四大平衡常数详解

1、课题高考化学一轮复习-四大平衡常数详解类型新出(V)巩固()提高()授课时间：月日至备课时间：月曰教学目标了解四大平衡常数。重点、难点、考点了解四大平衡常数。教学内容四大平衡常数的比较化学平衡常数(K)电离常数(Ka、Kb)水的离子积常数(Kw)难溶电解质的溶度积常数(Ksp)概念在一定温度卜，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度窑之积与反应物浓度窑之积的比值是一个常数，这个常数就是该反应的化学平衡常数在一定条件下达到电离平衡时，弱电解质电离形成的各种离子的浓度的乘积与溶液中未电离的分子的浓度之比是一个常数，这个常数称为电罔常数一定温度卜，水或稀的水溶液中c(OH-)与c(H+)的乘积在一

2、定温度下，在难溶电解质的饱和溶液中，各离子浓度备之积为一表达对于般的可逆反应：以一元弱酸HA为例：Kw=c(OH一+)c(H)MmAn的饱和溶液：式mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),在一定温度卜达到平衡时：K=+_一HAH+A,电离常数Ka=Ksp=cm(Mn)cn(Am)影响因素只与温度有关只与温度有关，升高温度，K值增大只与温度后关，升局温度，Kw增大只与难溶电解质的性质和温度后关考点一化学平衡常数常考题型1. 求解平衡常数；2. 由平衡常数计算初始(或平衡)浓度；3.计算转化率(或产率)；4.应用平衡常数K判断平衡移动的方向(或放热、吸热等情况)。对策从新出的地方入手，如速率

3、计算、“二阶段式”的运用、阿伏加德罗定律及其推论的应用、计算转化率等，这些都与化学平衡常数密不可分(严格讲电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡也是化学平衡，只是在溶液中进行的特定类型的反应而已)，要在练习中多反思，提高应试能力。1.高炉炼铁过程中发生的主要反应为Fe2O3(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)已知该反应在不同温度下的平衡常数如下：温度/C100011501300平衡常数4.03.73.5请回答下列问题：(1) 该反应的平衡常数表达式K=,AH0(填“>”鲸=)；(2) 在一个容积为10L的密闭容器中，1000°C时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol

4、,反应经过10min后达到平衡。求该时间范围内反应的平均反应速率v(CO2)=,CO的平衡转化率=。2. 已知可逆反应：M(g)+N(g)P(g)+Q(g)AH>0,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)=1mol/L,c(N)=2.4mol/L;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”)。若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为：c(M)=4mol/L,c(N)=amol/L；达到平衡后，c(P)=2mol/L,a=。若反应温度不变，反应物的起始浓度为：c(M)=c(N)=bmol/L,

5、达到平衡后，M的转化率为。考点二电离常数3. 1.直接求电离平衡常数;常考题型2.由电离平衡常数求弱酸(或弱碱)的浓度；由Ka或Kb求pH。试题一般难度不大，是在化学平衡基础上派生出来的。对策注意平衡体系中同种离子的浓度是同一个浓度，当两个量相加或相减时，若相差100倍以上，要舍弃小的等一些基本的近似处理能力。(2014山东高考)已知某温度下CH3COOH和NH3H2O的电离常数相等，现向10mL浓度为0.1molL1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. c(NH)/c(NH3H2O)先增大再减小C. c(CH3COOH)与c(CH3COO)

6、之和始终保持不变D. 当加入氨水的体积为10mL时，c(NH)=c(CH3COO)1. 高氯酸、硫酸、硝酸和盐酸都是强酸，其酸性在水溶液中差不大。以下是某温度下这四种酸在冰醋酸中的电离常数：酸HClO4H2SO4HClHNO3Ka1.6X10-56.3X1091.6X10-94.2X10一10从以上表格中判断以下说法中不正确的是()在冰醋酸中这四种酸都没有完全电离在冰醋酸中高氯酸是这四种酸中最强的酸C.在冰醋酸中硫酸的电离方程式为H2SO4=2H+SOD.水对于这四种酸的强弱没有区分能力，但醋酸可以区分这四种酸的强弱考点三水的离子积常数常考题型1.计算温度局十室温时的Kw；2 .通过Kw的大小

