高三化学二轮复习—三大平衡常数
考试要求:
1、理解化学平衡常数、电离平衡常数、溶度积的含义,会书写相应的表达式。
2、能利用化学平衡常数进行简单的计算。
3、知道平衡常数的应用。
一、自主复习:
1、平衡常数表达式:
对于可逆反应:a A(g)+ b B(g) c C(g)+d D(g),其中a、b、c、d分别表示化学方程式中各反应物和生成物的化学计量数。当在一定温度下达到化学平衡时,这个反应的平衡常数表达式为:
如CH3COOH CH3COO-+ H+,电离平衡常数 。
Fe(OH)3(s) Fe3+(aq)+ 3OH-(aq), 溶度积常数 。
2、平衡常数的意义:
(1)化学平衡常数K的大小能说明反应进行的程度(也叫反应的限度)。K值越大,表明反应进行得越 ;K值越小,表示反应进行得越 。
(2)弱酸、弱碱的电离常数能够反映弱酸、弱碱酸碱性的相对强弱。
电离常数越大,弱酸(碱)的酸(碱)性越 , 反之,则越 。
(3)难溶电解质的Ksp的大小反映了难溶电解质在水中的溶解能力。
思考:根据下表的数据可以出什么结论?
相同温度下
Ksp
S
AgCl
1.8×10-10
1.5×10-4
Ag2CO3
8.1×10-12
3.2×10-3
结论:Ksp和S均可衡量物质在水中的溶解能力,只有相同类型的物质才有Ksp越大S越 的结论。
3、平衡常数的影响因素:
平衡常数只与 有关。
若正反应是吸热反应,升高温度,K ;若正反应是放热反应,升高温度,K 。
二、平衡常数的应用
1、利用K值判断反应的热效应
例1、现代炼锌的
方法
快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载
可分为火法和湿法两大类。
火法炼锌是将闪锌矿(主要含ZnS)通过浮选、焙烧使它转化为氧化锌,再把氧化锌和焦炭混合,在鼓风炉中加热至1373-1573K,使锌蒸馏出来。主要反应为:①焙烧炉中:2ZnS+3O2=2ZnO+2SO2
②鼓风炉中:2C+O2=2CO ③鼓风炉中:ZnO(s)+CO(g)
Zn(g)+CO2(g)
⑴请写出反应③的平衡常数表达式K= ,
⑵若在其它条件不变时,在鼓风炉中增大CO的浓度,平衡将向 移动,此时平衡常数
(填“增大”、“减小”或“不变”)。
2、利用K值计算反应的转化率
例2.(2010北京).某温度下,H2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g)的平衡常数K=9/4。该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中,投入H2(g)和CO2(g),其起始浓度如下表所示。
起始浓度
甲
乙
丙
c(H2)/mol/L
0.010
0.020
0.020
c(CO2)/mol/L
0.010
0.010
0.020
下列判断不正确的是( )
A.平衡时,乙中CO2的转化率大于60% B.平衡时,甲中和丙中H2的转化率均是60%
C.平衡时,丙中c(CO2)是甲中的2倍,是0.012 mol/L
D.反应开始时,丙中的反应速率最快,甲中的反应速率最慢
练习1、(2011江苏高考)700℃时,向容积为2L的密闭容器中充入一定量的CO和H2O,发生反应: CO(g)+H2O(g)
CO2+H2(g), 反应过程中测定的部分数据见下表(表中t1>t2):
反应时间/min
n(CO)/mol
H2O/ mol
0
1.20
0.60
t1
0.80
t2
0.20
下列说法正确的是( )
A. 反应在t1min内的平均速率为v(H2)=0.40/t1 mol?L-1?mim-1
B. 保持其他条件不变,起始时向容器中充入0.60molCO和1.20 molH2O,到达平衡时
C. 保持其他条件不变,向平衡体系中再通入0.20molH2O,与原平衡相比,达到新平衡时CO转化率增大H2O的体积分数增大
D. 温度升至800℃,上述反应平衡常数为0.64,则正反应为吸热反应
练习2、在25℃下,将amol?L-1的氨水与0.01mol?L-1的盐酸等体积混合,反应平衡时溶液中c(NH4+)=c(Cl-) ,则溶液显 性(填“酸”“碱”或“中”);写出氨水的电离方程式 ,并用含a的代数式表示NH3?H2O的电离平衡常数K= 。
3、利用K值判断平衡移动方向
例3、 水煤气(主要成分CO、H2)是重要燃料和化工原料,可用水蒸气通过炽热的炭层制得。 某温度下,四个容器中均进行着上述反应,各容器中炭足量,其他物质的物质的量浓度(单位:mol/L)及正逆反应速率关系如下表所示。
容器编号
c(H2O)
c(CO)
c(H2)
v正与v逆关系
Ⅰ
0.06
0.60
0.10
v正=v逆
Ⅱ
0.06
0.50
0.40
Ⅲ
0.12
0.40
0.10
Ⅳ
0.12
0.30
v正=v逆
