五大平衡常数的比较及应用.ppt

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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【考情播报报】化学平衡常数、弱化学平衡常数、弱电电解解质质的的电电离平衡常数、水的离子离平衡常数、水的离子积积常数、常数、盐类盐类的的水解常数以及溶度水解常数以及溶度积积常数常数这这五大常数，均只与温度有关。掌握了五大五大常数，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平衡常数，就握住了一把解决化学反应应原理的金原理的金钥钥匙。常匙。常见见的命的命题题角角度有：度有：(1)(1)利用利用电电离常数确定离子离常数确定离子浓浓度比度比值值的的变变化；化；(2)(2)利用利用电电离常数判断化学反离常数判断化学反应应的正的正误误；(3)(3)

2、平衡常数平衡常数间间关系的关系的综综合合应应用。用。【答【答题题必必备备】1.1.化学平衡常数。化学平衡常数。在一定温度下，可逆反在一定温度下，可逆反应应达到平衡状达到平衡状态时态时，生成物，生成物浓浓度度幂幂之之积积与反与反应应物物浓浓度度幂幂之之积积的比是一个常数，称化学平衡常数，用的比是一个常数，称化学平衡常数，用K表示。表示。2.2.弱弱电电解解质质的的电电离常数：离常数：(1)(1)表达式：表达式：对对于一元弱酸于一元弱酸HAHA：HA HHA H+A+A-，电电离常数离常数:(2)(2)特点。特点。电电离常数只与离常数只与电电解解质质的性的性质质和温度有关，升温，和温度有关，升温，

3、Ka a增大。增大。相同条件下，相同条件下，Ka a越大，表示越大，表示该该弱弱电电解解质质越易越易电电离，所离，所对应对应的酸性相的酸性相对对越越强强。多元弱酸的各多元弱酸的各级电级电离常数的大小关系是离常数的大小关系是Ka1a1 Ka2a2 Ka3a3，故多元弱酸的，故多元弱酸的酸性取决于其第一步酸性取决于其第一步电电离常数。离常数。3.3.水的离子水的离子积积常数。常数。在一定温度下，在一定温度下，纯纯水或水溶液中的水或水溶液中的c(Hc(H+)c(OHc(OH-)是个常数，通常用是个常数，通常用KW W表示，称表示，称为为水的离子水的离子积积常数，常数，简简称离子称离子积积。其表达式。

4、其表达式为为KW Wc(Hc(H+)c(OHc(OH-)，2525时该时该常数常数为为110110-14-14。特点：特点：KW W只受温度的影响，温度升高，只受温度的影响，温度升高，KW W增大。增大。在任何情况下，无在任何情况下，无论论是把酸是把酸还还是把碱加到水中，水是把碱加到水中，水电电离出的离出的c(Hc(H+)c(OHc(OH-)。4.4.水解平衡常数。水解平衡常数。如醋酸如醋酸钠钠溶液：溶液：CHCH3 3COOCOO-(aq)+H(aq)+H2 2O(l)CHO(l)CH3 3COOH(aq)+OHCOOH(aq)+OH-(aq)(aq)Kh h 特点：特点：Kh h只与只与盐

5、盐的性的性质质和温度有关，升温，和温度有关，升温，Kh h增大。增大。相同条件下，相同条件下，Kh h越大，表示越大，表示该盐该盐越易水解，所越易水解，所对应对应的酸或碱相的酸或碱相对对越弱。越弱。5.5.溶度溶度积积常数。常数。对对于沉淀溶解平衡：于沉淀溶解平衡：M Mm mA An n(s)mM(s)mMn+n+(aq)+nA(aq)+nAm-m-(aq)(aq)Kspspc cm m(M(Mn+n+)c cn n(A(Am-m-)溶度溶度积积(Kspsp)反映了物反映了物质质在水中的溶解能力。溶度在水中的溶解能力。溶度积积常数只与常数只与难难溶性溶性电电解解质质的性的性质质和温度有关，而

6、与沉淀的量和溶液中离子的和温度有关，而与沉淀的量和溶液中离子的浓浓度无关。度无关。角度一角度一 利用利用电电离常数确定离子离常数确定离子浓浓度比度比值值的的变变化化(2014(2014山山东东高考高考)已知某温度下已知某温度下CHCH3 3COOHCOOH和和NHNH3 3H H2 2O O的的电离常数相等电离常数相等，现现向向10 mL10 mL浓浓度度为为0.1 mol0.1 molL L-1-1的的CHCH3 3COOHCOOH溶液中滴加相同溶液中滴加相同浓浓度的氨水，度的氨水，在滴加在滴加过过程中程中()A.A.水的电离程度始终增大水的电离程度始终增大B.B.先增大再减小先增大再减小C

