平衡常数与溶度积资料
求反应的平衡常数及微溶盐的活度积
求反应的平衡常数及微溶盐的活度积由热力学可知,反应的标准吉布斯自由能变化和平衡常数有如下关系Δr G mØ = -RTlnKØ而Δr G mØ = -zFEØ所以(7-15a)或(7-15b)这是电化学方法计算化学反应标准平衡常数的基本公式。
微溶盐的活度积有时也称为溶度积,用K sp表示,它实质上是微溶盐溶解过程的平衡常数。
如将微溶盐溶解形成离子的变化设计成电池,则可利用两电极的 Ø值求得值,从而计算K sp值。
例11.7 计算298.15K时HgO(s)的分解压解:HgO(s)的分解反应为HgO(s) = Hg(l) + 1/2 O2设计成对应电池为(Pt)O2 | OH -(aq) | HgO(s),Hg(l)负极反应正极反应HgO + H2O + 2e-→ Hg + 2OH -电池反应EØ由标准电极电势表查得298.15K时,EØ = ϕ+Ø- ϕ-Ø = 0.0984V - 0.401V = -0.302V上述反应的平衡常数与HgO的方解压PO2间有如下关系:= ( 5.883 × 10-11)2× 101325Pa = 3.507 × 10-16Pa 例11.8 用电动势法求298.15K时AgBr的活度积。
解: AgBr的活度积是如下溶解反应的平衡常数:AgBr(s) = Ag+ + Br-将上述反应设计成如下电池:Ag(s) | Ag+ || Br- | AgBr(s),Ag(s)查表7-1可得298.15K时因此EØ = ϕ+Ø-ϕ-Ø = (0.0711 - 0.799)V = -0.7279V求电解质溶液平均活度系数电动势法是实验测定电解质溶液中离子的平均活度系数的常用方法。
要测定溶液中离子平均活度系数γ±,需利用该溶液设计出一个电池,使其电动势的表达式中除基本常数及已知量外只含γ±,例如要测定不同浓度时HCl溶液的??而设计如下电池:(Pt)H2(PØ) | HCl(m) | AgCl(s),Ag(s)电池反应为1/2H2(PØ) + AgCl(s) → Ag(s) + Cl-(m) + H+(m)电池的电动势对于1-1价型电解质m+ = m- = m,故由此可得(7-16)测得不同浓度HCl溶液的电动势E和查得就可求出不同浓度时的γ±值。
溶度积计算郑
1关于Ksp 的计算溶度积(平衡常数)——Ksp 1、定义:对于沉淀溶解平衡:(平衡时) M m A n (s) m M n +(aq)+ n A m —(aq) 固体物质不列入平衡常数,上述反应的平衡常数为: K sp =[c (M n +)]m ·[c (A m —)]n 在一定温度下,K sp 是一个常数,称为溶度积常数, 简称溶度积。
练习:写出下列物质达溶解平衡时的溶度积常数表达式 AgCl(s) ⇌ Ag+ (aq) + Cl- (aq) Ag 2CrO 4 (s) ⇌ 2Ag + (aq) + CrO 4 2-(aq) 2、溶度积规则:离子积Qc=[c (M n +)]m · [c (A m -)]n Qc > Ksp , ; Qc = Ksp , ; Qc < Ksp , 。
沉淀的生成和溶解这两个相反的过程它们相互转化的条件是离子浓度的大小,控制离子浓度的大小,可以使反应向所需要的方向转化。
一般来说,同种类型物质,K sp 越小其溶解度越 ,越 转化为沉淀。
3.溶度积K SP 反映了难溶电解质在水中的__ ______ ___,K SP 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K SP 可以判断__ ______ __、__ ______ __以及__ _____ _ __。
4.沉淀的转化是__ _____ _ __的过程,其实质是__ _____ _ __。
5.计算 (一)判断沉淀情况 例1.在100 mL 0.1 mol/L KCl 溶液中,加入 100 mL 0.01 mol/L AgNO 3 溶液,有沉淀析出吗(已知 K SP (AgCl )=1.8×10-10) ? ∙ 解析: 本题主要利用浓度商与溶度积的大小比较,判断是否有沉淀生成。
通过计算可以看出加入溶液后Qc>Ksp(AgCl),因此应当有AgCl 沉淀析出。
沉淀溶解平衡、溶度积及计算
例1:将4×10-3mol·L-1的AgNO3溶液与4×10-3mol·L-1 的NaCl溶液等体积混合能否有沉淀析出? Ksp(AgCl)= 1.8×10-10mol2·L-2 解:只有当 Qc > Ksp时,离子才能生成沉淀。混合后:
⑤ 滴定
左手控制旋塞,右手拿住锥形瓶颈,边滴边振荡;眼 睛要始终注视锥形ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ中溶液的颜色变化。 ⑥ 判断终点并记录实验数据 当看到滴加一滴盐酸时,锥形瓶中溶液红色突变为无 色,且在半分钟内不褪色时。 ⑦ 滴定操作重复三次。