7、比较相应温度的高低；3 .溶液中c(H+)与c(OH)相互换算；4.酸、碱、能水解的盐溶液中水电离出的c(H+)或c(OH)的计算。对策Kw只与温度有关，升高温度，Kw增大；在稀溶液中，c(H+)c(OH)=Kw,其中c(H+)、c(OH)是溶液中的HLOH浓度；水电离出的H+数目与OH数目相等。1.(2015哈师大附中模拟)某温度下，水的离子积常数Kw=1012。该温度下,将pH=4的H2SO4溶液与pH=9的NaOH溶液混合并保持恒温，欲使混合溶液的pH=7,则稀硫酸与NaOH溶液的体积比为()A.1:10B.C.10:1D.99:212.(2013大纲卷)下图表示水中c(H)和c(OHV

8、r列判断错误的是10lO'VdD/mnlL1.洛解度与Ksp的相关转化与比较;常考题型2.沉淀先后的计算与判断；A.两条曲线间任意点均有c(H+)xc(OH)=KwB. M区域内任意点均有c(H)vc(OH)C. 图中TivT2XZ线上任意点均有pH=7考点四难溶电解质的溶度积常数3. 沉淀转化相关计算；4. 金属阳离子沉淀完全的pH及沉淀分离的相关计算；5. 与其他平衡(如氧化还原平衡、配位平衡)综合的计算；6. 数形结合的相关计算等。对策应用Ksp数值大小比较物质的溶解度大小时，一定是在组成上属于同一类型的难溶电解质才进行比较，否则，不能比较；在判断沉淀的生成或转化时，M子浓度数值

9、代入Ksp表*，若数值大于Ksp,沉淀可生成或转化为相应难溶物质；利用Ksp可计算杲些沉淀转化反应的化学平衡常数。1. (2015常州模拟)已知25C时，Ka(HF)=6.0X104,Ksp(MgF2)=5.0X10-11。现向1L0.2mol/LHF溶液中加入1L0.2mol/LMgCl2溶液。下列说法中正确的是()A.25C时，0.1mol/LHF溶液中pH=1B.0.2mol/LMgCl2溶液中离子浓度关系为2c(Mg2+)=c(C)>c(H+)=c(OH)C.2HF(aq)+Mg2+(aq)MgF2(s)+2H+(aq)，该反应的平衡常数K=1.2X107D.该反应体系中有MgF

10、2沉淀生成2. 常温下,Ag2SO4、AgCl、AgI的溶度积常数依次为：Ksp(Ag2SOQ=7.7X105、Ksp(AgCl)=1.8X1010、Ksp(AgI)=8.3X1017。卜列有关说法中，错误的是()A.常温下，Ag2SO4、AgCl、AgI在水中的溶解能力依次减弱B. 在AgCl饱和溶液中加入NaI固体，有AgI沉淀生成C. Ag2SO4、AgCl、AgI的溶度积常数之比等于它们饱和溶液的物质的量浓度之比D. 在Ag2SO4饱和溶液中加入Na2SO4固体有Ag2SO4沉淀析出1.化学平衡常数(K)、弱酸的电离平衡常数(Ka)、难溶物的溶度积常数(Ksp)是判断物质性质或变化的重

