化学中的四大平衡
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化学中的四大平衡在化学中,平衡是一个重要的概念。
平衡是指在一定条件下,化学反应中反应物和生成物的浓度或者物质的状态保持稳定的状态。
化学中有四种主要的平衡,即动态平衡、酸碱平衡、氧化还原平衡和离子平衡。
一、动态平衡动态平衡是指在一个封闭系统中,反应物和生成物之间的反应速率相等,虽然反应仍在进行,但是总体上看起来没有变化。
这是因为在反应物转化为生成物的同时,生成物又会转化为反应物,反应物和生成物的浓度保持不变。
这种平衡是一种动态的平衡,反应仍在进行,但是总体上看起来没有变化。
动态平衡的一个典型例子是水的自离解反应。
水分子可以自发地分解成氢离子和氢氧根离子,也可以反应生成水分子。
在一定条件下,这个反应会达到一个平衡状态,水分子的分解和生成速率相等,水的pH值保持在中性。
二、酸碱平衡酸碱平衡是指在溶液中酸和碱之间的反应达到平衡的状态。
酸和碱是一对互为共轭的物质,具有相互转化的能力。
在酸碱平衡中,酸和碱之间会发生中和反应,生成盐和水。
酸碱平衡的一个重要应用是在生理体液中的维持。
人体的血液和细胞液都必须保持一定的酸碱平衡,即pH值在一定范围内。
这是因为酸碱平衡影响着生物体内许多生理过程的进行,如酶的催化作用、细胞膜的通透性等。
三、氧化还原平衡氧化还原平衡是指在化学反应中,物质发生氧化和还原反应,同时电子的转移保持平衡。
氧化是指物质失去电子,还原是指物质获得电子。
氧化还原反应是一种常见的化学反应类型,常见的有金属与非金属氧化物反应、金属与酸反应等。
氧化还原平衡在生物体内也起着重要的作用。
例如,呼吸过程中,氧气被还原为水,同时葡萄糖被氧化释放能量。
这是一个复杂的氧化还原反应链,其中涉及多种酶的催化作用。
四、离子平衡离子平衡是指在溶液中,正离子和负离子的浓度保持稳定的状态。
在溶液中,离子会相互吸引形成盐晶体,同时也会发生离解反应,使离子浓度保持平衡。
离子平衡在生物体内起着重要的作用。
例如,细胞内外的离子平衡是维持细胞正常功能的重要因素。
第54讲水溶液中四大平衡常数的综合应用复习目标 1.掌握四大平衡常数[K a(K b)、K h、K w、K sp]的简单计算。
2.利用题目信息或图像,结合离子平衡,解决实际问题。
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K w 任意水溶液温度升高,K w增大K w=c(OH-)·c(H+)电离常数酸K a弱酸溶液升温,K增大HA H++A-,电离常数K a=c(H+)·c(A-)c(HA)碱K b弱碱溶液BOH B++OH-,电离常数K b=c(B+)·c(OH-)c(BOH)盐的水解常数K h盐溶液升温,K h增大A-+H2O OH-+HA,水解常数K h=c(OH-)·c(HA)c(A-)溶度积常数K sp 难溶电解质溶液升温,大多数K sp增大M m A n的饱和溶液:K sp=c m(M n+)·c n(A m-)注意(1)四大平衡的基本特征相同,包括逆、动、等、定、变,其研究对象均为可逆变化过程。
(2)溶解平衡有放热反应、吸热反应,升高温度后K sp可能变大或变小;而电离平衡、水解平衡均为吸热过程,升高温度K a(或K b)、K h均变大。
2.四大平衡常数的应用(1)判断平衡移动的方向Q与K sp的关系平衡移动方向结论Q>K sp逆向溶液过饱和,有沉淀析出Q=K sp不移动溶液饱和,处于平衡状态Q<K sp正向溶液未饱和,无沉淀析出(2)常数间的关系 ①强碱弱酸盐:K h =K w K a ;②强酸弱碱盐:K h =K wK b。
(3)判断离子浓度比值的大小变化。
如将NH 3·H 2O 溶液加水稀释,c (OH -)减小,由于电离平衡常数为c (NH +4)·c (OH -)c (NH 3·H 2O ),此值不变,故c (NH +4)c (NH 3·H 2O )的值增大。