次 待测液体积
标准液体积(L)
数 (L) 滴定前 滴定后 实际 平均值
1 2
3
A.加入Na2SO4可以使溶液由a点变到b点
C
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
2、已知Ag2SO4的KSP 为2.0×10-5,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
4、以MnO2为原料制得的MnCl2溶液中常含有Cu2+、 Pb2+、Cd2+等金属离子,通过添加过量难溶电解质
MnS,可使这些金属离子形成硫化物沉淀,经过滤除
去包括MnS在内的沉淀,再经蒸发、结晶,可得纯净
的MnCl2。根据上述实验事实,可推知MnS具有的相
化学平衡常数与溶解度积
工业生产优化:平衡常数的知识可以帮助优化工业生产过程,提高产物的产率和纯度。
在物质分离中的应用
化学平衡常数用于确定物质在反应中的稳定性,从而指导分离过程。
溶解度积常数可用于预测物质在特定条件下的溶解度,有助于分离不易溶 解的物质。
影响因素:化学平衡常数受温度影响,溶解度积还与难溶物的本性有关
应用范围:化学平衡常数适用于任意化学反应,溶解度积主要用于难溶物的溶解平衡
在化学平衡中的应用
判断化学反应是否达到平衡状态
比较不同温度下反应的平衡常数
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计算化学反应的平衡常数
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计算反应的平衡转化率
在溶解平衡中的应用
计算方法
定义:溶解度积是 指在一定温度下, 难溶电解质饱和溶 液中离子的浓度的 乘积
公式:Ksp = [A+]^m * [B-]^n
应用:用于计算难 溶电解质的溶解度 以及沉淀生成和溶 解过程
影响因素:温度、 难溶电解质的结构 和组成
与溶解度的关系
溶解度积越大,溶解度越大 溶解度积越小,溶解度越小 溶解度与温度有关,溶解度积也随温度变化 溶解度积与溶质的性质有关,不同溶质的溶解度积不同
压力:压力增大,平衡常数减 小;压力减小,平衡常数增大
反应物浓度:反应物浓度增大, 平衡常数减小;反应物浓度减 小,平衡常数增大
催化剂:使用催化剂可以改变 反应速率,从而影响平衡常数
02 溶解度积
定义
定义:在一定温度下,难溶电解质饱和溶液中离子浓度的幂次方之积 符号表示:Ksp 影响因素:温度、电解质本性、同离子效应等 应用:判断沉淀生成和溶解,比较同类化合物溶解度大小等
四大平衡常数的相互关系及判定
高中化学四大平衡常数的相互关系及判定杨小过电解质溶液中的电离常数、水的离子积常数、水解常数及溶度积常数是在化学平衡常数基础上的延深和拓展,它是定量研究平衡移动的重要手段。
在复习时就要以化学平衡原理为指导,以判断平衡移动的方向为线索,以勒夏特列原理和相关守恒定律为计算依据,以各平衡常数之间的联系为突破口,联系元素及化合物知识,串点成线,结线成网,形成完整的认识结构体系.1.四大平衡常数的比较HA H++A-,电离常数K a=c(H+)·c(A-) c(HA)BOH B++OH-,电离常数K b=c(B+)·c(OH-)c(BOH)A-+H2O OH-+HA,水解常数K h=c(OH-)·c(HA)c(A-)M A的饱和溶液:K2.四大平衡常数间的关系(1)CH3COONa、CH3COOH溶液中,K a、K h、K W的关系是K W=K a·K h。
(2)NH4Cl、NH3·H2O溶液中,K b、K h、K W的关系是K W=K b·K h。
(3)M(OH)n悬浊液中K sp、K W、pH间的关系是K sp=c(M n+)·c n(OH-)=c(OH-)n·cn(OH-)=c n+1(OH-)n=1n⎝⎛⎭⎫K W10-pH n+1。
3.四大平衡常数的应用 (1)判断平衡移动方向(2)如将NH 3·H 2O 溶液加水稀释,c (OH -)减小,由于电离常数为c (NH +4)·c (OH -)c (NH 3·H 2O ),此值不变,故c (NH +4)c (NH 3·H 2O )的值增大。
(3)利用K sp 计算沉淀转化时的平衡常数 如:AgCl +I-AgI +Cl -[已知:K sp (AgCl)=1.8×10-10、K sp (AgI)=8.5×10-17]反应的平衡常数K =c (Cl -)c (I -)=c (Ag +)·c (Cl -)c (Ag +)·c (I -)=K sp (AgCl )K sp (AgI )=1.8×10-108.5×10-17≈2.12×106。
