新课标中平衡常数在高考中的运用

1新课标中平衡常数在高考中的运用化学平衡常数、电离平衡常数、沉淀溶解平衡常数属于新课标的新增内容。从近几年参加课改省份的高考试卷中发现，化学平衡常数、电离平衡常数和沉淀溶解平衡常数已成为高考的热点内容，如2011年得新课标全国卷、浙江卷、广东卷、海南卷中都有涉及。主要考查内容为化学平衡常数的简单计算，应用化学平衡常数判断反应进行的方向。一、化学平衡常数在人教版选修四《化学反应原理》中平衡常数占的篇幅比较少，在选修二化学反应限度的基础上能定量计算。课标的要求也比较简单，一是要了解平衡常数的定义。二是能根据平衡常数计算反应物的转化率。新课标考纲也只要求能运用化学平衡常数进行简单计算。如（2011新课标全国）科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇，并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。已知H2（g）、CO（g）和CH3OH（l）的燃烧热△H分别为-285.8kJ·mol-1、-283.0kJ·mol-1和-726.5kJ·mol-1。请回答下列问题：（1）用太阳能分解10mol水消耗的能量是_____________kJ；（2）甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为_____________；（3）在溶积为2L的密闭容器中，由CO2和H2合成甲醇，在其他条件不变得情况下，考察温度对反应的影响，实验结果如下图所示（注：T1、T2均大于300℃）；下列说法正确的是________（填序号）①温度为T1时，从反应开始到平衡，生成甲醇的平均速率为：v(CH3OH)=AAnlmol·L-1·min-1②该反应在T1时的平衡常数比T2时的小③该反应为放热反应④处于A点的反应体系从T1变到T2，达到平衡时23()()nHnCHOH增大（4）在T1温度时，将1molCO2和3molH2充入一密闭恒容器中，充分反应达到平衡后，若CO2转化率为a,则容器内的压强与起始压强之比为______；（5）在直接以甲醇为燃料电池中，电解质溶液为酸性，负极的反应式为________、正极的反应式为________。理想状态下，该燃料电池消耗1mol甲醇所能产生的最大电能为702.1kJ,则该燃料电池的理论效率为________（燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比）2解析：该题中只有第三小题中第②选项涉及平衡常数，其中第②个选项比较简单，基本是直接运用概念，没有超出考纲和课标的要求。这也提示我们在平时的教学中要注重基本概念和基础知识点，不可盲目拔高。二、电离平衡常数在学生对化学平衡基本了解的基础上，课本给出了电离平衡的概念。因为涉及到弱电解质，所以中等水平级以下的学生对这个知识点的掌握有一定的困难。根据我们的研究，高考题在这个知识点上题难度系数一般在0．5左右。今年高考的新课标全国卷中涉及到这个知识点的选择第12题学生也普遍反映比较难。此题如下：将浓度为0.1mol·L-1HF溶液加水不断稀释，下列各量始终保持增大的是A.c（H+）B.)(HFKaC.)()(HcFcD.)()(HFcHc解析：HF属于弱电解质，加水促进HF的电离平衡向右移动，即电离程度增大，但电离平衡常数只与温度有关，所以选项B不变；但同时溶液的体积也增大，所以溶液的酸性会降低，即c(H+)、c(F-)和c(HF)的浓度均降低，考虑到溶液中水还会电离出氢离子，所以稀释到一定程度(即无限稀释时)，c(H+)就不在发生变化，但c(F-)和c(HF)却一直会降低，所以选项D符合题意。答案：D三、沉淀溶解平衡常数选修四中对溶解平衡讲解比较多，化学平衡就是用蔗糖的溶解平衡引入的。事实上，真正介绍溶解平衡是难溶电解质的溶解平衡，这类题和生活、化工生产联系比较紧密。和大学知识也能比较好的衔接，所以很受出题人的青睐。这类题中也体现了近几年高考命题的另一个趋势：注重学生处理信息和阅读理解的能力。如今年的浙江高考题就很好的体现了这一点，大量的信息，表格。需要学生有扎实的基本功。此类题对学生的知识和能力要求都比较高，是今后命题的一个方向。此题如下：海水中含有丰富的镁资源。某同学设计了从模拟海水中制备MgO的实验方案：滤液M沉淀X1.0L模拟海水(25℃,pH=8.3)1.0mL1.0mol/LNaOH溶液滤液N沉淀Y过滤①过滤②加NaOH固体调至pH=11.0△MgO模拟海水中的离子浓度(mol/L)Na＋Mg2＋Ca2＋Cl―3HCO0.4390.0500.0110.5600.001注：溶液中某种离子的浓度小于1.0×10－5mol/L，可认为该离子不存在；实验过程中，假设溶液体积不变。已知：Ksp(CaCO3)＝4.96×10－9；Ksp(MgCO3)＝6.82×10－6；Ksp[Ca(OH)2]＝4.68×10－6；Ksp[Mg(OH)2]＝5.61×10－12。下列说法正确的是A．沉淀物X为CaCO3B．滤液M中存在Mg2＋，不存在Ca2＋C．滤液N中存在Mg2＋、Ca2＋3D．步骤②中若改为加入4.2gNaOH固体，沉淀物Y为Ca(OH)2和Mg(OH)2的混合物解析：步骤②：Ksp[Mg(OH)2]＝c(Mg2＋)×(10－3)2＝5.6×10－12，c(Mg2＋)＝5.6×10－6。Q[Ca(OH)2]＝c(Ca2＋)×(10－3)2＝10－8＜Ksp，无Ca(OH)2析出。结合题目很容易得出答案应该为A。综述：从上面的分析可以看出，平衡常数在近几年的高考中出现的频率很高，涉及到了电离平衡、溶解平衡等相关知识点。但高考的试题还是和课本联系比较紧密，没有偏题、怪题。不用对这个知识点特意拔高，平时复习中有针对性的进行相关训练即可。