析：随着温度的不断升高，I 3的浓度逐渐的减小，说明反应向

5、逆方向移动，也就意味着该反应是放热反应，所以H 0，所以A 项错；因为K =I I I 2-3-，T 2T 1，所以当温度升高时，反应向逆方向移动，即K 1K 2，B 正确；C 项，从图中可以看出D 点并没有达到平衡状态，所以它要向A 点移动，这时I 3的浓度在增加，所以v 正v 逆，C 项正确；D 项，从状态A 到状态B ，I 3的浓度在减小，那么I 2的浓度就在增加，D 正确。例4（09年海南化学·4）在25时，密闭容器中X 、Y 、Z 三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表：物质X Y Z 初始浓度/mol·L -10.1 0.2 0 平衡浓度/mol·L -1

6、0.05 0.05 0.1 下列说法错误的是 A 反应达到平衡时，X 的转化率为50B 反应可表示为X+3Y2Z ，其平衡常数为1600 C 增大压强使平衡向生成Z 的方向移动，平衡常数增大D 改变温度可以改变此反应的平衡常数答案：C解析：C 项，增大压强不可能使平衡常数增大，C 错；其他选项均为平衡中的基础计算和基础知识，关键是根据表中数据（0.10.05）(0.20.05 (0.10=132可推导出反应式为X+3Y2Z 。 高考解读与预测：通过对近几年高考试题的研究发现，高考对化学平衡常数的考查，主要考点为：一是考查化学平衡常数表达式的正误；二是考查化学平衡常数的计算；三是影响化学平衡常数

7、的因素，如温度、浓度、压强等，当然，它只与温度有关，与浓度或压强无关。宁夏、海南偏重于化学平衡常数的求算，特别是海南；山东、广东、北京、江苏等地，则偏重于表达式及影响因素的考查。将化学平衡常数的考查借助图象考查，同时考查化学平衡的移动及化学速率等到问题，是目前高考最爱的题型之一。方法规律：对于一般的可逆反应：mA(g+ nB(gpC(g+qD(g，其中m 、n 、p 、q 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，这个反应的平第3页 衡常数公式可以表示为：, 各物质的浓度一定是平衡时的浓度, 而不是其他时刻的. 在进行K 值的计算时，固体和纯液体的浓度可视

8、为“1”。例如：Fe 3O 4(s+4H2(g3Fe(s+4H2O(g，在一定温度下，化学平衡常数。 利用K 值可判断某状态是否处于平衡状态。例如，在某温度下，可逆反应mA(g+nB(gpC(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： ，则有以下结论：K /K ，V(正 V(逆 ，可逆反应处于化学平衡状态；K /K ，V(正 V(逆 ，可逆反应向正反应方向进行；K /K ，V(正 V(逆 ，可逆反应向逆反应方向进行。化学平衡常数是指某一具体化学反应的平衡常数，当化学反应方程式的计量数增倍或减倍时，化学平衡常数也相应的发生变化。二、考查电离平衡常数例5. （2008

9、山东卷）碳氢化合物完全燃烧生成CO 2和H 2O 。常温常压下，空气中的CO 2溶于水，达到平衡时，溶液的pH=5.60，c(H2CO 3=1.5×10-5 mol·L -1。若忽略水的电离及H 2CO 3的第二级电离，则H 2CO 3HCO 3-H +的平衡常数K 1。（已知：10-5.60=2.5×10-6）解析：此题可直接运用电离平衡常数的公式进行计算，只要准确的代入数值计算，不难得出答案。根据电离平衡常数公式可知：K 1=c(H+c(HCO3-/c(H2CO 3=10-5.60×10-5.60/l.5×10-5=4.2×10-

10、7mol. L-1。例6（09年海南化学·6）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=4B 升高温度，溶液的pH 增大C 此酸的电离平衡常数约为1×10-7D 由HA 电离出的c (H+ 约为水电离出的c (H+ 的106倍答案：B解析：A 项，根据HA 在水中的电离度可算出c (H+=0.1× 0.1%mol·L -1=10-4 mol·L -1，所以pH=4，A 正确；因HA 在水中存在电离平衡，升高温度促进平衡向电离的方向移动，所以c (H+ 将增大，pH 值会减小，B 错；

11、C 项，可由平衡常数表达式算出K =c(HAc(A c(H-+=1×10-7 ，故C 正确。D 项，溶液中的c (H+=10-4 mol·L -1 ，所以c (H+ 水电离第4页 = 10-10 mol·L -1，前者是后者的106倍，D 正确。例7（09年福建理综·10）在一定条件下，Na 2CO 3溶液存在水解平衡：CO 32H 2O HCO 3OH 。下列说法正确的是A 稀释溶液，水解平衡常数增大 B 通入CO 2，平衡朝正反应方向移动C 升高温度，323( (c HCO c CO -减小 D 加入NaOH 固体，溶液pH 减小 答案：B解析：平衡

12、常数仅与温度有关，故稀释时是不变的，A 错；CO 2通入水中，相当于生成H 2CO 3，可以与OH 反应，而促进平衡正向移动，B 正确；升温，促进水解，平衡正向移动，故表达式的结果是增大的，C 错；D 项，加入NaOH ，碱性肯定增强，pH 增大，故D 错。 例8（09年山东理综·28）运用化学反应原理研究氮、氧等单质及其化合物的反应有重要意义。在25下，将a mol·L -1的氨水与0.01 mol·L -1的盐酸等体积混合，反应时溶液中c (NH4*=c (Cl- 。则溶液显“酸”、“碱”或“中”）；用含a 的代数式表示NH 3·H 2O 的电离常数

