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1、大专题冲关大专题冲关( (五五) )四大常数的综合应用四大常数的综合应用1.1.四大平衡常数的比较四大平衡常数的比较化学平衡化学平衡常数常数(K)(K)电离常数电离常数(K(Ka a、K Kb b) )水的离水的离子积子积常数常数(K(KW W) )难溶电解质难溶电解质的溶度积常的溶度积常数数(K(Kspsp) )概念概念一定温度下一定温度下, ,当一当一个可逆反应达到化个可逆反应达到化学平衡时学平衡时, ,生成物生成物浓度幂之积与反应浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比物浓度幂之积的比值是一个常数值是一个常数, ,这这个常数就是该反应个常数就是该反应的化学平衡常数的化学平衡常数一定条件下达到电离
2、平衡时一定条件下达到电离平衡时, ,弱电解质电离形成的各种弱电解质电离形成的各种离子浓度的乘积与溶液中未离子浓度的乘积与溶液中未电离的分子电离的分子( (或离子或离子) )的浓度的浓度之比是一个常数之比是一个常数, ,这个常数这个常数称为电离常数称为电离常数一定温一定温度下度下, ,水水或稀的或稀的水溶液水溶液中中c(OHc(OH- -) )与与c(Hc(H+ +) )的乘积的乘积一定温度下一定温度下, ,在难溶电解在难溶电解质的饱和溶质的饱和溶液中液中, ,各离子各离子浓度幂之积浓度幂之积为一常数为一常数2.2.常见题型常见题型(1)(1)化学平衡常数化学平衡常数常考常考题型题型求解平衡常数
3、。求解平衡常数。由平衡常数计算初始由平衡常数计算初始( (或平衡或平衡) )浓度。浓度。计算转化率计算转化率( (或产率或产率) )。应用平衡常数应用平衡常数K K判断平衡移动的方向判断平衡移动的方向( (或放热、吸热等情况或放热、吸热等情况) )对策对策主要采用主要采用“三段式三段式”、与阿伏加德罗定律及其推论的结合应用等、与阿伏加德罗定律及其推论的结合应用等(2)(2)电离常数电离常数常考常考题型题型直接求电离常数。直接求电离常数。由电离常数求弱酸由电离常数求弱酸( (或弱碱或弱碱) )的浓度。的浓度。由由K Ka a或或K Kb b求求pHpH对策对策首先写出电离常数表达式首先写出电离常
4、数表达式, ,注意平衡体系中同种离子的浓度是同一个浓注意平衡体系中同种离子的浓度是同一个浓度度; ;当两个量相加或相减时当两个量相加或相减时, ,若相差若相差100100倍以上倍以上, ,要舍弃小的数据进行近要舍弃小的数据进行近似处理似处理(3)(3)水的离子积常数水的离子积常数常考常考题型题型计算温度高于室温时的计算温度高于室温时的K KW W。通过通过K KW W的大小比较相应温度的高低。的大小比较相应温度的高低。溶液中溶液中c(Hc(H+ +) )与与c(OHc(OH- -) )相互换算。相互换算。酸、碱、能水解的盐溶液中水电离出的酸、碱、能水解的盐溶液中水电离出的c(Hc(H+ +)
5、)或或c(OHc(OH- -) )的计的计算算对策对策K KW W只与温度有关只与温度有关, ,升高温度升高温度,K,KW W增大增大; ;在稀溶液中在稀溶液中,c(H,c(H+ +) )c(OHc(OH- -)=)=K KW W, ,其中其中c(Hc(H+ +) )、c(OHc(OH- -) )是溶液中的是溶液中的H H+ +、OHOH- -浓度浓度; ;水电离出的水电离出的H H+ +数目与数目与OHOH- -数目相等数目相等(4)(4)难溶电解质的溶度积常数难溶电解质的溶度积常数常考常考题型题型溶解度与溶解度与K Kspsp的相关转化与比较。的相关转化与比较。沉淀先后的计算与判断。沉淀先
