1、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 7 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、K b) 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
2、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：KcpCcqDcmAcnB(1)对于一元弱酸 HA：HA H A ，电离常数 KacH cA cHA(2)对于一元弱碱BOH：BOH B OH ，电离常数 KbcB cOH cBOHKw 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，K w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
3、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 Fe2O3(s)CO(g) Fe(s)CO 2(g)。已知该反应在13 23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
4、K_，H_0(填“”“Ksp(AgI) ，由此可以判断 AgCl(s) I (aq)=AgI(s) Cl (aq)能够发生DK a(HCN)K3K2，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3T 时，将 6 mol A 和 8 mol B 充入 2 L 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)1 mol
5、L 1 min1B若曲线对应的条件改变是升温，则该反应的 H0C曲线对应的条件改变是增大压强DT 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 HCOOH HCN H2CO3电离平衡常数(25 ) Ki1.7710 4 Ki4.910 10 Ki14.3107Ki25.610 11下列选项错误的是( )2CN H 2OCO 2=2HCNCO 232HCOOHCO =2HCOO H 2OCO 223中和等体积、等 pH 的 HCOOH 和 HCN 消耗 NaOH 的量前者小于后者等体积、等浓度的 HCOONa 和 NaCN 溶液中所含离子总数
6、前者小于后者A B C D5已知 FeCl3 溶液与 KSCN 溶液混合后发生反应 FeCl33KSCN Fe(SCN)33KCl，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 KcFeSCN3c3KClcFeCl3c3KSCN6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： ADC 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
7、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 、Mg 2 、NH 、SO 及 4 24泥沙，其精制流程如下：已知：Ca 2 、Mg 2 开始形成相应氢氧化物沉淀的 pH 如下表。Ca(OH)2 Mg(OH)2pH 11.5 4.2K sp(BaSO4)1.110 10 ，K sp(BaCO3)2.610 9 ，K sp(CaCO3)5.010 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过程中将 NH 转化为 N2 的离子方
8、程式是 43ClO 2NH =3Cl N 23H 2O2H 4C过程中通入 CO2 有利于除 SO24D过程调 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高四化学一轮复习学案四大平衡常数的重要应用 第 4 页 共 7 页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
9、 时有关弱酸的电离平衡常数：弱酸化学式 HClO H2CO3电离平衡常数 4.7108 K14.310 7 K 25.610 11写出 84 消毒液露置在空气中发生反应的离子方程式_。(3)电解饱和食盐水可得到溶质为 M 的碱溶液，常温下将浓度为 c1 的 M 溶液与 0.1 molL1 的一元酸 HA 等体积混合，所得溶液 pH7，则 c1_0.1 molL1 (填“” 、 “”或“”)，溶液中离子浓度的大小关系为_。若将上述“0.1 molL1 的一元酸 HA”改为“pH1 的一元酸 HA”，所得溶液 pH 仍为 7，则 c1_0.1 molL1 。(4)牙釉质对牙齿起着保护作用，其主要成
