高考化学复习专题化学平衡常数应用
高考题型突破7水溶液中四大平衡常数的综合应用2025年高考化学一轮复习
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高考题型突破7水溶液中四大平衡常数的综合应用要点归纳1.四大平衡常数的比较常数符号适用体系影响因素表达式水的离子积常数K w任意水溶液温度升高K w增大K w=c(OH-)·c(H+)电离常数酸K a弱酸溶液升温,K增大HA H++A-,电离常数K a=c(H+)·c(A-)c(HA)碱K b弱碱溶液BOH B++OH-,电离常数K b=c(B+)·c(OH-)c(BOH)盐的水解常数K h盐溶液升温,K h增大A-+H2O OH-+HA,水解常数K h=c(OH-)·c(HA)c(A-)溶度积常数K sp难溶电解质溶液升温,大多数K sp增大M m A n的饱和溶液:K sp=c m(M n+)·c n(A m-)提醒:①四大平衡的基本特征相同,包括逆、动、等、定、变,其研究对象均为可逆变化过程。
②溶解平衡有放热反应、吸热反应,升高温度后K sp可能变大,也可能变小;而电离平衡、水解平衡均为吸热过程,升高温度K a(或K b)、K h均变大。
2.四大平衡常数的关系(1)一元弱酸一元强碱盐:K h=K w/K a。
(2)多元弱酸一元强碱盐(如Na2CO3):K h1=K w/K a2K h2=K w/K a1。
(3)一元强酸一元弱碱盐:K h=K w/K b。
(4)多元弱碱一元强酸盐,如氯化铁:Fe3+(aq)+3H2O(l)Fe(OH)3(s)+3H+(aq)K h=c3(H+)/c(Fe3+)。
将K3w=c3(H+)·c3(OH-)与K sp=c(Fe3+)·c3(OH-)两式相除,消去c3(OH-)可得K h=K3w/K sp。
3.四大平衡常数的应用(1)判断平衡移动的方向(2)如将NH3·H2O溶液加水稀释,c(OH-)减小,由于电离平衡常数为c(NH+4)·c(OH-) c(NH3·H2O),此值不变,故c(NH+4)c(NH3·H2O)的值增大。
高考化学复习:水溶液中四大平衡常数的综合应用
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二、利用电离常数判断化学反应进行的方向 2.部分弱酸的电离平衡常数如下表:
弱酸
HCOOH
HCN
H2CO3
电离平衡常数(25 ℃) Ka=1.77×10-4 Ka=4.9×10-10 Ka1=4.3×10-7Ka2=5.6×10-11
下列选项错误的是_______a_d______(填字母)。 a.2CN-+H2O+CO2===2HCN+CO2-3 b.2HCOOH+CO23-===2HCOO-+H2O+CO2↑ c.中和等体积、等pH的HCOOH和HCN消耗NaOH的量前者小于后者
√D.XZ线上任意点均有pH=7
返回
解析:任何水溶液中都有Kw=c(H+)·c(OH-),因此两条曲线间任一点均 有此关系,A项正确;XZ线上任意点溶液呈中性,M区域在XZ上方均有c(H +)<c(OH-),B项正确;T1时Kw小于T2时Kw,则T1<T2,C项正确;XZ线上任 意点溶液呈中性,但只有当c(H+)=10-7 mol·L-1时pH=7,D项错误。
_6_.0_×_1_0_-__3mol·L-1。将SO2通入该氨水中,当c(OH-)降至1.0×10-7 mol·L-1 时,溶液中的 c(SO23- )/c(HSO- 3 )= __0_._6_2___。 (2)联氨为二元弱碱,在水中的电离方式与氨相似。联氨第一步电离的平衡
常数值为_8_.7_×__1_0_-_7(已知:N2H4+H+
√B.将表中三种物质与水混合,加热、灼烧,最终的固体产物相同
C.除去粗盐中含有的MgCl2杂质,最佳除杂试剂为Na2CO3溶液
D.