三大平衡常数
达式是平衡时 各生成物浓度 若A为固体,a A(s)+ b B(g) c C(g)+d D(g), 平衡常数表 幂之积与各反 cc(C)• cd(D) 。 达式为: K = 应物浓度幂之 cb(B) -)• c(H+) c (CH COO 3 积的比值。 如CH COOH CH COO-+ H+,电离平衡常数 Ka = 。
例如
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
3、平衡常数的影响因素:
平衡常数只与 温度 有关。
若正反应是吸热反应,升高温度,K
增大;
若正反应是放热反应,升高温度,K 减小。
三大平衡常数 ——高考“新宠”
考点分析
化学平衡常数、电离平衡常数、沉淀溶解平衡常数位于
三大平衡常数 ——高考“新宠”
考点解读 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。
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表 cc(C)• cd(D) 达式为: 。 平衡常数的表 K = a b c (A)• c (B)
NH3 (g) K2 = 3.87 10 2
K1 = K22
2、平衡常数的意义: (1)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,表明反应进行得越完全 ;K值 越小,表示反应进行得越不完全 。 ( 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) 性越强, 反之,则越弱 。 (3)一定温度下,用溶度积常数比较溶解度大小,必须 是电解质组成相似的物质。
溶度积
溶度积常数问题思考①AgCl(s)+(aq)+Cl-(aq);②AgCl===Ag++Cl-。
①②两方程式所表示的意义相同吗?请分别写出Ca(OH)2 Al(OH)3 Fe(OH)3 的沉淀溶解平衡方程式和在水溶液中的电离方程式一、溶度积常数(平衡常数):在一定温度下,在难溶电解质的饱和溶液中,各离子浓度幂之乘积为一常数,称为溶度积常数,简称溶度积。
用符号Ksp表示。
对于AmBn型电解质来说,溶度积的公式是:Ksp=[A n+]m[B m+]n请分别写出 Ca(OH)2 Al(OH)3 Fe(OH)3 溶度积K SP表达式1、已知K sp(AgCl)=1.8×10-10 mol2·L-2,则将AgCl放在蒸馏水中形成饱和溶液,溶液中的c(Ag+)和c(AgCl)是多少?2、已知K sp(Ag2CrO4)=9.0×10-12 mol3·L-3,现将Ag2CrO4放在蒸馏水中形成饱和溶液,溶液中的c(Ag+)和c(Ag2CrO4)是多少?溶度积与溶解度的关系溶度积和溶解度都可以表示物质的溶解能力,溶度积的大小与溶解度有关,它反映了物质的溶解能力。
1、对于相同类型的电解质,K sp越大,其在水中的溶解能力_____________。
2、溶度积K sp 和溶解度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K sp 越大溶解度越大的结论。
3、同一物质的K sp与___________和有关,与溶液中的溶质离子浓度无关。
二、溶解平衡的移动AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)升温:稀释:加Cl-加Ag+3、0.01 mol/L AgNO3溶液中滴入0. 1 mol NaCl固体,求溶液中的c(Ag+)?4、已知Ba SO4饱和溶液中,c(Ba2+)= 0.01 mol/L, 则溶液中c(SO4 2-)=?5、已知常温下Mg(OH)2的K sp=1.8×10-11,若饱和溶液中c(OH-)=3.0×10-6 mol/L,则溶液中c(Mg2+)=______________。
四大平衡常数
x x
x x
(1-x)(1-x )
x = 0.5
=1
K=
x2
(1-x)(4-x )
=1
α (CO)= 50% α (H2O)= 50%
解得 x = 0.8
α(CO)= 80% α(H2O)= 20%
增大一种反应物的浓度,能提高另一种反应物的转化率,而本 身的转化率减小
结论:
方法点拨
利用K值可判断某状态是否处于平衡状态
四大平衡常数
(2013年高考二轮专题复习)
考点解读 1、理解化学平衡常数、电离平衡常 数、溶度积常数、水的离子积常数的 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。
自主复习
——关于平衡常数,你已经知道什么?