10、分为羟基磷灰石Ca 5(PO4)3OH，研究证实氟磷灰石Ca5(PO4)3F比它更能抵抗酸的侵蚀，故含氟牙膏已使全世界千百万人较少龋齿，请写出羟基磷灰石的溶度积常数表达式 Ksp _，氟离子与之反应转化的离子方程式为_。9(2013山东高考)化学反应原理在科研和生产中有广泛应用。(1)利用“化学蒸气转移法”制备 TaS2 晶体，发生如下反应：TaS2(s)2I 2(g) TaI4(g)S 2(g) H0 ()反应() 的平衡常数表达式 K_，若 K1，向某恒容容器中加入 1 mol I2(g)和足量TaS2(s)，I 2(g)的平衡转化率为_。(2)如图所示，反应()在石英真空管中进行，先在温
11、度为 T2 的一端放入未提纯的 TaS2 粉末和少量 I2(g)，一段时间后，在温度为 T1 的一端得到了纯净 TaS2 晶体，则温度 T1_T2(填“” “”或“”)。上述反应体系中循环使用的物质是_。(3)利用 I2 的氧化性可测定钢铁中硫的含量。做法是将钢样中的硫转化成 H2SO3，然后用一定浓度的 I2 溶液进行滴定，所用指示剂为 _，滴定反应的离子方程式为_。(4)25 时，H 2SO3 HSO H 的电离常数 Ka1 102 molL1 ，则该温度下 NaHSO3 3水解反应的平衡常数 Kh_molL 1 ，若向 NaHSO3 溶液中加入少量的 I2，则溶液中将_( 填“增大 ”“
12、减小”或“不变”)。cH2SO3cHSO 310弱电解质的电离平衡、盐类的水解平衡和难溶物的溶解平衡均属于化学平衡。.已知 H2A 在水中存在以下平衡：H 2AH HA ，HA H A 2 。(1)相同浓度下，NaHA 溶液的 pH_(填“大于” 、 “小于”或“等于”) Na2A 溶液的pH。(2)某温度下，若向 0.1 mol/L 的 NaHA 溶液中逐滴滴加 0.1 mol/L KOH 溶液至溶液呈中性。此时该混合溶液中下列关系中，一定正确的是_。ac(H )c(OH )110 14 bc(Na )c(K )c(HA )2c(A 2 )cc(Na )c(K ) dc(Na )c(K )0
13、.05 mol/L(3)已知常温下 H2A 的钙盐(CaA)饱和溶液中存在以下平衡：CaA(s) Ca2 (aq)A 2 (aq) H 0。降低温度时，K sp_(填“增大” “减小”或“不变”)。滴加少量浓盐酸，c(Ca 2 )_(填“增大” “减小”或“不变”)。.含有 Cr2O 的废水毒性较大，某工厂废水中含 5.00103 molL1 的 Cr2O 。为使废27 27水能达标排放，作如下处理：Cr 2O Cr3 、Fe 3 Cr(OH)3、Fe(OH) 327 绿 矾 H(1)该废水中加入绿矾(FeSO 47H2O)和稀硫酸，发生反应的离子方程式为_。(2)欲使 10 L 该废水中的
14、Cr2O 完全转化为 Cr3 ，理论上需要加入_g 27FeSO47H2O。(3)若处理后的废水中残留的 c(Fe3 )210 13 molL1 ，则残留的 Cr3 的浓度为_。(已知：K spFe(OH)34.010 38 K spCr(OH)36.010 31 )高四化学一轮复习学案四大平衡常数的重要应用 第 5 页 共 7 页高四化学一轮复习学案四大平衡常数的重要应用 KEY考点一 化学平衡常数1解析：(1)因 Fe 和 Fe2O3 都为固体，不能代入平衡常数的表达式，所以 K ，由表cCO2cCO中数据知，升高温度，平衡常数减小，说明平衡向左移动，故 HK2，所以 Ag 与 NH3 的
15、结合能力大于 Ag 与 Cl 之间的沉淀能力，AgCl 溶于氨水，A、B 错误；由于 K1K3，所以在 Ag(NH3) Ag 2NH 3 中加入 HCl，有 2H NH 3 NH ，致使平衡右移，c(Ag )增大，Ag Cl =AgCl，D 错误，C 正确。 43解析：选 C 由图像可知，反应开始至 a 点时 v(B)1 molL1 min1 ，则 v(A)1/3 molL 1min1 ，A 项错误；曲线相对于实线先达到平衡，但 B 的转化率减小，则该反应H 0，B 项错误；曲线相对于实线先达到平衡，B 的转化率增大。若增大压强，平衡右移，B 的转化率增大，C 项正确；根据 b 点的数据计算可
16、知： T 时，该反应的化学平衡常数为高四化学一轮复习学案四大平衡常数的重要应用 第 6 页 共 7 页0.5，D 项错误。4解析：选 D 根据电离平衡常数， HCN 的电离程度介于 H2CO3 的一级电离和二级电离之间，因此中反应错误，应为 CN H 2OCO 2=HCNHCO 。HCOOH 的电离程度大于 3H2CO3 的一级电离，正确。等 pH 的 HCOOH 和 HCN，HCN 溶液的浓度大，中和等体积、等pH 的 HCOOH 和 HCN，后者消耗 NaOH 的量大，正确。在 HCOONa 和 NaCN 中存在电荷守恒：c(Na )c(H )c (HCOO ) c(OH )，c(Na )