7、.C.c(CH c(CH3 3COOH)COOH)与与c(CHc(CH3 3COOCOO-)之和之和始始终终保持不保持不变变D.D.当加入氨水的体积为当加入氨水的体积为10 mL10 mL时，时，c()=c(CHc()=c(CH3 3COOCOO-)【典题剖析】【典题剖析】抽丝剥茧溯本求源抽丝剥茧溯本求源关键信息关键信息信息分析与迁移信息分析与迁移信息信息电离常数相等，则其对应离子的水解程度相等电离常数相等，则其对应离子的水解程度相等信息信息水的电离程度受溶液酸碱性的影响，也受能够水解水的电离程度受溶液酸碱性的影响，也受能够水解的盐的影响的盐的影响信息信息需利用电离平衡常数分析需利用电离平衡常

8、数分析信息信息从原子守恒和溶液体积的变化上分析从原子守恒和溶液体积的变化上分析信息信息由由CHCH3 3COOHCOOH与与NHNH3 3H H2 2O O的电离程度相等分析的电离程度相等分析【尝试解答】【尝试解答】酸碱均抑制水的电离，向酸碱均抑制水的电离，向CHCH3 3COOHCOOH溶液中滴加氨水，水溶液中滴加氨水，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，减小，A A错误；因为氨水的电离常数错误；因为氨水的电离常数 ，所以，所以 ，因为温度不变，因为温度不变Kb b不变，随氨水的加入不变，随氨水的加入

9、c(Hc(H+)减减小，小，不断减小，不断减小，B B错误；加入氨水，体积变大，错误；加入氨水，体积变大，c(CHc(CH3 3COOH)COOH)与与c(CHc(CH3 3COOCOO-)之和变小，之和变小，C C错误；当加入氨水的体积为错误；当加入氨水的体积为10 mL10 mL时，氨水时，氨水与与CHCH3 3COOHCOOH恰好反应，恰好反应，CHCH3 3COOHCOOH和和NHNH3 3H H2 2O O的电离常数相等，故的电离常数相等，故CHCH3 3COOCOO-和和 的水解程度相同，溶液呈中性，由电荷守恒可得的水解程度相同，溶液呈中性，由电荷守恒可得c()c()c(CHc(C

10、H3 3COOCOO-)，D D正确。正确。【答案】【答案】D D角度二角度二 利用利用电电离常数判断化学反离常数判断化学反应应的正的正误误(双双选选)(2013)(2013上海高考上海高考)部分弱酸的部分弱酸的电电离平衡常数如下表：离平衡常数如下表：弱酸弱酸HCOOHHCOOHHCNHCNH H2 2COCO3 3电离平衡常数电离平衡常数(25)(25)Ki i1.771.771010-4-4Ki i4.94.91010-10-10Ki1i14.3104.310-7-7Ki2i25.6105.610-11-11下列选项错误的是下列选项错误的是()()A.A.2CN2CN-+H+H2 2O+C

11、OO+CO2 2 2HCN+2HCN+B.2HCOOH+2HCOOB.2HCOOH+2HCOO-+H+H2 2O+COO+CO2 2C.C.中和等体积、等中和等体积、等pHpH的的HCOOHHCOOH和和HCNHCN消耗消耗NaOHNaOH的量前者小于后者的量前者小于后者D.D.等体积、等浓度的等体积、等浓度的HCOONaHCOONa和和NaCNNaCN溶液中溶液中所含离子总数前者小于后者所含离子总数前者小于后者【典题剖析】【典题剖析】抽丝剥茧溯本求源抽丝剥茧溯本求源关键信息关键信息信息分析与迁移信息分析与迁移信息信息根据电离平衡常数的大小可知，酸性：根据电离平衡常数的大小可知，酸性：HCOO

12、HHHCOOHH2 2COCO3 3HCN HCN 信息信息利用利用“相对强的酸能制取相对弱的酸相对强的酸能制取相对弱的酸”原理分析原理分析信息信息弱酸的强弱程度不同，中和碱的能力也不相同弱酸的强弱程度不同，中和碱的能力也不相同信息信息根据电荷守恒和水解程度大小进行分析根据电荷守恒和水解程度大小进行分析【尝试解答】【尝试解答】根据电离平衡常数，根据电离平衡常数，HCNHCN的电离程度介于的电离程度介于H H2 2COCO3 3的一级电的一级电离和二级电离之间，因此离和二级电离之间，因此A A中反应错误，应为中反应错误，应为CNCN-+H+H2 2O+COO+CO2 2 HCN+HCN+。HCO

