32四大平衡常数详解
平衡常数
高考热点—四大平衡常数自从新课程引人平衡常数以后,化学平衡常数、电离平衡常数、溶度积常数以及水的离子积常数等四大平衡常数就成为高考的热点,倍受命题者的青睐.一、化学平衡常数1.概念:对于一定温度下的可逆反应,无论反应物的起始浓度如何,反应达平衡状态后,生成物浓度的幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数,这个常数即该反应的化学平衡常数.用符号K表示. 2.书写: (l)同一化学反应,可以用不同的化学反应式来表示,每个化学方程式都有自己的平衡常数关系式及相应的平衡常数. (2)稀溶液中进行的反应,如有水参加,水的浓度也不必写在平衡关系式中. (3)非水溶液中的反应,如有水生成或有水参加反应,此时水的浓度不可视为常数,必须表示在平衡关系式中. (的若干方程式相加(减),则总反应的平衡常数等于分步平衡常数之乘积(商). 3.注意点(l)化学平衡常数K只与温度有关;固体或纯液体的浓度看作“1”,不代人公式. (2)化学平衡常数表示可逆反应进行的程度.K值越大,表示反应进行得越完全;K值越小,表示反应进行得越不完全. (3)反应的平衡常数是指某一指定的反应,若反应方向改变,则K改变.若反...... (专题8·化学平衡常数解题策略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。
聚焦四大化学平衡常数
聚焦四大化学平衡常数作者:杨素平来源:《中学课程辅导·教师教育(上、下)》2017年第14期摘要:在《化学反应原理》中,我们学习了四个化学常数——化学平衡常数(K)、水的离子积常数(KW)、电离平衡常数(Ka或Kb)和溶度积常数(Ksp),它们有各自不同的定义、符号、表达式、意义和应用。
许多同学在使用时因概念理解不清而导致应用错误,下面我们一起来对其分析、比较,以求抛砖引玉。
关键词:化学;教学策略中图分类号:G633.8 文献标识码: A 文章编号:1992-7711(2017)14-046-010一、不同的概念1.可逆反应——化学平衡常数(K)在一定温度下,当一个可逆反应达到化学破平衡时,生成物的浓度幂(以其化学计量数为指数)之积与反应物浓度幂之积的比是一个常数,这个常数叫作该反应的化学平衡常数,用K 表示。
化学平衡常数的大小是可逆反应进行程度的标志。
一个反应的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,反应物的转化率也越大。
我们可以利用K值来判断反应是否平衡以及反应进行的方向。
如:可逆反应:I2(g)+H2(g) 2HI(g),在一定条件下达到平衡时,K=[HI]2[H2]·[I2].2.电解质溶液中——水的离子积常数(KW)水的离子积是水电离平衡时的性质,它不仅适用于纯水,还适用于任何酸性或碱性稀溶液。
如:室温下H2O H++OH-,KW=[ H+]·[ OH-]=10-14mol2·L-23.弱电解质——电离平衡常数(Ka或Kb)在一定条件下,弱电解质的电离达到平衡时溶液中各种离子浓度的乘积与溶液中未电离的分子浓度的比是一个常数,这个常数叫作电离平衡常数,用K表示。
弱酸的电离平衡常数一般用Ka表示,弱碱Kb表示。
电离平衡常数是弱电解质的性质,是表示弱电解质电离程度的标志。
根据电离常数值的大小,可以估算弱电解质电离的趋势,Ka或Kb越大,电离程度越大。
2020高考化学冲刺核心素养专题 四大平衡常数(Ka、Kh、Kw、Ksp)的综合应用含解析
核心素养微专题四大平衡常数(K a、K h、K w、K sp)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Kw任意水溶液温度升高,Kw增大Kw=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= 碱K b弱碱溶液BOH B++OH-,电离常数K b=盐的水解常数Kh盐溶液升温,K h值增大A-+H2OOH-+HA,水解常数K h=溶度积常数Ksp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)判断平衡移动的方向Qc与K的关系平衡移动方向溶解平衡Qc>K逆向沉淀生成Qc=K不移动饱和溶液Qc<K正向不饱和溶液(2)常数间的关系。
①K h=②K h=(3)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,由于电离平衡常数为,此值不变,故的值增大。
(4)利用四大平衡常数进行有关计算。
【典例】(2019·武汉模拟)(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。
例谈四大平衡常数
中 , 能 体 现 “ 绿 色 化 学 , , 思 想 的
。 。 。
一 … ~
( 3 ) 已知 t ℃时 , 反应 F e O( s ) +Co( g )
F e ( s )
NH。 ・H O的 电 离 常 数 相 等 , 现向 1 0 mL 浓 度 为