11、要的平衡常数。下列关于这些常数的说法中，正确的是()A. 平衡常数的大小与温度、浓度、压强、催化剂等有关B. 当温度升高时，弱酸的电离平衡常数Ka变小C. Ksp(AgCl)>Ksp(Agl)，由此可以判断AgCl(s)+I(aq)=AgI(s)+Cl(aq)能够发生D. Ka(HCN)<Ka(CH3COOH),说明物质的量浓度相同时，氢氤酸的酸性比醋酸强2. 已知常温下反应，NH3+H+NH(平衡常数为Ki),Ag+Cl"AgCl(平衡常数为K2),Ag+2NH3Ag(NH3)(平衡常数为K3)。、的平衡常数关系为Ki>K3>K2，据此所做的以下推测合理的是

12、()A. 氯化银不溶于氨水B.银氨溶液中加入少量氯化钠有白色沉淀A. 银氨溶液中加入盐酸有白色沉淀D.银氨溶液可在酸性条件下稳定存在TC时，将6molA和8molB充入2L密闭容器中，发生反应：A(g)+3B(g)C(g)+D(g),容器中B的物质的量随时间变化如1n(B)/mol图中实线所示。图中虚线表示仅改变某一反应条件时，；£町a)B的物质的量随时间的变化。下列说法正确的是()2II.一一一一Jt_一一一cn?d6时m"minA. 反应开始至a点时v（A）=1molL1min1AH>0B. 若曲线I对应的条件改变是升温，则该反应的C. 曲线II对应的条件改变是增

13、大压强D. TC时，该反应的化学平衡常数为0.1253. （2013上海高考改编）部分弱酸的电离平衡常数如下表:弱酸HCOOHHCNH2CO3电离平衡常数（25C）Ki=1.77X104Ki=4.9X10muEm/】.）Ki1=4.3X10"7Ki2=5.6X10"11下列选项错误的是（） 2CN+H2O+CO2=2HCN+CO 2HCOOH+CO=2HCOO+H2O+CO2f 中和等体积、等pH的HCOOH和HCN消耗NaOH的量前者小于后者 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A. B.C.D.5.已知FeCl3溶液与KSCN溶液混合后发

14、生反应FeCl3+3KSCNFe（SCN）3+3KCl,达到平衡后，改变条件，则下列说法正确的是（）A. 向溶液中加入少许KCl固体，溶液颜色变浅B. 升高温度，平衡一定发生移动C. 加入少许KCl固体或者加入少许FeCl3固体平衡常数均发生变化，且变化方向相反D. 平衡常数表达式为K=（2015廊坊模拟）水的电离平衡曲线如图所示，下we炒L）列说法不正确的是（）:二jj25rIIhA. 图中四点Kw间的关系：A=DvCvBB. 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NH4C1固体D. 若从A点到D点，可采用：温度不变在水中加入少量

15、NH4C1固体(2015浙江五校联考)氯碱工业电解所用的氯化钠溶液需精制。除去有影响的Ca2LMg2LNH、SO及泥沙，其精制流程如下：已知：Ca2*、Mg2+开始形成相应氢氧化物沉淀的pH如下表。Ca(OH)2Mg(OH)2pH>11.5>4.2Ksp(BaSO4)=1.1X10一10,Ksp(BaCO3)=2.6X10-9,Ksp(CaCO3)=5.0X10-9。下列说法正确的是()A. 盐泥a除泥沙外，还含有Ca(OH)2和Mg(OH)2B. 过程I中将NH转化为N2的离子万程式是3ClO+2NH=3Cl+N2f+3H2O+2H+C. 过程口中通入CO2有利于除SOD. 过程

16、IV调pH可以使用硝酸6. 运用化学反应原理研究卤族元素的性质具有重要意义。(1) 下列关于氯水的叙述正确的是(填写字母)。a. 氯水中存在两种电离平衡b. 向氯水中通入SO2,其漂白性增强c.向氯水中通入氯气，c(H+)/c(ClO-)减小d. 加水稀释氯水，溶液中的所有离子浓度均减小e. 加水稀释氯水，水的电离平衡向正反应方向移动f. 向氯水中加入少量固体NaOH,可能有c(Na)=c(Cl)+c(ClO)(2) 常温下，已知25C时有关弱酸的电离平衡常数:弱酸化学式HClOH2CO3电离平衡4.7X108K1=4.3X107七=5.6X10"11写出84消毒液露置在空气中发生反