用石
灰水处理含有Mg2+
和HCO
- 3
的硬水,发生反应的离子方程式为
(完整版)高考化学知识点化学平衡常数
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高考化学知识点:化学平衡常数高考化学知识点:化学平衡常数1、化学平衡常数(1)化学平衡常数的化学表达式(2)化学平衡常数表示的意义平衡常数数值的大小可以反映可逆反应进行的程度大小,K值越大,反应进行越完全,反应物转化率越高,反之则越低。
2、有关化学平衡的基本计算(1)物质浓度的变化关系反应物:平衡浓度=起始浓度-转化浓度生成物:平衡浓度=起始浓度+转化浓度其中,各物质的转化浓度之比等于它们在化学方程式中物质的计量数之比。
(2)反应的转化率():= 100%(3)在密闭容器中有气体参加的可逆反应,在计算时经常用到阿伏加德罗定律的两个推论:恒温、恒容时:恒温、恒压时:n1/n2=V1/V2(4)计算模式浓度(或物质的量) aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)起始 m n O O转化 ax bx cx dx平衡 m-ax n-bx cx dx(A)=(ax/m)100%(C)= 100%(3)化学平衡计算的关键是准确掌握相关的基本概念及它们相互之间的关系。
化学平衡的计算步骤,通常是先写出有关的化学方程式,列出反应起始时或平衡时有关物质的浓度或物质的量,然后再通过相关的转换,分别求出其他物质的浓度或物质的量和转化率。
概括为:建立解题模式、确立平衡状态方程。
说明:①反应起始时,反应物和生成物可能同时存在;②由于起始浓度是人为控制的,故不同的物质起始浓度不一定是化学计量数比,若反应物起始浓度呈现计量数比,则隐含反应物转化率相等,且平衡时反应物的浓度成计量数比的条件。
③起始浓度,平衡浓度不一定呈现计量数比,但物质之间是按计量数反应和生成的,故各物质的浓度变化一定成计量数比,这是计算的关键。
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2023届高考化学小专题:《“三段式”在平衡常数、转化率计算中的完美应用》
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1.O3是一种很好的消毒剂,具有高效、洁净、方便、经济等优点。O3可溶于 水,在水中易分解,产生的[O]为游离氧原子,有很强的杀菌消毒能力。常温
常压下发生的反应如下:
反应① O3 O2+[O] ΔH>0 平衡常数为K1; 反应② [O]+O3 2O2 ΔH<0 平衡常数为K2; 总反应:2O3 3O2 ΔH<0 平衡常数为K。 下列叙述正确的是
“三段式”突破平衡常数(K)、转化率的相关计算
1.一个模式——“三段式”
如mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),令A、B起始物质的量浓度分别为a mol·L -1、b mol·L-1,达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mx mol·L-1。
mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
c始/mol·L-1 a
(1)该反应正反应为__吸___(填“吸”或“放”)热反应,温度为T5 ℃时,该反应 耗时40 s达到平衡,则T5℃时,该反应的平衡常数数值为__0_.2__。 解析:T5 ℃时,c(CO2)=0.20 mol·L-1,K=c(CO2)=0.20。
(2)如果该反应的平衡常数K值变大,该反应__b_c_(选填字母)。 a.一定向逆反应方向移动 b.在平衡移动时正反应速率先增大后减小 c.一定向正反应方向移动 d.在平衡移动时逆反应速率先减小后增大
b
0
0
c转/mol·L-1 mx
nx
px qx
c平/mol·L-1 a-mx b-nx px
qx
K=a-mpxxpm··qbx-q nxn。
2.明确三个量的关系 (1)三个量:即起始量、变化量、平衡量。 (2)关系 ①对于同一反应物,起始量-变化量=平衡量。 ②对于同一生成物,起始量+变化量=平衡量。 ③各转化量之比等于各反应物的化学计量数之比。
高考化学专题训练—压强平衡常数的应用
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高考化学专题训练—压强平衡常数的应用1.[2015四川]一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应:C(s)+CO2(g) 2CO(g)。
平衡时,体系中气体体积分数与温度的关系如图所示:已知:气体分压(P分)=气体总压(P总)×体积分数。
下列说法正确的是()A.550℃时,若充入惰性气体,ʋ正,ʋ逆均减小,平衡不移动B.650℃时,反应达平衡后CO2的转化率为25.0%C.T℃时,若充入等体积的CO2和CO,平衡向逆反应方向移动D.925℃时,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数K P = 24.0P总2. K p是用反应体系中气体物质的分压来表示的平衡常数,即将K表达式中平衡浓度用平衡分压代替。
已知反应:NO2(g)+CO(g)NO(g)+CO2(g),该反应中正反应速率v正=k正·p(NO2)·p(CO),逆反应速率v逆=k逆·p(NO)·p(CO2),其中k正、k逆为速率常数,则K p为_______(用k正、k逆表示)。
3.[2014·全国卷Ⅰ]乙醇是重要的有机化工原料,可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产。
下图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强关系(其中n H2O∶n C2H4=1∶1)。
