1、专题六 化学平衡与化学平衡常数 勒夏特列原理一直以来是平衡移动的重要理论,却只能定性地判断,新课标改革后化学平衡常数的引入,使各类动态平衡可以进行量的衡量,是考查考生思维严密性的好素材,可以说化学平衡常数已成为高考命题人的“新宠”、试卷的亮点1四种动态平衡的比较比较 项目 化学平衡 电离平衡 水解平衡 沉淀溶 解平衡 平衡 特征 逆、动、等、定、变 v(正)v(逆)v(电离)v(水解)v(水解)v(中和)v(沉淀)v(溶解)比较项目化学平衡电离平衡水解平衡沉淀溶解平衡举例N2(g)3H2(g)2NH3(g)CH3COOHCH3COOHCO23 H2OHCO3OHAgCl(s)Ag(aq)Cl(
2、aq)比较 项目 化学平衡 电离平衡 水解平衡 沉淀溶 解平衡 存在 条件 一定条件下的可逆反应 一定条件下弱电解质的水溶液 一定条件下含“弱”的盐溶液中 一定条件下(微溶、难溶)盐的饱和溶液中 影响 因素 温度;浓度;压强 温度;浓度;同离子酸、碱、盐和化学反应 温度;浓度;外加电解质和化学反应 温度;浓度;酸、碱、盐 比较 项目 化学平衡 电离平衡 水解平衡 沉淀溶 解平衡 平衡 限度 平衡常数K、Ka(Kb)、KW、Ksp以及转化率或电离度 平衡移动 的判据 勒夏特列原理(向减弱条件改变的方向移动)2化学平衡常数有关化学平衡常数可从以下四个方面掌握:(1)化学平衡常数的表达式书写形式,注
3、意固体和纯液体不能写入(2)化学平衡常数可以用来判断强弱关系(一般来说):化学平衡常数越小,越难转化;电离平衡常数越小,说明电离能力越弱(电解质越弱);水解平衡常数越小,水解能力越弱;难溶电解质的Ksp越小,代表溶解度越小(3)化学平衡常数只受温度影响:温度改变,化学平衡常数改变,平衡将发生移动;其他外界条件可能影响化学平衡状态,使平衡发生移动,但是不影响化学平衡常数(4)平衡都有向着平衡常数较小的方向移动的趋势如形成沉淀,当溶液中有多种离子均能与所加试剂形成沉淀时,则溶度积越小的先形成沉淀,这也成为除杂的重要依据例 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N
4、2(g)3H2(g)2NH3(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H(填“增大”“减小”或“不改变”)(2)已知:O2(g)=O2(g)e H11175.7 kJmol1PtF6(g)e=PtF6(g)H2771.1 kJmol1O2 PtF6(s)=O2(g)PtF6(g)H3482.2 kJmol1则反应 O2(g)PtF6(g)=O2 PtF6(s)的 H_kJmol1.(3)在 25下,向浓度均为 0.1 molL1 的 MgCl2 和 CuCl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
5、式为_.已知 25时,KspMg(OH)21.81011,KspCu(OH)22.21020.(4)在 25下,将 a molL1 的氨水与 0.01 molL1 的盐酸等体积混合,反应平衡时溶液中 c(NH4)c(Cl),则溶液显_性(填“酸”“碱”或“中”);用含 a 的代数式表示 NH3H2O 的电离常数 Kb_.解析(1)在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气,相当于给反应体系减压,则平衡向着物质的量增大的方向移动(向左移动);H是一个状态函数,与反应的速率和反应的程度无关,而使用催化剂只能改变反应速率,H不变(2)由盖斯定律可得:HH1H2H31175.7 kJmol1(771.1
6、kJmol1)482.2 kJmol177.6 kJmol1.(3)因为 KspCu(OH)2KspMg(OH)2,故先生成 Cu(OH)2 沉淀注意氨水是弱电解质,在离子方程式中要写成分子形式(4)所发生反应的化学方程式为:NH3H2OHCl=NH4ClH2O,由电荷守恒可知:c(NH4)c(H)c(Cl)c(OH),因为 c(NH4)c(Cl),所以 c(OH)c(H),故溶液显中性KbcNH4 cOHcNH3H2O,c(NH4)c(Cl)0.005 molL1,c(OH)c(H)107 molL1.c(NH3H2O)a2c(NH4)(a20.005)molL1.则,Kb 109a0.01