+C O2 ( g ) 的平 衡 常数 K :0 . 2 5 。 ①t ℃时, 反应 达 到 平衡 时 ( C O): ( C O。 ) 一
只与温度 有 关 , 温 只 与 难 溶 电 解 质 的 性 度 升高
,
K 增 大
质 和 温 度 有 关
1 吏 用 一
=.化 学平衡 常数 常考题 型 : 1 . 求 解平衡 常 数 。 2 . 由平衡 常数 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 动方 向( 或 放热 、 吸 热等情 况 ) 。
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Hale Waihona Puke ① 步 骤 I I 若 温 度 过 高 : 将 导 致
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( ) 图 是实验室研究海水对铁闸不同部 是 一 ( 二 )
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中 学 生 数 对 于 一 般 的 可 逆 反 应: ( 1 ) 对于一元弱酸 H A : H A H + mA( g ) 十n B ( g ) 户 C ( g ) ^ 一^ *r ,一c ( H ) ・ c ( A 一 ) ’ 币 “ 一 c m ( H A ) M A 的饱和溶液: Kw— C ( OH一) ・ 表达式 +q D( g ) , 在一定温度下达 ( 2 ) 对于一元弱碱 B O H BOH B+ 电 离 常 数 K = c ( H ) K 。一 c ( M ) ・
四大平衡常数公式
四大平衡常数公式嘿,咱们今天来好好聊聊这“四大平衡常数公式”!先来说说化学平衡常数吧。
这玩意儿在化学反应中可有着重要的地位。
想象一下,你在实验室里捣鼓着各种化学试剂,想要知道反应进行的程度到底咋样,这时候化学平衡常数就派上用场啦。
比如说合成氨的反应,N₂ + 3H₂⇌ 2NH₃,通过化学平衡常数 K = [NH₃]² /([N₂][H₂]³) ,咱们就能清楚了解反应达到平衡时各种物质的浓度关系。
我记得有一次给学生们做实验演示,就是关于这个合成氨的反应。
我小心翼翼地把氮气和氢气按照一定比例混合放入反应容器中,然后控制好温度和压力。
学生们那一双双好奇的眼睛紧紧盯着实验仪器,我心里既紧张又兴奋,就怕实验出岔子。
当最后通过检测计算出平衡常数的时候,看到学生们恍然大悟的表情,我心里别提多有成就感了!再说说水的离子积常数。
这可是跟咱们日常生活息息相关的哟!Kw = [H⁺][OH⁻],表示在一定温度下水中氢离子和氢氧根离子浓度的乘积是个定值。
比如在常温下,Kw 约等于 1×10⁻¹⁴。
记得有一回,我在课堂上讲这个知识点,有个调皮的学生就问我:“老师,那我们喝的水里也有这么多离子吗?”我笑着回答他:“当然啦,只是浓度很小,对咱们身体没什么影响。
”这一下,大家都对这个看似抽象的概念有了更真切的认识。
还有电离平衡常数,它能告诉我们弱电解质在溶液中电离的程度。
就拿醋酸来说吧,CH₃COOH ⇌ CH₃COO⁻ + H⁺,电离平衡常数 Ka 就能反映出醋酸电离的情况。
曾经有个学生总是搞不明白为什么弱电解质不能完全电离,我就给他打了个比方:“这就好比你跑马拉松,一开始精力充沛冲得很快,但后面累了速度就慢下来,不可能一直保持全速跑到底。
弱电解质电离也是这样,开始能电离一部分,后面就‘跑不动’啦。
”这形象的比喻让他一下子就明白了。
最后是沉淀溶解平衡常数。
它能帮助我们判断沉淀的生成和溶解。
32、四大平衡常数详解
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?D?c m?A?·c n?B?以一元弱酸HA为例:HA H++A-,电离常数K a=c?H+?·c?A-?c?HA?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)。
对 策从基础的地方入手,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。
1.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)。
已知该反应在不同温度下的平衡常数如下:温度/℃ 1 000 1 150 1 300 平衡常数4.03.73.5请回答下列问题:(1)该反应的平衡常数表达式K =________,ΔH ________0(填“>”“<”或“=”);(2)在一个容积为10 L 的密闭容器中,1 000 ℃时加入Fe 、Fe 2O 3、CO 、CO 2各1.0 mol ,反应经过10 min 后达到平衡。
求该时间范围内反应的平均反应速率v (CO 2)=________,CO 的平衡转化率=________。
2.已知可逆反应:M(g)+N(g)P(g)+Q(g) ΔH >0,请回答下列问题:(1)在某温度下,反应物的起始浓度分别为:c (M)=1 mol/L ,c (N)=2.4 mol/L ;达到平衡后,M 的转化率为60%,此时N 的转化率为________。
