五大平衡常数

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1、微型专题突破 五大平衡常数的比较及应用,【考情播报】 化学平衡常数、弱电解质的电离平衡常数、水的离子积常数、盐类的水解常数以及溶度积常数这五大常数，均只与温度有关。掌握了五大平衡常数，就握住了一把解决化学反应原理的金钥匙。常见的命题角度有： (1)利用电离常数确定离子浓度比值的变化； (2)利用电离常数判断化学反应的正误； (3)平衡常数间关系的综合应用。,【答题必备】 1.化学平衡常数。 在一定温度下，可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比是一个常数，称化学平衡常数，用K表示。,2.弱电解质的电离常数： (1)表达式：对于一元弱酸HA：HA H+A-， 电离常数: (

2、2)特点。 电离常数只与电解质的性质和温度有关，升温，Ka增大。 相同条件下，Ka越大，表示该弱电解质越易电离，所对应的酸性相对越强。,多元弱酸的各级电离常数的大小关系是Ka1Ka2Ka3，故多元弱酸的酸性取决于其第一步电离常数。,3.水的离子积常数。 在一定温度下，纯水或水溶液中的c(H+)c(OH-)是个常数，通常用KW表示，称为水的离子积常数，简称离子积。其表达式为KWc(H+)c(OH-)，25时该常数为110-14。 特点：KW只受温度的影响，温度升高，KW增大。 在任何情况下，无论是把酸还是把碱加到水中，水电离出的c(H+)c(OH-)。,4.水解平衡常数。 如醋酸钠溶液：CH3C

3、OO-(aq)+H2O(l) CH3COOH(aq)+OH-(aq) Kh 特点：Kh只与盐的性质和温度有关，升温，Kh增大。 相同条件下，Kh越大，表示该盐越易水解，所对应的酸或碱相对 越弱。,5.溶度积常数。 对于沉淀溶解平衡：MmAn(s) mMn+(aq)+nAm-(aq) Kspcm(Mn+)cn(Am-) 溶度积(Ksp)反映了物质在水中的溶解能力。溶度积常数只与难溶性 电解质的性质和温度有关，而与沉淀的量和溶液中离子的浓度无关。,角度一 利用电离常数确定离子浓度比值的变化 (2014山东高考)已知某温度下CH3COOH和NH3H2O的电离常数相等， 现向10 mL浓度为0.1 m

4、olL-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. 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10 mL时，c( )=c(CH3COO-),【典题剖析】抽丝剥茧溯本求源,【尝试解答】酸碱均抑制水的电离，向CH3COOH溶液中滴加氨水，水 的电离程度先增大，当恰好完全反应后，再滴加氨水，水的电离程度 减小，A错误；因为氨水的电离常数 ，所以 ，因为温度不变Kb不变，随氨水的加入c(H+)减 小， 不断减小，B错误；加入氨水，体积变大，c(CH3COOH),与c(CH3COO-)之和

5、变小，C错误；当加入氨水的体积为10 mL时，氨水 与CH3COOH恰好反应，CH3COOH和NH3H2O的电离常数相等，故CH3COO- 和 的水解程度相同，溶液呈中性，由电荷守恒可得c( ) c(CH3COO-)，D正确。 【答案】D,角度二 利用电离常数判断化学反应的正误 (双选)(2013上海高考)部分弱酸的电离平衡常数如下表：,下列选项错误的是( ) A.2CN-+H2O+CO2 2HCN+ B.2HCOOH+ 2HCOO-+H2O+CO2 C.中和等体积、等pH的HCOOH和HCN消耗NaOH的量前者小于后者 D.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

6、,【典题剖析】抽丝剥茧溯本求源,【尝试解答】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A中反应错误，应为CN-+H2O+CO2 HCN+ 。HCOOH的电离程度大于H2CO3的一级电离，因此B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，C正确。在HCOONa和NaCN溶液中分别存在电荷 守恒：c(Na+)+c(H+)c(HCOO-)+c(OH-)，c(Na+)+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+

7、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，D错误。 【答案】A、D,角度三 平衡常数间关系的综合应用 (2014山东高考)研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作 用时，涉及如下反应： 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) 的平衡常数K _(用K1、K2表示)。,(2)为研究不同条件对反应()的

8、影响，在恒温条件下，向2 L恒容密闭容器中加入0.2 mol NO和0.1 mol Cl2，10 min时反应()达到平衡。测得10 min内v(ClNO)7.510-3molL-1min-1，则平衡后n(Cl2)_mol，NO的转化率1_。其他条件保持不变，反应()在恒压条件下进行，平衡时NO的转化率2_ 1(填“”“”或“”)，平衡常数K2(填“增大”“减小”或“不变”)。若要使K2减小。，可采取的措施是_ _。,(3)实验室可用NaOH溶液吸收NO2，反应为2NO2+2NaOH=NaNO3+ NaNO2+H2O。含0.2 mol NaOH的水溶液与0.2 mol NO2恰好完全反应 得1