℃列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数K=__________ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)4.[2019新课标℃] 27.某温度下,等物质的量的碘和环戊烯()在刚性容器内发生反应(g)+ I2(g)(g)+2HI(g) ,起始总压为105Pa,平衡时总压增加了20%,该反应的平衡常数K p=_____Pa。
5.航天员呼吸产生的CO2用下列反应处理,可实现空间站中O2的循环利用。
Sabatier 反应:CO2 (g) + 4 H2 (g) CH4(g) + 2 H2O (g)水电解反应: 2 H2O (l) 2 H2 (g) + O2 (g)⑴将原料气按n(CO2 ) : n (H2) = 1:4置于恒容密闭容器中发生Sabatier反应,测得H2O (g)的物质的量分数φ(H2O)与温度的关系如图所示(虚线表示平衡曲线)。
2025届高中化学高考复习学案:化学平衡常数及转化率的计算
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化学平衡常数及转化率的计算(答案在最后)1.提取信息计算化学平衡常数及转化率。
2.了解压强平衡常数的含义,并能进行简单计算。
考点一化学平衡常数及转化率的计算方法——“三段式”法1.分析三个量:即起始量、变化量、平衡量。
2.明确三个关系(1)对于反应物,起始量-变化量=平衡量。
(2)对于生成物,起始量+变化量=平衡量。
(3)各转化量之比等于各参加反应的物质的化学计量数之比。
3.计算模型——“三段式”法(1)步骤:书写(写出有关化学平衡的化学反应方程式)―→列变量(列出各物质的起始、变化、平衡量)―→计算(根据已知条件列方程式计算)。
(2)模式:如反应:m A(g)+n B(g)⇌p C(g)+q D(g),令A、B起始物质的量(mol)分别为a、b,达到平衡后,A的消耗量为mx,容器容积为1L。
m A(g)+n B(g)⇌p C(g)+q D(g)起始/mol a b00变化/mol mx nx px qx平衡/mol a-mx b-nx px qx【教考衔接】典例1[全国卷Ⅰ]H2S与CO2在高温下发生反应:H2S(g)+CO2(g)⇌COS(g)+H2O(g)。
在610K时,将0.10mol CO2与0.40mol H2S充入2.5L的空钢瓶中,反应平衡后水的物质的量分数为0.02。
(1)H2S的平衡转化率α1=________%,反应平衡常数K=________(保留三位有效数字)。
(2)在620K时重复实验,平衡后水的物质的量分数为0.03,H2S的转化率α2________(填“>”“<”或“=”,下同)α1,该反应的ΔH________0。
听课笔记典例2[2023·全国甲卷,28(2)]电喷雾电离等方法得到的M+(Fe+、Co+、Ni+等)与O3反应可得MO+。
MO+与CH4反应能高选择性地生成甲醇。
分别在300K和310K下(其他反应条件相同)进行反应MO++CH4===M++CH3OH,结果如下图所示。
化学平衡常数与化学平衡及其影响因素的关系是高考命题的趋势之一
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化学平衡常数与化学平衡及其影响因素的关系是高考命题的趋势之一。
化学平衡常数的引入,对判断化学平衡移动方向带来了科学的依据。
平衡常数是表征反应限度的一个确定的定量关系,是反应限度的最根本的表现。
平衡常数的使用,从定量的角度解决了平衡的移动。
一、化学平衡常数在一定温度下,可逆反应无论从正反应开始还是从逆反应开始,无论反应混合物的起始浓度是多少,当反应达到平衡状态时,正反应速率等于逆反应速率,反应混合物中各组成成分的含量保持不变,即各物质的浓度保持不变。
生成物浓度的幂次方乘积与反应物浓度的幂次方乘积之比是常数,这个常数叫化学平衡常数,用K表示。
化学平衡常数的计算公式为:对于可逆反应:mA(g)+ nB(g)pC(g)+ qD(g)二、化学平衡常数意义1、化学平衡常数K表示可逆反应进行的程度。
(1)化学平衡常数K只针对达到平衡状态的可逆反应适用,非平衡状态不适用。
(2)化学平衡常数K的表达式与可逆反应的方程式书写形式有关。
对于同一可逆反应,正反应的平衡常数等于逆反应的平衡常数的倒数,即:K正=1/K逆。
(3)K值越大,表示反应进行的程度越大,反应物转化率或产率也越大。
(4)K值不随浓度或压强的改变而改变,但随着温度的改变而改变。
(5)一般情况下,对于正反应是吸热反应的可逆反应,升高温度,K值增大;而对于正反应为放热反应的可逆反应,升高温度,K值减少。
2、由于固体浓度为一常数,所以在平衡常数表达式中不再写出。
3、由于水的物质的量浓度为一常数(55.6 mol·L-1),因平衡常数已归并,书写时不必写出。
三、平衡常数与平衡移动的关系1、平衡常数是反应进行程度的标志一般认为K>105反应较完全,K<105反应很难进行。
平衡常数的数值大小可以判断反应进行的程度,估计反应的可能性。
因为平衡状态是反应进行的最大限度。
如:N 2(g) + O2(g)2NO(g) K = 1×10 - 30(298K)这意味着298 K时,N2和O2基本上没有进行反应,反之NO分解的逆反应在该温度下将几乎完全进行,平衡时NO实际上全部分解为N2和O2。
人教版 高考化学复习 核心素养微专题7四大平衡常数kakhkwksp的综合应用21
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四大平衡常数(Ka 、Kh 、Kw 、Ksp)的综合应用1.四大平衡常数的比较常数 符号适用 体系影响因素 表达式水的离子积常数 K w任意水 溶液温度升高, K w 增大K w =c(OH -)·c(H +) 电离 常数酸K a弱酸溶液升温, K 值增大 HAH ++A -,电离常数K a =碱K b弱碱 溶液BOHB ++OH -,电离常数K b =盐的水 解常数K h 盐溶液升温,K h 值增大A -+H 2OOH -+HA,水解常数K h =溶度 积常数K sp难溶电解质溶液升温,大 多数K sp值增大M m A n 的饱和溶液:K sp =c m(M n+)· c n(A m-)2.四大平衡常数的应用 (1)常数间的关系。