1、平衡常数表达式: ①a A(s)+ b B(g)
c(CO) : c(H2O) = 1:1 时
起始c 转化c 平衡c c(CO) : c(H2O) = 1:4 时 CO + H2O CO2 + H2 起始c 1 4 0 0 转化c x x x x 平衡c 1-x 4-x x x
CO + H2O 1 1
CO2 0
+ H2 0
x
1-x
K=
解得
x 1-x x2
方法点拨
利用K值可判断某状态是否处于平衡状态
溶度积的应用:通过比较溶度积和溶液中有关离子
浓度幂的乘积(离子积QC)的相对大小,可以判断
难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解。
QC >K ,反应向
沉淀生成方向 沉淀溶解平衡 沉淀溶解方向
进行
QC =K ,反应处于
四大平衡常数
四大平衡常数的相互关系及运算电解质溶液中的电离常数、水的离子积常数、水解常数及溶度积常数是在化学平衡常数基础上的延深和拓展,它是定量研究平衡移动的重要手段。
在复习时就要以化学平衡原理为指导,以判断平衡移动的方向为线索,以勒夏特列原理和相关守恒定律为计算依据,以各平衡常数之间的联系为突破口,联系元素及化合物知识,串点成线,结线成网,形成完整的认识结构体系.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值增大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-)2.四大平衡常数间的关系(1)CH3COONa、CH3COOH溶液中,K a、K h、K W的关系是K W=K a·K h。
(2)NH4Cl、NH3·H2O溶液中,K b、K h、K W的关系是K W=K b·K h。
(3)M(OH)n悬浊液中K sp、K W、pH间的关系是K sp=c(M n+)·c n(OH-)=c(OH-)n·cn(OH-)=c n+1(OH-)n=1n⎝⎛⎭⎫K W10-pHn+1。
3.四大平衡常数的应用(1)判断平衡移动方向Q c与K的关系平衡移动方向溶解平衡Q c>K逆向沉淀生成Q c=K不移动饱和溶液Q c<K正向不饱和溶液(2)判断离子浓度比值的大小变化如将NH3·H2O溶液加水稀释,c(OH-)减小,由于电离常数为c(NH+4)·c(OH-)c(NH3·H2O),此值不变,故c(NH+4)c(NH3·H2O)的值增大。
XCL化学平衡常数 溶度积常数
3 溶度积规则
①离子积 AnBm(s) nAm+(aq) + mBn-(aq) Q c= [Am+]n[Bn-]m Q c称为离子积,其表达式中离子浓度是任意的,为 此瞬间溶液中的实际浓度,所以其数值不定,但对一 难溶电解质,在一定温度下,Ksp 为一定值。 ②溶度积规则
(1) Q c >Ksp 时,沉淀从溶液中析出(溶液过饱和), 体系中不断析出沉淀,直至达到平衡(此时Q c =Ksp )
吸热
请写出该反应的平衡常数表达式:K3=______。 推断反应③是_____反应。(填“吸热”或“放热”)
吸热
(3)要使反应③在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动,
升高温度,增大CO 可采取的措施有_______________ 2或H2的浓度, 或移去CO或H2O。
提升演练3
由于温室效应和资源短缺等问题,如何降低大气中的CO2含 量并加以开发利用,引起了各界的普遍重视。目前工业上有一 种方法是用CO2生产燃料甲醇。一定条件下发生反应: (3)下列条件能使上述反应的反应速率增大,且平 (2)在相同温度容积不变的条件下,能说明该反应已达平衡 CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H 状态的是_____(填写序号字母)2O(g),该反应的能量变化如图 b 衡向正反应方向移动的是________(填写序号母)。 c 所示: a.n(CO2)∶n(H2)∶n(CH3OH)∶n(H2O)=1∶3∶1∶1 a.及时分离出CH3OH气体 (1)上述反应平衡常数 b.容器内压强保持不变 b.适当升高温度 K的表达式为________________, c.H2的生成速率与CH3OH的消耗速率之比为3∶1 温度降低,平衡常数K_______ c.保持容器的容积不变,再充入1molCO2和3molH2 d.容器内的密度保持不变 (填“增大”、“不变”或“减小”)。
2019届高三化学一轮复习溶度积常数(Ksp)及其应用.doc
溶度积常数(K P)及其应用•、考纲要求:了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。
理解溶度积( Kp)的含义,能进行相关的计算。
二、考点归纳1. 沉淀溶解平衡常数一一溶度积(1) 溶度积(Ks P):在一定温度下,难溶电解质的饱和溶液中,离子浓度幕的乘积。
(2) 表达式:对于沉淀溶解平衡:MmNn(s) n+(aq)+nNm m(M n(n(N m-(aq), Ksp= c)c )o(3) 意义:反映了难溶电解质在水中的溶解能力。