高考热点—四大平衡常数自从新课程引人平衡常数以后,化学平衡常数、电离平衡常数、溶度积常数以及水的离子积常数等四大平衡常数就成为高考的热点,倍受命题者的青睐.一、化学平衡常数1.概念:对于一定温度下的可逆反应,无论反应物的起始浓度如何,反应达平衡状态后,生成物浓度的幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数,这个常数即该反应的化学平衡常数.用符号K表示. 2.书写: (l)同一化学反应,可以用不同的化学反应式来表示,每个化学方程式都有自己的平衡常数关系式及相应的平衡常数. (2)稀溶液中进行的反应,如有水参加,水的浓度也不必写在平衡关系式中. (3)非水溶液中的反应,如有水生成或有水参加反应,此时水的浓度不可视为常数,必须表示在平衡关系式中. (的若干方程式相加(减),则总反应的平衡常数等于分步平衡常数之乘积(商). 3.注意点(l)化学平衡常数K只与温度有关;固体或纯液体的浓度看作“1”,不代人公式. (2)化学平衡常数表示可逆反应进行的程度.K值越大,表示反应进行得越完全;K值越小,表示反应进行得越不完全. (3)反应的平衡常数是指某一指定的反应,若反应方向改变,则K改变.若反...... (专题8·化学平衡常数解题策略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。
{高考高参}快速突破溶液中的“四大平衡”●安徽安庆望江县第二中学 江已舒 安徽省滁州二中高中部 王叶梅(一)四大平衡相同点1.都有可逆性。
所有的平衡都建立在“可逆反应”的基础上,这四种平衡分别对应着一种可逆变化。
2.都可以用勒夏特列原理来解释。
当只改变体系中的一个条件时,平衡向能够减弱这种改变的方向移动。
(二)四大平衡不同点(三)对比表格,正确理解平衡之别1.以AgCl (s+(aq )+Cl -(aq ) ΔH>0为例,2.四大平衡常数的比较(一)弱电解质的电离平衡考向1:溶液的酸碱性及pH 的计算【典例1】将pH =1的盐酸平均分成两份,一份加入适量水,另一份加入与该盐酸物质的量浓度相同的适量NaOH 溶液,pH 都升高了1,则加入的水与NaOH 溶液的体积比为( )A.9B.10C.11D.12【答案】C【解析】将pH =1的盐酸加适量水,pH 升高了1,说明所加的水的体积是原溶液体积的9倍;另1份加入与该盐酸物质的量浓度相同的适量NaOH 溶液后,pH 升高了1,则有10-1×1-10-1·x =10-2·(1+x ),解得x =9—11,则加入的9—=11∶1。
广义的化学平衡包括电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡以及狭义的化学平衡。
这四种平衡被称为四大化学平衡。
四大化学平衡是中学化学知识结构的核心内容之一,而有关这些平衡的试题在近几年的高考中出现的频率较高,逐渐成为高考的热点,考生在复习时需要给予足够的重视。
本文将对水溶液中的四大平衡进行类比分析和解读。
一、分析平衡,理清关系 二、把握命题考向,掌握解题金钥匙 {高考高参}考向2:电离平衡常数的计算和应用【典例2】下列关于一定温度、一定浓度的氨水的说法正确的是( )A. NH 3·H 2O 的电离达到平衡的标志是溶液呈电中性B.c (NH 4+)————————c (H +)·c (NH 3·H 2O)是个常数C.氨水促进了水的电离D.c (NH 4+) + c (H +)=c (NH 3·H 2O) + c (OH -)【答案】B【解析】溶液在任何情况下均呈电中性,A 项错误;设NH 3·H 2O 的电离常数为K b ,则K b =c (NH 4+)·c (OH -)———————c (NH 3·H 2O),而K W =c (H +)·c (OH -),两式相比得K b⸺K W =c (NH 4+)————————c (H +)·c (NH 3·H 2O),因为K b 、K W 为常数,故c (NH 4+)————————c (H +)·c (NH 3·H 2O)为常数,B 项正确;NH 3·H 2O 电离出OH -,抑制了水的电离,C 项错误;根据溶液中的电4+) + c (H +)=c (OH -),D项错误。
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。
高中化学四大平衡常数的相互关系及判定杨小过电解质溶液中的电离常数、水的离子积常数、水解常数及溶度积常数是在化学平衡常数基础上的延深和拓展,它是定量研究平衡移动的重要手段。
在复习时就要以化学平衡原理为指导,以判断平衡移动的方向为线索,以勒夏特列原理和相关守恒定律为计算依据,以各平衡常数之间的联系为突破口,联系元素及化合物知识,串点成线,结线成网,形成完整的认识结构体系.1.四大平衡常数的比较HA H++A-,电离常数K a=c(H+)·c(A-) c(HA)BOH B++OH-,电离常数K b=c(B+)·c(OH-)c(BOH)A-+H2O OH-+HA,水解常数K h=c(OH-)·c(HA)c(A-)M A的饱和溶液:K2.四大平衡常数间的关系(1)CH3COONa、CH3COOH溶液中,K a、K h、K W的关系是K W=K a·K h。
(2)NH4Cl、NH3·H2O溶液中,K b、K h、K W的关系是K W=K b·K h。
(3)M(OH)n悬浊液中K sp、K W、pH间的关系是K sp=c(M n+)·c n(OH-)=c(OH-)n·cn(OH-)=c n+1(OH-)n=1n⎝⎛⎭⎫K W10-pH n+1。
3.四大平衡常数的应用 (1)判断平衡移动方向(2)如将NH 3·H 2O 溶液加水稀释,c (OH -)减小,由于电离常数为c (NH +4)·c (OH -)c (NH 3·H 2O ),此值不变,故c (NH +4)c (NH 3·H 2O )的值增大。
(3)利用K sp 计算沉淀转化时的平衡常数 如:AgCl +I-AgI +Cl -[已知:K sp (AgCl)=1.8×10-10、K sp (AgI)=8.5×10-17]反应的平衡常数K =c (Cl -)c (I -)=c (Ag +)·c (Cl -)c (Ag +)·c (I -)=K sp (AgCl )K sp (AgI )=1.8×10-108.5×10-17≈2.12×106。
四大平衡常数(Ka 、Kh 、Kw 、Ksp)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 K w任意水 溶液温度升高, K w 增大K w =c(OH -)·c(H +) 电离 常数酸K a弱酸溶液升温, K 值增大 HAH ++A -,电离常数K a =碱K b弱碱 溶液BOHB ++OH -,电离常数K b =盐的水 解常数K h 盐溶液升温,K h 值增大A -+H 2OOH -+HA,水解常数K h =溶度 积常数K sp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)常数间的关系。
①K h =②K h =(2)判断离子浓度比值的大小变化。
如将NH 3·H 2O 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。
(3)利用四大平衡常数进行有关计算。
【典例】(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V1<V2;(2)反应平衡时溶液中c(Na+)=c(CH3COO-),依据溶液中电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+ c(CH3COO-),反应后的溶液呈中性,c(H+)=c(OH-)=10-7 mol·L-1;假设醋酸和氢氧化钠体积为1 L,得到n(Na+)=0.01 mol,n(CH3COOH)=a mol,反应后溶液中醋酸的电离常数K===。
化学平衡 弱电解质的电离平衡盐类的水解平衡 难溶电解质的溶解平衡 综合检测卷满分:100分 姓名: 得分:一.选择题(20题,每题3分,共60分)1.下列对熵的理解不正确的是( C )A .同种物质气态时熵值最大,固态时熵值最小B .体系越有序,熵值越小;越混乱,熵值越大C .与外界隔离的体系,自发过程将导致体系的熵减小D .25 ℃、1.01×105 Pa 时,2N 2O 5(g)===4NO 2(g)+O 2(g)是熵增的反应解析:体系都有从有序自发转变为无序的倾向,此过程为熵增过程,故C 错误。
2.在一个容积为2 L 的密闭容器中,加入0.8 mol A 2气体和0.6 mol B 2气体,一定条件下发生如下反应:A 2(g)+B 2(g)2AB(g) ΔH <0,反应中各物质的浓度随时间的变化情况如图所示。