①K h =②K h =(2)判断离子浓度比值的大小变化。
如将NH 3·H 2O 溶液加水稀释,c(OH -)减小,由于电离平衡常数为,此值不变,故的值增大。
(3)利用四大平衡常数进行有关计算。
【典例】(1)用0.1 mol ·L -1 NaOH 溶液分别滴定体积均为20.00 mL 、浓度均为0.1 mol ·L -1的盐酸和醋酸溶液,得到滴定过程中溶液pH 随加入NaOH 溶液体积而变化的两条滴定曲线。
①滴定醋酸的曲线是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
②V1和V2的关系:V1________V2(填“>”“=”或“<”)。
(2)25 ℃时,a mol·L-1的醋酸与0.01 mol·L-1的氢氧化钠溶液等体积混合后呈中性,则醋酸的电离常数为________。
(用含a的代数式表示)。
【审题流程】明确意义作判断,紧扣关系解计算【解析】(1)①醋酸为弱酸,盐酸为强酸,等浓度时醋酸的pH大,曲线Ⅱ为滴定盐酸曲线,曲线Ⅰ为滴定醋酸曲线,答案填Ⅰ;②醋酸和氢氧化钠恰好完全反应时,得到的醋酸钠溶液显碱性,要使溶液pH=7,需要醋酸稍过量,而盐酸和氢氧化钠恰好完全反应,得到的氯化钠溶液显中性,所以V1<V2;(2)反应平衡时溶液中c(Na+)=c(CH3COO-),依据溶液中电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+ c(CH3COO-),反应后的溶液呈中性,c(H+)=c(OH-)=10-7 mol·L-1;假设醋酸和氢氧化钠体积为1 L,得到n(Na+)=0.01 mol,n(CH3COOH)=a mol,反应后溶液中醋酸的电离常数K===。
高考化学复习:化学平衡状态 化学平衡常数
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核心突破
1.实现“节能减排”和“低碳经济”的一项重要课题就是如
何将CO2转化为可利用的资源。目前工业上有一种方 法是用CO2来生产燃料甲醇。一定条件下发生 反应CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g),该反应 过程中能量的变化如图,下列关于该反应的说法正确的是
A.ΔH>0,ΔS>0 C.ΔH<0,ΔS>0
=3v逆(NH3)时反应达到平衡状态;D项,v正(N2) =v逆(H2) ,即3v正(N2)=
v逆(H2)时反应达到平衡状态。
1
3
返回
3.在一定温度下的定容容器中,当下列物理量不再发生
变化时:①混合气体的压强,②混合气体的密度,③混
合气体的总物质的量,④混合气体的平均相对分子质量,⑤混合气体的颜色,
D.Z为0.4 mol/L
解析:当Z完全转化为X2、Y2时,X2、Y2分别为0.2 mol/L、0.4 mol/L;当
0.1 mol/L X2完全转化为Z时,Y2为0.2 mol/L,Z为0.4 mol/L,则0<X2<0.2
mol/L,0.2 mol/L<Y2<0.4 mol/L,0<Z<0.4 mol/L,A选项符合题意。
√C.TiO2(s)+2Cl2(g)===TiCl4(g)+O2(g)
D.TiO2(s)+C(s)+2Cl2(g)===TiCl4(g)+CO2(g)
返回
解析: A.由图可知,600 ℃时C(s)+O2(g)===CO2(g)的ΔG<0,反应自 发进行,故A不符合题意;B.由图可知,600 ℃时2C(s)+O2(g)===2CO(g) 的ΔG<0,反应自发进行,故B不符合题意;C.由图可知,600 ℃时TiO2(s) +2Cl2(g)===TiCl4(g)+O2(g)的ΔG>0,反应不能自发进行,故C符合题意; D. 根 据 盖 斯 定 律 , TiO2(s) + C(s) + 2Cl2(g)===TiCl4(g) + CO2(g) 可 由 C(s) + O2(g)===CO2(g)与TiO2(s)+2Cl2(g)===TiCl4(g)+O2(g)相加得到,再根据题 给图像中的数据可得,600 ℃时其ΔG<0,反应自发进行,故D不符合题意。
五大平衡常数的比较和应用
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五大平衡常数的比较和应用五大平衡常数是指化学平衡常数、弱电解质的电离平衡常数、水解平衡常数及难溶电解质的溶度积常数,这部分知识为新课标中的新增内容,在高考题中频繁出现,特别是化学平衡常数及溶度积常数的应用更是考试的热点内容。
化学平衡常数(K ) 电离平衡常数(K a 、K b ) 水的离子积常数(K w ) 水解平衡常数 难溶电解质的溶度积常数(K sp )概念 在一定温度下,当一个可逆反应达到化学平衡时,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数,这个常数就是该反应的化学平衡常数 在一定条件下弱电解质达到电离平衡时,电离形成的各种离子的浓度的幂之积与溶液中未电离的分子的浓度的比值是一个常数,这个常数称为电离平衡常数水或稀的水溶液中c (OH -)与c (H +)的乘积 水解平衡也是一种化学平衡,其平衡常数即水解常数 在一定温度下,在难溶电解质的饱和溶液中,各离子浓度幂之积为一常数 表达式 对于一般的可逆反应:m A(g)+n B(g) p C(g)+q D(g),在一定温度下达到平衡时:K =错误! (1)对于一元弱酸HA :HA H ++A -,平衡常数K a =错误!;(2)对于一元弱碱BOH :BOH B ++OH -,平衡常数K b =错误!K w =c (OH -)·c (H +) 如NaA 溶液中,A -(aq)+H 2O(l) HA(aq)+OH -(aq) K h =错误!