五大平衡常數(shù)ppt課件

1、微型專題突破 五大平衡常數(shù)的比較及應(yīng)用,【考情播報(bào)】 化學(xué)平衡常數(shù)、弱電解質(zhì)的電離平衡常數(shù)、水的離子積常數(shù)、鹽類的水解常數(shù)以及溶度積常數(shù)這五大常數(shù)，均只與溫度有關(guān)。掌握了五大平衡常數(shù)，就握住了一把解決化學(xué)反應(yīng)原理的金鑰匙。常見的命題角度有： (1)利用電離常數(shù)確定離子濃度比值的變化； (2)利用電離常數(shù)判斷化學(xué)反應(yīng)的正誤； (3)平衡常數(shù)間關(guān)系的綜合應(yīng)用。,【答題必備】 1.化學(xué)平衡常數(shù)。 在一定溫度下，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比是一個(gè)常數(shù)，稱化學(xué)平衡常數(shù)，用K表示。,2.弱電解質(zhì)的電離常數(shù)： (1)表達(dá)式：對(duì)于一元弱酸HA：HA H+A-， 電離常數(shù): (

2、2)特點(diǎn)。 電離常數(shù)只與電解質(zhì)的性質(zhì)和溫度有關(guān)，升溫，Ka增大。 相同條件下，Ka越大，表示該弱電解質(zhì)越易電離，所對(duì)應(yīng)的酸性相對(duì)越強(qiáng)。,多元弱酸的各級(jí)電離常數(shù)的大小關(guān)系是Ka1Ka2Ka3，故多元弱酸的酸性取決于其第一步電離常數(shù)。,3.水的離子積常數(shù)。 在一定溫度下，純水或水溶液中的c(H+)c(OH-)是個(gè)常數(shù)，通常用KW表示，稱為水的離子積常數(shù)，簡稱離子積。其表達(dá)式為KWc(H+)c(OH-)，25時(shí)該常數(shù)為110-14。 特點(diǎn)：KW只受溫度的影響，溫度升高，KW增大。 在任何情況下，無論是把酸還是把堿加到水中，水電離出的c(H+)c(OH-)。,4.水解平衡常數(shù)。 如醋酸鈉溶液：CH3C

3、OO-(aq)+H2O(l) CH3COOH(aq)+OH-(aq) Kh 特點(diǎn)：Kh只與鹽的性質(zhì)和溫度有關(guān)，升溫，Kh增大。 相同條件下，Kh越大，表示該鹽越易水解，所對(duì)應(yīng)的酸或堿相對(duì) 越弱。,5.溶度積常數(shù)。 對(duì)于沉淀溶解平衡：MmAn(s) mMn+(aq)+nAm-(aq) Kspcm(Mn+)cn(Am-) 溶度積(Ksp)反映了物質(zhì)在水中的溶解能力。溶度積常數(shù)只與難溶性 電解質(zhì)的性質(zhì)和溫度有關(guān)，而與沉淀的量和溶液中離子的濃度無關(guān)。,角度一 利用電離常數(shù)確定離子濃度比值的變化 (2014山東高考)已知某溫度下CH3COOH和NH3H2O的電離常數(shù)相等， 現(xiàn)向10 mL濃度為0.1 m

4、olL-1的CH3COOH溶液中滴加相同濃度的氨水， 在滴加過程中(),A. 水的電離程度始終增大 B. 先增大再減小 C. c(CH3COOH)與c(CH3COO-)之和始終保持不變 D. 當(dāng)加入氨水的體積為10 mL時(shí)，c( )=c(CH3COO-),【典題剖析】抽絲剝繭溯本求源,【嘗試解答】酸堿均抑制水的電離，向CH3COOH溶液中滴加氨水，水 的電離程度先增大，當(dāng)恰好完全反應(yīng)后，再滴加氨水，水的電離程度 減小，A錯(cuò)誤；因?yàn)榘彼碾婋x常數(shù) ，所以 ，因?yàn)闇囟炔蛔僈b不變，隨氨水的加入c(H+)減 小， 不斷減小，B錯(cuò)誤；加入氨水，體積變大，c(CH3COOH),與c(CH3COO-)之和