(4) 影响因素:------在一定的温度下,它是一个常数,只受影响,不受溶液中物质浓度的影响。
2. 溶度积规则(1) 离子积(Qc):__________________难溶电解质溶液中离子浓度幕的乘积,女口Mg(OH) 2溶液中Qc=(2) 溶度业则:Qc—Ksp——溶液不饱和,无沉淀析出。
Qc Ksp——溶液饱和,沉淀与溶解处于平衡状态。
Qc Ksp——溶液过饱和,有沉淀析出。
三、 考点练: 【高考回顾一】1. [2015新课标1卷28题节选】c CI2. [2016新课标1卷27题节选】-)开始沉淀时,溶液中'I-为I 、CI 等离子,取一定量的浓缩液,向其中滴加 AgNCH 溶液,—10 。
已知 Ksp(AgCI) =1.8x 10, K sp (Agl) =8.5x 当 AgCI-1710o⑶ 右•化学分析中米用 K2CQ4为指不剂,以AgNO3标f 隹浴液滴定洛液中CI利用 Ag"与 CrO红色沉淀,指示到达滴定终点。
当溶液中 c(Ag +)为mol L-1,此时溶液中 Cl 恰好沉淀完全(浓度等于 c(CrO £等于 4-51.0x 10mol-L 2-4生成砖/)时,溶液中 mol 丄o (已知 Ag 2CrO 4> AgCI 的 K P (2)上述浓缩液中弓-12 /o) 分别为2.0 X 10 和2.0 X 103・[2017新课标1卷27题节选】(5) 若“滤液②”中错误!未找到引用源。
高中化学化学平衡常数计算方法
高中化学化学平衡常数计算方法化学平衡常数是化学反应中反应物和生成物浓度之间的关系,它可以用来描述反应的偏向性和平衡位置。
在化学平衡常数的计算过程中,有一些重要的考点和技巧需要我们掌握。
本文将介绍高中化学中常见的化学平衡常数计算方法,并通过具体的题目进行说明,帮助读者更好地理解和应用。
一、酸碱反应的离子积法在酸碱反应中,我们可以使用离子积法来计算化学平衡常数。
离子积法是通过反应物和生成物的离子浓度之间的关系来计算平衡常数的方法。
例如,对于以下反应方程式:H2O(l) + CO2(g) ⇌ H2CO3(aq)我们可以写出反应的离子积表达式:K = [H2CO3]/([H2O] × [CO2])其中,[]表示物质的浓度,K表示平衡常数。
通过测定反应物和生成物的浓度,我们就可以计算出平衡常数的数值。
二、气相反应的分压法对于气相反应,我们可以使用分压法来计算化学平衡常数。
分压法是通过反应物和生成物的分压之间的关系来计算平衡常数的方法。
例如,对于以下反应方程式:N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)我们可以写出反应的分压表达式:Kp = (pNH3)^2/(pN2 × pH2^3)其中,p表示气体的分压,Kp表示平衡常数。
通过测定反应物和生成物的分压,我们就可以计算出平衡常数的数值。
三、溶解度反应的溶度积法对于溶解度反应,我们可以使用溶度积法来计算化学平衡常数。
溶度积法是通过反应物和生成物的溶度之间的关系来计算平衡常数的方法。
例如,对于以下反应方程式:AgCl(s) ⇌ Ag+(aq) + Cl-(aq)我们可以写出反应的溶度积表达式:Ksp = [Ag+][Cl-]其中,Ksp表示平衡常数。
通过测定反应物和生成物的溶度,我们就可以计算出平衡常数的数值。
通过以上三种计算方法的介绍,我们可以看到化学平衡常数的计算方法是多样的。
在实际应用中,我们需要根据具体的反应类型选择合适的计算方法,并注意测定反应物和生成物的浓度、分压或溶度。
化学平衡常数和溶度积常数
化学平衡常数和溶度积常数作者:王芳来源:《广东教育·高中》2011年第09期化学平衡常数和溶度积常数知识点的考查是新课改后高考的热点,在今年各地的高考试题中对于化学平衡常数的考查非常普遍,溶度积的考查相对较少,因为不同版本的教材对其学习要求有所不同,难度也不一样(人教版只要求了解,苏教版要求掌握并会运用)。
本文主要是从今年各地高考试题中归纳出化学平衡常数和溶度积常数的命题特点。
对于任意一个可逆的过程,当其达到平衡时,都会存在平衡常数。
化学平衡常数和溶度积常数的实质相同,只是研究对象的不同:化学平衡常数的研究对象的是可逆的化学反应平衡、溶度积常数的研究对象是难溶电解质的溶解平衡。
一、化学平衡常数1.定义: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。
即化学平衡常数,用符号K表示。
概念解读:平衡时才有常数,温度变,常数值变。
2.表达式: mA (g) + nB(g)pC (g)+ qD (g),K = 。
(在进行K值计算时,固体和纯液体的浓度视为“1”)3. K的意义和应用:(1)K值越大,表示反应进行的程度越大,反应物的转化率越高。
(2)利用K可判断反应在某时刻是否达到平衡:反应任一时刻的浓度商Q 表示为,当Q=K时,反应达到平衡, Q< K时,反应正向进行,Q>K时,反应逆向进行。