13、OHHCOOH的电离程度大于的电离程度大于H H2 2COCO3 3的一级电离，因此的一级电离，因此B B正确。等正确。等pHpH的的HCOOHHCOOH和和HCNHCN，HCNHCN溶液的浓度大，中和等体积、等溶液的浓度大，中和等体积、等pHpH的的HCOOHHCOOH和和HCNHCN，后者消耗后者消耗NaOHNaOH的量大，的量大，C C正确。在正确。在HCOONaHCOONa和和NaCNNaCN溶液中分别存在电荷溶液中分别存在电荷守恒：守恒：c(Nac(Na+)+c(H)+c(H+)c(HCOOc(HCOO-)+c(OH)+c(OH-)，c(Nac(Na+)+c(H)+c(H+)c(CN

14、c(CN-)+c(OH+c(OH-)。等浓度的。等浓度的HCOONaHCOONa和和NaCNNaCN溶液，溶液，NaCNNaCN水解程度大，溶液中水解程度大，溶液中OHOH浓度大，浓度大，H H+浓度小。根据电荷守恒，两溶液中离子总浓度为浓度小。根据电荷守恒，两溶液中离子总浓度为2c(Na2c(Na+)+c(H)+c(H+)，而，而NaNa+浓度相同，浓度相同，H H+浓度后者小，因此等体积、等浓度后者小，因此等体积、等浓度的两溶液中离子总数前者大于后者，浓度的两溶液中离子总数前者大于后者，D D错误。错误。【答案】【答案】A A、D D角度三角度三 平衡常数平衡常数间间关系的关系的综综合合应

15、应用用(2014(2014山山东东高考高考)研究氮氧化物与研究氮氧化物与悬悬浮在大气中海浮在大气中海盐盐粒子的相互作粒子的相互作用用时时，涉及如下反，涉及如下反应应：2NO2NO2 2(g)+NaCl(s)NaNO(g)+NaCl(s)NaNO3 3(s)+ClNO(g)(s)+ClNO(g)K1 1H1 100()()2NO(g)+Cl2NO(g)+Cl2 2(g)2ClNO(g)(g)2ClNO(g)K2 2H2 20”“”“”或或“”)”)，平衡常数平衡常数K2 2(填填“增大增大”“”“减小减小”或或“不变不变”)”)。若要使若要使K2 2减小减小。，可采取的措施是。，可采取的措施是_

16、 _ _。(3)(3)实验实验室可用室可用NaOHNaOH溶液吸收溶液吸收NONO2 2，反，反应为应为2NO2NO2 2+2NaOH=NaNO+2NaOH=NaNO3 3+NaNONaNO2 2+H+H2 2O O。含。含0.2 mol NaOH0.2 mol NaOH的水溶液与的水溶液与0.2 mol NO0.2 mol NO2 2恰好完全反恰好完全反应应得得1 L1 L溶液溶液A A，溶液，溶液B B为为0.1 molL0.1 molL-1-1的的CHCH3 3COONaCOONa溶液，溶液，则则两溶液中两溶液中c()c()、c()c()和和c(CHc(CH3 3COOCOO-)由大到小

17、的顺序由大到小的顺序为为_。(已知已知HNOHNO2 2的的电电离常数离常数Ka a7.1107.110-4-4molLmolL-1-1，CHCH3 3COOHCOOH的的电电离常数离常数Ka a1.7101.710-5-5molLmolL-1-1)可使溶液可使溶液A A和溶液和溶液B B的的pHpH相等相等的方法是的方法是_。a.a.向溶液向溶液A A中加适量水中加适量水b.b.向溶液向溶液A A中加适量中加适量NaOHNaOHc.c.向溶液向溶液B B中加适量水中加适量水d.d.向溶液向溶液B B中加适量中加适量NaOHNaOH【典题剖析】【典题剖析】抽丝剥茧溯本求源抽丝剥茧溯本求源 关键

18、信息关键信息信息分析与迁移信息分析与迁移信息信息反应反应()2-()2-反应反应()()即得到新反应，利用平衡常数即得到新反应，利用平衡常数定义可得该反应的平衡常数定义可得该反应的平衡常数信息信息平衡常数只受温度的影响平衡常数只受温度的影响信息信息根据反应的焓变分析根据反应的焓变分析信息信息据盐类水解规律，越弱越水解分析据盐类水解规律，越弱越水解分析信息信息由由“越弱越水解越弱越水解”可知，可知，A A溶液的碱性比溶液的碱性比B B溶液的碱性溶液的碱性弱，弱，pHpHA ApH1 1；因为温度不变，平衡常数；因为温度不变，平衡常数K2 2不变；不变；反应反应()()的的H0c()c(CHc()