(2)若反应温度升高,M 的转化率________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)若反应温度不变,反应物的起始浓度分别为:c (M)=4 mol /L ,c (N)=a mol/L ;达到平衡后,c (P)=2 mol/L ,a =________。
四大平衡常数之间的联系及其应用
2.下表是 25 ℃时某些弱酸的电离常数。
化学式 CH3COOH HClO
H2CO3
H2C2O4
Ka
Ka=1.8× Ka=3.0 Ka1=4.1×10-7 Ka1=5.9×10-2
10-5
×10-8 Ka2=5.6×10-11 Ka2=6.4×10-5
(1)H2C2O4 与含等物质的量的 KOH 的溶液反应后所得溶液呈酸性,
四大平衡常数之间的联系 及其应用
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。各平衡常数的应用和计算是 高考的热点和难点。要想掌握此点,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,就能势如破竹,水到渠成。
4.水的电离平衡曲线如右图所示。
(1)若以 A 点表示 25 ℃时水在电离平衡时的离子
浓度,当温度升到 100 ℃时,水的电离平衡状态 到 B 点,则此时水的离子积从1_0_-_1_4增加到_1_0_-_1_2 。
(2)25 ℃时,在等体积的①pH=0 的 H2SO4 溶液, ②0.05 mol·L-1 的 Ba(OH)2 溶液,③pH=10 的 Na2S 溶液, ④pH=5 的 NH4NO3 溶液中,发生电离的水的物质的量之比是 _1_∶__1_0_∶__1_0_10_∶__1_0_9____。
子方程式为 2CO32-+Cl2+H2O===Cl-+ClO-+2HCO3-。
考法 二 水的离子积常数的应 用与计算
3.右图表示水中 c(H+)和 c(OH-)的关系,
高考化学专项突破(六) 四大平衡常数及其应用
1 x 2x
1mol
25.0%,正确;C项,因为是恒压体系,T ℃时,CO2、CO的体积分数均为50%,故
充入等体积的CO2和CO,平衡不移动,错误;D项,Kp=
p2 (CO)=
p(CO2 )
( p总 96%)2 p总 4%
=23.04p总,错误。
1.随着科学技术的发展和环保要求的不断提高,CO2的捕集利用技术成 为研究的重点。
KOH溶液,所得溶液中H2C2O4、HC2 O4 、C2 O24 三种微粒的物质的量分 数(δ)与溶液pH的关系如图所示,下列说法不正确的是 ( )
A.pH=1.2的溶液中:c(K+)+c(H+)=c(OH-)+c(H2C2O4)
B.pH=2.7的溶液中:
c2 (HC2O4 ) c(H2C2O4 ) c(C2O42
2.在一定温度下,向2 L密闭容器中充入3 mol CO2和2 mol H2,发生反应:
CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)。
(1)已知温度为T ℃时,该反应的平衡常数K1=0.25,则该温度下反应 12 CO
(g)+ 12 H2O(g) 12 CO2(g)+ 12 H2(g)的平衡常数K2=
(2)
cd 2 ab4
=
xy 2 mn4
解析 (1)H2的体积分数随温度的升高而增加,这说明升高温度平衡向
逆反应方向移动,即正反应是放热反应。升高温度正、逆反应速率均增
大,平衡常数减小,反应物的转化率减小。
(2)相同温度时平衡常数不变,则a、b、c、d与m、n、x、y之间的关系
式为 cd 2 = xy2 。 ab4 mn4
c(HSO3 )
高三化学四大平衡常数专题
高三化学四大平衡常数专题在高中化学的学习中,平衡常数是一个重要的概念,尤其是在高三阶段,化学平衡是一个被广泛研究的领域,涉及到各种不同类型的平衡,其中包括四大平衡常数,分别是离子积常数、酸解离常数、碱解离常数和溶解度积常数。
接下来,本文将详细介绍这四个平衡的概念以及计算方法。
离子积常数离子积常数是指物质在水溶液中分解产生的离子浓度与摩尔浓度之积之比,通常用Kw表示。
在常温常压下,水的离子积常数为1.0x10^-14。
当溶液中的酸或碱浓度变化时,水的离子积常数也随之发生变化。
例如,当酸浓度增加时,溶液中的[H+]浓度增加,[OH-]浓度下降,水的离子积常数也随之更改。
酸解离常数酸解离常数是指酸在水溶液中分解成离子的浓度之比,通常用Ka 表示。
具有较强的酸性的物质,其Ka值较大,反之则较小。
例如,HCl的Ka值大约是1.0x10^6,而苯甲酸的Ka值只有1.5x10^-5,表明苯甲酸的酸性比HCl要弱。
碱解离常数碱解离常数是指碱在水溶液中分解成离子的浓度之比,通常用Kb 表示。
与酸解离常数相似,具有较强碱性的物质,其Kb值较大,反之则较小。
溶解度积常数溶解度积常数是指物质在水中溶解达到饱和时,其溶解度所产生的离子浓度的乘积,通常用Ksp表示。
溶解度积常数用于描述物质在水中的溶解度情况。