(3)利用K可判断反应的热效应:T升高,K增大,平衡正向移动,正反应为吸热;T 升高,K减小,平衡逆向移动,正反应为放热。
4. 2011年平衡常数高考题型。
(1)基本概念与计算的的考查。
例1.(2011•山东)已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g);ΔH=-196.6 kJ•mol-1, 2NO (g)+O2(g)2NO2(g);ΔH=-113.0 kJ•mol-1。
则反应NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO (g)的ΔH= kJ•mol-1。
化学反应的平衡常数和溶解度积
化学反应的平衡常数和溶解度积在化学反应中,平衡是指反应物和生成物的浓度或压力达到一定比例,并且在一定条件下保持不变的状态。
平衡常数是用来衡量一个化学反应达到平衡时生成物和反应物之间的浓度比例的一个指标。
溶解度积是指溶解度反应的平衡常数。
一、平衡常数平衡常数通常用K表示,具体计算方法会根据不同的反应类型而有所不同。
对于理想气体反应,平衡常数K可以用反应物和生成物的气体分压比例来表示。
例如对于下述反应:aA + bB ↔ cC + dD,其平衡常数可以表示为K = [C]^c[D]^d / [A]^a[B]^b,其中方括号表示物质的浓度。
平衡常数K的大小表示了反应物和生成物在平衡状态下的浓度比例。
当K大于1时,生成物浓度较高;当K小于1时,反应物浓度较高。
当K等于1时,反应物和生成物的浓度相等。
通过改变反应条件,比如温度、压力、浓度等,可以改变平衡常数K的值。
二、溶解度积溶解度积是一种描述溶解度反应平衡的指标。
当固体物质溶解时,其溶解度可以用溶解度积来表示,通常用Ksp表示。
对于下述溶解反应:MxNy(s) ↔ xM^(n+)(aq) + yN^(m-)(aq),其溶解度积可以表示为Ksp = [M^(n+)]^x[N^(m-)]^y,其中方括号表示离子在溶液中的浓度。
与平衡常数类似,溶解度积Ksp的大小也表示了溶解物在平衡状态下的溶解度。
当Ksp大于1时,溶解度较高;当Ksp小于1时,溶解度较低。
通过改变溶液的条件,比如温度、压力、其他溶质的浓度等,可以影响溶解度积Ksp的值。
三、化学反应中平衡常数与溶解度积的关系在某些情况下,化学反应和溶解反应之间存在一定的关联。
特别是当溶解反应可看作是化学反应的一部分时,可以利用溶解度积计算化学反应的平衡常数。
例如,对于下述反应:AB(s) ↔ A^(+)(aq) + B^(-)(aq),其溶解度积为Ksp = [A^(+)][B^(-)]。
如果溶解度积已知,可以根据反应物和生成物的浓度来计算平衡常数。
高中化学的归纳化学反应的平衡常数与溶解度积
高中化学的归纳化学反应的平衡常数与溶解度积化学反应是物质变化的过程,其中平衡态是一个重要的概念。
平衡态的描述需要平衡常数,而溶解度与溶解度积则涉及溶解过程的平衡性质。
本文将讨论高中化学中归纳的化学反应的平衡常数和溶解度积的相关概念。
一、化学反应的平衡常数化学反应平衡的特点是反应物与生成物的摩尔比例不再发生变化,达到一种动态平衡的状态。
为了描述反应平衡的程度,引入了平衡常数的概念。
平衡常数(K)定义为反应物浓度(或气体分压)与生成物浓度的比值。
对于一般的化学反应:aA + bB ⇌ cC + dD其平衡常数表达式为:K = [C]^c [D]^d / [A]^a [B]^b,其中方括号表示浓度。
平衡常数(K)的数值与反应物与生成物在平衡态时的相对浓度有关。
如果K大于1,表示生成物浓度较高;如果K小于1,表示反应物浓度较高。
当K接近于1时,反应物与生成物的浓度相近。
二、溶解度积溶解度积是描述溶解过程中溶质的溶解度的参量。
对于溶解度较小的物质,当其溶解度接近于溶剂的饱和浓度时,可以将溶质的溶解过程近似视为平衡过程。
溶解度积(Ksp)定义为与溶质溶解度相关的生成物浓度的乘积。
对于一般的溶解反应:AmBn (s) ⇌ mAⁿ⁺ (aq) + nBᵐ⁻ (aq)其溶解度积表达式为:Ksp = [Aⁿ⁺]^m [Bᵐ⁻]^n,其中方括号表示浓度。
溶解度积的数值与溶质在溶解过程中形成的离子浓度有关。
当溶解度积大于离子浓度的乘积时,称为过饱和溶液,此时可能会发生沉淀反应。
三、平衡常数与溶解度积的关系在一些溶解反应中,可通过平衡常数和溶解度积的关系来推导溶质的溶解度。
考虑反应:mA (s) ⇌ m Aⁿ⁺ (aq)其平衡常数可表达为:K = [Aⁿ⁺]^m假设反应物mA的溶解度为S,根据溶解度的定义可知:[Aⁿ⁺] = mS将[Aⁿ⁺]代入平衡常数表达式中得:K = (mS)^m = m^m S^m由此可得:S = (K/m)^(1/m)由上述关系可知,平衡常数K和溶解度S之间存在一定的关系。
化学平衡常数与溶解度积分析
化学平衡常数与溶解度积分析化学平衡常数和溶解度积是化学反应和溶解过程中重要的物理量。
它们可以帮助我们理解和预测化学反应的方向和程度。
在本文中,我们将讨论化学平衡常数和溶解度积的概念、计算方法以及它们在实际应用中的意义。