17、应的离子方程式电解饱和食盐水可得到溶质为M的碱溶液，常温下将浓度为ci的M溶液与O.lmolL'的一元酸HA等体积混合，所得溶液pH=7,则ci0.1molL-1(填“”或“<”)，溶液中离子浓度的大小关系为若将上述"O.lmolL"1的一元酸HA”改为“pH=1的一元酸HA”，所得溶液pH仍为7,则ciO.lmolL：。牙釉质对牙齿起着保护作用，其主要成分为羟基磷灰石Ca5(PO4)3OH,研究证实氟磷灰石Ca5(PO4)3F比它更能抵抗酸的侵蚀，故含氟牙膏已使全世界千百万人较少制齿，请写出羟基磷灰石的溶度积常数表达式Ksp=,氟离子与之反应转化的离子方程式

18、为(2013山东高考)化学反应原理在科研和生产中有广泛应用(1) 利用“化学蒸气转移法”制备TaS2晶体，发生如下反应:TaS(s)+212(g)Tal4(g)+S2(g)AH>0(I)温度/端温度*端n一.ML如T皑砧体加热炉粉末反应(I)的平衡常数表达式K=，若K=1,向某恒容容器中加入1moll2(g)和足量Ta&(s),12(g)的平衡转化率为如图所示，反应(I)在石英真空管中进行，先在温度为T2的一端放入未提纯的TaS2粉末和少量l2(g),一段时间后，在温度为丁2(填>V或=)。Ti的一端得到了纯净TaSz晶体，则温度Ti上述反应体系中循环使用的物质是利用I2的

19、氧化性可测定钢铁中硫的含量。做法是将钢样中的硫转化成H2SO3，然后用一定浓度的I2溶液进行滴定，所用指示剂为的离子方程式为25C时，H2SO3HSO+H+的电离常数Ka=1X102molL"1，则该温度下NaHSO3水解反应的平衡常数Kh=molL二若向NaHSO3溶液中加入少量的I2,则溶液中将(填“增大”“减小”或“不变”)相同浓度下，NaHA溶液的pH(填“大于”、“小于”或“等于”)Na2A溶液的pH。(2) 某温度下，若向0.1mol/L的NaHA溶液中逐滴滴加0.1mol/LKOH溶液至溶液呈中性。此时该混合溶液中下列关系中，一定正确的是a.c(H+)c(OH)=1X1

20、014b. c(Na+)+c(K+)=c(HA)+2c(A2")c(Na+)>c(K+)+c. c(Na)+c(K)=0.05mol/L(3) 已知常温下H2A的钙盐(CaA)饱和溶液中存在以下平衡：CaA(s)Ca2(aq)+A2(aq)AH>0。 降低温度时，Ksp(填“增大”“减小”或“不变”)。 滴加少量浓盐酸，c(Ca2+)(填“增大”“减小”或“不变”)。H.含有C2。的废水毒性较大，某工厂废水中含5.00X10-3molL"1的C2。为使废水能达标排放，作如下处理：CsOCr3*、Fe3+石灰水，Cr(OH)3、Fe(OH)3(1) 该废水中加入绿

21、矶(FeSO47H2O)和稀硫酸，发生反应的离子方程式为欲使10L该废水中的Cr2O完全转化为Cr3理论上需要加入gFeSQ7H2O。(2) 若处理后的废水中残留的c(Fe3+)=2x1013molL1,则残留的Cr3+的浓度为。(已知：KspFe(OH)3=4.0X10-38KspCr(OH)3=6.0X10-31)课后作业：学生对丁本次课的评价：1、是否掌握知识。全部掌握。基本掌握。不掌握2、是否满意老师教学。特别满意。满意O一股。不满意学生签字：教师评定：1、上次作业评价：口好口较好口一般口差2、学生课堂表现：口很积极较积极一般不积极3、学生接受程度：口全部接受大部分接受大部分接受不能接