7、 molL1.答案(1)向左 不改变(2)77.6(3)Cu(OH)2 Cu22NH3H2O=Cu(OH)22NH4(4)中 109a0.01 molL11碘在水中溶解度很小,但易溶于KI溶液,因为发生反应:I2(aq)I(aq)I (aq)测得不同温度下该反应的平衡常数如下:-3T/3.8 15.3 25.0 35.0 50.2 K 1 160 841 689 533 409 下列说法不正确的是()A上述反应正反应为放热反应B实验室配制碘水,为增大碘的溶解度可加入少量的KIC用该反应原理可除去硫粉中少量的碘单质D上述体系中加入苯,平衡不移动.解析:随着温度升高,K减小,说明平衡向逆反应方向移
8、动,逆反应为吸热反应,正反应为放热反应碘水中加入KI,平衡正向移动,I2溶解程度增大,B、C正确加入苯,I2易溶于苯,平衡逆向移动答案:D2化学平衡常数K的数值大小是衡量化学反应进行程度的标志,在常温下,下列反应的平衡常数的数值如下:2NO(g)N2(g)O2(g)K1110302H2(g)O2(g)2H2O(g)K2210812CO2(g)2CO(g)O2(g)K341092以下说法正确的是()A常温下,NO分解产生O2的反应的平衡常数表达式为K1c(N2)c(O2)B常温下,水分解产生O2,此时平衡常数的数值约为51080C常温下,NO、H2O、CO2三种化合物分解放出O2的倾向由大到小的
9、顺序为NOH2OCO2D以上说法都不正确解析:K1的表达式应为K1cN2cO2c2NO;常温下,水分解产生O2的平衡常数K c2H2cO2c2H2O1/K2,数值为51082;由于三个反应都在常温下进行,根据K值的大小可以得出三种化合物分解放出O2的倾向由大到小的顺序为NOH2OCO2.答案:C3现以0.1 molL1 AgNO3溶液分别滴定20.00 mL浓度均为0.1 molL1 Cl、Br、I溶液,以滴入的AgNO3溶液体积为横坐标,pX为纵坐标pXlgc(X),XCl、Br、I,可绘得下图滴定曲线已知25时:AgCl AgBr AgI Ag2CrO4 Ksp 2010 5.41010
10、8.31017 21012 颜色 白色 淡黄色 黄色 砖红色 下列有关说法不正确的是()A用硝酸银滴定法测定试样中c(Cl),可滴加0.1 molL1 K2CrO4溶液12滴作指示剂Ba、b、c分别表示I、Br及ClC向NaCl和NaBr的混合溶液中滴加硝酸银溶液,两种沉淀共存时,c(Br)/c(Cl)2.7103D若用硝酸银溶液滴定NaI溶液,当pX13时,溶液中c(Ag)0.641017解析:选项A,若用Ag滴定Cl时,能用K2CrO4作指示剂,说明Ag2CrO4的溶解程度更大比较AgCl和Ag2CrO4的溶解程度不能直接比较,因为两者的结构不同由Ksp(AgCl)可知c(Ag)1.410
11、5 molL1,Ag2CrO4(s)2AgCrO24,计算出c(Ag)1.6104 molL1,所以Ag2CrO4的溶解程度更大,可以作指示剂由Ksp可知,当滴定相同体积的硝酸银时,I沉淀最多,剩余最小,所以a、b、c分别表示I、Br及Cl.C项中c(Br)Ksp(AgBr)/c(Ag),同理c(Cl)Ksp(AgCl)/c(Ag),溶液中c(Ag)一定,c(Br)/c(Cl)Ksp(AgBr)/Ksp(AgCl),C正确D项中当I的pX13时,c(I)1013 molL1,则c(Ag)8.3104 molL1.答案:D4某温度时,BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线下图所示下列说法正确的是()
12、提示:BaSO4Ba2(aq)SO 24(aq)的平衡常数Kspc(Ba2)c(SO24),称为溶度积常数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Ksp解析:a点在平衡曲线上,此时溶液中存在溶解平衡,加入Na2SO4会增大SO24的浓度,平衡左移,Ba2的浓度应降低,A项错;d点时溶液不饱和,蒸发溶液,c(SO24)、c(Ba2)均增大,B项错;d点表示溶液的QcKsp,所以溶液不饱和,不会沉淀,C项正确,Ksp是一常数,温度不变,Ksp不变,所以该曲线上任一点的Ksp都相等,D项错误答案:C5(2009重庆高考)各可逆反应达平衡后,改变反应条件,其变化趋势正确的是()解析:A项,加入CH3COONa,使CH3COOH的电离平衡逆向移动,c(H)减小,pH增大;B项,加入KCl,对平衡没有影响,c(Fe3)不变;C项,加入Ar气,原平衡分压减小(因平衡为恒压过程),平衡左移,H2转化率减小答案:D