2020年高考化学微专题复习《化学平衡常数及其计算》

第25讲化学平衡常数及其计算【考纲要求】1.了解化学平衡常数(K)的含义，能利用化学平衡常数进行相关计算。

2．了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。

考点1 化学平衡常数及其应用[知识整合]1．化学平衡常数(1)概念：在一定温度下，当一个可逆反应达到时，生成物与反应物的比值是一个常数，用符号表示。

(2)表达式：对于反应m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)，K＝c p(C)·c q(D)c m(A)·c n(B)。

(3)意义：化学平衡常数的大小反映了化学反应进行的程度。

K 正反应进行的程度平衡时生成物浓度平衡时反应物浓度反应物转化率越大越小一般地说，当K>105时，就认为反应基本进行完全了，当K<10－5时，认为反应很难进行。

2．平衡常数的影响因素对于确定的化学反应，平衡常数K只与有关，与浓度、压强无关。

(1)对于吸热反应，升高温度，K值。

(2)对于放热反应，升高温度，K值。

[应用体验]1.书写下列化学平衡的平衡常数表达式。

①Cl2＋H2O HClO＋Cl－＋H＋②C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)③CH3COOH＋C2H5OH CH3COOC2H5＋H2O④CO2－3＋H2O HCO－3＋OH－⑤CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g)⑥4NH3＋5O24NO＋6H2O(g)2.(1)对于N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)K1 2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)K2NH3(g)12N2(g)＋32H2(g)K3则K1与K2的关系为________，K2与K3的关系为________，K3与K1的关系为________。

(2)已知A＋B2C K1，C＋D E K2，则A＋B＋2D2E的K3＝________(用K1、K2表示)[多维探究]角度1化学平衡常数的含义及影响因素1．在某温度下，可逆反应m A＋n B p C＋q D的平衡常数为K，下列说法正确的是() A．K越大，达到平衡时，反应进行的程度越大B．K越小，达到平衡时，反应物的转化率越大C．K随反应物浓度的改变而改变D．K随温度和压强的改变而改变2．已知制备甲醇的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示：①2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g),K1,2.5,0.15②H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO(g),K2,1.0,2.50③3H2(g)＋CO2(g)CH3OH(g)＋H2O(g),K3,(1)据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系，则K3＝________(用K1、K2表示)。

核心素养微专题四大平衡常数(K a、K h、K w、K sp)的综合应用1.四大平衡常数的比较常数符号适用体系影响因素表达式水的离子积常数Kw任意水溶液温度升高,Kw增大Kw=c(OH-)·c(H+)电离常数酸K a弱酸溶液升温,K值增大HA H++A-,电离常数K a= 碱K b弱碱溶液BOH B++OH-,电离常数K b=盐的水解常数Kh盐溶液升温,K h值增大A-+H2OOH-+HA,水解常数K h=溶度积常数Ksp难溶电解质溶液升温,大多数K sp值增大M m A n的饱和溶液:K sp=c m(M n+)·c n(A m-)2.四大平衡常数的应用(1)判断平衡移动的方向Qc与K的关系平衡移动方向溶解平衡Qc>K逆向沉淀生成Qc=K不移动饱和溶液Qc<K正向不饱和溶液(2)常数间的关系。

①K h=②K h=(3)判断离子浓度比值的大小变化。

如将NH3·H2O溶液加水稀释,c(OH-)减小,由于电离平衡常数为,此值不变,故的值增大。

(4)利用四大平衡常数进行有关计算。

【典例】(2019·武汉模拟)(1)用0.1 mol·L-1 NaOH溶液分别滴定体积均为20.00 mL、浓度均为0.1 mol·L-1的盐酸和醋酸溶液,得到滴定过程中溶液pH随加入NaOH溶液体积而变化的两条滴定曲线。

