热点专题课四大平衡常数的应用.doc

热点专题课四大平衡常数的应用 新课标实施以来一项较大的变化就是化学由定性描述走向定量研究，其中体现之一就是四大平衡常数的引入给化学反应原理增加了有力的分析依据，“用数据来说话”让化学变得富有活力，同时也带来了一系列思维的发展与能力的考查，所以从一定意义上讲，掌握了四大平衡常数，就握住了一把解决化学问题的金钥匙。 四大平衡常数的比较如下表。 化学平衡常数(K) 电离常数(Ka、Kb) 水的离子积常数(KW) 难溶电解质的溶度积常数(Ksp) 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 在一定条件下达到电离平衡时，弱电解质电离形成的各种离子的浓度的乘积与溶液中未电离的分子的浓度之比是一个常数，这个常数称为电离常数 水或稀的水溶液中c(OH－)与c(H＋)的乘积 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 表 达 式 对于一般的可逆反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在一定温度下达到平衡时：K＝ (1)对于一元弱酸HA：HAH＋＋A－，电离常数Ka＝ (2)对于一元弱碱BOH：BOHB＋＋OH－，电离常数Kb＝ KW＝c(OH－)·c(H＋) MmAn的饱和溶液： Ksp＝cm(Mn＋)·cn(Am－) 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，KW增大 只与难溶电解质的性质和温度有关 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)。 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、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。 [例1]　高炉炼铁过程中发生的主要反应为Fe2O3(s)＋CO(g)Fe(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＝________； (3)欲提高(2)中CO的平衡转化率，可采取的措施是________。 A．减少Fe的量　　　　　 　B．增加Fe2O3的量 C．移出部分CO2 D．提高反应温度 E．减小容器的容积 F．加入合适的催化剂 [解析]　(1)因Fe和Fe2O3都为固体，不能代入平衡常数的表达式，所以K＝，由表中数据知，升高温度，平衡常数减小，说明平衡向左移动，故ΔH0。(2)　　Fe2O3(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g) 起始(mol·L－1)　　 0.1　　　　　　 0.1 转化(mol·L－1)　　　x　　　　　 　x 平衡(mol·L－1)　　0.1－x　　　　 0.1＋x 由题意得K＝＝4.0，解得x＝0.06。所以α(CO)＝×100%＝60%，v(CO2)＝＝＝0.006 mol·L－1·min－1。 (3)根据勒夏特列原理，A、B、E、F四项的条件改变对平衡无影响，D项升温平衡向左移动，CO的转化率降低，故选C。 [答案]　(1)　　(2)0.006 mol·L－1·min－1　60%　(3)C 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Ka或Kb求pH。试题一般难度不大，是在化学平衡基础上派生出来的。 对　策 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。 [例2]　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)＝c(Cl－)，则溶液显________性(填“酸”“碱”或“中”)；用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb＝________。 [解析]　所发生反应的化学方程式为：NH3·H2O＋HCl===NH4Cl＋H2O，由电荷守恒可知：c(NH)＋c(H＋)＝c(Cl－)＋c(OH－)，因为c(NH)＝c(Cl－)，所以c(O