5、變小，C錯(cuò)誤；當(dāng)加入氨水的體積為10 mL時(shí)，氨水 與CH3COOH恰好反應(yīng)，CH3COOH和NH3H2O的電離常數(shù)相等，故CH3COO- 和 的水解程度相同，溶液呈中性，由電荷守恒可得c( ) c(CH3COO-)，D正確。 【答案】D,角度二 利用電離常數(shù)判斷化學(xué)反應(yīng)的正誤 (雙選)(2013上海高考)部分弱酸的電離平衡常數(shù)如下表：,下列選項(xiàng)錯(cuò)誤的是( ) A.2CN-+H2O+CO2 2HCN+ B.2HCOOH+ 2HCOO-+H2O+CO2 C.中和等體積、等pH的HCOOH和HCN消耗NaOH的量前者小于后者 D.等體積、等濃度的HCOONa和NaCN溶液中所含離子總數(shù)前者小于后者

6、,【典題剖析】抽絲剝繭溯本求源,【嘗試解答】根據(jù)電離平衡常數(shù)，HCN的電離程度介于H2CO3的一級(jí)電 離和二級(jí)電離之間，因此A中反應(yīng)錯(cuò)誤，應(yīng)為CN-+H2O+CO2 HCN+ 。HCOOH的電離程度大于H2CO3的一級(jí)電離，因此B正確。等pH的 HCOOH和HCN，HCN溶液的濃度大，中和等體積、等pH的HCOOH和HCN， 后者消耗NaOH的量大，C正確。在HCOONa和NaCN溶液中分別存在電荷 守恒：c(Na+)+c(H+)c(HCOO-)+c(OH-)，c(Na+)+c(H+)c(CN-) +c(OH-)。等濃度的HCOONa和NaCN溶液，NaCN水解程度大，溶液中,OH濃度大，H+

7、濃度小。根據(jù)電荷守恒，兩溶液中離子總濃度為2c(Na+)+c(H+)，而Na+濃度相同，H+濃度后者小，因此等體積、等濃度的兩溶液中離子總數(shù)前者大于后者，D錯(cuò)誤。 【答案】A、D,角度三 平衡常數(shù)間關(guān)系的綜合應(yīng)用 (2014山東高考)研究氮氧化物與懸浮在大氣中海鹽粒子的相互作 用時(shí)，涉及如下反應(yīng)： 2NO2(g)+NaCl(s) NaNO3(s)+ClNO(g)K1H10() 2NO(g)+Cl2(g) 2ClNO(g)K2H20() (1)4NO2(g)+2NaCl(s) 2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g) 的平衡常數(shù)K _(用K1、K2表示)。,(2)為研究不同條件對(duì)反應(yīng)()的

8、影響，在恒溫條件下，向2 L恒容密閉容器中加入0.2 mol NO和0.1 mol Cl2，10 min時(shí)反應(yīng)()達(dá)到平衡。測得10 min內(nèi)v(ClNO)7.510-3molL-1min-1，則平衡后n(Cl2)_mol，NO的轉(zhuǎn)化率1_。其他條件保持不變，反應(yīng)()在恒壓條件下進(jìn)行，平衡時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率2_ 1(填“”“”或“”)，平衡常數(shù)K2(填“增大”“減小”或“不變”)。若要使K2減小。，可采取的措施是_ _。,(3)實(shí)驗(yàn)室可用NaOH溶液吸收NO2，反應(yīng)為2NO2+2NaOH=NaNO3+ NaNO2+H2O。含0.2 mol NaOH的水溶液與0.2 mol NO2恰好完全反應(yīng) 得1