17、c(H ) c(CN )c(OH )。等浓度的 HCOONa和 NaCN 溶液， NaCN 水解程度大，溶液中 OH 浓度大，H 浓度小。根据电荷守恒，两溶液中离子总浓度为 2c(Na )c(H )，而 Na 浓度相同，H 浓度后者小，因此等体积、等浓度的两溶液中离子总数前者大于后者，错误。5解析：选 B 该反应的本质是 Fe3 与 SCN 之间的反应，即 Fe3 3SCN Fe(SCN)3，与其他离子无关，故加入 KCl 固体对平衡无影响，A 项错误；其平衡常数表达式为 K，D 项错误；只要温度不变，平衡常数就不会发生变化，C 项错误；任何反应cFeSCN3cFe3 c3SCN 都伴随着温度
18、的变化，故改变温度，平衡一定发生移动，B 项正确。6解析：选 C K w 是温度的函数，随温度升高而增大，A、D 点温度相同，B 点温度高于 C点温度，A 正确；从 A 点到 D 点，温度不变，酸性增强，B 、D 正确；A、C 点温度不同，C 错误。7解析：选 C 盐泥 a 是在 pH11 的条件下得到的，由题给条件，得不到 Ca(OH)2，A 错；过程是在碱性条件下进行的，得不到 H ，B 错；过程调 pH 不可以使用硝酸，会引入 NO杂质，D 错。 38解析：(1)氯水中存在次氯酸的电离和水的电离两种平衡；向氯水中通入 SO2，二者反应生成硫酸和盐酸，其漂白性减弱；当氯水饱和时再通氯气，c
19、(H )/c(ClO )不变，若氯水不饱和再通氯气，酸性增强会抑制次氯酸的电离，故比值增大；加水稀释氯水，溶液中的 OH 浓度增大；加水稀释氯水，酸性减弱，对水的电离抑制作用减弱，故水的电离平衡向正反应方向移动；向氯水中加入少量固体 NaOH，当溶液呈中性时，根据电荷守恒可推导出：c(Na )c(Cl )c(ClO )。(2)由于次氯酸的酸性介于碳酸的两级电离常数之间，因此 84 消毒液露置在空气中与二氧化碳反应只能生成碳酸氢钠。(3)当 HA 为强酸时二者浓度相等，为弱酸时由于生成的盐因水解显碱性，则酸要稍过量。离子浓度大小比较时可根据电荷守恒进行推导。(4)沉淀转化的实质是由难溶的物质转化
20、为更难溶的物质。答案：(1)aef(2)ClO CO 2H 2O=HClOHCO 2HClO 2H 2Cl O 2 3 = = = = =光 照 (3) c(Na )c(A )c(OH )c(H ) (4)c5(Ca2 )c3(PO )c(OH ) Ca 5(PO4)3OHF =Ca5(PO4)3FOH 349解析：本题考查化学反应速率、化学平衡及相关计算，意在考查考生灵活分析问题的能力。(1)在有气体参与的反应中，固体和液体的浓度不列入化学平衡常数表达式中。设容器的容积是 V L，TaS2(s)2I 2(g) TaI4(g)S 2(g)起始浓度/ molL1 1/V 0 0转化浓度/ mol
21、L 1 2x x x平衡浓度/ molL1 (1/V2x) x x则 K 1，x ，则 I2(g)的平衡转化率是 66.7%。(2)根cTaI4cS2c2I2 x2(1V 2x)2 13V213V1V据平衡移动及物质的提纯，在温度 T1 端得到纯净的 TaS2 晶体，即温度 T1 端与 T2 端相比，T 1 端平衡向左移动，则 T1T 2。生成物 I2(g)遇冷可在管壁上凝结成纯净的 I2(s)，从而循环利用。(3)碘单质遇淀粉溶液变蓝色，当滴入最后一滴 I2 溶液时溶液由无色变为蓝色，且半分钟内不褪色，则说明达滴定终点。由 I22e 2I ，H 2SO32e SO ，根据得失电子数相等则有
22、I2H 2SO3，24再结合原子守恒和电荷守恒配平。(4)H 2SO3 的电离常数表达式为 Ka ，NaHSO 3cHSO 3cH cH2SO3的水解反应的平衡常数Kh 110 12 。加入 I2 后 HSO 被氧cH2SO3cOH cHSO 3 cH2SO3KwcHSO 3cH KwKa 110 14110 2 3化为 H2SO4，c(H )增大，c(OH )减小，K h 不变，由 Kh 得 cH2SO3cOH cHSO 3 cH2SO3cHSO 3，所以该比值增大。KhcOH 答案：(1) 66.7% (2) I 2 (3)淀粉溶液 cTaI4cS2c2I2H2SO3 I2H 2O=4H
23、SO 2I 24(4)1012 增大10解析：(1)由“越弱越水解”可知，酸性 H2AHA ，则 NaHA 溶液的碱性弱于 Na2A 溶液。(2)温度不确定，所以 c(H )c(OH )不一定为 11014 ；由电荷守恒可知，c(H )c(Na )c(K )c(HA ) 2c(A 2 ) c(OH )，由于溶液呈中性，则 c(H )c(OH )，c(Na )c (K )c(HA )2c (A2 )；若两溶液的体积相同，则是最终溶液为 Na2A，呈碱性，所以 KOH 溶液的体积相对小，等浓度的情况下，必然有 c(Na )c(K )，c(Na )c(K )也不可能等于 0.05 mol/L(3)CaA(s) Ca2 (aq)A 2 (aq) H0，降低温度，平衡左移，K sp 减小；滴加少量浓盐酸，A 2 被消耗，平衡右移， c(Ca2 )增大。答案：.(1)小于 (2)bc (3)减小 增大.(1)Cr 2O 6Fe2 14H =2Cr3 6Fe 3 7H 2O (2)83.4 (3)310 6 molL127高四化学一轮复习学案四大平衡常数的重要应用 第 7 页 共 7 页