19、c()c(CH3 3COOCOO-)；溶液；溶液A A、B B显碱性且溶液显碱性且溶液A A的的pHpH小于小于溶液溶液B B，向溶液，向溶液A A中加适量中加适量NaOHNaOH或者向溶液或者向溶液B B中加适量水可使溶液中加适量水可使溶液A A和和溶液溶液B B的的pHpH相等。相等。答案：答案：(1)(1)(2)2.510(2)2.510-2-275%75%不变升高温度不变升高温度(3)c()c()c(CH(3)c()c()c(CH3 3COOCOO-)b b、c c【类题类题通法】通法】1.1.化学平衡常数表达式的化学平衡常数表达式的书书写：在一定温度下，写出某可逆反写：在一定温度下，

20、写出某可逆反应应达到达到化学平衡状化学平衡状态时态时的化学平衡常数表达式。的化学平衡常数表达式。(1)(1)固体或固体或纯纯液体的液体的浓浓度是常数。如果有固体或度是常数。如果有固体或纯纯液体参加反液体参加反应应或生成或生成时时，化学平衡常数表达式中不能出，化学平衡常数表达式中不能出现现固体或固体或纯纯液体；水溶液中液体；水溶液中进进行的行的反反应应，如有水参加反，如有水参加反应应，由于水的，由于水的浓浓度是常数，不出度是常数，不出现现在表达式中；在表达式中；非水溶液中非水溶液中进进行的反行的反应应，若有水参加反，若有水参加反应应或生成，或生成，则应则应出出现现在表达式在表达式中。例如，中。例

21、如，CaCOCaCO3 3(s)CaO(s)+CO(s)CaO(s)+CO2 2(g)(g)Kc(COc(CO2 2)3Fe(s)+4H3Fe(s)+4H2 2O(g)FeO(g)Fe3 3O O4 4(s)+4H(s)+4H2 2(g)(g)K (aq)+H (aq)+H2 2O(l)2 (aq)+2HO(l)2 (aq)+2H+(aq)(aq)KCHCH3 3COOH(l)+CHCOOH(l)+CH3 3CHCH2 2OH(l)CHOH(l)CH3 3COOCHCOOCH2 2CHCH3 3(l)+H(l)+H2 2O(l)O(l)K(2)(2)化学平衡常数表达式与化学化学平衡常数表达式与

22、化学计计量数一一量数一一对应对应，方程式中化学，方程式中化学计计量数量数不同，表达式就不同；可逆反不同，表达式就不同；可逆反应应中，正反中，正反应应的化学平衡常数与逆反的化学平衡常数与逆反应应的化学平衡常数互的化学平衡常数互为为倒数。例如，同一温度下，下列反倒数。例如，同一温度下，下列反应应的平衡常数的平衡常数分分别为别为K1 1、K2 2、K3 3。II2 2(g)+H(g)+H2 2(g)2HI(g)(g)2HI(g)；2HI(g)I2HI(g)I2 2(g)+H(g)+H2 2(g)(g)；HI(g)IHI(g)I2 2(g)+H(g)+H2 2(g)(g)。则则：可得可得K1 1K2

23、21 1，K2 2 2.2.“三段式三段式”计计算法。算法。“三段式三段式”是有效解答化学平衡是有效解答化学平衡计计算算题题的的“万能万能钥钥匙匙”。解。解题时题时，要注意，要注意清楚条理地列出起始量、清楚条理地列出起始量、转转化量、平衡量，按化量、平衡量，按题题目要求目要求进进行行计计算，同算，同时还时还要注意要注意单单位的位的统统一。解一。解题题步步骤骤如下：如下：(1)(1)写出涉及的可逆反写出涉及的可逆反应应的化学方程式。的化学方程式。(2)(2)找出起始量、找出起始量、转转化量和平衡量中哪些是已知量，哪些是未知量，按化量和平衡量中哪些是已知量，哪些是未知量，按“三段式三段式”列出。列

24、出。(3)(3)根据根据问题问题建立相建立相应应的关系式的关系式进进行行计计算。算。3.3.Kw w、Ka a、Kb b、Kspsp、Kh h之之间间的关系：的关系：(1)(1)一元弱酸一元一元弱酸一元强强碱碱盐盐：Kh hKw w/Ka a；(2)(2)一元一元强强酸一元弱碱酸一元弱碱盐盐：Kh hKw w/Kb b；(3)(3)多元弱碱一元多元弱碱一元强强酸酸盐盐，如，如氯氯化化铁铁：FeFe3+3+(aq)+3H(aq)+3H2 2O(l)Fe(OH)O(l)Fe(OH)3 3(s)+3H(s)+3H+(aq)(aq)Kh hc c3 3(H(H+)/c(Fe)/c(Fe3+3+)。将将