9、 L溶液A，溶液B為0.1 molL-1的CH3COONa溶液，則兩溶液中 c( )、c( )和c(CH3COO-)由大到小的順序?yàn)開。 (已知HNO2的電離常數(shù)Ka7.110-4molL-1，CH3COOH的電離常數(shù)Ka 1.710-5molL-1),可使溶液A和溶液B的pH相等的方法是_。 a.向溶液A中加適量水 b.向溶液A中加適量NaOH c.向溶液B中加適量水 d.向溶液B中加適量NaOH,【典題剖析】抽絲剝繭溯本求源,【嘗試解答】(1)由題可知K1 ，K2 ， 反應(yīng)()2-反應(yīng)()得：4NO2(g)+2NaCl(s) 2NaNO3(s)+ 2NO(g)+Cl2(g)，故K (2)轉(zhuǎn)

10、化的n(Cl2) 7.510-3molL-1min-12 L10 min 7.510-2mol，則平衡后的n(Cl2)0.1 mol-7.510-2mol 2.510-2mol；轉(zhuǎn)化的n(NO)7.510-3molL-1min-12 L 10 min0.15 mol，則NO的轉(zhuǎn)化率1 100%75%；,反應(yīng)()是一個(gè)氣體分子數(shù)減少的反應(yīng)，其他條件保持不變，在恒壓條件下進(jìn)行，需不斷縮小體積，相當(dāng)于加壓，有利于平衡右移，故平衡時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率增大，即21；因?yàn)闇囟炔蛔?，平衡常?shù)K2不變；反應(yīng)()的H0，升溫會(huì)使平衡左移，K2減?。?(3)不考慮水解與電離可得溶液A中c(NaNO3)c(NaNO2)

11、0.1 molL-1，又知HNO2的電離常數(shù)Ka7.110-4molL-1大于 CH3COOH的電離常數(shù)Ka1.710-5molL-1，HNO2的酸性大于 CH3COOH，根據(jù)越弱越水解規(guī)律，CH3COO-的水解程度大于 ， 故c( )c( )c(CH3COO-)；溶液A、B顯堿性且溶液A的pH小于 溶液B，向溶液A中加適量NaOH或者向溶液B中加適量水可使溶液A和 溶液B的pH相等。,答案：(1) (2)2.510-275%不變升高溫度 (3)c( )c( )c(CH3COO-)b、c,【類題通法】 1.化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式的書寫：在一定溫度下，寫出某可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)的化學(xué)平衡常數(shù)表

12、達(dá)式。 (1)固體或純液體的濃度是常數(shù)。如果有固體或純液體參加反應(yīng)或生成時(shí)，化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式中不能出現(xiàn)固體或純液體；水溶液中進(jìn)行的反應(yīng)，如有水參加反應(yīng)，由于水的濃度是常數(shù)，不出現(xiàn)在表達(dá)式中；非水溶液中進(jìn)行的反應(yīng)，若有水參加反應(yīng)或生成，則應(yīng)出現(xiàn)在表達(dá)式中。例如，,CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g)Kc(CO2) 3Fe(s)+4H2O(g) Fe3O4(s)+4H2(g)K (aq)+H2O(l) 2 (aq)+2H+(aq) K CH3COOH(l)+CH3CH2OH(l) CH3COOCH2CH3(l)+H2O(l) K,(2)化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式與化學(xué)計(jì)量數(shù)一一對(duì)應(yīng)，方程式中化學(xué)

13、計(jì)量數(shù)不同，表達(dá)式就不同；可逆反應(yīng)中，正反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)與逆反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)互為倒數(shù)。例如，同一溫度下，下列反應(yīng)的平衡常數(shù)分別為K1、K2、K3。,I2(g)+H2(g) 2HI(g)；2HI(g) I2(g)+H2(g)； HI(g) I2(g)+ H2(g)。 則： 可得K1K21，K2,2.“三段式”計(jì)算法。 “三段式”是有效解答化學(xué)平衡計(jì)算題的“萬能鑰匙”。解題時(shí)，要注意清楚條理地列出起始量、轉(zhuǎn)化量、平衡量，按題目要求進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)還要注意單位的統(tǒng)一。解題步驟如下： (1)寫出涉及的可逆反應(yīng)的化學(xué)方程式。 (2)找出起始量、轉(zhuǎn)化量和平衡量中哪些是已知量，哪些是未知量，按“三段式”列

