化学平衡常数的计算与应用专题(奥校资料12.pdf

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1、化学平衡常数的计算与应用专题（奥校资料12、27）一、考查化学平衡常数【归纳与整理】1概念 在一定温度下，当一个可逆反应达到 时，生成物 与反应物 的比值是一个常数，这个常数就是该反应的化学平衡常数（简称平衡常数），用符号 表示。2表达式：对于可逆反应 mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)在一定温度条件下达到平衡时：K=3平衡浓度 只写浓度可变的溶液相和气相，纯固态和纯液态物质不写入（浓度视为 1）：CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)K Cr2O72(aq)+H2O(l)2 CrO4 2(aq)+2 H+(aq)K 4K 的意义 平衡常数是表明化学反应在一定条件下进行的最大程度

2、（即反应限度）的特征值，一般可认为，K 越大，表示化学反应达到平衡时生成物浓度对反应物浓度的比值越大，也就是反应进行的程度越大；反之，K 越小，表示反应进行的程度越小。一般地说，KK 时，该反应进行得就基本完全了。F2+H2 2HF K=6.51095 Cl2+H2 2HCl K=2.571033 Br2+H2 2HBr K=1.911019 I2+H2 2HI K=8.67102 5影响 K 的因素 浓度 压强 催化剂 温度 放热反应,温度升高,平衡常数_(“变大”、“变小”)吸热反应,温度升高,平衡常数_(“变大”、“变小”)6平衡常数 K 的表达（1）化学 计量数扩大 2 倍，K N2+

3、3 H2 2 NH3 K=则 1/2 N2+3/2 H2 NH3 K=2（2）互逆反应，其平衡常数 2NO2N2O4 K=N2O42NO2 K=（3）反应方程式相加(减)，平衡常数相 NH4INH3+HI K1=2HIH2+I2 K2=2NH4I2NH3+I2+H2 K3=7平衡常数 K 的应用（1）判断可逆反应进行的限度 K 值越大，表示反应进行得越完全，反应物转化率越大；K 值越小，表示反应进行得越不完全，反应物转化率越小。（2）判断一个可逆反应是否达到平衡 若用起始时各物质浓度幂之积的比值（用 Q 表示 Q=nmqp)B(c)A(c)D(c)C(c）与 K比较，可判断可逆反应进行的方向。

4、当 Q=K 时，可逆反应 ；当 QK 时，可逆反应 ；当 Q0 B若温度为 T1、T2，反应的平衡常数分别 为 K1、K2则 K1K2 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 3、将化学平衡常数与平衡转化率结合起来考核 例 42008 广东 24 题第小题 工业合成氨的反应为 N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。设在容积为 2.0 L 的密闭容器中充入 0.60 mol N2(g)和 1.60 mol H2(g)，反应在一定条件下达到平衡时，NH3的物质的量分数（NH3的物质的量与反应体系中总的物质的量之比）为 4/7。计算该

5、条件下 N2的平衡转化率；该条件下反应 2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的平衡常数。4、求平衡浓度与平衡常数 例 5 反应 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)在一密闭容器中进行。已知起始浓度 c(SO2)=0.4molL-1，c(O2)=1molL-1，如达到平衡时有 80%的SO2转化为 SO3，求平衡时三种气体的浓度和平衡常数。如果温度不变，当 c(O2)=2molL 1 时，这个反应的平衡常数是多少？二、考查电离平衡常数【归纳与整理】1、影响溶解平衡的因素有哪些？（1）内因：电解质本身的性质 难溶 微溶 易溶 0.01 0.1 m(g)难溶物质的溶解度很小 4 1、绝对不溶的

6、电解质是没有的。2、同是难溶电解质，溶解度差别也很大。3、易溶电解质做溶质时只要是饱和溶液也可存在溶解平衡。（2）外因：遵循平衡移动原理 浓度：加水，平衡向溶解方向移动。温度：升温，多数平衡向溶解方向移动。例 6.（2008山东卷）碳氢化合物完全燃烧生成 CO2和 H2O。常温常压下，空气中的 CO2溶于水，达到平衡时，溶液的 pH=5.60，c(H2CO3)=1.510-5 molL-1。若忽略水的电离及 H2CO3的第二级电离，则 H2CO3HCO3-H+的平衡常数 K1=。（已知：10-5.60=2.510-6）例 7（09 年海南化学6）已知室温时，0.1mo1/L 某一元酸 HA 在

7、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 110-7 D由 HA 电离出的 c(H+)约为水电离出的 c(H+)的 106倍 三、考查沉淀溶解平衡常数【归纳与整理】1难溶电解质在水中存在沉淀溶解平衡，其平衡常数称为_ _，简 称 _，符 号 为 。对 于 沉 淀 溶 解 平 衡：MmNn(s)mMn+(aq)+nNm-(aq)。固体纯物质不列入平衡常数。上述反应的平衡常数为：Ksp=c(Mn+)mc(Nm-)n【练习】请写出 Cu(OH)2、BaSO4、CuS 的沉淀溶解平衡与溶度积 KSP表达式 2 溶度积 KS

8、P反映了难溶电解质在水中的_，KSP的大小和溶质的溶解度不同，它只与_ 有关，与_ 无关。利用溶度积KSP可以判断 _、_ _以及_ _ _ 。3 沉淀的转化是_ _ _ _的过程，其实质是_ _ _ 4当 Qc 大于 Ksp 时，情况为：_ _ 第 5 页 当 Qc 等于 Ksp 时，情况为：_ _ 当 Qc 小于 Ksp 时，情况为：_ _ 5一般说来，溶解能力 的物质易转化为溶解能力 的物质。例 8 在 100ml0.01mol/LKCl 溶液中，加入 1ml0.01mol/LAgNO3溶液，下列说法正确的是（AgCl 的 Ksp1.81010）：A有 AgCl 沉淀析出 B无 AgCl