①滴定醋酸的曲线是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。

②V1和V2的关系:V1________V2(填“>”“=”或“<”)。

(2)25 ℃时,a mol·L-1的醋酸与0.01 mol·L-1的氢氧化钠溶液等体积混合后呈中性,则醋酸的电离常数为________。

(用含a的代数式表示)。

【审题流程】明确意义作判断,紧扣关系解计算【解析】(1)①醋酸为弱酸,盐酸为强酸,等浓度时醋酸的pH大,曲线Ⅱ为滴定盐酸曲线,曲线Ⅰ为滴定醋酸曲线,答案填Ⅰ;②醋酸和氢氧化钠恰好完全反应时,得到的醋酸钠溶液显碱性,要使溶液pH=7,需要醋酸稍过量,而盐酸和氢氧化钠恰好完全反应,得到的氯化钠溶液显中性,所以。

高考化学一轮复习讲义—化学平衡常数的计算[复习目标]1.掌握平衡常数和平衡转化率计算的一般方法。

2.了解速率常数与化学平衡常数的关系并能进行有关计算。

考点一化学平衡常数与平衡转化率的计算1．常用的四个公式公式备注反应物的转化率n 转化n起始×100%＝c 转化c起始×100%①平衡量可以是物质的量、气体的体积；②某组分的体积分数，也可以是物质的量分数生成物的产率实际产量理论产量×100%平衡时混合物组分的百分含量平衡量平衡时各物质的总量×100%某组分的体积分数某组分的物质的量混合气体总的物质的量×100%2.平衡常数的计算步骤(1)写出有关可逆反应的化学方程式，写出平衡常数表达式。

(2)利用“三段式”(见化学反应速率及影响因素)，确定各物质的起始浓度、转化浓度、平衡浓度。

(3)将平衡浓度代入平衡常数表达式。

(4)注意单位的统一。

3．压强平衡常数(1)以a A(g)＋b B(g)c C(g)＋d D(g)为例，K p ＝p c C ·p d D p a A ·p b B[p (X)：X 在平衡体系中物质的量分数(或体积分数)×总压强]。

(2)计算方法①根据“三段式”法计算平衡体系中各物质的物质的量或物质的量浓度。

②计算各气体组分的物质的量分数或体积分数。

③根据分压计算公式求出各气体物质的分压，某气体的分压＝气体总压强×该气体的体积分数(或物质的量分数)。

④根据平衡常数计算公式代入计算。

例一定温度和催化剂条件下，将1mol N 2和3mol H 2充入压强为p 0的恒压容器中，测得平衡时N 2的转化率为50%，计算该温度下的压强平衡常数(K p )。

答案163p 20解析N 2(g)＋3H 2(g)2NH 3(g)起始/mol 130变化/mol 0.5 1.51平衡/mol0.51.51平衡时p (N 2)＝0.53p 0、p (H 2)＝1.53p 0、p (NH 3)＝13p 0。

高考化学新热点“压强平衡常数及其相关计算”化学反应原理题，是高考必考题，近几年的考题中越发难度增加。

学生的得分率较低。

不排除今年的难度略微降低或持平。

原理题考查中主要涉及的内容是化学平衡的相关内容，常常附有图像的考查，图像有常规的、也有不常规的，但基本上来自科学研究工作者的实际研究，或者根据科学研究成果的数据转化为图像。