举个例子,AgCl的Ksp值为1.77x10^-10,表示在水中饱和时,Ag+和Cl-离子的浓度乘积为1.77x10^-10。
总结:高三化学学习中,四大平衡常数都扮演着重要的角色。
离子积常数是水中[H+]和[OH-]离子的乘积,酸度和碱度的大小可以通过对酸解离常数和碱解离常数的比较来确定。
溶解度积常数则是描述溶解物质在水中的溶解情况所必需的。
学生应该清楚这些平衡的概念及其计算方法。
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。
高中化学四大平衡常数
(2014浙江)27.煤炭燃烧过程中会释放出大量的
SO2,严重破坏生态环境。采用一定的脱硫技术可以 把硫元素以CaSO4的形式固定,从而降低SO2的排放。 但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO4发生化学 反应,降低脱硫效率。相关反应的热化学方程式如
下:
CaSO4(s)+CO(g)
CaO(s) + SO2(g) + CO2(g)
四大平衡常数
化学组 杨胜金
一、常考知识点总结
1、平衡常数表达式
①a A(s)+ b B(g)
c C(g)+d D(g),
化学平衡常数表达式为:
K=
cc(C)• cd(D) cb(B)
。
② CH3COOH
CH3COO-+
H+,
Ka
=
电离平衡常数
c(CH3COO-)• c(H+)
c(CH3COOH。)
A. lg( )
B. lg( )
C.14+ lg( )
D.14+ lg( )
利用溶度积常数的表达式求出这一时刻 OH-的浓度,然后在利用水的离子积常 数表达式求出H+的浓度从而求出PH 注意: OH- 的浓度带有平方
(2011 新课标)(4)在0.10mol·L-1硫酸铜溶液 中加入氢氧化钠稀溶液充分搅拌,有浅蓝色氢氧化 铜沉淀生成,当溶液的pH=8时,c(Cu2+) =____________mol·L-1(Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20)。
通过PH求出OH- 的浓度再代入溶度积表达式就可求 出Cu2+ 的浓度。
4、水的离子积
①通过Kw的大小比较相关温度的高低 ②溶液中H+ OH- 浓度的相互换算 ③酸碱能水解的盐溶液中水电离的H+ OH- 的计算
高中化学四大平衡知识点总结
高中化学四大平衡知识点总结在高中化学学习中,平衡反应是一个重要的内容之一。
平衡是指在一定条件下,反应物与生成物的浓度、压力以及其他性质保持恒定的状态。
在化学反应中,平衡的达成是通过理解和掌握四大平衡知识点来实现的。
本文将对高中化学中的四大平衡知识点进行总结,以帮助学生更好地理解和应用这些知识。
一、平衡常数平衡常数是指在一定温度下,平衡时反应物和生成物浓度的乘积相对于反应物浓度的乘积的比值,用K表示。
平衡常数是表示反应物与生成物在一定条件下达到平衡时其浓度关系的重要参数。
平衡常数的大小反映了反应物转化为生成物的程度,当K>1时,生成物浓度较高;当K<1时,反应物浓度较高。
平衡常数的计算是根据平衡时反应物和生成物的浓度实验数据进行的,可以通过实验数据确定反应物和生成物的浓度关系,进而推导出平衡常数的数值。
二、汽相压力和平衡常数在气相反应中,平衡时涉及到气相物质的压力,这时平衡常数通常以P表示。
对于气相反应,平衡常数通常用 partial pressure 的形式表示,即反应物和生成物在平衡时的压力的乘积相对于反应物的压力的乘积的比值。
平衡常数的计算同样需要根据实验数据来确定,通过测量气相物质的压力可以得出平衡时物质浓度的关系,在此基础上计算得出平衡常数的数值。
在气相反应中,平衡常数的大小受到温度的影响较大,温度越高,气相物质的压力对平衡常数的影响越明显。
三、Le Chatelier原理Le Chatelier原理是化学平衡中一个非常重要的原理,它指出当外界对系统施加一定影响时,系统会以某种方式来抵消这种影响,以恢复平衡。
根据Le Chatelier原理,如果外界影响导致系统浓度、压力、温度等发生变化,系统会通过改变反应的方向来达到新的平衡状态。
例如,当对平衡系统增加反应物时,平衡会向生成物转移,以减少反应物的影响。
Le Chatelier原理可以帮助我们理解和预测平衡反应的变化,对控制反应过程很有帮助。
四大平衡常数计算方法
四大平衡常数计算方法在化学中,平衡常数是理解化学反应的重要工具。
四大平衡常数(Kc、Kp、Ka、Kb)分别用于描述化学反应在平衡状态下的动态行为。
每种常数提供了对反应物和生成物之间相对浓度的量化表现,能够帮助我们预测反应方向、反应程度以及反应条件对平衡位置的影响。
理解四大平衡常数的计算方法对化学研究和实际应用具有重要意义。
一、平衡常数Kc的计算1. Kc定义Kc是指在特定温度下,化学反应达到平衡时生成物浓度的乘积与反应物浓度的乘积的比值,通常用方程表示为Kc=[C]^c[D]^d/[A]^a[B]^b,其中[A]、[B]为反应物浓度,[C]、[D]为生成物浓度,a、b、c、d为反应物和产品的化学计量数。
2.计算步骤a.确定反应方程式并确保其平衡。