下列说法不正确的是( B )A .图中a 点的值为0.15B .该反应的平衡常数K =0.03C .温度升高,平衡常数K 值减小D .平衡时A 2的转化率为62.5%解析:由题意得,反应开始时A 2和B 2的浓度分别为0.4 mol·L -1和0.3 mol·L -1,再结合图像可知平衡时AB 的浓度为0.5 mol·L -1,则平衡时c (A 2)=0.4 mol·L -1-12c (AB)=0.4 mol·L-1-0.25 mol·L -1=0.15 mol·L -1,c (B 2)=0.3 mol·L -1-0.25 mol·L -1=0.05 mol·L -1,则K =c 2AB c A 2·c B 2=0.520.15×0.05=1003,又因ΔH <0,故升温平衡常数K 值减小;A 的转化率为0.250.4=0.625=62.5%,故B 项符合题意。
化学平衡、电离平衡、水解平衡、难溶电解质溶解平衡综合训练1.已知X,Y, Z为三种气体,某温度下向恒容密闭容器中充入a mol X 和a mol Y,发生反应: X+ Y2Z ,反应过程中X与Z的物质的量随时间变化的关系如图,则该温度下反应的平衡常数为2. 25℃时,有关弱酸的电离平衡常数如下,下列说法正确的是( )弱酸CH3COOH HCN H2CO3电离平衡常数 1.8×10-5 4.9×10-10K1 = 4.3×10-7 K2 = 5.6×10-11A.等物质的量浓度的各溶液pH关系CH3COONa > Na2CO3> NaCNB. a mol/ L HCN溶液与b mol/ L NaOH溶液等体积混合后,所得溶液中C(Na+) > C(CN-),则a一定小于bC.0.1 mol/ L CH3COOH溶液中逐滴加入水,则溶液导电性、醋酸的电离程度、pH均先增大后减小D. Na2CO3和NaHCO3混合液,一定有C(Na+) + C(H+) = C(OH-) + C(HCO3-) + 2 C(CO32-)3. 已知在25℃时,醋酸、碳酸和亚硫酸的电离平衡常数分别为:醋酸Ka = 1.75×10-5碳酸Ka1 = 4.30×10-7 Ka2 = 5.61×10-11亚硫酸Ka1 = 1.54×10-2 Ka2 = 1.02×10-7(1)写出碳酸的第一级电离平衡常数表达式: Ka1 =。
(2)在相同条件下,比较H2CO3 、HCO3-、HSO3-的酸性强弱:> > (3)若保持温度不变,在稀醋酸溶液中加入少量浓盐酸,下列值会变小的是A.C(CH3COO-) B. C(H+) C. KwD.醋酸的电离平衡常数E.pH值F. C(OH-)4. 在25℃下,向浓度均为0.1mol/L的CuCl2和MgCl2混合溶液中逐滴加入氨水,先生成沉淀,该离子反应方程式。
专题9 四大平衡必背知识手册考点1 化学反应速率和化学平衡一、外界条件对化学反应速率的影响1.总体规律:条件越高,速率(v 正和v 逆)越快(1)温度:升高温度,瞬间v 正和v 逆均增大或(2)压强:增大压强,气体物质的浓度均增大,瞬间v 正和v 逆均增大或(3)浓度①增大反应物浓度,瞬间v 正增大,v 逆不变②增大生成物浓度,瞬间v 正不变,v 逆增大 或(4)催化剂:能够同等程度改变正逆反应速率2.特殊情况(1)温度①催化反应,升高温度,催化剂可能失活,反应速率减慢②有机反应,升高温度,有可能发生副反应,主反应速率减慢(2)压强①改变非气体反应的压强,反应速率不变②改变等体反应的压强,v 正和v 逆变化幅度相同(3)浓度①改变固体或纯液体的用量,反应速率不变②加入固体物质,有可能改变接触面积,反应速率可能加快二、化学平衡的标志1.速率标志:不同物质的正逆反应速率比等于化学计量数之比2.宏观标志:某些量开始变化,后来不变(1)混合气体的密度:ρ=气体气体V m =气体固或液总-V m m(2)混合气体的平均摩尔质量:M =气体气体n m =气体固或液总-n m m (3)气体状态方程:PV =n RT(4)特殊情形①绝热容器:容器的温度不变时,一定达到平衡状态②可逆电池:电流或电压等于零时,一定达到平衡状态3.限度标志(1)反应物的转化率最大,百分含量最小(2)生成物的产率最大,百分含量最大(3)图像获取①前提:在多个相同的容器中,加入相同量的反应物②过程:测相同时间内,不同条件下相关量,描点绘出图像(4)图像解读①极限点:刚好达到平衡②极限点前:非平衡点,受速率控制,加催化剂,反应物的转化率变大③极限点后:新平衡点,受平衡控制,加催化剂,反应物的转化率不变三、外界条件对化学平衡移动的影响1.