具体的内容聚焦有以下几个方面：化学反应速率、外界条件的选择、化学平衡状态标志、平衡移动、化学平衡常数的计算、等效平衡及其运用等知识点。

在以真实情境为背景，实际问题的解决为目的，基础知识为线索，着力核心素养的落实的高考命题框架下，催化剂的考查将继续是高考的热点。

工业生产既要考虑速率问题，也要考虑反应限度问题。

限度就不得不题平衡常数，工业生产，也希望能够调控反应限度，这个时候，外界条件和平衡常数充当了重要角色。

当然速率和他们是辩证统一的。

比如氨气的工业生产，温度高，不利于正向进行，但是催化剂活性高，反应速率快，并通过加压促进正向进行，最终找到了目前较合适的生产条件。

既保证了转化率，又保证了转化效率。

【回归教材之人教版】人教版教材通过平衡常数的数据实证来引入平衡常数的概念。

并且这个实证反应，非常经典，前后气体分子数下相等的气态反应。

【回归教材之苏教版】苏教版教材也是通过数据实证感悟常数的出现，不过换了另外一个经典反应，二氧化氮与四氧化二氮之间的可逆反应，左右两端均只有一个气体。

苏教版还给我们提供具体的反应的常数来比较反应进行的程度大小。

【回归教材之鲁科版】鲁科版教材，同样的形式呈现，只不过更加接近大学教材，采用了“[]”来规范平衡浓度，这样非常有利于大家掌握浓度商和平衡常数之间的联系与区别。

除了点赞还能干啥。

平衡常数的功能——指出反应的限度（“潜能”）速率+限度＝可逆反应的实际生产研究问题。

平衡常数可以解决限度和计算问题，当然限度也阔以通过外界因素来调节平衡移动。

当我们弄明白了实际生产过程中的可逆反应，我们能够更好的理解反应原理题的“万能”模板，也能够更加清晰，我们应该什么时候考虑速率，什么时候考虑常数。

化学平衡常数与化学平衡及其影响因素的关系是高考命题的趋势之一。

化学平衡常数的引入，对判断化学平衡移动方向带来了科学的依据。

平衡常数是表征反应限度的一个确定的定量关系，是反应限度的最根本的表现。

平衡常数的使用，从定量的角度解决了平衡的移动。

一、化学平衡常数在一定温度下，可逆反应无论从正反应开始还是从逆反应开始，无论反应混合物的起始浓度是多少，当反应达到平衡状态时，正反应速率等于逆反应速率，反应混合物中各组成成分的含量保持不变，即各物质的浓度保持不变。

生成物浓度的幂次方乘积与反应物浓度的幂次方乘积之比是常数，这个常数叫化学平衡常数，用K表示。

化学平衡常数的计算公式为：对于可逆反应：mA（g）＋ nB（g）pC（g）＋ qD（g）二、化学平衡常数意义1、化学平衡常数K表示可逆反应进行的程度。

（1）化学平衡常数K只针对达到平衡状态的可逆反应适用，非平衡状态不适用。

（2）化学平衡常数K的表达式与可逆反应的方程式书写形式有关。

对于同一可逆反应，正反应的平衡常数等于逆反应的平衡常数的倒数，即：K正＝1/K逆。

（3）K值越大，表示反应进行的程度越大，反应物转化率或产率也越大。

（4）K值不随浓度或压强的改变而改变，但随着温度的改变而改变。

（5）一般情况下，对于正反应是吸热反应的可逆反应，升高温度，K值增大；而对于正反应为放热反应的可逆反应，升高温度，K值减少。

2、由于固体浓度为一常数，所以在平衡常数表达式中不再写出。

3、由于水的物质的量浓度为一常数（55.6 mol·L－1），因平衡常数已归并，书写时不必写出。

三、平衡常数与平衡移动的关系1、平衡常数是反应进行程度的标志一般认为K＞105反应较完全，K＜105反应很难进行。

平衡常数的数值大小可以判断反应进行的程度，估计反应的可能性。

因为平衡状态是反应进行的最大限度。

如：N 2(g) + O2(g)2NO(g) K = 1×10 - 30(298K)这意味着298 K时，N2和O2基本上没有进行反应，反之NO分解的逆反应在该温度下将几乎完全进行，平衡时NO实际上全部分解为N2和O2。