9、 沉淀 C无法确定 D有沉淀，但不是 AgCl 例 9(2008 年山东卷)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（）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 Cd 点无 BaSO4沉淀生成 Da 点对应的 Ksp 大于 c 点对应的 Ks 例 10(2008 年广东卷)已知 Ag2SO4的 Ksp 为 2.010-5，将适量 Ag2SO4固体溶于 100 mL 水中至刚好饱和，该过程中 Ag+和 SO42-浓度随时间变化关系如右图（饱和 Ag2SO4溶液中 c(Ag+)0.034molL-1）。若 t1时

10、刻在上述体系中加入 100mL0.020molL-1Na2SO4 溶液，下列示意图中，能正确表示 t1时刻后 Ag+和 SO42-浓度随时间变化关系的是()四、平衡常数的相关练习：1.高炉炼铁中发生的基本反应之一：FeO（s）CO（g）Fe（s）CO2（g）；正反应吸热 6（l）该反应中平衡常数的表达式 K=。（2）已知 1100时 K0.263。温度升高，化学平衡移动后达到新的平衡，高炉内 CO2和 CO 的体积比 ，平衡常数 K 值 。（均填增大、减小或不变）（3）1100时测得高炉中 c（CO2）0.025mol/L，c（CO）=0.lmolL，在这种情况下该反应是否处于平衡状态 （填是

11、或否），此时化学反应速 率 是 v（正）v（逆）（填 、或 ），其 原 因是 。2 现代炼锌的方法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：焙烧炉中：2ZnS+3O22ZnO+2SO2 鼓风炉中：2C+O22CO 鼓风炉中：ZnO（s）+CO（g）Zn(g)+CO2（g）请写出反应的平衡常数表达式 ，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”）。3、PCl5的热分解反应如下：PCl5（g）

12、PCl3(g)+Cl2(g)(1)写出反应的平衡常数表达式；(2)已知某温度下，在容积为 10.0L的密闭容器中充入 2.00mol PCl5，达到平衡后，测得容器内 PCl3的浓度为 0.150mol/L。计算该温度下的平衡常数。4、（09 天津）人体血液内的血红蛋白(Hb)易与 O2结合生成 HbO2，因此具有输氧能力，CO 吸入肺中发生反应：CO+HbO2O2+HbCO，37 时，该反应的平衡常数K=220。HbCO的浓度达到 HbO2浓度的 0、02 倍，会使人智力受损。据此，下列结论错误的是 第 7 页 A、CO 与 HbO2反应的平衡常数K=)HbO()CO()HbCO()O(22

13、cccc B、人体吸入的 CO 越多，与血红蛋白结合的 O2越少 C、当吸入的 CO 与 O2浓度之比大于或等于 0、02 时，人的智力才会受损 D、把 CO 中毒的病人放入高压氧仓中解毒，其原理是使上述平衡向左移动 5在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g），其化学平衡常数 K 和温度 t的关系如下表：t 700 800 830 1000 1200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 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H 0（3）能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是 A容器内压强不变 B混合气体中

14、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），此时 t=；反应 CO+H2O(g)CO2+H2在 800时达到平衡,分别改变下列条件,K 发生改变的是（）A.将压强减小至原来的一半 B.将反应温度升高至 1000 C.及时把 CO2分离掉 D.增大水蒸气的浓度 6、向50ml0.018mol/l的AgNO3溶液中加入50ml0.02mol/l的盐酸,生成沉淀。如果 Ksp=110-10试求（1）沉淀生成后溶液中 C（Ag+）=（2）沉淀生成后溶液的 pH 是 7、实验测得某水样中的铁

15、离子的浓度为 2.610-6moll-1若要使水中的铁离子转化为沉淀，则溶液的 PH 值至少要控制在多少以上？已知 Fe(OH)3的Ksp 为 2.610-39 8 8、（2009 年广东）硫酸锶(SrSO4)在水中的沉淀溶解平衡曲线如下，下列说法正确 A温度一定时，Ksp(SrSO4)随24()c SO的增大 而减小 B三个不同温度中，313K 时 Ksp(SrSO4)最大 C283K 时，图中 a 点对应的溶液是不饱和溶液 D283K 下的 SrSO4饱和溶液升温到 363K 后变为不饱和溶液 9、（09 年海南化学4）在 25时，密闭容器中 X、Y、Z 三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表

16、：物质 X Y Z 初始浓度/molL-1 0.1 0.2 0 平衡浓度/molL-1 0.05 0.05 0.1 下列说法错误的是 A反应达到平衡时，X 的转化率为 50 B反应可表示为 X+3Y2Z，其平衡常数为 1600 C增大压强使平衡向生成 Z 的方向移动，平衡常数增大 D改变温度可以改变此反应的平衡常数 10、下列有关电离平衡常数（K）的说法正确的是（）A.相同条件下，电离平衡常数越小，表示弱电解质的电离能力越弱 B.电离平衡常数与温度无关 C.在 CH3COOH的稀溶液中存在如下电离平衡：CH3COOH CH3COO-+H+，当再加入量冰醋酸时，（K）值增大 D.多元弱酸各步电离平衡常数相互关系为 K1K2K3