三大平衡常数课件

新课标2010届高三化学第二轮复习n

高考中亮点“三大平衡常数”2010年4月温馨提示：化学平衡常数、电离平衡常数、沉淀溶解平衡常数位于选修四《化学反应原理》部分，属于新课标的新增内容。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；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”在今后的高考中，将继续成为今后高考的重点及热点。下面将分类追踪透析。本课教学目标1、理解化学平衡常数K、电离平衡常数(K

、K

、K

)、溶度积常数K

的含义，a

b

w会书写相应的表达式。sp2、知道平衡常数的应用基础回顾Ⅰ知识梳理一——平衡常数表达式1、对于可逆反应：a

A(g)+

b

B(g)

c

C(g)+dD(g)，其中a、b、c、d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，这个反应的平衡常数表达式为：ccc(C)•

cd(D)。K

=c(CH

COO

)•-ab(B)K

=a3(A)•

cc(H

)+c(CH

COOH)32、如CH

COOH

CH

COO-+

H

，电离平衡常数①固体、纯液体的浓度可视为1。+33c(H+)·c(OH

)-3、K

的数学表达式是K

=w②各物质平衡时浓度的化学计量数次方。w注意啦:-3(aq),溶度积常数4、Fe(OH)

(s)

Fe3+(aq)+3OHK

=

c(Fe3+)•

c3(OH

)-sp。基础回顾Ⅱ1、[09安徽理综11]汽车尾气净化中的一个反应如下：NO(g)+

CO(g)

N

(g)+

CO

(g)22ΔH＝－373.4kJ·mol-1在恒容的密闭容器中，反应达到平衡后，改变某一条件，下列示意图正确的是：C知识梳理二——平衡常数的影响因素1、内因：物质本身起决定作用2、外因：只受温度的影响由K随温度的变化可推断正反应是吸热反应还是放热。若正反应是吸热反应,升高温度，K增大；减小若正反应是放热反应,升高温度，K。[案例分析1]《化学反应原理》P45知识梳理三——平衡常数Ｋ的意义卤化氢生成反应的平衡常数(25℃)1、平衡常数K的大小能说明反应进行的程度（也叫反应的限度）。K值越大，表明反应进行得越完全

；K值越小，表示反应进行得越不完全

。化学方程式平衡常数K6.5×1095F2+H22HF2HCl2HBr2HICl

+H2.57×10331.91×10198.67×1022

2Br

+H2

2I2+H2[案例分析2]《化学反应原理》P82改编知识梳理三——平衡常数K

的意义sp表3-14

常见难溶电解质的溶度积常数和溶解度(25℃)Ksp溶解度/gKsp溶解度/g难溶物难溶物AgCl

1.8×10-10AgBr

5.4×10-13AgI

8.5×10-171.5×10-4CaCO35.0×10-97.1×10-48.4×10-6

Ag

CO8.1×10-12

3.2×10-3322.1×10-7

Fe(OH)