13、K b 。解析：（K b = OH- NH4* NH3·H 2O，c(NH4*=c(Cl- 0.005 mol·L -1；c(H c(OH- 1×10-7 mol·L -1（因为是25下且为中性）；NH3·H 2Oa 2mol·L -10.005 mol·L -1，则：K b =10-9a 0.01L -1。 高考解读预测：通过对近几年高考题的研究发现，高考对电离平衡常数的考查，涉及到的省份不多，主要分布在山东、海南，估计有蔓延扩张的趋势，高考对它的考查角度主要是电离平衡常数计算，当然，影响它的因素，也应引起我们的高度重视。

14、另外，水解平衡也作为一种平衡状态，也可能成为考查平衡移动的一种新形式，也要引起注意。方法规律：在一定温度下，弱电解质达到电离平衡时，各种离子浓度之积与溶液中未电离的分子浓度之比是一个常数，该常数就叫电离平衡常数。如CH 3 COOHCH 3COO -+H+，K=c(CH3COO -c(H+/c(CH3COOH.电离平衡常数是描述弱电解质的电离平衡的主要参数，也是弱酸、弱碱是否达到平衡状态的标尺。它只受温度的影响，因电离过程是吸热过程，故它随温度的升高而增大。对于多元弱酸来说，由于上一级电离产生的H+对下一级电离起到抑制作用，一般是K 1K2K3，即第二步电离通常比第一步电离难得多，第三步电离又

15、比第二步电离难得多，因此在计算多元素弱酸溶液的c(H+ 或比较弱酸酸性相对强弱时，通常只考虑第一步电离。三、沉淀溶解平衡常数例9(2008年山东卷 某温度时，BaSO 4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是（ ）第5页 提示：BaSO 4(s Ba 2+(aqSO 42-(aq的平衡常数Ksp c(Ba2+·c(SO42- ，称为溶度积常数。A 加入Na 2SO 4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BaSO 4沉淀生成D a 点对应的Ksp 大于c 点对应的Ksp解析：当加入Na 2SO 4溶液时，c(SO42- 增大，沉淀

16、溶解平衡向沉淀析出方向进行，则c(Ba2+ 会减小，故A 错；蒸发溶液时，可使溶液的c(SO42- 和c(Ba2+ 同时增大，而dc显示c(SO42- 未变，故B 错；d 状态点，因其在沉淀溶解平衡点c 点的下方，说明未达到沉淀溶解平衡状态，故无BaSO 4沉淀生成，C 正确；D 项，因a 、c 两点对应的都是在相同的温度下的Ksp ，故二者的Ksp 相同，D 错。本题答案选C 。点评：本题主要考查了沉淀的溶解和生成过程中离子浓度的变化、影响Ksp 的因素及沉淀析出的条件等，解题主要策略是应用化学平衡移动理论。学生易错的原因主要在于对于沉淀溶解平衡的理论掌握不到位，同时也不能正确的结合图象进行

17、分析，从而不知所措而错选。 例 10 (2008年广东卷 已知Ag 2SO 4的K sp 为2.0×10-5，将适量Ag 2SO 4固体溶于100 mL水中至刚好饱和，该过程中Ag +和SO 42-浓度随时间变化关系如右图（饱和Ag 2SO 4溶液中c (Ag+ 0.034mol·L -1）。若t 1时刻在上述体系中加入100mL0.020mol·L -1Na 2SO 4 溶液，下列示意图中，能正确表示t 1时刻后Ag +和SO 42-浓度随时间变化关系的是( 解析：因Ag 2SO 4溶液中存在沉淀溶解平衡Ag 2SO 4 2Ag + + SO42- ，在Ag 2

18、SO 4饱和溶液中，因为c(Ag+=0.034mol/L，所以c （SO 42-）=c(Ag+/2=0.017mol/L；当加入100ml 0.020mol/LNa2SO 4溶液后，溶液中c （SO 42-）=0.1L×0.017mol/L+0.1L×0.02mol/L=0.0185mol/L，c （Ag +）=0.034mol/L×0.1L/0.2L=0.017mol/L，此时Q c =c(Ag+c(SO42- Ksp ，溶液处于未饱和状态。故答案选B 。 点评： （1）本题主要考查改变饱和溶液中离子浓度时沉淀溶解平衡移动的情况，正确的求算 各离子浓度的大小以及

19、结合图象进行分析， 显得相当重要， 要求学生具备对图象数据的观察 能力与分析能力。 例 10（2009 年广东）硫酸锶(SrSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如下，下列说法正确 2- A温度一定时，Ksp(SrSO4随 c(SO4 的增大而 减小 B三个不同温度中，313K 时 Ksp(SrSO4最大 C283K 时，图中 a 点对应的溶液是不饱和溶液 D283K 下的 SrSO4 饱和溶液升温到 363K 后变 为不饱和溶液 答案：BC 解析：A 项，平衡常数只与温度有关，与浓度无关，A 错误；温度一定 Ksp=c(Sr2+c(SO42-， 由图可知，313K 时，相同 SO42-浓度下，Sr2+的浓度最大，所以平衡常数最大，B 正确；283K 时，a 点对应的 Sr2+的浓度比平衡时要小，Qc 小于 Ksp（283K） ，故对应溶液为不饱和溶液， C 正确；283K 下的饱和溶液，突然升温至 363K，Ksp 减少，析出沉淀，但仍然为饱和溶液， D 错误。 例 11 （09 年山东理综· 28） （14 分）运用化学反应原理研究氮、氧等单质及其化合物的反应 有重要意义。在 25下