高考的宠儿--化学平衡常数

高考的宠儿——三大平衡常数2013《考试说明》要求1、理解化学平衡常数的含义及其表达式，能够利用化学平衡常数进行简单的计算。2、了解弱电解质在水溶液中的电离平衡。了解电离度和电离平衡常数的概念及简单计算3、了解难溶电解质在水中存在沉淀溶解平衡。了解溶度积常数的含义。2013温一模27．（15分）尿素[CO（NH2）2]是首个由无机物人工合成的有机物。工业上合成尿素的反应如下：③该反应的平衡常数表达式K=；若升高体系的温度，容器中NH3的体积分数将（填“增加”、“减小”或“不变”）。K=1/C(NH3)2.(CO2)不变旧题重温例1.（13年样卷27题）超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家研究利用催化技术处理：2NO（g）+2CO（g）2CO2（g）+N2（g）：回答下列问题：（1）请写出该可逆反应的平衡表达式。K=c(N2)c2(CO2)c2(NO)c2(CO)平衡常数的表达式是平衡时各生成物浓度的系数的指数方乘积与平衡时各反应物浓度的系数的指数方乘积之比。△H0自主复习——关于平衡常数，你已经知道什么？1、平衡常数表达式：Ksp=c(Fe3+)•c3(OH-)①aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(s),平衡常数表达式为：。K=cc(C)•cb(B)Ca(A)②CH3COOHCH3COO-+H+，电离平衡常数。③Fe(OH)3(s)Fe3+(aq)+3OH-(aq),溶度积常数。Ka=c(CH3COO-)•c(H+)c(CH3COOH)自主复习——关于平衡常数，你已经知道什么？2、平衡常数的意义：(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；K值越小，表示反应进行得越。完全不完全(2)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，弱酸的酸性越，弱碱的碱性越。强强例2、（2010浙江，26）已知：①25℃时弱电解质的电离平衡常数:Ka(CH3COOH)＝，Ka(HSCN)＝0.13；51.810请根据以下信息回答下列问题：（1）25℃时，将20mL0.10mol·L-1CH3COOH溶液和20mL0.10mol·L-1HSCN溶液分别与20mL0.10mol·L-1NaHCO3溶液混合,实验测得产生的气体体积(V)随时间(t)变化的示意图为：反应初始阶段,两种溶液产生CO2气体的速率存在明显差异的原因是.HSCN的酸性比CH3COOH强,其溶液中c(H+)较大,故其溶液与NaHCO3溶液的反应速率较快。自主复习——关于平衡常数，你已经知道什么？2、平衡常数的意义：(3)难溶电解质的Ksp与S的关系KspSAgCl1.8×10-101.5×10-4AgI8.5×10-172.1×10-7Ag2CO38.1×10-123.2×10-3问题1：一定温度下,类型相同两种难溶电解质,Ksp与溶解度的关系问题2：一定温度下,类型不同两种难溶电解质,Ksp与溶解度的关系答：Ksp大,物质的溶解度就大答：Ksp大,物质的溶解度不一定就大平衡常数的应用一例1.（13年样卷27题）超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家研究利用催化技术处理：2NO（g）+2CO（g）2CO2（g）+N2（g）：回答下列问题：（2）升高温度，平衡移，K值的变化：△H0左变小自主复习——关于平衡常数，你已经知道什么？3、平衡常数的影响因素：平衡常数只与有关，与其他因素无关。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；若正反应是放热反应,升高温度，K。温度增大减小（如：弱电解质的电离、难溶物的沉淀溶解）例1.（13浙江样卷）超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家研究利用催化技术处理：2NO（g）+2CO（g）2CO2（g）+N2（g），时间(s)012345c(NO)(mol/L)1.00×10－34.5×10－42.50×10－41.50×10－41.00×10－41.00×10－4c(CO)(mol/L)3.60×10－33.05×10－32.85×10－32.75×10－32.70×10－32.70×10－3（3）若某温度下，NO与CO的浓度变化如上表：在该温度下，反应的平衡常数K＝.5000体验高考——关于化学平衡常数，高考怎么考？例3：目前合成氨技术原理为：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)△H＝－92.4kJ·mol-1。(1)在容积为2.0L恒容的密闭容器中充入1.10molN2(g)和2.30molH2(g)，反应在773K、30MPa下达到平衡时，混混合气体的物质的量减少了0.20mol。该条件下反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的平衡常数K＝。请写出计算的过程。