b.测定各物质在平衡时的浓度值。
c.带入Kc公式进行计算。
3.注意事项a. Kc只与温度有关,温度变化会导致平衡常数的变化。
b.反应浓度单位不同,Kc的数值会有影响。
二、平衡常数Kp的计算1. Kp定义Kp是用来描述气体反应在平衡时分压的比值,其公式与Kc类似,Kp=[P_C]^c[P_D]^d/[P_A]^a[P_B]^b。
P_A、P_B、P_C、P_D为反应物和生成物的分压。
2. Kc与Kp的关系Kp与Kc之间有明确的联系,Kp=Kc(RT)^(Δn),其中Δn是气体产品摩尔数与反应物摩尔数之差,R为气体常数,T为绝对温度。
3.计算步骤a.确定反应的平衡方程式。
b.测定气体的分压。
c.根据Kp与Kc的关系进行计算。
三、酸离解常数Ka的计算1. Ka定义Ka是描述弱酸在水中部分离解的能力,其值反映了溶液中氢离子的浓度与未离解酸的浓度的关系,公式为Ka=[H^+][A^-]/[HA]。
2.计算步骤a.设定反应方程HA ⇌ H^+ + A^-。
b.测量平衡时的浓度。
c.将各浓度代入Ka公式进行计算。
3.注意事项a.分子结构、溶液pH会对Ka值产生影响。
b. Ka值的大小能够反映酸的强度。
四大平衡常数
专题三十九四大平衡常数的专题K a/K b/K W、K h、k sp【2018年高考考纲解读】了解四大平衡常数【重点、难点剖析】一、四大平衡常数的比较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(D)c m(A)·c n(B)以一元弱酸HA为例:HA H++A-,电离常数K a=c(H+)·c(A-)c(HA)二、高考题型示例【变式训练1】(2018全国III卷)用0.100 mol·L-1 AgNO3滴定50.0 mL 0.0500 mol·L-1 Cl-溶液的滴定曲线如图所示。
下列有关描述错误的是()A.根据曲线数据计算可知K sp(AgCl)的数量级为10-10B.曲线上各点的溶液满足关系式c(Ag+)·c(Cl-)=K sp(AgCl)C.相同实验条件下,若改为0.0400 mol·L-1 Cl-,反应终点c移到aD.相同实验条件下,若改为0.0500 mol·L-1 Br-,反应终点c向b方向移动【解析】A.选取横坐标为50mL的点,此时向50mL 0.05mol/L的Cl-溶液中,加入了50mL 0.1mol/L的AgNO3溶液,所以计算出此时溶液中过量的Ag+浓度为0.025mol/L(按照银离子和氯离子1:1沉淀,同时不要忘记溶液体积变为原来2倍),由图示得到此时Cl-约为1×10-8mol/L(实际稍小),所以K SP(AgCl)约为0.025×10-8=2.5×10-10,所以其数量级为10-10,选项A正确。
B.由于K SP(AgCl)极小,所以向溶液滴加硝酸银就会有沉淀析出,溶液一直是氯化银的饱和溶液,所以c(Ag+)·c(Cl-)=K SP(AgCl),选项B正确。
C.滴定的过程是用硝酸银滴定氯离子,所以滴定的终点应该由原溶液中氯离子的物质的量决定,将50mL 0.05mol/L的Cl-溶液改为50mL 0.04mol/L的Cl-溶液,此时溶液中的氯离子的物质的量是原来的0.8倍,所以滴定终点需要加入的硝酸银的量也是原来的0.8倍,因此应该由c点的25mL变为25×0.8=20mL,而a点对应的是15mL,选项C错误。
四大平衡常数详解
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?D?c m?A?·c n?B?以一元弱酸HA为例:HA H++A-,电离常数K a=c?H+?·c?A-?c?HA?因素度,K值增大高温度,K w增大质的性质和温度有关考点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)。
对策从基础的地方入手,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。
1.高炉炼铁过程中发生的主要反应为13Fe2O3(s)+CO(g)23Fe(s)+CO2(g)。
已知该反应在不同温度下的平衡常数如下:温度/℃ 1 000 1 150 1 300平衡常数 4.0 3.7 3.5请回答下列问题:(1)该反应的平衡常数表达式K=________,ΔH________0(填“>”“<”或“=”);(2)在一个容积为10 L的密闭容器中,1 000 ℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0 mol,反应经过10 min后达到平衡。
求该时间范围内反应的平均反应速率v(CO2)=________,CO的平衡转化率=________。
2.已知可逆反应:M(g)+N(g)P(g)+Q(g)ΔH>0,请回答下列问题:(1)在某温度下,反应物的起始浓度分别为:c(M)=1 mol/L,c(N)=2.4 mol/L;达到平衡后,M的转化率为60%,此时N的转化率为________。
(2)若反应温度升高,M的转化率________(填“增大”“减小”或“不变”)。