(1)请根据上表数据计算出该温度下该反应的平衡常数的数值。
(2)填写表中相应的空格
练习3、高炉炼铁中发生的基本反应如下:FeO(s)+CO(g)= Fe(s)+CO2(g)(正反应为吸热反应),已知1100℃时,该反应的化学平衡常数为0.263。若在1100℃时,测得高炉中c(CO2)=0.025mol/L,c(CO)=0.1mol/L,在这种情况下该反应是否处于平衡状态_______(填“是”或“否”),此时化学反应速率是V正____V逆(填“大于”、“小于”或“等于”),其原因是
4、利用Ksp值可判断沉淀溶解平衡状态
例4、下列说法正确的是( )
A.0.1mol·L-1的ZnCl2溶液中通入足量硫化氢气体最终得不到ZnS沉淀是因为溶液中
c(Zn2+)·c(S2-)<Ksp(ZnS)
B.根据Ksp(AgCl)=1.77×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=1.12×10-12,可以推知AgCl的溶解度比Ag2CrO4的溶解度大
C.向硫酸钡沉淀中加入碳酸钠,沉淀发生转化,据此可推知碳酸钡的Ksp比硫酸钡的小
D.AgCl在10mL 0.01mol·L-1的KCl溶液中比在20mL0.05mol·L-1的AgNO3溶液中溶解的质量少。
练习4、(2008年山东)某温度时,BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是( )
提示:BaSO4(s)
Ba2+(aq)+SO42-(aq)的平衡常数
Ksp=c(Ba2+)·c(SO42-),称为溶度积常数。
A.加入Na2SO4可以使溶液由a点变到b点
B.通过蒸发可以使溶液由d点变到c点
C.d点无BaSO4沉淀生成 D.a点对应的Ksp大于c点对应的Ksp
实战演练:
1、高温下,某反应达到平衡,平衡常数。恒容时,温度升高,H2浓度减小。下列说法正确的是( )
A.该反应的焓变为正值 B.恒温恒容下,增大压强,H2浓度一定减小
C.升高温度,逆反应速率减小 D.该反应的化学方程式为CO+H2O
CO2+H2
2、已知室温时,0.1mo1/L某一元酸HA在水中有0.1%发生电离,下列叙述错误的是:
A.该溶液的pH=4
B.升高温度,溶液的pH增大
C.此酸的电离平衡常数约为1×10-7
D.由HA电离出的c(H+)约为水电离出的c(H+)的106倍
3、KI溶液与Pb(NO3)2溶液混合可形成沉淀,此沉淀的Ksp=7.0×10-9。将等体积的D溶液与Pb(NO3)2溶液混合,若KI的浓度为1×10-2 mol/L,则生成沉淀所需Pb(NO3)2溶液的最小浓度为 。
4、已知可逆反应:请回答下列问题:M(g) + N(g)
P(g) + Q(g) △H>0
(1)在某温度下,反应物的起始浓度分别为:c(M)= 1 mol·L-1,c(N)=2.4 mol·L-1,达到平衡后,M的转化率为60%,此时N的转化率 ;
(2)若反应温度升高,M的转化率 (填“增大”“减小”或“不变”;)
(3)若反应温度不变,反应物的起始浓度分别为:c(M)= 4 mol·L-1,c(N)=amol·L-1;达到平衡后,c(p)=2 mol·L-1,a= ;
(4)若反应温度不变,反应物的起始浓度为:c(M)=c(N )= b mol·L-1达到平衡后,M的转化率为 。
5、I2在KI溶液中存在下列平衡:I2(aq)+I-(aq)
I3-(aq),
某I2、、KI混合溶液中,I3-的物质的量浓度c(I3-)与温度T的关系如图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。下列说法正确的是( )
A.
反应 I2(aq)+I-(aq)
I3-(aq)的△H>0
B.若温度为T1、T2,反应的平衡常数分别为K1、K2则K1>K2
C.若反应进行到状态D时,一定有v正>v逆
D.状态A与状态B相比,状态A的c(I2)大
6、二甲醚是一种重要的清洁燃料,也可替代氟利昂作制冷剂,对臭氧层无破坏作用。某温度下,在2L的密闭容器中充入3molH2和3molCO,发生如下反应:3H2(g)+3CO(g)= CH3OCH3(g)+CO2(g),
达到平衡时测得CH3OCH3的体积分数为20%,此温度下反应的平衡常数为 (用分数表示)。保持温度不变,在5L的密闭容器中充入一定量H2、CO、CH3OCH3(g)、CO2后发生上述反应,反应进行到某一时刻测得各组分的浓度如下:
物质
H2
CO
CH3OCH3
CO2
浓度(mol/L)
1.0
2.0
5.0
3.0
此时正、逆反应速率的大小:v(正) v(逆)(填“>”、“<”或“=”),理由是 。7、已知:①25℃时弱电解质高电离平衡常数:Ka(CH3COOH)=1.8×10-5,
Ka(HSCN)=0.13;难溶电解质的溶度积常数: