高四化学一轮复习学案――四大平衡常数的重要应用

高四化学一轮复习学案——四大平衡常数的重要应用第1页共6页高四化学一轮复习学案——四大平衡常数的重要应用四大平衡常数的比较化学平衡常数(K)电离常数(Ka、Kb)水的离子积常数(Kw)难溶电解质的溶度积常数(Ksp)概念在一定温度下，当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，这个常数就是该反应的化学平衡常数在一定条件下达到电离平衡时，弱电解质电离形成的各种离子的浓度的乘积与溶液中未电离的分子的浓度之比是一个常数，这个常数称为电离常数一定温度下，水或稀的水溶液中c(OH－)与c(H＋)的乘积在一定温度下，在难溶电解质的饱和溶液中，各离子浓度幂之积为一常数表达式对于一般的可逆反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在一定温度下达到平衡时：K＝cpC·cqDcmA·cnB(1)对于一元弱酸HA：HAH＋＋A－，电离常数Ka＝cH＋·cA－cHA(2)对于一元弱碱BOH：BOHB＋＋OH－，电离常数Kb＝cB＋·cOH－cBOHKw＝c(OH－)·c(H＋)MmAn的饱和溶液：Ksp＝cm(Mn＋)·cn(Am－)影响因素只与温度有关只与温度有关，升高温度，K值增大只与温度有关，升高温度，Kw增大只与难溶电解质的性质和温度有关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13Fe2O3(s)＋CO(g)23Fe(s)＋CO2(g)。已知该反应在不同温度下的平衡常数如下：温度/℃100011501300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10L的密闭容器中，1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol，反应经过10min后达到平衡。求该时间范围内反应的平均反应速率v(CO2)＝________，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)＝1mol/L，c(N)＝2.4mol/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)＝4mol/L，c(N)＝amol/L；达到平衡后，c(P)＝2mol/L，a＝________。(4)若反应温度不变，反应物的起始浓度为：c(M)＝c(N)＝bmol/L，达到平衡后，M的转化率为________。考点二电离常数常考题型1.直接求电离平衡常数；2．由电离平衡常数求弱酸(或弱碱)的浓度；3．由Ka或Kb求pH。对策试题一般难度不大，是在化学平衡基础上派生出来的。注意平衡体系中同种离子的浓度是同一个浓度，当两个量相加或相减时，若相差100倍以上，要舍弃小的等一些基本的近似处理能力。[应用体验]1．(2014·山东高考)已知某温度下CH3COOH和NH3·H2O的电离常数相等，现向10mL浓度为0.1mol·L－1的CH3COOH溶液中滴加相同浓度的氨水，在滴加过程中()A．水的电离程度始终增大B．c(NH＋4)/c(NH3·H2O)先增大再减小C．c(CH3COOH)与c(CH3COO－)之和始终保持不变D．当加入氨水的体积为10mL时，c(NH＋4)＝c(CH3COO－)2．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高四化学一轮复习学案——四大平衡常数的重要应用第2页共6页酸在冰醋酸中的电离常数：酸HClO4H2SO4HClHNO3Ka1.6×10－56.3×10－91.6×10－94.2×10－10从以上表格中判断以下说法中不正确的是()A．在冰醋酸中这四种酸都没有完全电离B．在冰醋酸中高氯酸是这四种酸中最强的酸C．在冰醋酸中硫酸的电离方程式为H2SO4===2H＋＋SO2－4D．水对于这四种酸的强弱没有区分能力，但醋酸可以区分这四种酸的强弱考点三水的离子积常数常考题型1.计算温度高于室温时的Kw；2．通过Kw的大小比较相应温度的高低；3．溶液中c(H＋)与c(OH－)相互换算；4．酸、碱、能水解的盐溶液中水电离出的c(H＋)或c(OH－)的计算。对策Kw只与温度有关，升高温度，Kw增大；在稀溶液中，c(H＋)·c(OH－)＝Kw，其中c(H＋)、c(OH－)是溶液中的H＋、OH－浓度；水电离出的H＋数目与OH－数目相等。[应用体验]1．某温度下，水的离子积常数Kw＝10－12。该温度下，将pH＝4的H2SO4溶液与pH＝9的NaOH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()A．1∶10B．9∶1C．10∶1D．99∶212．右图表示水中c(H＋)和c(OH－)的关系，下列判断错误的是()A．两条曲线间任意点均有c(H＋)×c(OH－)＝KwB．M区域内任意点均有c(H＋)＜c(OH－)C．图中T1＜T2D．XZ线上任意点均有pH＝7考点四难溶电解质的溶度积常数常考题型1.溶解度与Ksp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Ksp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Ksp表达式，若数值大于Ksp，沉淀可生成或转化为相应难溶物质；利用Ksp可计算某些沉淀转化反应的化学平衡常数。