22、受4、课问纪律：口好口较好口一般口差5、其他情况：教师签字：答案详解：考点一化学平衡常数解析：(1)因Fe和Fe2O3都为固体，不能代入平衡常数的表达式，所以K=,由表中数据知，升高温度，平衡常数减小，说明平衡向左移动，故AH<0oFe2O3(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)起始(molL-1)0.10.1转化(molL"1)xx平衡(molL"1)0.1-x0.1+x由题意得K=4.0,解得x=0.06。所以a(CO片X100%=60%,v(CO2)=0.006molLmin一1。答案：(1)<(2)0.006molL-"1min160%1.

23、 解析：解答本题需从平衡建立的过程“三段式”和化学平衡常数不随着温度的变化而变化入手求解。(1) 由方程式知反应消耗的N与M物质的量相等，则N的转化率为：X100%=25%。(2) 由于该反应正反应吸热，温度升高，平衡右移，则M的转化率增大。(3) 若反应温度不变，则平衡常数不变。K=,贝U=,解得a=6。根据(3)的结果，解得M的转化率为41%答案：(1)25%(2)增大(3)6(4)41%考点二电离常数1. 解析：选D由CH3COOH和NH3H2O的电离常数相等可知当二者恰好完全反应时，溶液呈中性，结台电荷守恒知-_一c(CH3COO)+c(OH)=c(NH)+c(H)，则c(CH3COO

24、)=c(NH),D项正确；开始滴加氨水时，水的电离程度增大，二者恰好完全反应时，水的电离程度最大，再继续滴加氨水时，水的电离程度减小，A项错误；向醋酸中滴加氨水，溶液的酸性减弱，碱性增强，c(OH-)增大，由NH3H2ONH+OH可知K=,故减小，B项错误；根据原子守恒知n(CH3COO-)与n(CH3COOH)之和不变，但滴加氨水过程中，溶液体积不断增大，故c(CH3COO-)与c(CH3COOH)之和减小，C项错误。2. 解析：选C由电离常数的数据可知四种酸在冰醋酸中均未完全电离，酸性最强的是HC1O4,最弱的是HNO3,由此可知C项中的电离方程式应用“”号表示。考点三水的离子积常数1.

25、解析：选B该温度下，pH=7时溶液呈碱性，NaOH过量，pOH=5,=105,V(H2SO4):V(NaOH)=9：1。解析：选D根据水的离子积定义可知A项正确；XZ线上任意点都存在c(H+)=c(OH)，所以M区域内任意点均有c(H+)vc(OH-)，所以B项正确；因为图像显示Ti时水的离子积小于丁2时水的离子积，而水的电离程度随温度升高而增大，所以C项正确；XZ线上只有X点的pH=7,所以D项错误。1. 考点四难洛电解质的洛度积常数解析：选DA项，HF是弱酸，25C时，0.1mol/LHF溶液中pH>1,错误；B项，MgCl2属于强酸弱碱盐，离子浓度关系为c(Cl")>

26、;2c(Mg2+)>c(H+)>c(OH-)，错误，C项，2HF(aq)+Mg2+(aq)MgF2(s)+2H+(aq)，该反应的平衡常数K=K(HF)/Ksp(MgF2)=7.2X103,错误；D项，该反应体系中c(Mg2+)c2(F")>Ksp(MgF2),有MgF2沉淀生成，正确。2. 解析：选C由数据可知A选项正确；Ksp(AgI)VKsp(AgCl)，说明AgI更难洛，B选项正确；Ksp(Ag2SO4)=c2(Ag+_+_一+)xc(SO),Ksp(AgCl)=c(Ag)xc(Cl),Ksp(AgI)=c(Ag)xc(I),显然C选项错误；Ag2SO4饱和