14、出。 (3)根據(jù)問題建立相應(yīng)的關(guān)系式進(jìn)行計(jì)算。,3.Kw、Ka、Kb、Ksp、Kh之間的關(guān)系： (1)一元弱酸一元強(qiáng)堿鹽：KhKw/Ka； (2)一元強(qiáng)酸一元弱堿鹽：KhKw/Kb； (3)多元弱堿一元強(qiáng)酸鹽，如氯化鐵： Fe3+(aq)+3H2O(l) Fe(OH)3(s)+3H+(aq) Khc3(H+)/c(Fe3+)。 將(Kw)3c3(H+)c3(OH-)與Kspc(Fe3+)c3(OH-)兩式相除，消去c3(OH-)可得Kh(Kw)3/Ksp,4.利用平衡常數(shù)判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向。 對(duì)于可逆反應(yīng)mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)，在一定溫度下的任意 時(shí)刻，生成物濃度冪之積

15、除以反應(yīng)物濃度冪之積所得的比，即Qc ，稱為該反應(yīng)的濃度商。若同一溫度下該可逆反應(yīng) 的平衡常數(shù)為K。則： QcK，反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行。,【類題備選】1.已知三個(gè)數(shù)據(jù)：7.210-4、4.610-4、4.910-10，分別是三種酸的電離常數(shù)，若已知可以發(fā)生反應(yīng) NaCN+HNO2=HCN+NaNO2、 NaCN+HF=HCN+NaF、NaNO2+HF=HNO2+NaF。 由此可判斷下列敘述不正確的是(),A.Ka(HF)7.210-4 B.Ka(HNO2)4.910-10 C.同濃度的鈉鹽溶液的堿性是NaFNaNO2NaCN D.根據(jù)兩個(gè)反應(yīng)即可得出一元弱酸的稀釋情況如圖所示,【解析】選B。相

16、同溫度下弱電解質(zhì)的電離常數(shù)是比較弱電解質(zhì)相對(duì)強(qiáng)弱的依據(jù)之一。根據(jù)第一、第三個(gè)反應(yīng)可知三種一元弱酸的強(qiáng)弱順序?yàn)镠FHNO2HCN。由此可判斷Ka(HF)Ka(HNO2)Ka(HCN)，其對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)依次為Ka(HF)7.210-4、Ka(HNO2)4.610-4、Ka(HCN)4.910-10。同濃度的鈉鹽溶液的堿性是對(duì)應(yīng)的酸越強(qiáng)，堿性越弱，即NaFNaNO2NaCN。酸性越強(qiáng)，稀釋時(shí)變化曲線的斜率越大。,2.(2015福州模擬)在一定溫度下將3 mol CO2和2 mol H2混合于 2 L的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)： CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) (1)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常

17、數(shù)表達(dá)式K_。 (2)已知在700時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K10.6，則該溫度下反應(yīng) CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)的平衡常數(shù)K2_，反應(yīng) CO2(g)+ H2(g) CO(g)+ H2O(g)的平衡常數(shù)K3_。,(3)已知在1 000時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K4為1.0，則該反應(yīng)為_反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)。 (4)在1 000下，某時(shí)刻CO2的物質(zhì)的量為2 mol，則此時(shí)v(正) _v(逆)(填“”“”或“”)。該溫度下反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，CO2的轉(zhuǎn)化率為_。,【解析】(2)K2 ，K3 。(3)升高溫度，平衡常數(shù)增大，說 明平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，即正反應(yīng)是一個(gè)吸熱反應(yīng)。(4)CO2的物質(zhì) 的量為2 mol時(shí)，H2為1 mol，CO為1 mol，H2O(g)為1 mo