高三二轮热点专题复习化学平衡常数及其应用一、教学目标知识与能力：理解化学平衡常数的含义过程与方法：能用化学平衡常数计算反应物的转化率，判断反应热、平衡状态情感态度与价值观：体会化学平衡常数在解决实际问题中的应用二、教学模式：启发、引导、讲练结合三、重点、难点：平衡常数的应用；四、教学过程：（一）阐述考试说明对化学平衡常数的要求1、理解化学平衡常数的含义，能够利用化学平衡常数进行简单的计算。

2、了解水的电离及离子积常数。

3、了解电离平衡常数的概念及其简单计算。

4、了解溶度积的含义及其表达式,能进行相关计算。

近几年高考对平衡常数的考查：（二）化学平衡常数概念及表达式：1、在一定温度时，当一个可逆反应达到平衡状态时，生成物平衡浓度的幂之积与反应物平衡浓度的幂之积的比值是一个常数，这个常数称为化学平衡常数简称平衡常数。

【学生板书】书写下列平衡常数表达式（1）C(s)+CO2(g)2CO(g)（2）CH3COOH CH3COO-+H+（3）NH3·H2O NH4++OH-（4）Ag2SO4(s)2Ag+(aq)+SO42-(aq)（5）CH3COO-+H2O CH3COOH+OH-小结：1、化学平衡常数类型：电离平衡常数、水解平衡常数、沉淀溶解平衡常数2、书写平衡常数注意事项⑴固体、纯液体、稀溶液中水的浓度视为一定值，不写。

⑵表达式中的C表示各组分的平衡浓度。

（三）化学平衡常数的意义⑴化学平衡常数K的大小表示达到平衡时反应进行的程度。

K越大，表示反应进行的越完全。

⑵Ka、Kb的大小表示弱酸、弱碱的相对强弱。

Ka越大，弱酸的酸性越强；Kb越大，弱碱的碱性越强。

⑶Ksp反映难溶电解质在水中的溶解能力。

（四）外界条件对平衡常数的影响⑴平衡常数只与温度有关。

放热反应，温度升高，K减小；吸热反应，温度升高，K增大。

⑵因为弱电解质的电离，盐类的水解都是吸热的，所以温度升高，Ka、Kb、Kw都_______。

专题43电离平衡常数及相关计算1．表达式（1）对于一元弱酸HA ：HAH ++A −，电离常数K =。

H A HA c c c +-⋅（）（）（）（2）对于一元弱碱BOH ：BOHB ++OH −，电离常数K =。

B OH BOH c c c +-⋅（）（）（）（3）对于二元弱酸，如H 2CO 3：H 2CO 3H ++，K 1=；H ++3HCO -323H HCO H CO c c c +-⋅（）（）（）3HCO -，K 2=；且K 1>K 2。

23CO -233H CO HCO c c c +--⋅（）（）（）2．意义：相同条件下，K 越大→越易电离→酸(或碱)性越强3．特点：多元弱酸是分步电离的，各级电离常数的大小关系是K 1≫K 2……，所以其酸性主要决定于第一步电离。

4．影响因素5．电离常数的三大应用（1）判断弱酸(或弱碱)的相对强弱，电离常数越大，酸性(或碱性)越强。

（2）判断盐溶液的酸性(或碱性)强弱，电离常数越大，对应的盐水解程度越小，碱性(或酸性)越弱。

（3）判断复分解反应能否发生，一般符合“强酸制弱酸”规律。

6．电离平衡常数相关计算(以弱酸HX 为例)（1）已知c (HX)和c (H +)，求电离常数 HX 　H + + X −起始(mol·L −1)：c (HX) 0 0平衡(mol·L −1)：c (HX)−c (H +) c (H +) c (H +)则：K ==。

H X HX c c c +-⋅（）（）（）2H HX H c c c ++（）（）-（）由于弱酸只有极少一部分电离，c (H +)的数值很小，可做近似处理：c (HX)−c (H +)≈c (HX)，则K =，2H HX c c +（）（）代入数值求解即可。

（2）已知c (HX)和电离常数，求c (H +)HX 　H +　+　X −起始：c (HX) 0 0平衡：c (HX)−c (H +) c (H +) c (H +)则：K ==。