0.02利用K值可判断某状态是否处于平衡状态如某温度下，可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)平衡常数为K，若某时刻时，反应物和生成物的浓度关系如下：)B(c)A(c)D(c)C(c'KnmqpQc＜K，V正V逆，反应向进行Qc＝K，V正V逆，反应处于状态Qc＞K，V正V逆，反应向进行则：方法点拨＝＞＜正方向逆方向平衡Qc方法点拨平衡常数的应用二问题：已知在0.1mol·L-1的CH3COOH溶液中，c(H+)为0.001mol·L-1，加水稀释10倍时，pH值比4大还是小，为什么？请用平衡常数K的意义和影响因素来解释。解释：因为稀释前平衡常数Qc=c(CH3COO-)•c(H+)c(CH3COOH)Ka=c(CH3COO-)•c(H+)c(CH3COOH)=(10-3)•(10-3)0.1＝10-5此时QcK，又因为温度不变，所以达到新的平衡时的平衡常数与稀释前的平衡常数相同，所以稀释后平衡向电离的方向移动，在稀释瞬间后c(H+)10-4mol·L-1，故pH值小于4。稀释后瞬间(10-4)•(10-4)0.01＝＝10-6利用K值可判断某状态是否处于平衡状态溶度积的应用：通过比较溶度积和溶液中有关离子浓度幂的乘积（离子积QC）的相对大小，可以判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解。QC＜Ksp,反应向进行QC＝Ksp,反应处于状态QC＞Ksp,反应向进行方法点拨沉淀溶解方向沉淀生成方向平衡问题：KI溶液与Pb(NO3)2溶液混合可形成沉淀，此沉淀的Ksp=7.0×10-9。将等体积的KI溶液与Pb(NO3)2溶液混合，若KI的浓度为1×10-2mo1/L，则生成沉淀所需Pb(NO3)2溶液的最小浓度为。5.6×10-4mol·L-1例4、煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及热值等问题。已知：CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)的平衡常数随温度的变化如下表：温度/℃400500800平衡常数Kc9.9491试回答下列问题：(1)上述逆反应是：反应（选填：放热、吸热）综合应用吸热（2）在800℃发生上述反应，以表中的物质的量投入恒容反应器，利用平衡常数K来判断其中向正反应方向移动的有（选填A、B、C）。ABCc(CO2)311c(H2)212c(CO)10.53c(H2O)521CCO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)（3）若在800℃,体积为1L的密闭恒容容器中进行，起始时CO和H2O(g)均为1mol，一段时间后反应达平衡，保持温度不变，继续向平衡体系中通入1molH2O(g)，重新平衡时CO转化率为。66.7%例4：煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及热值等问题。已知：CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)的平衡常数随温度的变化如下表：温度/℃400500800平衡常数Kc9.9491平衡常数一般解题思路：读题审题书写表达式根据题意提供的信息,利用三步法解题。代入验算平衡常数。及温度和K的关系。【整理与归纳】随堂检测1.判断正误：［2012·江苏化学卷10，节选］（1）N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)△H＜0，其他条件不变时升高温度，反应速率Ｖ(H2)和氢气的平衡转化率均增大（2）水的离子积常数Kw随着温度的升高而增大，说明水的电离是放热反应××2.［2012·江苏化学卷14］温度为T时，向2.0L恒容密闭容器中充入1.0molPCl5，反应PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)经一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表：下列说法正确的是A.反应在前50s的平均速率为v(PCl3)=0.0032mol/(L·s)B.保持其他条件不变，升高温度，平衡时，c(PCl3)=0.11mol·L－1,则反应的△H＜0C.相同温度下，起始时向容器中充入1.0molPCl5、0.20molPCl3和0.20molCl2，达到平衡前v(正)＞v(逆)D.相同温度下，起始时向容器中充入2.0molPCl3、2.0molCl2，达到平衡时，PCl3的转化率小于80%t/s050150250350n(PCl3)00.160.190.200.20CD3.化学平衡常数(K)、电离平衡常数(Ka或Kb)、溶度积常数(Ksp)是判断物质性质或变化的重要参数，下列关于这些常数的计算或运用正确的是（）A.Ka(HCN)＜Ka(CH3COOH),说明同浓度时氢氰酸的酸性比醋酸强B.在CH3COOH的稀溶液中存在如下电离平衡：CH3COOHCH3COO-+H+，当再加水稀释时，K值增大C.升高温度，以上常数均增大D.Ksp(AgI)＜Ksp(AgCl),向AgCl悬浊液中加入ＫI溶液会出现黄色沉淀平衡常数表达式影响因素概念意义表明反应进行程度化学平衡常数判断反应进行方向计算反应物转化率应用知识整合电离平衡常数溶度积常数