四大平衡常数
四大平衡常数mBn不同的物质之间,Ksp不能直接比较溶解度大小。
2)一般情况下,温度升高,物质的溶解度增大,但也有特殊情况,如CaSO4AgCl等物质在温度升高时溶解度减小。
突破点10:四大平衡常数提炼1:水的离子积常数1.水的离子积常数是指在25℃下,纯水中H2O分子自发地分解成H和OH离子的程度。
其数值为1.0×10142.Kw只适用于纯水和稀电解质(如酸、碱、盐)水溶液。
在恒温条件下,Kw保持不变。
当温度升高时,水的电离程度增大(因为电离一般吸热),因此Kw也会增大。
提炼2:电离平衡常数(KaKb1.电离平衡常数是指弱酸(HA)或弱碱(BOH)在水中发生电离反应时,反应物和生成物之间的浓度比值。
对于HA 来说,电离平衡常数为Ka对于___来说,电离平衡常数为Kb2.在相同温度下,K值越小表明电离程度越小,对应酸的酸性或碱的碱性越弱。
3.同一电解质,K值只与温度有关。
一般情况下,温度越高,K值越大。
对于多元弱酸来说,其Ka1___2___3提炼3:水解平衡常数(Kh1.水解平衡常数是指酸、碱、盐水溶液中某些离子与水分子发生水解反应时,反应物和生成物之间的浓度比值。
对于弱酸HA和弱碱BOH来说,它们的水解平衡常数分别为K a和Kb2.Kh值的大小由离子的水解能力和温度共同决定。
在温度不变的情况下,离子的水解能力越强,Kh值越大。
随着温度升高,Kh值也会增大。
对于多元弱酸阴离子或多元弱碱阳离子来说,其Kh1___2___3提炼4:溶度积常数(Ksp1.溶度积常数Ksp是指电解质在饱和溶液中,其离解产生的离子浓度之积。
对于组成为AmBn的电解质,其饱和溶液中存在平衡AmBns)nBm-(aq),Kspcm(An+)·cn(Bm-)。
2.Ksp只与温度有关。
一般情况下,随着温度升高,K sp也会增大。
3.当溶液中的离子浓度乘积Qc大于Ksp时,溶液过饱和,会有沉淀析出,直至溶液饱和。
四大平衡常数计算方法
四大平衡常数计算方法嘿,咱今儿就来唠唠这四大平衡常数的计算方法,可别小瞧了它们,这可是化学世界里相当重要的玩意儿呢!先来说说化学平衡常数 K 吧。
计算它的时候,就像是在走一条独特的路。
你得把各种物质的浓度啊啥的都弄清楚,然后按照特定的公式去摆弄它们。
就好比搭积木,每一块都得放对地方,才能搭出漂亮的城堡。
你想想,要是弄错了一点,那可就全乱套啦!比如说,对于一个可逆反应,你得把生成物的浓度乘起来,再除以反应物的浓度乘起来,这就是 K 的计算秘密啦。
然后是电离平衡常数 Ka 或 Kb 呀。
这就像是解开一个神秘的密码锁。
不同的电解质有着自己独特的“密码”,要找到这个密码,就得通过测量和计算。
比如弱酸或弱碱在水溶液中的电离,我们得找到那些关键的离子浓度,再通过合适的式子去算出这个常数。
你说神奇不神奇?就像在黑暗中找到那一束光,指引着我们了解物质的本质。
接着是水解平衡常数 Kh 啦。
这就像是一场和水分子的有趣游戏。
当盐类发生水解的时候,我们要抓住那些变化的量,然后像拼图一样把它们组合起来,算出 Kh。
这可不是随便玩玩就能搞定的,得用心去琢磨,去思考。
最后是溶度积常数 Ksp 呢。
这就像是在挖掘宝藏的地图。
各种难溶电解质在水溶液中溶解和沉淀的平衡,都由它来掌控。
我们得根据具体的物质,找到对应的离子浓度,然后通过巧妙的计算得出 Ksp。
要是算错了,那可就找不到宝藏咯!哎呀呀,这四大平衡常数的计算方法是不是很有意思呀?它们就像是化学世界里的四把钥匙,能打开不同的知识大门。
学会了它们,我们就能在化学的海洋里畅游啦!可别觉得它们难哦,只要多花点心思,多做几道题,肯定能掌握得牢牢的。
就像学骑自行车,一开始可能会摔倒,但多练几次,不就骑得稳稳当当啦?所以啊,同学们,别害怕这四大平衡常数的计算,大胆地去尝试,去探索吧!相信自己,一定能把它们拿下!这不就是学习的乐趣所在嘛!加油哦!。
四大平衡常数的相互关系及运算
2.下表是 25 ℃时某些弱酸的电离常数。
化学式 CH3COOH HClO
H2CO3
H2C2O4
Ka
Ka=1.8× Ka=3.0 Ka1=4.1×10-7 Ka1=5.9×10-2
10-5
×10-8 Ka2=5.6×10-11 Ka2=6.4×10-5
(3)向 0.1 mol·L-1 CH3COOH 溶液中滴加 NaOH 溶液至 c(CH3COOH)∶c(CH3COO-)=5∶9,此时溶液 pH=__5__。
C.图中 T1<T2 D.XZ 线上任意点均有 pH=7
解析:根据水的离子积定义可知 A 项正确;XZ 线上任意点
都存在 c(H+)=c(OH-),所以 M 区域内任意点均有 c(H+)<
c(OH-),B 项正确;因为图像显示 T1 时水的离子积小于 T2 时
水的离子积,而水的电离程度随温度升高而增大,则 T1<T2, C 项正确;XZ 线上只有 X 点的 pH=7,D 项错误。
=
K·KW=8.7×107×1.0×10-14=8.7×10-7。
(2)Al(OH)3 溶于 NaOH 溶液反应的离子方程式为 Al(OH)3+OH-
===AlO- 2 +2H2O,则 Al(OH)3 溶于 NaOH 溶液反应的平衡常数为