2020届高三化学二轮复习知识讲练——化学平衡常数及转化率、产率的相关计算温故知新]1．化学平衡常数(1)意义：化学平衡常数K表示反应进行的程度，K越大，反应进行的程度越大。

K＞105时，可以认为该反应已经进行完全。

K的大小只与温度有关。

(2)化学平衡常数表达式：对于可逆化学反应m A(g)＋n B(g)⇌p C(g)＋q D(g)在一定温度下达到化学平衡时，K＝c p(C)·c q(D)c m(A)·c n(B)。

另可用压强平衡常数表示：K p＝p p(C)·p q(D)p m(A)·p n(B)[p(C)为平衡时气体C的分压]。

(3)依据化学方程式计算平衡常数①同一可逆反应中，K正·K逆＝1。

②同一方程式中的化学计量数等倍扩大或缩小n倍，则新平衡常数K′与原平衡常数K间的关系是K′＝K n或K′＝n K。

③几个可逆反应方程式相加，得总方程式，则总反应的平衡常数等于各分步反应平衡常数之积。

2．转化率、产率及分压的计算 反应物转化率＝反应物的变化量反应物的起始量×100%产物的产率＝生成物的实际产量生成物的理论产量×100%分压＝总压×物质的量分数 3．常用的气体定律同温同体积：p (前)∶p (后)＝n (前)∶n (后) 同温同压强：ρ(前)ρ(后)＝M (前)M (后)＝V (后)V (前)＝n (后)n (前)[真题感悟]1．(2019·海南，14)由γ­羟基丁酸生成γ­丁内酯的反应如下：在298 K 下，γ­羟基丁酸水溶液的初始浓度为0.180 mol·L －1，测得γ­丁内酯的浓度随时间变化的数据如表所示。

回答下列问题：(1)该反应在50～80 min 内的平均反应速率为________mol·L －1·min －1。

(2)120 min 时γ­羟基丁酸的转化率为________。

第3节 化学平衡常数 化学反应进行的方向明考纲析考情考点1 化学平衡常数及其应用1．化学平衡常数 (1)概念在一定温度下，一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，用符号K 表示。

(2)表达式对于一般的可逆反应：m A(g)＋np C(g)＋q D(g)，在一定温度下达到平衡时：K＝c pc q c mc n(固体和纯液体的浓度视为常数，通常不计入平衡常数表达式中)。

(3)意义①K 值越大，反应物的转化率越高，正反应进行的程度越大，一般来说，K ≥105认为反应进行的较完全。

②K 只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关，与压强变化、是否使用催化剂无关。

③化学平衡常数是指某一具体反应方程式的平衡常数。

2．平衡转化率平衡转化率是指平衡时已转化了的某反应物的量与转化前该反应物的量之比，用来表示反应限度。

对于反应：aA(g)＋bc C(g)＋d D(g)，反应物A 的转化率可以表示为α(A)＝A 的初始浓度－A 的平衡浓度A 的初始浓度×100%。

易错警示 (1)计算平衡常数利用的是物质的平衡浓度，而不是任意时刻浓度，也不能用物质的量。

(2)若反应方向改变，则平衡常数改变。

若方程式中各物质的计量数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会改变，但意义不变。

判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。

(1)C(s)＋H 2＋H 2(g)的平衡常数表达式为K ＝c c 2cc2。

(×)(2)恒温、恒容条件下，发生反应2SO 2(g)＋O 23(g)达到平衡，向容器中再充入1 mol SO 2，平衡正向移动，化学平衡常数增大。

(×)(3)化学平衡常数只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关；温度越高，化学平衡常数越大。

(×)(4)改变条件，使反应物的平衡转化率都增大，该可逆反应的平衡常数一定增大。

(×) (5)改变条件，平衡右移，则反应物的转化率一定增大。