=K w /K a M m A n 的饱和溶液:K sp =c m (M n+)·c n (A m -) 影响因素 只与温度有关 只与温度有关,升温,K 值增大 只与温度有关,温度升高,K w 增大 温度(升温,K h 增大) 只与难溶物的种类和温度有关一、化学平衡常数常考 题型 (1)求解平衡常数;(2)由平衡常数计算初始(或平衡)浓度;(3)计算转化率(或产率);(4)应用平衡常数K 判断平衡移动的方向(或放热、吸热等情况)注意 事项 从基础的地方入手,如速率计算、“三阶段式”的运用、阿伏加德罗定律及其推论的应用、计算转化率等,这些都与化学平衡常数密不可分(严格讲电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡也是化学平衡,只是在溶液中进行的特定类型的反应而已),要在练习中多反思,提高应试能力高炉炼铁过程中发生的主要反应为13Fe 2O 3(s)+CO(g)23Fe(s)+CO 2(g)。
高考化学一轮复习(第五辑)考点六十四 化学平衡常数(含解析)1
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考点六十四化学平衡常数聚焦与凝萃1.理解化学平衡常数的定义并能进行简单计算;2.利用化学平衡常数判断反应方向。
解读与打通常规考点化学平衡常数1.概念:在一定温度下,一个可逆反应达到化学平衡时,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数比值,用符号K表示。
2.表达式:对于一般的可逆反应:m A(g)+n B(g)p C(g)+q D(g),在一定温度下达到平衡时:K=c p C·c q Dc m A·c n B3.意义:(1)K值越大,反应物的转化率越大,正反应进行的程度越大。
(2)K只受温度影响,与反应物或生成物的浓度变化无关。
(3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。
注意:(1)化学平衡常数K只针对达到平衡状态的可逆反应适用,非平衡状态不适用。
(2)表达式中各物质的浓度是平衡时的浓度,不是起始浓度也不是物质的量。
(3)对于一个具体的可逆反应,平衡常数K只与温度(T)有关,与反应物或生成物的浓度无关。
(4)化学平衡常数K的表达式与可逆反应的方程式书写形式有关。
如正逆反应的化学平衡常数不一样,互为倒数关系。
若化学方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩小,尽管是同一反应,平衡常数也会改变。
(5)反应物或生成物中有固体或纯液体存在时,由于其浓度看视为常数,是固定不变的,不能代入平衡常数表达式中。
(6)稀溶液中进行的反应,如有水参加,水的浓度不必写在平衡常数表达式中。
(7)一般情况下,对于正反应是吸热反应的可逆反应,升高温度,K 值增大;而对于正反应为放热反应的可逆反应,升高温度,K 值减少。
4.化学平衡常数K 的应用(1)化学平衡常数值的大小是可逆反应进行程度的标志:K 值越大,说明平衡时生成物的浓度越大,反应物的浓度越小,它的正向反应进行的程度越大,即该反应进行得越完全,反应物转化率越高。
反之,则相反。
一般地,K >105时,该反应就进行得基本完全了。
可以说,化学平衡常数是在一定温度下一个反应本身固有的内在性质的定量体现。
高考化学试题中的五大平衡常数
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高考化学试题中的五大常数一、考查化学平衡常数1. 考点精析(1)对于一般的可逆反应:mA(g)+ nB(g)pC(g)+qD(g),其中m、n、p、q分别表示化学方程式中个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公式可以表示为:,各物质的浓度一定是平衡..时的浓度,而不是其他时刻的。
据此可判断反应进行的程度:K值越大,正反应进行的程度越大,反应物的转换率越高;K值越小,正反应进行的程度越下,逆反应进行的程度越大,反应物的转换率越低。
(2)在进行K值的计算时,固体和纯液体的浓度可视为“1”。
例如:Fe3O4(s)+4H2(g)3Fe(s)+4H2O(g),在一定温度下,化学平衡常数。
(3)利用K值可判断某状态是否处于平衡状态。
例如,在某温度下,可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),平衡常数为K。
,在一定的温度下的任意时刻,反应物的浓度和生成物的浓度有如下关系:,叫该反应的浓度商。
则有以下结论:<K,V(正)>V(逆),可逆反应向正反应方向进行;=K,V(正)=V(逆),可逆反应处于化学平衡状态;>K,V(正)<V(逆),可逆反应向逆反应方向进行。
(4)化学平衡常数是指某一具体化学反应的平衡常数,当化学反应方程式的计量数增倍或减倍时,化学平衡常数也相应的发生变化。
(5)当化学反应方程式的计量数一定时,化学平衡常数只与温度有关。
2.考题例析【例1】(2011福建高考题)25℃时,在含有Pb2+、Sn2+的某溶液中,加入过量金属锡(Sn),发生反应:Sn(s)+Pb2+(aq)Sn2+(aq)+Pb(s),体系中c(Pb2+)和c(Sn2+)变化关系如下图所示。
下列判断正确的是( )A .往平衡体系中加入金属铅后,c(Pb 2+)增大B .往平衡体系中加入少量Sn(NO 3)2固体后,c(Pb 2+)变小C .升高温度,平衡体系中c(Pb 2+)增大,说明该反应△H >0D .25℃时,该反应的平衡常数K =2.2解析:此题是新情景,考查平衡移动原理以及平衡常数计算等核心知识,只要基础扎实都能顺利作答。
高考化学大一轮复习 第7章 第3节 考点1 化学平衡常数

