平衡常数与溶度积(6页).doc

- 平衡常数1.利用Q与K的大小关系，判断反应进行的方向、v(正)与v(逆) 的大小以及平衡移动的方向 练习：1.反应CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g) H=41.2kJ·mol-1，在800时的化学平衡常数K1.0。某时刻测得该温度下的密闭容器中各物质的物质的量见下表：COH2OCO2H20.5 mol8.5 mol2.0 mol2.0 mol此时反应中正、逆反应速率的关系式是（ ）Av(正)v(逆) Bv(正)v(逆) Cv(正)v(逆) D无法判断2.利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是工业上生产硫酸的关键步骤。已知：SO2（g） 1/2O2（g） SO3（g） H98 kJ·mol1。某温度下该反应的平衡常数K10/3，若在此温度下，向100 L的恒容密闭容器中，充入3.0 mol SO2(g)、16.0 mol O2(g)和3.0 mol SO3(g)，则反应开始时v（正） v（逆）（填“”、“”或“”）。3.汽车尾气的主要成分是一氧化碳和氮氧化物，治理尾气的方法之一是在排气管上安装催化转化器，发生如下反应：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)；H0。（1）若在一定温度下，将2molNO、1molCO充入1L固定容积的容器中，反应过程中各物质的浓度变化如图所示。则从开始到达到平衡状态的过程中，平均反应速率v(CO2)=_ (结果保留两位有效数字)。（2）若保持温度不变，20min时向容器中充入CO、N2各0.6mol，平衡将_移动（填“向左”、“向右”或“不”）。 20min时，若改变反应条件，导致N2浓度发生如图所示的变化，则改变的条件可能是_（填字母）。加入催化剂 降低温度 缩小容器体积 增加CO2的物质的量.只有.和.只有.只有2.平衡常数和转化率的相互换算练习：某温度下，向密闭容器中充入2.0 mol CO和1.0mol H2O，发生反应：CO（g）+H2O（g） CO2（g）+H2（g）。CO的转化率随时间变化关系如图，若t2时刻向平衡体系中再通入1.0 mol H2O（g），请在原坐标图中将改变这一条件后CO的转化率的变化结果表示出来。（4）氨气是制取硝酸的重要原料，合成氨反应的热化学方程式如下：N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) H92 kJ/mol温度为T时，将2a mol H2和a mol N2放入0.5 L 密闭容器中，充分反应后测得N2的转化率为50。则该反应的化学平衡常数为 。v逆(H2)0t1t2t3t右图表示H2的逆反应速率v逆(H2)随反应时间(t)的变化关系图像。已知t1达平衡，请在图中画出在t2时刻增大压强在t3 时刻再次达平衡的变化曲线。（4） （2分） 3.利用K判断反应的热效应【2011·锦州模拟】22（12分）在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)+H2(g)C0(g)+H2O(g)，其化学平衡常数K和温度t的关系如下表：t70080083010001200K0.60.91.01.72.6回答下列问题：(1)该反应的化学平衡常数表达式为K= 。(2)该反应为 反应(选填吸热、放热)。(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是 。a容器中压强不变 b混合气体中c(CO)不变 cv正(H2)= v逆(H2O) dc(CO2)=c(CO)(4)某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为 。22. （1） （2）吸热 （3）b、c （4）8304.上述几方面综合运用1.练习.煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及产率等问题。已知：CO(g) + H2O(g)H2(g) + CO2(g)的平衡常数随温度的变化如下表：温度/4005008301000平衡常数K10910.6试回答下列问题（1）上述反应的正反应是 反应（填“放热”或“吸热”）。（2）某温度下，上述反应达到平衡后，保持容器体积不变升高温度，正反应速率 （填“增大”、“减小”或“不变”），容器内混合气体的压强 （填“增大”、“减小”或“不变”）。（3）830，在恒容反应器中发生上述反应，按下表中的物质的量投入反应混合物，其中向正反应方向进行的有 （选填A、B、C、D）。ABCDn(CO2)3101n(H2)2101n(CO)1230.5n(H2O)5232（4）830时，在2L的密闭容器中加入4molCO(g)和6molH2O(g)达到平衡时，CO的转化率是 。（5）在VL密闭容器中通入10molCO和10mol水蒸汽，在T达到平衡，然后急速通过碱石灰，将所得混合气体燃烧，测得放出的热量为2842KJ，则T时的平衡常数K 。（保留两位小数）（已知：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) H=566kJ·mol1 ,2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H=572kJ·mol1）答案.（1）放热（2分）（2）增大（1分）；增大（1分）（3）B、C（2分，选一个且正确给1分，有错选不给分）（4）60%（2分）（5）0.44考点：平衡移动与转化率练习: 1.对于反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) H0，分别改变下列条件，SO2和O2的转化率如何变化？