一、化学平衡常数化学平衡常数是指在化学反应达到平衡时,各种反应物和生成物的浓度之间的比例关系。
对于一般的化学反应:aA + bB ⇌ cC + dD反应的平衡常数Kc定义为:Kc = [C]^c[D]^d / [A]^a[B]^b其中,[A]、[B]、[C]、[D]分别表示反应物A、B和生成物C、D的浓度。
平衡常数Kc的数值大小可以反映反应的方向和程度。
当Kc大于1时,反应向生成物的方向偏移;当Kc小于1时,反应向反应物的方向偏移;当Kc等于1时,反应处于平衡状态。
计算化学平衡常数需要知道反应物和生成物的浓度,可以通过实验数据或理论计算得到。
化学平衡常数的计算方法有很多,例如利用反应物和生成物的摩尔浓度、质量浓度或分压等。
不同的计算方法适用于不同的反应类型和实验条件。
化学平衡常数的应用非常广泛。
它可以帮助我们预测反应的方向和程度,优化反应条件,设计合成路线。
在工业生产中,化学平衡常数的研究对于提高产品收率和降低生产成本非常重要。
二、溶解度积溶解度积是指溶液中溶质溶解度的度量。
对于一般的溶解过程:A(s) ⇌ A(aq)溶解度积Ksp定义为:Ksp = [A]^n其中,[A]表示溶质A的浓度,n表示溶质A在溶液中的摩尔数。
溶解度积的数值大小可以反映溶质在溶液中的溶解程度。
计算溶解度积需要知道溶质的溶解度,可以通过实验测定得到。
溶解度积的计算方法与化学平衡常数类似,可以利用溶质的摩尔浓度、质量浓度或分压等。
溶解度积在溶液化学和固体溶解度研究中具有重要的应用价值。
它可以帮助我们理解溶解过程的机理,预测溶液中溶质的浓度,优化晶体生长条件。
在药物研发和环境监测中,溶解度积的研究对于药物溶解性和水体污染物的溶解度评价非常重要。
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平衡常数与溶度积平衡常数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)+H 2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH=-41.2kJ·mol-1,在800℃时的化学平衡常数K=1.0。
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:CO H2O CO2H20.5 mol 8.5 mol 2.0 mol 2.0 mol此时反应中正、逆反应速率的关系式是()A.v(正)>v(逆) B.v(正)<v(逆) C.v(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:SO 2(g)+1/2O2(g) SO3(g)△H=-98 kJ·mol-1。
某温度下该反应的平衡常数K=10/3,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 molO2(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);△H<0。
(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)。
①加入催化剂②降低温度③缩小容器体积④增加CO2的物质的量A.只有①B.①和②C.只有③D.只有④2.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)+H 2O(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) ΔH=-92 kJ/mol①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。
②右图表示H 2的逆反应速率[v 逆(H 2)]随反应时间(t)的变化关系图像。
已知t 1达平衡,请在图中画出在t 2时刻增大压强在t 3 时刻再次达平衡的变化曲线。
(4)①24a (2分) ②3.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:CO 2(g)+H 2(g)C0(g)+H 2O(g),其化学平衡常数K 和温度t 的关系如下表: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c .v 正(H 2)= v 逆(H 2O)d .c(CO 2)=c(CO)(4)某温度下,平衡浓度符合下式:c(CO 2)·c(H 2)=c(CO)·c(H 2O),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) + H 2O(g)H 2(g) + CO 2(g)的平衡常数随温度的变化如下表: 温度/℃ 400 500 830 1000 平衡常数K 10910.6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 )。