第3节 化学平衡常数 化学反应进行的方向明考纲析考情考点1 化学平衡常数及其应用1.化学平衡常数 (1)概念在一定温度下,一个可逆反应达到化学平衡时,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数,用符号K 表示。
(2)表达式对于一般的可逆反应:m A(g)+np C(g)+q D(g),在一定温度下达到平衡时:K=c pc q c mc n(固体和纯液体的浓度视为常数,通常不计入平衡常数表达式中)。
(3)意义①K 值越大,反应物的转化率越高,正反应进行的程度越大,一般来说,K ≥105认为反应进行的较完全。
②K 只受温度影响,与反应物或生成物的浓度变化无关,与压强变化、是否使用催化剂无关。
③化学平衡常数是指某一具体反应方程式的平衡常数。
2.平衡转化率平衡转化率是指平衡时已转化了的某反应物的量与转化前该反应物的量之比,用来表示反应限度。
对于反应:aA(g)+bc C(g)+d D(g),反应物A 的转化率可以表示为α(A)=A 的初始浓度-A 的平衡浓度A 的初始浓度×100%。
易错警示 (1)计算平衡常数利用的是物质的平衡浓度,而不是任意时刻浓度,也不能用物质的量。
(2)若反应方向改变,则平衡常数改变。
若方程式中各物质的计量数等倍扩大或缩小,尽管是同一反应,平衡常数也会改变,但意义不变。
判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)C(s)+H 2+H 2(g)的平衡常数表达式为K =c c 2cc2。
(×)(2)恒温、恒容条件下,发生反应2SO 2(g)+O 23(g)达到平衡,向容器中再充入1 mol SO 2,平衡正向移动,化学平衡常数增大。
(×)(3)化学平衡常数只受温度影响,与反应物或生成物的浓度变化无关;温度越高,化学平衡常数越大。
(×)(4)改变条件,使反应物的平衡转化率都增大,该可逆反应的平衡常数一定增大。
(×) (5)改变条件,平衡右移,则反应物的转化率一定增大。
2022年高考化学复习热点《四大平衡常数(Ka、Kh、Kw、Ksp)综合应用》
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1.“四大常数”比较
电离常数 (Ka 或 Kb)
水的离子 积(Kw)
表达式 (1)弱酸 HA 的 Ka=cHc+H·cAA- (2)弱碱 BOH 的 Kb=cBc+B·cOOHH -
Kw=c(OH-)·c(H+)
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溶度积 (Ksp)
水解常数 (Kh)
MmAn 的饱和溶液的 Ksp=cm(Mn+)·cn(Am-) 以 NH+ 4 +H2O NH3·H2O+H+为例 Kh=cH+c·cNNHH+43·H2O
2022年高考化学复习热点《四大平衡常数 (Ka、Kh、Kw、Ksp)综合应用》
【题型解读】
坐标图像题是一种利用数学中的二维图像解决化学问题 的题型,它能把化学过程中各个量之间的关系形象直观地表现 出来。
用图像表述化学过程或呈现背景信息是化学的基本表达 方式,能考查考生对数据和图像的分析识别、处理能力,以及 利用化学原理解决问题的能力,是高考化学考查的热点。
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解析 (1)Kw=10-10×0.01=1×10-12。 (2)Ka=10-05×.0110-5=10-8,Kh=KKwa =1100--182=10-4。
cHB-·cH+ (3)根据 Ka= cH2B ,知
0.1×10-3 c(H2B)= 1×10-2 mol·L-1=10-2 mol·L-1。
Ka2·cHB-
(2)ccHB22-B=cHBc-H·+cH+=Kc2a1H·K+a2=1m0-n10=1010mn。 Ka1
答案 (1)10 (2)1010mn
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题型二 Ka、Kh、Kw、Ksp的关系及应用
• 高考中经常出现Ksp的基本计算、沉淀先后判断、沉淀转化反应平衡常数与Ksp定量关 系、金属阳离子沉淀完全的pH及沉淀分离的相关计算。
四大平衡常数的计算与应用--2024年高考化学考点微专题(解析版)
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微专题四大平衡常数的计算与应用1(2023·辽宁·统考高考真题)某废水处理过程中始终保持H2S饱和,即c H2S=0.1mol⋅L-1,通过调节pH使Ni2+和Cd2+形成硫化物而分离,体系中pH与-lg c关系如下图所示,c为HS-、S2-、Ni2+和Cd2+的浓度,单位为mol⋅L-1。
已知K sp NiS>K sp(CdS),下列说法正确的是 A.K sp(CdS)=10-18.4B.③为pH与-lg c HS-的关系曲线C.K a1H2S=10-14.7=10-8.1 D.K a2H2S【答案】D【解析】已知H2S饱和溶液中随着pH的增大,H2S的浓度逐渐减小,HS-的浓度增大,S2-浓度逐渐增大,则有-lg c(HS-)和-lg(S2-)随着pH增大而减小,且相同pH相同时,HS-浓度大于S2-,即-lg c(HS-)小于-lg(S2-),则Ni2+和Cd2+浓度逐渐减小,且K sp NiS>K sp(CdS),即当c(S2-)相同时,c(Ni2+)>c(Cd2+ ),则-lg c(Ni2+)和-lg(Cd2+)随着pH增大而增大,且有-lg c(Ni2+)小于-lg(Cd2+),由此可知曲线①代表Cd2+、②代表Ni2+、③代表S2-,④代表HS-,据此分析结合图像各点数据进行解题。