(1).其它条件不变，增加O2的量。(2).固定容积，开始充入1molO2和2molSO2达平衡后，再充入1molO2和2molSO2，两者的转化率如何变？有何关系？若改为充入SO3呢？(3). 固定容积，开始充入1molO2和2molSO2达平衡后，再充入一定量的He气。若在恒压容器中？(4).开始在固定容积的容器中充入1molO2和2molSO2达平衡，若改为在恒压容器中呢？(5).在300时，改变起始反应物中氢气的物质的量对反应N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) H0的影响如右图所示。请在图中画出400时对应的图像。在a、b、c三点中，H2 的转化率最高的是 ，N2的转化率最高的是 （填字母）。要使NH3的百分含量达到b点，则n(N2): n(H2)= .(6) 对于反应2Ag)+B(s) 2C(g) H0，若增加B的量，A的转化率如何变？2.煤化工生产中常研究不同温度下平衡常数、投料比及产率等问题。已知：CO（g）+H2O(g) H2(g)+CO2(g)的平衡常数随温度的变化如下表：温度/4005008301000平衡常数K109106 则下列说法错误的是                                                        A在830，等物质的量的CO和H2O反应达到平衡时，CO的转化率为50%B上述正向反应是放热反应C某温度下上述反应平衡时，恒容、升高温度，原化学平衡向逆反应方向移动D在500时，反应达到平衡后，增大压强，化学平衡常数K减小3.在容积为2L的密闭容器中，充人4molCO和2mo1SO2，在一定条件下发生反应2CO（g）+SO2（g） S（g）+2CO2（g），CO2的物质的量分数随时间的变化如图所示：0-2min内的平均反应速率v（CO）= 。该温度下，上述反应的平衡常数K= （填数值）。2min后改变下列条件能使上述反应的反应速率增大，且平衡向正向移动的是 a选用更高效得催化剂b升高温度c圾时分离出二氧化碳d增加SO2的浓度相同温度下，若开始加入CO和SO2的物质的量是原来的2倍，则 是原来的2倍。a达到平衡的时间 bCO的平衡浓度 c平衡常数d平衡时SO2的转化率4升高温度，下列数据不一定同时增大的是A化学反应速率v B弱电解质的电离平衡常数KaC化学平衡常数K D水的离子积常数Kw溶度积一、溶度积定义：在一定条件下，难溶强电解质溶于水形成饱和溶液时，在溶液中达到沉淀溶解平衡状态（动态平衡），各离子浓度保持不变（或一定），其离子浓度幂的乘积为一个常数，这个常数称之为溶度积常数，简称溶度积，用KSP表示。二、溶度积表达式： （适用对象：饱和溶液） 只与温度有关，而与沉淀的量和溶液中的离子的浓度无关。 一般来说，对同种类型难溶电解质（如、），越小，其溶解度越小，越易转化为沉淀。不同类型难溶电解质，不能根据比较溶解度的大小。三、溶度积规则离子积在一定条件下，对于难溶强电解质在任一时刻都有 （适用对象：任一时刻的溶液）可通过比较溶度积与溶液中有关离子浓度幂的乘积-离子积（）的相对大小判断难溶电解质在给定条件下的沉淀生成或溶解情况：，溶液过饱和，有沉淀析出，直至溶液饱和，达到新的平衡；，溶液为饱和溶液，沉淀与溶解处于平衡状态；，溶液未饱和，向沉淀溶解的方向进行，无沉淀析出，若加入过量难溶电解质，难溶电解质溶解直至溶液饱和。 化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于时，沉淀就达完全（2011年浙江）13、海水中含有丰富的镁资源。某同学设计了从模拟海水中制备的实验方案：过滤 滤液M沉淀物X过滤 滤液N沉淀物Y模拟海水中的离子浓度（）注：溶液中某种离子的浓度小于，可认为该离子不存在；实验过程中，假设溶液体积不变。 下列说法正确的是 A、沉淀物为 B、溶液中存在、不存在 C、溶液中存在、 D、步骤中若改为加入固体，沉淀物为和的混合物【命题分析】 本题考核实验方案的分析及难溶电解质溶液中的沉淀转化。【解题思路】A、加入的氢氧化钠与碳酸氢根离子反应生成碳酸根离子，碳酸根离子与钙离子反应生成沉淀物碳酸钙，；A项正确。B、未沉淀，B项错误C、加入的溶液，溶液中的浓度为：，可认为沉淀完全，C错D、加入固体， 有沉淀生成。完全沉淀后，剩余无沉淀生成，D项错误。四、不同沉淀方法的应用（1）直接沉淀法：除去指定溶液中某种离子或获取该难溶电解质。（2）分布沉淀法：鉴别溶液中离子成分或分别获得不同难溶电解质。（3）共沉淀法：加入合适的沉淀剂，除去一组中某种性质相似的离子。（4）氧化还原法：改变某种离子的存在形式，促使其转化为溶解度更小的难溶电解质便于分离，或使其转变为易溶物质。五、沉淀溶解的方法（1） 酸碱溶解法：根据平衡移动原理，对于在水中难溶的电解质，如果能设法不断移去溶解平衡体系中的相应离子，使平衡向沉淀溶解的方向移动，就可以使沉淀溶解。 加入盐酸，则碳酸根与氢离子不断反应生成水和二氧化碳，二氧化碳逸去，溶液中碳酸根离子浓度降低，碳酸钙就不断溶解。可用此法的还有：、（2） 发生氧化还原反应使沉淀溶解有些金属硫化物如、等溶度积特别小，其饱和溶液中浓度特别小，不能溶于非氧化性强酸，但能溶于氧化性强酸。如：此法适用于溶解那些具有明显氧化性或还原性的难溶物。（3） 生成配合物使沉淀溶解向沉淀溶液中加入适当配合剂，使溶液中某离子生成稳定的配合物，减少其离子浓度，从而使沉淀溶解。如： （4） 沉淀转化溶解法将难溶物转化为前三种方法能溶解的沉淀，然后再溶解。六、化学平衡常数、水的离子积、电离平衡常数、溶度积的比较化学平衡常数水的离子积电离平衡常数溶度积的比较反应举例表达式影响因素温度温度温度温度适应范围可逆反应的平衡体系水的电离平衡体系弱电解质的电离平衡体系难溶电解质的电离平衡体系-第 6 页-