2.6×10-39

3.0×10-93一定温度下,只有物质组成相似的两种难溶电解质,

K

大,物质的溶解度才大。注意啦:sp知识梳理三——平衡常数K的意义[案例分析Ⅲ]下表是几种常见弱酸的电离平衡常数（25℃）a多元弱酸离方程式CH

COOKaCH

COOH

CH

COOH-+H+K

=1.76×10－5333aK

=4.3×10－7a1H

CO32K

=5.6×10－11a2K

=7.5×10－3a1K

=6.2×10－8H

PO4a23K

=2.2×10－13a33、弱酸、弱碱的电离常数能够反映弱酸、弱碱酸碱性的相对强弱。电离常数越大，弱酸(碱)的酸(碱)性越强，

反之,则越弱

。１、已知：25℃时H2CO3

HCO3-

+

Ka1=4.3×10-7-CO

++

HH+Ka2=5.6×10-112--3HCO3HClO

ClO强的是_________，最弱的是________。(1)若把H

CO

、HCO(2)请根据以上碳酸和次氯酸的电离平衡常数，写出在下列条件下所发生反应的离子方程式：+

H+Ka=2.95×10-8-、HClO都看作是酸，其中酸性最233-233H

COHCO①将少量的氯气通到过量的碳酸钠溶液中Cl

+H

O+2CO32-

=

2HCO3-+

Cl-+

ClO-22②在过量的氯水中滴入少量的碳酸钠溶液+

2HClO2Cl

+H

O+CO32-

=

CO

↑

+

2Cl-222平衡常数应用一利用K

值的相对大小可用以强酸制弱酸a如某温度下，若A、B两种酸的电离平衡常数分别为K

a、1K

，a2若K

＞K

，则由A酸可制得B酸；a1

a2若K

＜K

，则由B酸可制得A酸；a1

a2同理：利用K

值的相对大小可用以强碱制弱碱b[变式训练１]在一定温度下，溴化钙、溴化银、硝酸钙和硝酸银在水和液氨中的溶解度若测定为下表所列各值（g）：写出上述四种化合物在水溶液和液氨溶液中相互发生反应的化学方程式。水溶液中：2AgNO

+

CaBr

=2AgBr↓

+

Ca(NO

)323

2液氨中：

2AgBr+

Ca(NO

)

=AgNO

+

CaBr

↓323

2拓展：利用溶解度的相对大小可用以沉淀的生成、转化。例2．二氧化硫和氮的氧化物是常用的化工原料，但也是大气的主要污染物。综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容之一。硫酸生产中，SO

催化氧化2生成SO

：2SO

(g)+O

(g)=2SO

(g)。某温3223度下，SO

的平衡转化率(a

)与体系总压2强(p)的关系如图所示。根据图示回答下列问题：平衡状态由A变到B时，平衡常数K(A)_______K(B)(填“＞”、“＜”或“=”)。解析：平衡状态由A变到B时，增大了压强（由0.10MPa→0.50

MPa），故SO

的平衡转化率(a

)变大；由于2平衡常数K不受压强、浓度的影响，只受温度的影响，而体系的的温度不变，所以平衡常数K值不变。方法规律：化学平衡常数是描述可逆反应进行程度的重要参数，只与温度有关，与反应物、生成物的浓度无关，当然也不会随压强的变化而变化，即与压强无关。针对性训练：1.高炉炼铁中发生的基本反应如下：FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO

(g)（正反应为吸热反应），已知1100℃时，该反2应的化学平衡常数为0.263。若在1100℃时，测得高炉中c(CO

)=0.025mol/L，c(CO)=0.1mol/L，在这种情况下该反2应是否处于平衡状态_______(填“是”或“否”)，此时化学反应速率是V正____V逆(填“大于”、“小于”或“等于”)，其原因是。答：由于此时K/=c(CO

)/c(CO)=(0.025mol·L-1)/2(0.1mol·L-1)=0.25≠K=0.263，所以反应不处于平衡状态，又因为0.25＜0.263，则v正

＞

v逆，化学平衡向正反应方向移动。2．现代炼锌的方法可分为火法和湿法两大类。火法炼锌是将闪锌矿（主要含ZnS）通过浮选、焙烧使它转化为氧化锌，再把氧化锌和焦炭混合，在鼓风炉中加热至1373-1573K，使锌蒸馏出来。主要反应为：焙烧炉中：2ZnS+3O

＝2ZnO+2SO①②22鼓风炉中：2C+O

＝2CO2鼓风炉中：ZnO（s）+CO（g）==

Zn(g)+CO

（g）

③2请写出反应③的平衡常数表达式，若在其它条件不变时，在鼓风炉中增大CO的浓度，平衡将向移动，此时平衡常数小”或“不变”）。（填“增大”、“减答：⑴根据化学方程式和平衡常数的表达式进行书写：K=c(Zn).c(CO

)/c(CO)，增大反应物CO的浓度，虽然化学2平衡向正反应移动，但平衡常数不变。3:

已知CO

+H

OCO

+H

800℃

K=1.0；求(g)2

(g)2

(g)2

(g)恒温恒容体系中，用c(CO):c(H

O)=1:1或1:4开始，达到平衡时2CO和H

O(g)的转化率。2c(CO):c(H

O)=1:4时c(CO):