ABCDt℃ 700 800 830 1000 1200 K0.60.91.01.72.6]2][2[]2][[H CO O H CO v 逆(H 2)t 1 t 2 t 3 tn(CO2) 3 1 0 1n(H2) 2 1 0 1n(CO) 1 2 3 0.5n(H2O) 5 2 3 2(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·mol-1 ,2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-572kJ·mol-1)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) △H<0,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) △H<0的影响如右图所示。
①请在图中画出400℃时对应的图像。
②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)。
③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) △H<0,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/℃400 500 830 1000平衡常数K 10 9 1 0.6 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2mo1SO 2,在一定条件下发生反应2CO (g )+SO 2(g ) S (g )+2CO 2(g ),CO 2的物质的量分数随时间的变化如图所示:①0-2min 内的平均反应速率v (CO )= 。
②该温度下,上述反应的平衡常数K= (填数值)。
③2min 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SO 2的浓度④相同温度下,若开始加入CO 和SO 2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b .CO 的平衡浓度c .平衡常数d .平衡时SO 2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K aC .化学平衡常数KD .水的离子积常数K w溶度积一、溶度积定义:在一定条件下,难溶强电解质)(s B A n m 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K SP 表示。
二、溶度积表达式:)(s B A n m )()(aq nB aq mA m n -++n m m n sp B c A c K )()(-+⋅= (适用对象:饱和溶液)① sp K 只与温度有关,而与沉淀的量和溶液中的离子的浓度无关。
② 一般来说,对同种类型难溶电解质(如AgCl 、AgBr 、AgI 、4BaSO ),sp K 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sp K 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)(s B A n m )()(aq nB aq mA m n -++在任一时刻都有n m m n c B c A c Q )()(-+⋅= (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(c Q )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:sp c K Q >,溶液过饱和,有沉淀析出,直至溶液饱和,达到新的平衡;sp c K Q =,溶液为饱和溶液,沉淀与溶解处于平衡状态;sp c K Q <,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L mol 5101-⨯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MgO 的实验方案:模拟海水中的离子浓度(L mol ⋅)+Na+2Mg+2Ca-Cl-3HCO439.0 050.0 011.0 560.0 001.0注:溶液中某种离子的浓度小于1.010mol L ⨯⋅,可认为该离子不存在;实验过程中,假设溶液体积不变。
931096.4)(-⨯=CaCO K sp 631082.6)(-⨯=MgCO K sp[]621068.4)(-⨯=OH Ca K sp []1221061.5)(-⨯=OH Mg K sp 下列说法正确的是A 、沉淀物X 为3CaCOB 、溶液M 中存在+2Mg 、不存在+2CaC 、溶液N 中存在+2Mg 、+2CaD 、步骤②中若改为加入g 2.4NaOH 固体,沉淀物Y 为2)(OH Ca 和2)(OH Mg 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。