ccAOlHO-- 2=ccAOlHO-- 2··ccHH++=12..00××1100--1143=20。
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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(D)c m(A)·c n(B)以一元弱酸HA为例:HA H++A-,电离常数K a=c(H+)·c(A-)c(HA)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)。
对 策从基础的地方入手,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。
1.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)。
已知该反应在不同温度下的平衡常数如下:温度/℃ 1 000 1 150 1 300 平衡常数4.03.73.5请回答下列问题:(1)该反应的平衡常数表达式K =________,ΔH ________0(填“>”“<”或“=”);(2)在一个容积为10 L 的密闭容器中,1 000 ℃时加入Fe 、Fe 2O 3、CO 、CO 2各1.0 mol ,反应经过10 min 后达到平衡。
求该时间范围内反应的平均反应速率v (CO 2)=________,CO 的平衡转化率=________。
2.已知可逆反应:M(g)+N(g)P(g)+Q(g) ΔH >0,请回答下列问题:(1)在某温度下,反应物的起始浓度分别为:c (M)=1 mol/L ,c (N)=2.4 mol/L ;达到平衡后,M 的转化率为60%,此时N 的转化率为________。
(2)若反应温度升高,M 的转化率________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)若反应温度不变,反应物的起始浓度分别为:c (M)=4 mol /L ,c (N)=a mol/L ;达到平衡后,c (P)=2 mol/L ,a =________。
(4)若反应温度不变,反应物的起始浓度为:c (M)=c (N)=b mol/L ,达到平衡后,M 的转化率为________。
考点二 电离常数常考题型1.直接求电离平衡常数;2.由电离平衡常数求弱酸(或弱碱)的浓度; 3.由K a 或K b 求pH 。
对 策试题一般难度不大,是在化学平衡基础上派生出来的。
注意平衡体系中同种离子的浓度是同一个浓度,当两个量相加或相减时,若相差100倍以上,要舍弃小的等一些基本的近似处理能力。
1.(2014·山东高考)已知某温度下CH 3COOH 和NH 3·H 2O 的电离常数相等,现向10 mL 浓度为0.1 mol·L -1的CH 3COOH 溶液中滴加相同浓度的氨水,在滴加过程中( )A .水的电离程度始终增大B .c (NH +4)/c (NH 3·H 2O)先增大再减小C .c (CH 3COOH)与c (CH 3COO -)之和始终保持不变D.当加入氨水的体积为10 mL时,c(NH+4)=c(CH3COO-)2.高氯酸、硫酸、硝酸和盐酸都是强酸,其酸性在水溶液中差不大。
以下是某温度下这四种酸在冰醋酸中的电离常数:酸HClO4H2SO4HCl HNO3K a 1.6×10-5 6.3×10-9 1.6×10-9 4.2×10-10从以上表格中判断以下说法中不正确的是()A.在冰醋酸中这四种酸都没有完全电离B.在冰醋酸中高氯酸是这四种酸中最强的酸C.在冰醋酸中硫酸的电离方程式为H2SO4===2H++SO2-4D.水对于这四种酸的强弱没有区分能力,但醋酸可以区分这四种酸的强弱考点三水的离子积常数常考题型1.计算温度高于室温时的K w;2.通过K w的大小比较相应温度的高低;3.溶液中c(H+)与c(OH-)相互换算;4.酸、碱、能水解的盐溶液中水电离出的c(H+)或c(OH-)的计算。
对策K w只与温度有关,升高温度,K w增大;在稀溶液中,c(H+)·c(OH-)=K w,其中c(H+)、c(OH-)是溶液中的H+、OH-浓度;水电离出的H+数目与OH-数目相等。
1.(2015·哈师大附中模拟)某温度下,水的离子积常数K w=10-12。
该温度下,将pH=4的H2SO4溶液与pH=9的NaOH溶液混合并保持恒温,欲使混合溶液的pH=7,则稀硫酸与NaOH溶液的体积比为() A.1∶10B.9∶1C.10∶1 D.99∶212.(2013·大纲卷)下图表示水中c(H+)和c(OH-)的关系,下列判断错误的是()A.两条曲线间任意点均有c(H+)×c(OH-)=K wB.M区域内任意点均有c(H+)<c(OH-)C.图中T1<T2D.XZ线上任意点均有pH=7考点四难溶电解质的溶度积常数常考题型1.溶解度与K sp的相关转化与比较;2.沉淀先后的计算与判断;3.沉淀转化相关计算;4.金属阳离子沉淀完全的pH及沉淀分离的相关计算;5.与其他平衡(如氧化还原平衡、配位平衡)综合的计算;6.数形结合的相关计算等。