27、溶液中存在沉溶解平衡：Ag2SO4(s)2Ag+(aq)+SO(aq),加入NaSO5固体，SO的浓度增大，平衡逆向移动，有Ag2SO4固体析出，D选项正确。1. 解析：选C平衡常数的大小与温度有关，与浓度、压强、催化剂无关，A不正确；电离是吸热的，加热促进电离，电离常数增大，B不正确；酸的电离常数越大，酸性越强，D不正确。2. 解析：选C因为K3>K2，所以Ag+与NH3的结合能力大于Ag+与Cl_之间的沉淀能力，AgCl落于氨水，A、B错误；由于Ki>K3，所以在Ag(NH3)Ag+2NH3中加入HCl,有H+NH3NH,致使平衡右移，c(Ag+)增大，Ag+Cl一=AgClJ

28、,D错误，C正确。3. 解析：选C由图像可知，反应开始至a点时v(B)=1molL一1min/"(A)=1/3molL一1min一1,A项错误；曲线I相对于实线先达到平衡，但B的转化率减小，则该反应AHV0,B项错误；曲线H相对于实线先达到平衡，B的转化率增大。若增大压强，平衡右移，B的转化率增大，C项正确；根据b点的数据计算可知：TC时，该反应的化学平衡常数为0.5,D项错误。4. 解析选D根据电离平衡常数，HCN的电离程度介于H2CO3的一级电离和二级电离之间，因此中反应错误，应为CN+H2O+CO2=HCN+HCO。HCOOH的电离程度大于H2CO3的一级电离，正确。等pH的H

29、COOH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，正确。在HCOONa和NaCN中存在电荷守恒：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，错误。解析：选B该反应的本质是Fe3+与SCN之间的反应，即Fe3+3SCN-Fe(SCN)3,与其

30、他离子无关，故加入KCl固体对平衡无影响，A项错误；其平衡常数表达式为K=,D项错误；只要温度不变，平衡常数就不会发生变化，C项错误；任何反应都伴随着温度的变化，故改变温度，平衡一定发生移动，B项正确。解析：选CKw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。5. 解析：选C盐泥a是在pH=11的条件下得到的，由题给条件，得不到Ca(OH)2,A错；过程I是在碱性条件下进行的，得不到HLB错；过程W调pH不可以使用硝酸，会引入NO杂质，D错。6. 解析：(1)氯水中存在次氯酸的电离和水的

31、电离两种平衡；向氯水中通入SO2,二者反应生成硫酸和盐酸，其漂白性减弱；当氯水饱和时再通氯气，c(H+)/c(ClO-)不变，若氯水不饱和再通氯气，酸性增强会抑制次氯酸的电离，故比值增大；加水稀释氯水，溶液中的OH浓度增大；加水稀释氯水，酸性减弱，对水的电离抑制作用减弱，故水的电离平衡向正反应方向移动；向氯水中加入少量固体NaOH,当溶液呈中性时，根据电荷守恒可推导出：c(Na+)=c(Cl")+c(ClO-)。(2) 由于次氯酸的酸性介于碳酸的两级电离常数之间，因此84消毒液露置在空气中与二氧化碳反应只能生成碳酸氢钠。(3) 当HA为强酸时二者浓度相等，为弱酸时由于生成的盐因水解显碱性，则酸要稍过量。离子浓度大小比较时可根据电荷守恒进行推导。(4) 沉淀转化的实质是由难洛的物质转化为更难洛的物质。答案：(1)aefClO+CO2+H2O=HClO+HCO2HClO2H+2Cl+O2f+_+<c(Na)=c(A)>c(OH)=c(H)>尸C+C(2) c5(Ca2)c3(PO)c(OH)Ca5(PO4)3OH+F=Ca5(PO4)3F+OH"解析：本题考查化学反应速率、化学平衡及相关计算，意在考查考生灵活分析问题