正常情况下的平衡移动(1)温度:升高温度,平衡向吸热反应方向移动(2)浓度:增大反应物浓度,平衡向正反应方向移动(3)压强:增大气体反应压强,平衡向气体体积减小的方向移动2.特殊情况下的平衡移动(1)向容器中通入无关气体①恒容容器:压强增大,浓度不变,速率不变,平衡不移动②恒压容器:体积增大,浓度减小,速率减慢,平衡向气体体积增大的方向移动(2)同倍数改变反应物和生成物浓度①恒温恒容:相当于改变压强②恒温恒压:瞬间各组分的浓度不变,平衡不移动(3)不同倍数改变反应物和生成物浓度①Q<K:平衡正向移动,v正>v逆②Q=K:平衡不移动,v正=v逆③Q>K:平衡逆向移动,v正<v逆(4)加水稀释:平衡向可溶性微粒系数和增大的方向移动①A(aq)+B(aq)C(aq)+D(aq):不移动②A(aq)+H2O(l)C(aq)+D(aq):正向移动③A(aq)+B(aq)C(aq)+H2O(l):逆向移动3.体积变化对平衡移动的影响(1)视体积变化为压强变化①增大体积,相当于减小压强,平衡向气体体积增大的方向移动②减小体积,相当于增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动(2)比较瞬间浓度与所给浓度的相对大小,确定平衡移动方向(3)利用压强对平衡移动的影响,判断系数的关系,确定物质的状态(4)x A(g)+y B(s)z C(g)平衡时c(A)=0.5mol·L-1,体积加倍,c(A)=0.3mol·L-1。
四大平衡常数计算方法在化学中,平衡常数是理解化学反应的重要工具。
四大平衡常数(Kc、Kp、Ka、Kb)分别用于描述化学反应在平衡状态下的动态行为。
每种常数提供了对反应物和生成物之间相对浓度的量化表现,能够帮助我们预测反应方向、反应程度以及反应条件对平衡位置的影响。
理解四大平衡常数的计算方法对化学研究和实际应用具有重要意义。
一、平衡常数Kc的计算1. Kc定义Kc是指在特定温度下,化学反应达到平衡时生成物浓度的乘积与反应物浓度的乘积的比值,通常用方程表示为Kc=[C]^c[D]^d/[A]^a[B]^b,其中[A]、[B]为反应物浓度,[C]、[D]为生成物浓度,a、b、c、d为反应物和产品的化学计量数。
2.计算步骤a.确定反应方程式并确保其平衡。
b.测定各物质在平衡时的浓度值。
c.带入Kc公式进行计算。
3.注意事项a. Kc只与温度有关,温度变化会导致平衡常数的变化。
b.反应浓度单位不同,Kc的数值会有影响。
二、平衡常数Kp的计算1. Kp定义Kp是用来描述气体反应在平衡时分压的比值,其公式与Kc类似,Kp=[P_C]^c[P_D]^d/[P_A]^a[P_B]^b。
P_A、P_B、P_C、P_D为反应物和生成物的分压。
2. Kc与Kp的关系Kp与Kc之间有明确的联系,Kp=Kc(RT)^(Δn),其中Δn是气体产品摩尔数与反应物摩尔数之差,R为气体常数,T为绝对温度。
3.计算步骤a.确定反应的平衡方程式。
b.测定气体的分压。
c.根据Kp与Kc的关系进行计算。
三、酸离解常数Ka的计算1. Ka定义Ka是描述弱酸在水中部分离解的能力,其值反映了溶液中氢离子的浓度与未离解酸的浓度的关系,公式为Ka=[H^+][A^-]/[HA]。
2.计算步骤a.设定反应方程HA ⇌ H^+ + A^-。
b.测量平衡时的浓度。
c.将各浓度代入Ka公式进行计算。
3.注意事项a.分子结构、溶液pH会对Ka值产生影响。
b. Ka值的大小能够反映酸的强度。
中学化学中的“四大平衡”广义的化学平衡包括狭义的化学平衡、电离平衡、水解平衡.沉淀溶解平衡.这四个方面的平衡被称为四大化学平衡.四大平衡是中学化学知识结构的核心内容之一,起到了支点的作用.一、四大平衡不同点的比较2.产生原因及影响因素不同中学化学中的四种平衡产生的原因不同,影响它们的因素也不完全相同.(1)化学平衡可逆反应中,正反应和逆反应同时进行,只是在达到平衡前,正反应速率大于逆反应速率,当这个可逆反应进行到正反应速率与逆反应速率相等时,反应物与生成物浓度不再改变,达到表面上静止的一种“平衡状态”,这就是化学反应所能达到的限度(同条件下,反应物的转化率最大).