A.由分析可知,曲线①代表Cd2+、③代表S2-,由图示曲线①③交点可知,此时c(Cd2+)=c(S2-)=10-13mol/L ,则有K sp CdS =c Cd 2+ ∙c S 2- =10-13mol/L ×10-13mol/L =10-26,A 错误; B .由分析可知,③为pH 与-lg c S 2- 的关系曲线,B 错误;C .由分析可知,曲线④代表HS -,由图示曲线④两点坐标可知,此时c (H +)=10-1.6mol/L 时,c (HS -)=10-6.5mol/L ,K a 1H 2S =c H + ∙c HS - c H 2S =10-1.6mol/L ×10-6.5mol/L 0.1mol/L =10-7.1或者当c (H +)=10-4.2mol/L 时,c (HS -)=10-3.9mol/L ,K a 1H 2S =c H + ∙c HS - c H 2S=10-4.2mol/L ×10-3.9mol/L 0.1mol/L =10-7.1,C 错误;D .已知Ka 1Ka 2=c (H +)c (HS -)c (H 2S )∙c (H +)c (S 2-)c (HS -)=c 2(H +)∙c (S 2-)c (H 2S ),由曲线③两点坐标可知,当c (H +)=10-4.9mol/L 时,c (S 2-)=10-13mol/L ,或者当c (H +)=10-6.8mol/L 时,c (S 2-)=10-9.2mol/L ,故有Ka 1Ka 2=c 2(H +)c (S 2-)c (H 2S )=(10-4.9mol/L )2×10-13mol/L 0.1mol/L =(10-6.8mol/L )2×10-9.2mol/L0.1mol/L =10-21.8,结合C 项分析可知Ka 1=10-7.1,故有K a 2H 2S =10-14.7,D 正确;故答案为D 。
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化学平衡常数应用一、化学平衡常数的定义化学平衡常数是在一定温度下,可逆反应无论从正反应开始,还是从逆反应开始,也无论反应物起始浓度是大还是小,最后都能达到平衡,这时各生成物浓度幂的乘积除以各反应物浓度幂的乘积所得的比值是个常数,用K 表示。
例如:mA(g) + nB(g)pC(g) + qD(g),K = c p(C)·c q(D)c m (A)·c n(B)(式中个浓度均为平衡浓度)。
化学平衡常数是一个常数,只要温度不变,对于一个具体的可逆反应就对应一个具体的常数值。
二、 应用平衡常数应注意的问题(1)化学平衡常数只与温度有关,与反应物或生成物的浓度无关。
(2)反应物或生成物中有固体和纯液体存在时,其浓度可看做“1”,因而不用代入公式(类似化学反应速率中固体和纯液体的处理)。
(3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。
若反应方向改变,则平衡常数改变。
若化学方程式中各物质的化学计量系数等倍扩大或缩小,尽管是同一反应,化学平衡常数也会改变。
三、 化学平衡常数的应用(1)化学平衡常数值的大小是可逆反应进行程度的标志。
它能够表示出可逆反应进行的完全程度。
一个可逆反应的K 值越大,说明平衡时生成物的浓度越大,反应物转化率也越大。
可以说,化学平衡常数是一定温度下一个可逆反应本身固有的内在性质的定量体现。
(2)可以利用平衡常数的值作标准,判断正在进行的可逆反应是否平衡及不平衡时向何方进行建立平衡。
如对于可逆反应:mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g),在一定温度的任意时刻,反应物与生成物的浓度有如下关系:Q c = c p(C)·c q(D)c m (A)·c n(B),Q c 叫该反应的浓度熵。
若Q c >K ,反应向逆向进行;若Q c =K ,反应处于平衡状态;若Q c <K ,反应向正向进行。
(3)利用K 值可判断反应的热效应:若温度升高,K 值增大,则正反应为吸热反应;若温度升高,K 值减小,则正反应为放热反应;四、具体应用举例分析1. 平衡常数的变化趋势的判断化学平衡常数只是温度的函数,不随浓度的变化而变化。
因此根据反应的热效应,即可判断平衡常数的变化趋势。
【例题1】汽车尾气净化中的一个反应如下:NO(g)+ CO(g)12N 2(g)+ CO 2(g);△H =-373.4kJ/mol ,在恒容的密闭容器中,反应达到平衡后,改变某一条件,下列示意图正确的是:解析:该反应为气体计量数减小的放热反应,升高温度,平衡逆向移动,生成物浓度减小,反应物浓度增大,平衡常数减小,A 选项错误;同理,升高温度,平衡逆向移动,CO 的转化率减小,B 选项错误;平衡常数只与热效应有关,与物质的量无关,C 选项正确;增加氮气的物质的量,平衡逆向移动,NO 的转化率减小,D 选项错误。
答案:C【例题2】在一定条件下,Na 2CO 3溶液存在水解平衡:CO 32-+ H 2O HCO 3-+ OH -。
下列说法正确的是 A. 稀释溶液,水解平衡常数增大 B. 通入CO 2,平衡朝正反应方向移动C. 升高温度,c(HCO 3-)c(CO 32-)减小 D. 加入NaOH 固体,溶液PH 减小解析:平衡常数仅与温度有关,故稀释时是不变的,A 项错;CO 2通入水中,相当于生成H 2CO 3,可以与OH -反应,而促进平衡正向移动,B 项正确;升温,促进水解,平衡正向移动,故表达式的结果是增大的,C 项错;D 项,加入NaOH,碱性肯定增强,pH 增大,故错。
答案:B 【例题3】氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。
右图是N 2和H 2反应生成2 molNH 3过程中能量变化示意图,在E 1E 2能量 生成物反应进程kJ/mol 平衡常数KA 2N O 转化率D C O 转化率B 平衡常数KC一定的密闭容器中,进行如下化学反应:N 2(g) + H 2(g)催化剂 高温高压2NH 3(g)其化学平衡常数K 与T 得关系如下:T/K 298 398 488 …… K/(mol/L ) 4.1×106K 1 K 2试比较K 1、K 2的大小,K 1_____K 2(填写“>”“<”或“=”)。
解析:从图可以看出,正反应为放热反应,升高温度,平衡向逆向移动,达到新平衡时,N 2和H 2的浓度增大,NH 3的浓度减小。
