32、四大平衡常数详解要点
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了解四大平衡常数。
重点、难点、
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(K a、K b) 水的离子积常数
(K w)
难溶电解质的溶
度积常数
在一定温度下,当一个可逆在一定条件下达到电离平
在一定温度下,
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)
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。
[应用体验]
1.高炉炼铁过程中发生的主要反应为1
3Fe 2O 3(s)+CO(g)
2
3
Fe(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
4.0
3.7
3.5
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 =________。
(4)若反应温度不变,反应物的起始浓度为:c (M)=c (N)=b mol/L ,达到平衡后,M 的转化率为________。
]
(2014·山东高考)已知某温度下CH3COOH和NH3·H2O 的电离常数相等,现向10 mL浓度为溶液中滴加相同浓度的氨水,在滴加过程中()
.水的电离程度始终增大
)/c(NH3·H2O)先增大再减小
COOH)与c(CH3COO-)之和始终保持不变
.当加入氨水的体积为10 mL时,c(NH+4)=c(CH3COO-)
.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
酸HClO4H2SO4HCl HNO3
K a 1.6×10-5 6.3×10-9 1.6×10-9 4.2×10-10
]
哈师大附中模拟)某温度下,水的离子积常数K w=10-12。该温度下,将pH=4的H2SO 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(
B.9∶1
D.99∶21
(2013·大纲卷)下图表示水中c(H+)和c(OH-)的关系,下列判断错误的是()
.两条曲线间任意点均有c(H+)×c(OH-)=K w
区域内任意点均有c(H+)<c(OH-)
<T2
1
线上任意点均有pH=7
常考题型1.溶解度与K sp的相关转化与比较;
2.沉淀先后的计算与判断;
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K sp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能进行比较,否则,不能比较;在判断沉淀的生成或转化时,把离子浓度数值代入K sp表达式,若数值大于K sp,沉淀可生成或转化为相应难溶物质;利用K sp可计算某些沉淀转化反应的化学平衡常数。
[应用体验]
1.(2015·常州模拟)已知25 ℃时,K a(HF)=6.0×10-4,K sp(MgF2)=5.0×10-11。现向1 L 0.2 mol/L HF溶液中加入 1 L 0.2 mol/L MgCl2溶液。下列说法中正确的是()
A.25 ℃时,0.1 mol/L HF溶液中pH=1
B.0.2 mol/L MgCl2溶液中离子浓度关系为2c(Mg2+)=c(Cl-)>c(H+)=c(OH-)
C.2HF(aq)+Mg2+(aq)MgF2(s)+2H+(aq),该反应的平衡常数K=1.2×107
D.该反应体系中有MgF2沉淀生成
2.常温下,Ag2SO4、AgCl、AgI的溶度积常数依次为:K sp(Ag2SO4)=7.7×10-5、K sp(AgCl)=1.8×10-10、K sp(AgI)=8.3×10-17。下列有关说法中,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