对策应用K sp数值大小比较物质的溶解度大小时,一定是在组成上属于同一类型的难溶电解质才能进行比较,否则,不能比较;在判断沉淀的生成或转化时,把离子浓度数值代入K sp表达式,若数值大于K sp,沉淀可生成或转化为相应难溶物质;利用K sp可计算某些沉淀转化反应的化学平衡常数。
1.(2015·常州模拟)已知25 ℃时,K a(HF)=6.0×10-4,K sp(MgF2)=5.0×10-11。
现向1 L 0.2 mol/L HF溶液中加入 1 L 0.2 mol/L MgCl2溶液。
下列说法中正确的是()A.25 ℃时,0.1 mol/L HF溶液中pH=1B.0.2 mol/L MgCl2溶液中离子浓度关系为2c(Mg2+)=c(Cl-)>c(H+)=c(OH-)C.2HF(aq)+Mg2+(aq)MgF2(s)+2H+(aq),该反应的平衡常数K=1.2×107D.该反应体系中有MgF2沉淀生成2.常温下,Ag2SO4、AgCl、AgI的溶度积常数依次为:K sp(Ag2SO4)=7.7×10-5、K sp(AgCl)=1.8×10-10、K sp(AgI)=8.3×10-17。
下列有关说法中,错误的是()A.常温下,Ag2SO4、AgCl、AgI在水中的溶解能力依次减弱B.在AgCl饱和溶液中加入NaI固体,有AgI沉淀生成C.Ag2SO4、AgCl、AgI的溶度积常数之比等于它们饱和溶液的物质的量浓度之比D.在Ag2SO4饱和溶液中加入Na2SO4固体有Ag2SO4沉淀析出1.化学平衡常数(K)、弱酸的电离平衡常数(K a)、难溶物的溶度积常数(K sp)是判断物质性质或变化的重要的平衡常数。
下列关于这些常数的说法中,正确的是()A.平衡常数的大小与温度、浓度、压强、催化剂等有关B.当温度升高时,弱酸的电离平衡常数K a变小C.K sp(AgCl)>K sp(AgI) ,由此可以判断AgCl(s) +I-(aq)===AgI(s)+Cl-(aq)能够发生D.K a(HCN)<K a(CH3COOH) ,说明物质的量浓度相同时,氢氰酸的酸性比醋酸强2.已知常温下反应,①NH3+H+NH+4(平衡常数为K1),②Ag++Cl-AgCl(平衡常数为K2),③Ag++2NH3Ag(NH3)+2(平衡常数为K3)。
①、②、③的平衡常数关系为K1>K3>K2,据此所做的以下推测合理的是()A.氯化银不溶于氨水B.银氨溶液中加入少量氯化钠有白色沉淀C.银氨溶液中加入盐酸有白色沉淀D.银氨溶液可在酸性条件下稳定存在3.T℃时,将6 mol A和8 mol B充入2 L密闭容器中,发生反应:A(g)+3B(g)C(g)+D(g),容器中B的物质的量随时间变化如图中实线所示。
图中虚线表示仅改变某一反应条件时,B的物质的量随时间的变化。
下列说法正确的是()A.反应开始至a点时v(A)=1 mol·L-1·min-1B.若曲线Ⅰ对应的条件改变是升温,则该反应的ΔH>0C .曲线Ⅱ对应的条件改变是增大压强D .T ℃时,该反应的化学平衡常数为0.1254.(2013·上海高考改编)部分弱酸的电离平衡常数如下表:弱酸 HCOOH HCN H 2CO 3电离平衡常数(25 ℃)K i =1.77×10-4K i =4.9×10-10K i1=4.3×10-7 K i2=5.6×10-11下列选项错误的是( )①2CN -+H 2O +CO 2===2HCN +CO 2-3 ②2HCOOH +CO 2-3===2HCOO -+H 2O +CO 2↑③中和等体积、等pH 的HCOOH 和HCN 消耗NaOH 的量前者小于后者 ④等体积、等浓度的HCOONa 和NaCN 溶液中所含离子总数前者小于后者 A .①② B .②③ C .③④D .①④5.已知FeCl 3溶液与KSCN 溶液混合后发生反应FeCl 3+3KSCN Fe(SCN)3+3KCl ,达到平衡后,改变条件,则下列说法正确的是( )A .向溶液中加入少许KCl 固体,溶液颜色变浅B .升高温度,平衡一定发生移动C .加入少许KCl 固体或者加入少许FeCl 3固体平衡常数均发生变化,且变化方向相反D .平衡常数表达式为K =c [Fe (SCN )3]·c 3(KCl )c (FeCl 3)·c 3(KSCN )6.(2015·廊坊模拟)水的电离平衡曲线如图所示,下列说法不正确的是( ) A .图中四点K w 间的关系:A =D <C <BB .若从A 点到D 点,可采用:温度不变在水中加入少量酸C .若从A 点到C 点,可采用:温度不变在水中加入少量NH 4Cl 固体D .若从A 点到D 点,可采用:温度不变在水中加入少量NH 4Cl 固体 7.(2015·浙江五校联考)氯碱工业电解所用的氯化钠溶液需精制。
除去有影响的Ca 2+、Mg 2+、NH +4、SO 2-4及泥沙,其精制流程如下:已知:①Ca 2+、Mg 2+开始形成相应氢氧化物沉淀的pH 如下表。
Ca(OH)2 Mg(OH)2 pH≥11.5≥4.2②K sp (BaSO 4)=1.1×10-10,K sp (BaCO 3)=2.6×10-9,K sp (CaCO 3)=5.0×10-9。