c(H

O)=

1:1时22CO+H

O

CO

+HCO+

H

O

CO

+

H222220

02起始c

1

40

0起始c

1

1转化c

-x

-x平衡c

1-x

1-x

x

x转化c

-x

-x平衡c

1-x

4-x+x

+xx

x+x

+xx2x2K==1K==1(1-x)(4-x)(1-x)(1-x)解得

x=0.8

α(CO)=

80%解得

x

=

0.5α(CO)=

50%α(H

O)=50%α(H

O)=20%22增大一种反应物的浓度，能提高另一种反应物的转化率，而本结论：身的转化率减小二、电离平衡常数例3（2008山东卷）碳氢化合物完全燃烧生成CO

和2H

O。2常温常压下，空气中的CO

溶于水，达到平衡时，溶液的2pH=5.60，c(H

CO

)=1.5×10-5

mol·L-1。若忽略水的电2

3离及H

CO

的第二级电离，则H

CO

＝HCO

＋H

的平衡常数+-2

32

33K1=-5.60

-6。

（已知：10

=2.5×10

）解析：根据电离平衡常数公式可知：K1=c(H

)c(HCO3

)/c(H2CO3)=10-5.60×10-5.60/l.5×10-5+-=4.2×10-7mol.L-1。例4

下列有关电离平衡常数（K）的说法正确的是（

）AA.相同条件下，电离平衡常数越小，表示弱电解质的电离能力越弱B.电离平衡常数与温度无关C.在CH

COOH的稀溶液中存在如下电离平衡：3CH

COOH==CH

COO3-3+H

，当再加入量冰醋酸时，（K）值增大+1

2

3D.多元弱酸各步电离平衡常数相互关系为K

＜K

＜K解析：K表征的是弱电解质的电离能力，它越大，表示弱电解质越易电离，反之，就越难，故A正确；电离平衡常数与化学平衡一样，只随温度的变化而变化，故B、C错误；多元弱酸各步电离平衡常数的相互关系应为K1＞K2＞K3方法规律：①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

COOH==CH

COO-+H，+33K=c(CH

COO-+)c(H)/c(CH

COOH).33②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。③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

≥K

≥K

，即第二步电1

2

3离通常比第一步电离难得多，第三步电离又比第二步电离难得多，因此在计算多元素弱酸溶液的c(H酸酸性相对强弱时，通常只考虑第一步电离。+)或比较弱三、沉淀溶解平衡常数例5

(2008年山东卷)某温度时，BaSO

在水中的沉淀溶解平衡4曲线如图所示。下列说法正确的是（

）C提示：BaSO

(s)=Ba2+(aq)＋SO42-(aq)平衡常数Ksp＝4c(Ba2+)·c(SO42-)，称为溶度积常数。A．加入Na

SO

可以使溶液由a点变到b点2

4B．通过蒸发可以使溶液由d点变到c点C．d点无BaSO

沉淀生成4D．a点对应的Ksp大于c点对应的Ksp解析：当加入Na

SO

溶液时，c(SO

2-)增大，沉淀溶解2

44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d→c显示c(SO

2-)未变，故B错；d状态点，因其在沉4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BaSO4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。例6

(2008年广东卷)已知Ag

SO

的Ksp为2.0×10-5，将适量2

4Ag

SO

固体溶于100mL水中至刚好饱和，该过程中Ag

和SO42-浓度随时间变化关系如右图+2

4（饱和Ag

SO

溶液中c(Ag

)＝0.034mol·L-1）。+2

4若t

时刻在上述体系中加入100mL0.020mol·L-11Na

SO

溶液，下列示意图中，能正确表示t1时2

4刻后Ag+和SO42-浓度随时间变化关系的是(

B

)+SOn解析：因Ag

SO

溶液中存在沉淀溶解平衡Ag

SO

==2Ag+42-，在Ag

SO

饱和溶液2424中，因为c(Ag+)=0.034mol/L，所以c（SO

2-）=c(Ag

)/2+=0.017mol/L；当加入100m2l440.020mol/LNa

SO

溶液后，溶液中c（SO

2-）244=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Qc=c(Ag故答案选B。+)c(SO42-)＜Ksp，溶液处于未饱和状态。方法规律：①公式：对于沉淀溶解平衡：MmNn(s)==mMn+(aq)+nNm-(aq)。固体纯物质不列入平衡常数。上述反应的平衡常数为：Ksp=[c(Mn+)]m[c(Nm-)]

，符号为Kspn②影响因素：在一定的温度下，它是一个常数，称为溶度积常数，简称溶度积，它只受温度影响，不受溶液中物质浓度的影响