25、(Kw w)3 3c c3 3(H(H+)c)c3 3(OH(OH-)与与Kspspc(Fec(Fe3+3+)c)c3 3(OH(OH-)两式相除，消去两式相除，消去c c3 3(OH(OH-)可得可得Kh h(Kw w)3 3/Kspsp4.4.利用平衡常数判断反利用平衡常数判断反应进应进行的方向。行的方向。对对于可逆反于可逆反应应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，在一定温度下的任意，在一定温度下的任意时时刻，生成物刻，生成物浓浓度度幂幂之之积积除以反除以反应应物物浓浓度度幂幂之之积积所得的比，即所得的比，即Qc c ，称，称为该为该反

26、反应应的的浓浓度商。若同一温度下度商。若同一温度下该该可逆反可逆反应应的平衡常数的平衡常数为为K。则则：Qc c K，反，反应应向逆反向逆反应应方向方向进进行。行。【类题备选类题备选】1.1.已知三个数据：已知三个数据：7.2107.210-4-4、4.6104.610-4-4、4.9104.910-10-10，分分别别是三种酸的是三种酸的电电离常数，若已知可以离常数，若已知可以发发生反生反应应NaCN+HNONaCN+HNO2 2=HCN+NaNO=HCN+NaNO2 2、NaCN+HF=HCN+NaFNaCN+HF=HCN+NaF、NaNONaNO2 2+HF=HNO+HF=HNO2 2+

27、NaF+NaF。由此可判断下列叙述不正确的是由此可判断下列叙述不正确的是()A.A.Ka a(HF)(HF)7.2107.210-4-4B.B.Ka a(HNO(HNO2 2)4.9104.910-10-10C.C.同同浓浓度的度的钠盐钠盐溶液的碱性是溶液的碱性是NaFNaNONaFNaNO2 2NaCNHNOHFHNO2 2HCNHCN。由此可判断。由此可判断Ka a(HF)(HF)Ka a(HNO(HNO2 2)Ka a(HCN)(HCN)，其对应的，其对应的数据依次为数据依次为Ka a(HF)(HF)7.2107.210-4-4、Ka a(HNO(HNO2 2)4.6104.610-4-

28、4、Ka a(HCN)(HCN)4.9104.910-10-10。同浓度的钠盐溶液的碱性是对应的酸越强，碱性越弱，。同浓度的钠盐溶液的碱性是对应的酸越强，碱性越弱，即即NaFNaNONaFNaNO2 2NaCN”“”“”或或“”)。该该温度下反温度下反应应达到平衡达到平衡时时，COCO2 2的的转转化率化率为为_。【解析】【解析】(2)(2)K2 2 ，K3 3 。(3)(3)升高温度，平衡常数增大，说升高温度，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。明平衡向正反应方向移动，即正反应是一个吸热反应。(4)CO(4)CO2 2的物质的物质的量为的量为2 mol2 mol时

29、，时，H H2 2为为1 mol1 mol，COCO为为1 mol1 mol，H H2 2O(g)O(g)为为1 mol1 mol，其浓度分，其浓度分别为别为1 mol1 molL L-1-1、0.5 mol0.5 molL L-1-1、0.5 mol0.5 molL L-1-1、0.5 mol0.5 molL L-1-1，则，则Qc c 1v()v(逆逆)。起始。起始时，时，c(COc(CO2 2)1.5 mol1.5 molL L-1-1，c(Hc(H2 2)1 mol1 molL L-1-1设达平衡时，设达平衡时，COCO的浓度为的浓度为x xCOCO2 2(g)+H(g)+H2 2(g)CO(g)+H(g)CO(g)+H2 2O(g)O(g)起始浓度起始浓度(mol(molL L-1-1)1.51.5 1 10 00 0转化浓度转化浓度(mol(molL L-1-1)x x x xx xx x平衡浓度平衡浓度(mol(molL L-1-1)1.5-x1.5-x 1-x 1-xx xx xK 1.01.0，解得：解得：x x0.6 mol0.6 molL L-1-1所以，所以，(CO(CO2 2)100%100%40%40%答案：答案：(1)(1)(2)1.67(2)1.670.770.77(3)(3)吸热吸热(4)(4)40%40%