[应用体验]1．已知25℃时，Ka(HF)＝6.0×10－4，Ksp(MgF2)＝5.0×10－11。现向1L0.2mol/LHF溶液中加入1L0.2mol/LMgCl2溶液。下列说法中正确的是()A．25℃时，0.1mol/LHF溶液中pH＝1B．0.2mol/LMgCl2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＝1.2×107D．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：Ksp(Ag2SO4)＝7.7×10－5、Ksp(AgCl)＝1.8×10－10、Ksp(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沉淀析出高四化学一轮复习学案——四大平衡常数的重要应用第3页共6页1．化学平衡常数(K)、弱酸的电离平衡常数(Ka)、难溶物的溶度积常数(Ksp)是判断物质性质或变化的重要的平衡常数。下列关于这些常数的说法中，正确的是()A．平衡常数的大小与温度、浓度、压强、催化剂等有关B．当温度升高时，弱酸的电离平衡常数Ka变小C．Ksp(AgCl)Ksp(AgI)，由此可以判断AgCl(s)＋I－(aq)===AgI(s)＋Cl－(aq)能够发生D．Ka(HCN)Ka(CH3COOH)，说明物质的量浓度相同时，氢氰酸的酸性比醋酸强2．已知常温下反应，①NH3＋H＋NH＋4(平衡常数为K1)，②Ag＋＋Cl－AgCl(平衡常数为K2)，③Ag＋＋2NH3Ag(NH3)＋2(平衡常数为K3)。①、②、③的平衡常数关系为K1K3K2，据此所做的以下推测合理的是()A．氯化银不溶于氨水B．银氨溶液中加入少量氯化钠有白色沉淀C．银氨溶液中加入盐酸有白色沉淀D．银氨溶液可在酸性条件下稳定存在3．T℃时，将6molA和8molB充入2L密闭容器中，发生反应：A(g)＋3B(g)C(g)＋D(g)，容器中B的物质的量随时间变化如图中实线所示。图中虚线表示仅改变某一反应条件时，B的物质的量随时间的变化。下列说法正确的是()A．反应开始至a点时v(A)＝1mol·L－1·min－1B．若曲线Ⅰ对应的条件改变是升温，则该反应的ΔH＞0C．曲线Ⅱ对应的条件改变是增大压强D．T℃时，该反应的化学平衡常数为0.1254．(2013·上海高考改编)部分弱酸的电离平衡常数如下表：弱酸HCOOHHCNH2CO3电离平衡常数(25℃)Ki＝1.77×10－4Ki＝4.9×10－10Ki1＝4.3×10－7Ki2＝5.6×10－11下列选项错误的是()①2CN－＋H2O＋CO2===2HCN＋CO2－3②2HCOOH＋CO2－3===2HCOO－＋H2O＋CO2↑③中和等体积、等pH的HCOOH和HCN消耗NaOH的量前者小于后者④等体积、等浓度的HCOONa和NaCN溶液中所含离子总数前者小于后者A．①②B．②③C．③④D．①④5．已知FeCl3溶液与KSCN溶液混合后发生反应FeCl3＋3KSCNFe(SCN)3＋3KCl，达到平衡后，改变条件，则下列说法正确的是()A．向溶液中加入少许KCl固体，溶液颜色变浅B．升高温度，平衡一定发生移动C．加入少许KCl固体或者加入少许FeCl3固体平衡常数均发生变化，且变化方向相反D．平衡常数表达式为K＝c[FeSCN3]·c3KClcFeCl3·c3KSCN6．水的电离平衡曲线如右图所示，下列说法不正确的是()A．图中四点Kw间的关系：A＝D＜C＜BB．若从A点到D点，可采用：温度不变在水中加入少量酸C．若从A点到C点，可采用：温度不变在水中加入少量NH4Cl固体D．若从A点到D点，可采用：温度不变在水中加入少量NH4Cl固体7．氯碱工业电解所用的氯化钠溶液需精制。除去有影响的Ca2＋、Mg2＋、NH＋4、SO2－4及泥沙，其精制流程如下：已知：①Ca2＋、Mg2＋开始形成相应氢氧化物沉淀的pH如下表。Ca(OH)2Mg(OH)2pH≥11.5≥4.2②Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10，Ksp(BaCO3)＝2.6×10－9，Ksp(CaCO3)＝5.0×10－9。下列说法正确的是()A．盐泥a除泥沙外，还含有Ca(OH)2和Mg(OH)2B．过程Ⅰ中将NH＋4转化为N2的离子方程式是3ClO－＋2NH＋4===3Cl－＋N2↑＋3H2O＋2H＋C．过程Ⅱ中通入CO2有利于除SO2－4D．过程Ⅳ调pH可以使用硝酸8．运用化学反应原理研究卤族元素的性质具有重要意义。(1)下列关于氯水的叙述正确的是________(填写字母)。a．氯水中存在两种电离平衡b．向氯水中通入SO2，其漂白性增强c．向氯水中通入氯气，c(H＋)/c(ClO－)减小d．加水稀释氯水，溶液中的所有离子浓度均减小e．加水稀释氯水，水的电离平衡向正反应方向移动f．向氯水中加入少量固体NaOH，可能有c(Na＋)＝c(Cl－)＋c(ClO－)(2)常温下，已知25℃时有关弱酸的电离平衡常数：弱酸化学式HClOH2CO3电离平衡常数4.7×10－8K1＝4.3×10－7K2＝5.6×10－11写出84消毒液露置在空气中发生反应的离子方程式___________________________高四化学一轮复习学案——四大平