6、后的计算与判断。沉淀转化相关计算。沉淀转化相关计算。金属阳离子沉淀完全的金属阳离子沉淀完全的pHpH及沉淀分离的相关计算。及沉淀分离的相关计算。数形结合的相关计算等数形结合的相关计算等对策对策应应用用K Kspsp数数值值大大小小比比较较物物质质的的溶溶解解度度大大小小时时, ,一一定定是是在在组组成成上上属属于于同同一一类类型型的的难难溶溶电电解解质质才才能能进进行行比比较较, ,否否则则, ,不不能能比比较较; ;在在判判断断沉沉淀淀的的生生成成或或转转化化时时, ,先先计计算算Q Qc c值值, ,若若Q Qc c大大于于K Kspsp, ,沉沉淀淀可可生生成成或或转转化化为为相相应应难
7、溶物质难溶物质; ;利用利用K Kspsp可计算某些沉淀转化反应的化学平衡常数可计算某些沉淀转化反应的化学平衡常数典例共研典例共研 【例例1 1】 ( (20172017安徽安庆二中质检安徽安庆二中质检) )回答下列问题。回答下列问题。(1)(1)如图如图, ,某温度某温度(t )(t )时水的图像如图所示时水的图像如图所示,a,a点离子积点离子积K KW W= =; ;该温度下该温度下,pH=12,pH=12的的NaOHNaOH溶液与溶液与pH=2pH=2的的H H2 2SOSO4 4溶液等体积混合溶液等体积混合, ,溶液显溶液显性。性。答案答案: :(1)1.0(1)1.01010-12-
8、12碱碱(2)25 (2)25 时时, ,向向0.1 mol/L0.1 mol/L氨水中加入少量氨水中加入少量NHNH4 4ClCl固体固体, ,当固体溶解后当固体溶解后, ,测得溶测得溶液液pHpH ( (填填“增大增大”“”“减小减小”或或“不变不变”, ,下同下同),),的物质的量浓度的物质的量浓度。答案答案: :(2)(2)减小增大减小增大(3)(3)体积相等的稀体积相等的稀NaOHNaOH和和CHCH3 3COOHCOOH溶液混合溶液混合, ,若溶液中若溶液中c(Nac(Na+ +)=c(CH)=c(CH3 3COOCOO- -),),则该则该溶液显溶液显 ( (填填“酸性酸性”“”
9、“碱性碱性”或或“中性中性”),),则混合前则混合前c(NaOH)c(NaOH)( (填填“ ”“”“ ”或或“= =”)c(CH)c(CH3 3COOH)COOH)。答案答案: :(3)(3)中性中性 解析解析: :(3)(3)溶液中存在电荷守恒溶液中存在电荷守恒c(Nac(Na+ +)+c(H)+c(H+ +)=c(CH)=c(CH3 3COOCOO- -)+c(OH)+c(OH- -),c(Na),c(Na+ +)=)=c(CHc(CH3 3COOCOO- -),),所以所以c(OHc(OH- -)=c(H)=c(H+ +),),所以溶液呈中性所以溶液呈中性; ;醋酸钠溶液呈碱性醋酸钠溶
10、液呈碱性, ,要使要使醋酸和氢氧化钠的混合溶液呈中性醋酸和氢氧化钠的混合溶液呈中性, ,则醋酸应该稍微过量则醋酸应该稍微过量, ,因为两者的体积因为两者的体积相等相等, ,所以醋酸的浓度大于氢氧化钠。所以醋酸的浓度大于氢氧化钠。(4)(4)常温时常温时,Fe(OH),Fe(OH)3 3的的K Kspsp=1=11010-38-38, ,要使溶液中的要使溶液中的FeFe3+3+沉淀完全沉淀完全 残留在溶液残留在溶液中的中的c(Fec(Fe3+3+)10) ”“”“ c(CH)c(CH3 3COOCOO- -) )。答案答案: :(3)2.0(3)2.01010-5-55.05.01010-3-3
11、训练突破训练突破 D D 此时此时B B的转化率为的转化率为35%35%增大该体系压强增大该体系压强, ,平衡向右移动平衡向右移动, ,但化学平衡常数不变但化学平衡常数不变增加增加C C的量的量,A,A、B B转化率不变转化率不变A.A.B.B.C.C.D.D.2.(2.(20172017陕西西安铁一中学一模陕西西安铁一中学一模) )在在25 25 时时,FeS,FeS的的K Kspsp=6.3=6.31010-18-18,CuS,CuS的的K Kspsp= =1.31.31010-36-36,ZnS,ZnS的的K Kspsp=1.3=1.31010-24-24。下列有关说法中正确的是。下列有