影响这种平衡的因素有温度、压强、反应物及生成物的浓度等.(2)电离平衡弱电解质在溶液中不能完全电离,电离的同时,溶液中的离子又可以结合为弱电解质的分子.影响弱电解质电离的因素主要是浓度及温度.(3)水解平衡盐类水解的根本原因是:某些盐类溶解于水后,其电离出的阴、阳离子与水电离出的H+、OH-结合,对水的电离平衡造成了影响,即促进了水的电离平衡,使水的电离平衡向正反应方向移动,导致溶液中的氢离子浓度、氢氧根离子浓度发生变化.盐类水解的规律如下:影响盐类水解的主要因素是温度和浓度.温度越高,越利于水解,所以温度高的碳酸钠溶液比温度低的碳酸钠溶液碱性强;盐的浓度越小,水解程度越大,加水稀释有利于盐类水解反应的进行.(4)沉淀解平衡难溶电解质在水溶液中并不是完全不溶,其溶解产生的离子脱离难溶物进入溶液,溶液中的离子又会结合成难溶电解质.影响沉淀溶解平衡的因素主要是浓度、温度和能与难溶电解质相应离子反应的其他离子.3.描述方法不同(1)化学平衡常数对于一般可逆反应:m A(g)+n B(g) p C(g)+q D(g),在一温度下达到平衡时,K=c p c q c mc n.(2)平衡转化率对于一般的化学反应:a A +b B c C +d D ,达到平衡时反应物A 的转化率为:α(A)=A 的初始浓度-A 的平衡浓度A 的初始浓度×100%=c 0-c c 0×100%.注意:同一个反应中,反应物可以是多种,但不同反应物的转化率可能不同;增大一种反应物的浓度,可以提高其他反应物的转化率.工业生产中常常提高廉价原料的比例,从而增大其他原料的利用率.(3)电离平衡常数①对于一元弱酸HA :++A -,平衡常数K =c+c -c. ②对于一元弱酸BOH :++OH -,平衡常数K =c-c-c.(4)水的离子积水可以发生微弱的电离:2H 23O ++OH -,或者表示为:H 2++OH -.水的电离程度大小是用离子积(K W )来表示的,K W =c (H +)·c (OH -),室温下,K W =1.0×10-14.(5)溶度积常数对于溶解平衡:A m B n A n +(aq)+n B m -(aq),K sp =[c (A n +)]m ·[c (B m -)]n ,与其他平衡一样,K sp 仅受温度的影响.二、四大平衡的相同点比较 1.可逆性所有的平衡都建立在可逆“反应”的基础上,也就是说上述四种平衡都对应着一种可逆变化, 如下表:2.都可以用勒夏特列原理来解释勒夏特列原理:如果改变影响化学平衡的一个条件(如温度、浓度、压强等),平衡就向减弱这个改变的方向移动.(1)浓度的改变.增大反应物浓度或减小生成物浓度,平衡向正反应方向移动;减小反应物浓度或增大生成物浓度,平衡向逆反应方向移动.(2)温度的改变.升高温度,平衡向吸热的方向移动,如合成氨反应的平衡向逆反应方向移动;降低温度,平衡向放热的方向移动,如合成氨反应的平衡向正反应方向移动.(3)压强的改变.增大压强,平衡向气态物质体积减小的方向进行,如合成氨反应的平衡向正反应方向移动;减小压强,平衡向气态物质体积增大的方向移动,如合成氨反应的平衡向逆反应方向移动.可以应用该原理解释电离平衡、盐类的水解平衡、沉淀溶解平衡中条件的改变对平衡移动方向的影响.三、“守恒法”在四大平衡中的应用复习弱电解质的电离平衡和盐类的水解平衡时,巧用守恒思想,可使复习效果事半功倍. 1.电荷守恒电解质溶液中正负电荷总数相等,运用电荷守恒式可求解某一离子的物质的量浓度及判断溶液中离子浓度大小的顺序,如CH 3COONa 溶液中存在:c (Na +)+c (H +)=c (CH 3COO -)+c (OH -),因溶液呈碱性,则c (Na +)>c (CH 3COO -)>c (OH -)>c (H +). 2.元素(原子团)守恒电解质溶液中的某些元素或原子团存在“守恒关系”,如NH 4Cl 溶液中存在氮元素守恒:c (NH 3·H 2O)+c (NH +4)=c (Cl -).这种守恒思想的合理利用往往可以使解题化难为易. 3.质子守恒电解质溶液中,由于电离、水解等过程的发生,往往存在质子(H +)的转移,但转移过程中质子数量保持不变,称为质子守恒.如在NaHS 溶液中,存在NaHS 的电离和水解及H 2O 的电离,其质子转移情况可作如下分析:根据质子守恒有c (H 2S)+c (H 3O +)=c (S 2-)+c (OH -),即c (H 2S)+c (H +)=c (S 2-)+c (OH -).如:在K 2S 溶液中,H 2O 电离出的OH -存在如下关系:c (OH -)=c (H +)+c (HS -)+2c (H 2S). 对于平衡理论的复习既要综合做好四种平衡的对比,找出异同,又要区别对待,不能混淆.已知:SO 2(g)+12O 23(g) ΔH =-98 kJ·mol -1。