9、 L溶液A，溶液B为0.1 molL-1的CH3COONa溶液，则两溶液中 c( )、c( )和c(CH3COO-)由大到小的顺序为_。 (已知HNO2的电离常数Ka7.110-4molL-1，CH3COOH的电离常数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中加适量水 b.向溶液A中加适量NaOH c.向溶液B中加适量水 d.向溶液B中加适量NaOH,【典题剖析】抽丝剥茧溯本求源,【尝试解答】(1)由题可知K1 ，K2 ， 反应()2-反应()得：4NO2(g)+2NaCl(s) 2NaNO3(s)+ 2NO(g)+Cl2(g)，故K (2)转

10、化的n(Cl2) 7.510-3molL-1min-12 L10 min 7.510-2mol，则平衡后的n(Cl2)0.1 mol-7.510-2mol 2.510-2mol；转化的n(NO)7.510-3molL-1min-12 L 10 min0.15 mol，则NO的转化率1 100%75%；,反应()是一个气体分子数减少的反应，其他条件保持不变，在恒压条件下进行，需不断缩小体积，相当于加压，有利于平衡右移，故平衡时NO的转化率增大，即21；因为温度不变，平衡常数K2不变；反应()的H0，升温会使平衡左移，K2减小；,(3)不考虑水解与电离可得溶液A中c(NaNO3)c(NaNO2)

11、0.1 molL-1，又知HNO2的电离常数Ka7.110-4molL-1大于 CH3COOH的电离常数Ka1.710-5molL-1，HNO2的酸性大于 CH3COOH，根据越弱越水解规律，CH3COO-的水解程度大于 ， 故c( )c( )c(CH3COO-)；溶液A、B显碱性且溶液A的pH小于 溶液B，向溶液A中加适量NaOH或者向溶液B中加适量水可使溶液A和 溶液B的pH相等。,答案：(1) (2)2.510-275%不变升高温度 (3)c( )c( )c(CH3COO-)b、c,【类题通法】 1.化学平衡常数表达式的书写：在一定温度下，写出某可逆反应达到化学平衡状态时的化学平衡常数表

12、达式。 (1)固体或纯液体的浓度是常数。如果有固体或纯液体参加反应或生成时，化学平衡常数表达式中不能出现固体或纯液体；水溶液中进行的反应，如有水参加反应，由于水的浓度是常数，不出现在表达式中；非水溶液中进行的反应，若有水参加反应或生成，则应出现在表达式中。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)化学平衡常数表达式与化学计量数一一对应，方程式中化学

13、计量数不同，表达式就不同；可逆反应中，正反应的化学平衡常数与逆反应的化学平衡常数互为倒数。例如，同一温度下，下列反应的平衡常数分别为K1、K2、K3。,I2(g)+H2(g) 2HI(g)；2HI(g) I2(g)+H2(g)； HI(g) I2(g)+ H2(g)。 则： 可得K1K21，K2,2.“三段式”计算法。 “三段式”是有效解答化学平衡计算题的“万能钥匙”。解题时，要注意清楚条理地列出起始量、转化量、平衡量，按题目要求进行计算，同时还要注意单位的统一。解题步骤如下： (1)写出涉及的可逆反应的化学方程式。 (2)找出起始量、转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)根据问题建立相应的关系式进行计算。,3.Kw、Ka、Kb、Ksp、Kh之间的关系： (1)一元弱酸一元强碱盐：KhKw/Ka； (2)一元强酸一元弱碱盐：KhKw/Kb； (3)多元弱碱一元强酸盐，如氯化铁： Fe3+(aq)+3H2O(l) Fe(OH)3(s)+3H+(aq) Khc3(H+)/c(Fe3+)。 将(Kw)3c3(H+)c3(OH-)与Kspc(Fe3+)c3(OH-)两式相除，消去c3(OH-)可得Kh(Kw)3/Ksp,4.利用平衡常数判断反应进行的方向。 对于可逆反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)，在一定温度下的任意 时刻，生成物浓度幂之积

15、除以反应物浓度幂之积所得的比，即Qc ，称为该反应的浓度商。若同一温度下该可逆反应 的平衡常数为K。则： QcK，反应向逆反应方向进行。,【类题备选】1.已知三个数据：7.210-4、4.610-4、4.910-10，分别是三种酸的电离常数，若已知可以发生反应 NaCN+HNO2=HCN+NaNO2、 NaCN+HF=HCN+NaF、NaNO2+HF=HNO2+NaF。 由此可判断下列叙述不正确的是(),A.Ka(HF)7.210-4 B.Ka(HNO2)4.910-10 C.同浓度的钠盐溶液的碱性是NaFNaNO2NaCN D.根据两个反应即可得出一元弱酸的稀释情况如图所示,【解析】选B。相

16、同温度下弱电解质的电离常数是比较弱电解质相对强弱的依据之一。根据第一、第三个反应可知三种一元弱酸的强弱顺序为HFHNO2HCN。由此可判断Ka(HF)Ka(HNO2)Ka(HCN)，其对应的数据依次为Ka(HF)7.210-4、Ka(HNO2)4.610-4、Ka(HCN)4.910-10。同浓度的钠盐溶液的碱性是对应的酸越强，碱性越弱，即NaFNaNO2NaCN。酸性越强，稀释时变化曲线的斜率越大。,2.(2015福州模拟)在一定温度下将3 mol CO2和2 mol H2混合于 2 L的密闭容器中，发生如下反应： CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) (1)该反应的化学平衡常