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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)特点。电离常数
2、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：CH3COO-(aq)+H2O(l)
3、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 molL-1的CH3COOH溶液中滴加相同浓度的氨
4、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-)之和变小，C错误；当加入氨水的体积为10 mL时，氨水与CH3CO
5、OH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+CO2C.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,【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
6、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+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，
7、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 mi
8、n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 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-
9、)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Ka1.710-5molL-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NaOHc.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)转化的n(Cl2) 7.510-3molL-1min-12 L10 min7.510-2mol，则平衡后的n(Cl2)0.1 mol
10、-7.510-2mol2.510-2mol；转化的n(NO)7.510-3molL-1min-12 L10 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)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，HN
11、O2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
12、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)KCH3COOH(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)+
13、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
14、；(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-
15、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)7.210-4B.Ka(HNO2)4.910-10C.同浓度的钠盐溶液的碱性是NaFNaNO2NaCND.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(H
16、F)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数表达式K_。(2)已知在700时，该反应的平衡常数K10.6，则该温度下反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)的平衡常数K2_，反应 CO2(g)+ H2(g) CO(g)+ H2O(g)的平衡常
17、数K3_。,(3)已知在1 000时，该反应的平衡常数K4为1.0，则该反应为_反应(填“吸热”或“放热”)。(4)在1 000下，某时刻CO2的物质的量为2 mol，则此时v(正)_v(逆)(填“”“”或“”)。该温度下反应达到平衡时，CO2的转化率为_。,【解析】(2)K2 ，K3 。(3)升高温度，平衡常数增大，说明平衡向正反应方向移动，即正反应是一个吸热反应。(4)CO2的物质的量为2 mol时，H2为1 mol，CO为1 mol，H2O(g)为1 mol，其浓度分别为1 molL-1、0.5 molL-1、0.5 molL-1、0.5 molL-1，则Qc v(逆)。起始时，c(CO2) 1.5 molL-1，c(H2) 1 molL-1,设达平衡时，CO的浓度为xCO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)起始浓度(molL-1)1.5 100转化浓度(molL-1)x xxx平衡浓度(molL-1)1.5-x 1-xxx,K 1.0，解得：x0.6 molL-1所以，(CO2) 100%40%答案：(1) (2)1.670.77(3)吸热(4)40%,