根据化学平衡常数表达式知:平衡常数K 减小,因此K 1<K 2。
答案:K 1 < K 22. 化学反应进行方向的判断 对于可逆反应 mA(g) + nB(g)pC(g) + qD(g),任意给出浓度代入下式:Q c = c p(C)·c q(D)c m (A)·c n(B) ;若Q c >K ,反应向逆向进行;若Q c =K ,反应处于平衡状态;若Q c <K ,反应向正向进行。
【例题4】有一反应:CO(g) + H 2O(g) CO 2(g) + H 2(g);△H <0,在850℃时K =1。
(1)若温度升高到950℃,达到平衡时K_____1(填写“>”“<”或“=”)。
(2)在850℃时,固定容积的密闭容器中,放入混合物,起始浓度c(CO)=0.01mol/L ,c[H 2O(g)]=0.03mol/L ,c(CO 2)=0.02mol/L ,c(H 2)=0.05mol/L ,则反应开始时,H 2O(g)的消耗速率比生成速率_____(填写“大”“小”或“不能确定”)。
(3)保持温度、容器的体积不变,若往容器中存入适量的H 2,则重新达到平衡,CO 的反应速率比充H 2之前_____(填写“大”“小”或“不能确定”),理由是________。
解析:(1)K <1(2)Q c = c(H 2)·c (CO 2) c(H 2O)·c (CO) = 0.02×0.050.01×0.03 = 103 >1,即反应逆向进行,v (逆)>v (正)。
所以H 2O(g)的消耗速率小于生成速率。
(3)增大,理由是增大H 2的浓度,平衡向逆向移动,CO 的量比充入H 2之前多,因此CO 的反应速率增大。
答案:见解析【例题5】I 2在KI 溶液中存在下列平衡:I 2(aq) + I -(aq) I 3-(aq) 某I 2、、KI 混合溶液中,I 3-的物质的量浓度c(I 3-)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 I 2(aq) + I -(aq) I 3-(aq) 的△H>0B .若温度为T 1、T 2,反应的平衡常数分别为K 1、K 2,则K 1>K 2 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(I 2)大解析:随着温度的不断升高,I 3-的浓度逐渐的减小,说明反应向逆方向移动,因为K =I 3-I 2·I -,T 2>也就意味着该反应是放热反应,所以△H<0,所以A 项错;T 1,所以当温度升高时,反应向逆方向移动,即K 1>K 2;C 项,从图中可以看出D 点并没有达到平衡状态,所以它要向A 点移动,这时I 3-的浓度在增加,所以v 正>v 逆,C 项正确;D 项,从状态A 到状态B ,I 3-的浓度在减小,那么I 2的浓度就在增加。
答案:BC3. 有关化学平衡常数的计算 (1)求平衡常数物质X Y Z 初始浓度/mo l·L -10.1 0.2 0 平衡浓度/ mo l·L -10.050.050.1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+3Y 2Z ,其平衡常数为1600C .增大压强使平衡向生成Z 的方向移动,平衡常数增大A B D C··· · 0 T 1 T 2 T 3 T C (I 3-)D .改变温度可以改变此反应的平衡常数 答案:C【例题7】在一定温度下,反应12H 2(g)+ 12X 2(g)HX(g)的平衡常数为10。
若将1.0mol 的HX(g)通入体积为1.0L的密闭容器中,在该温度时HX(g)的最大分解率接近于A. 5%B. 17%C. 25%D.33%解析:12H 2(g) + 12X 2(g)HX(g)的平衡常数K 1为10,那么HX(g)12H 2(g)+ 12X 2(g) 的平衡常数K 2为110,2HX(g) H 2(g)+ X 2(g) 的平衡常数K 3为(110)2=0.01,设HX(g)分解x mol/L 有, 2HX(g)H 2(g)+ X 2(g)1 0 0 x x x 1-x x xK 3=x·x (1-x)2 =0.01 ,得到x =0.17,所以该温度时HX(g)的最大分解率接近于B 为17%。
答案:B(2)平衡常数的综合应用【例题8】运用化学反应原理研究氮、氧等单质及其化合物的反应有重要意义。
(1)合成氨反应反应N 2(g)+3H 2(g)2NH 3(g),若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气,平衡 移动(填“向左”、“向右”或“不”);使用催化剂 反应的ΔH(填“增大”、“减小”或“不改变”)。
(2)O 2 (g)= O +2(g) + e -;∆H 1=1175.7 kJ·mol -1,PtF 6(g)+ e - PtF 6-(g);∆H 2=-771.1 kJ·mol -1,O 2+PtF 6-(s)=O 2+(g) + PtF 6-;∆H 3=482.2 kJ·mol -1,则反应O 2(g )+ PtF 6 (g) ===O 2+PtF 6-(s)的∆H =_____________ kJ·mol -1。
(3)在25℃下,向浓度均为0.1 mol·L -1的MgCl 2和CuCl 2混合溶液中逐滴加入氨水,先生成_______沉淀(填化学式),生成该沉淀的离子方程式为________。
已知25℃时K sp [Mg(OH)2]=1.8×10-11,K sP [Cu(OH)2]=2.2×10-20。
(4)在25℃下,将a mol·L -1的氨水与0.01 mol·L -1的盐酸等体积混合,反应平衡时溶液中c(NH 4+)=c(Cl -),则溶液显_____性(填“酸”“碱”或“中”);用含a 的代数式表示NH 3·H 2O 的电离常数K b =______。
解析:(1)在恒压条件下加入氩气,则容积增大,导致原平衡中各物质的浓度同等比例减小,所以平衡向气体体积增大的方向即向左移动;催化剂仅是改变化学反应速率,不会影响焓变。