对于一般的可逆反应:m A(g)+n B(g)p C(g)+q D(g),在一定温度下达到平衡时:K=c p?C?·c q?D?c m?A?·c n?B?以一元弱酸HA为例:HA H++A-,电离常数K a=c?H+?·c?A-?c?HA?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 策从基础的地方入手,如速率计算、“三阶段式”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13Fe 2O 3(s)+CO(g)23Fe(s)+CO 2(g)。
已知该反应在不同温度下的平衡常数如下:温度/℃ 1 000 1 150 1 300 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 =________,ΔH ________0(填“>”“<”或“=”);(2)在一个容积为10 L 的密闭容器中,1 000 ℃时加入Fe 、Fe 2O 3、CO 、CO 2各1.0 mol ,反应经过10 min 后达到平衡。
求该时间范围内反应的平均反应速率v (CO 2)=________,CO 的平衡转化率=________。
2.已知可逆反应:M(g)+N(g)P(g)+Q(g) ΔH >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)=1 mol/L ,c (N)=2.4 mol/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”)。
(3)若反应温度不变,反应物的起始浓度分别为:c (M)=4 mol /L ,c (N)=a mol/L ;达到平衡后,c (P)=2 mol/L ,a =________。
2020年高三化学下学期二轮提升训练:——溶液中“四大平衡常数”的理解和应用【知识补漏】1.三大平衡常数对比电离平衡水解平衡沉淀溶解平衡举例NH3·H2O NH+4+OH-NH+4+H2ONH3·H2O+H+PbI2(s)Pb2+(aq)+2I-(aq)平衡表达式Kb=c NH+4·c OH-c NH3·H2OKb=错误!Ksp=c(Pb2+)·c2(I-)影响平衡常数的因素内因:弱电解质的相对强弱外因:温度,温度越高,电离程度越大,平衡常数越大盐的水解程度随温度的升高而增大,K b随温度的升高而增大内因:难溶电解质在水中的溶解能力外因:K sp与温度有关浓度对平衡的影响电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡同化学平衡一样都为动态平衡,平衡的移动符合平衡移动原理(勒夏特列原理),浓度对平衡常数没影响①加水均能促进三大平衡正向移动;②加入与电解质溶液中相同的微粒,都能使平衡逆向移动;③三大平衡都不受压强的影响。
2.“三大常数”间的两大等式关系(1)CH3COONa、CH3COOH溶液中,K a、K h、K w的关系是K w=K a·K h。
(2)M(OH)n悬浊液中K sp、K w、pH间关系,M(OH)n(s)M n+(aq)+n OH-(aq)Ksp =c(M n+)·c n(OH-)=c OH-n·c n(OH-)=c n+1OH-n=1n⎝⎛⎭⎪⎫K w10-pHn+1。
3.溶液中的“四大常数”使用常见的错误(1)K a、K h、K w、K sp数值不随其离子浓度的变化而变化,只与温度有关,K a、Kh、K w随着温度的升高而增大。
在温度一定时,平衡常数不变,与化学平衡是否移动无关。
(2)K w常误认为是水电离的c(H+)与c(OH-)的乘积。
(3)只有常温下水的离子积K w=1.0×10-14 mol2·L-2(4)误认为只要K sp越大,其溶解度就会越大。