12、关说法中正确的是( ( ) )A.25 A.25 时时,CuS,CuS的溶解度大于的溶解度大于ZnSZnS的溶解度的溶解度B.25 B.25 时时, ,饱和饱和CuSCuS溶液中溶液中CuCu2+2+的浓度为的浓度为 1.31.31010-36-36 mol molL L-1-1C.C.向物质的量浓度相同的向物质的量浓度相同的FeClFeCl2 2、ZnClZnCl2 2的混合液中加入少量的混合液中加入少量NaNa2 2S,S,只有只有FeSFeS沉淀沉淀生成生成D.D.除去某溶液中的除去某溶液中的CuCu2+2+, ,可以选用可以选用FeSFeS作沉淀剂作沉淀剂D D 3.3.导学号导学号
13、96656177 96656177 氮、硫是中学化学重要的非金属元素氮、硫是中学化学重要的非金属元素, ,在工农业生产中有广泛的在工农业生产中有广泛的应用。应用。(1)298 K(1)298 K时时, ,在在2 L2 L的密闭容器中的密闭容器中, ,发生可逆反应发生可逆反应:2NO:2NO2 2(g) N(g) N2 2O O4 4(g)(g) H=-a kJH=-a kJ mol mol-1-1(a0)(a0)。N N2 2O O4 4的物质的量浓度随时间变化如图。达平衡时的物质的量浓度随时间变化如图。达平衡时,N,N2 2O O4 4的浓度为的浓度为NONO2 2的的2 2倍倍, ,回答下
14、回答下列问题。列问题。298 K298 K时时, ,该反应的平衡常数为该反应的平衡常数为 。在温度为在温度为T T1 1、T T2 2时时, ,平衡体系中平衡体系中NONO2 2的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是确的是。a.Aa.A、C C两点的反应速率两点的反应速率:AC:ACb.Bb.B、C C两点的气体的平均相对分子质量两点的气体的平均相对分子质量:BC:B ”“”“ ”或或“= =”)v()v(逆逆) )。 解解析析: :(1)(1)根根据据化化学学反反应应2NO2NO2 2(g) (g) N N2 2O O4 4(g),(g
15、),由由图图像像可可看看出出, ,平平衡衡时时c(Nc(N2 2O O4 4)=0.6 )=0.6 molmolL L-1-1,N,N2 2O O4 4的的浓浓度度为为NONO2 2的的2 2倍倍, ,则则c(NOc(NO2 2)=0.3 )=0.3 molmolL L-1-1, ,则则平平衡衡常常数数为为6.676.67。A A、C C两两点点的的温温度度相相同同,C,C点点的的压压强强大大, ,所所以以化化学学反反应应速速率率:AC,a:AK,=6.67K,平衡逆向移动平衡逆向移动, ,则此时则此时v(v(正正)v()v(逆逆) )。答案答案: :(1)6.67(1)6.67d d (2)
16、NH(2)NH4 4HSOHSO4 4在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛。现向在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛。现向100 mL 0.1 mol100 mL 0.1 molL L-1-1 NH NH4 4HSOHSO4 4溶液中滴加溶液中滴加0.1 mol0.1 molL L-1-1NaOHNaOH溶液溶液, ,得到的溶液得到的溶液pHpH与与NaOHNaOH溶液体积的溶液体积的关系曲线如图所示。试分析图中关系曲线如图所示。试分析图中a a、b b、c c、d d、e e五个点。五个点。水的电离程度最大的是水的电离程度最大的是; ;其溶液中其溶液中c(OHc(OH- -) )的数值最接近的数值最接近NHNH3 3H H2 2O O的电离常数的电离常数K K数值的是数值的是; ;在在c c点点, ,溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是 。
