第二单元 化学反应的方向和限度优秀公开课教案

平衡常数的综合应用

【考纲要求】

化学平衡常数相关：

1、

掌握化学平衡的特征。了解化学平衡常数（K）的含义，能利用化学平衡常数进行相关计算。

2、

了解水的电离、离子积常数（Kw）。

3、

理解弱电解质在水中的电离平衡，能利用电离平衡常数（Ka、Kb 、Kh）进行相关计算。

4、了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。理解溶度积（Ksp）的含义，能进行相关的计算。

【综合应用】

1、综合应用——平衡常数计算

2例题1、（2016全国1卷27题）（2）CrO24和Cr2O7在溶液中可相互转化。室2)随c(H)的变化如图所示。温下，初始浓度为1.0molL1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O7

①用离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应

。

②由图可知，溶液酸性增大，CrO24的平衡转化率_________ （填“增大”“减小”或“不变”）。根据A点数据，计算出该转化反应的平衡常数为___________。

方法总结：

训练1.(2016全国Ⅱ)26．（4）联氨为二元弱碱，在水中的电离方程式与氨相似，第一步电离的平衡常数（Kb1）值为_______ (已知：N2H4

+ H+

N2H5+的K=8.7×107；KW=1.0×10-14)。

写出联氨第一步电离方程式

___________________________________

训练2.(2017全国Ⅰ28)（3）H2S与CO2在高温下发生反应：H2S(g)+CO2(g)⇌COS(g) +H2O(g)。在610 K时，将0.10 mol CO2与0.40 mol H2S充入2.5 L的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.02。

①H2S的平衡转化率=_______%，反应平衡常数K=________。

②在620 K重复试验，平衡后水的物质的量分数为0.03，H2S的转化率_____，该反应的△H_____0。（填“>”或“<”或“=”）

训练3.(2017全国ⅡI)28．（4）298 K时，将20 mL 3x mol·L−1 Na3AsO3、20 mL 3x mol·L−1 I2和20 mL NaOH溶液混合，发生反应：

AsO33−(aq)+I2(aq)+2OH−

AsO43−(aq)+2I−(aq)+ H2O(l)。

溶液中c(AsO43−)与反应时间（t）的关系如图所示。

④若平衡时溶液的pH=14，则该反应的平衡常数K为___________

2、综合应用——反应热的判断

解题方法：

例题2、(2015年全国新课标Ⅱ27改编)（14分）甲醇是重要的化工原料，又可称为燃料。利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂的作用下合成

甲醇，发生的主反应如下：

①CO(g)+2H2(g)

②CO2(g)+3H2(g)

③CO2(g)+H2(g)CH3OH(g)

△H1

8 k/10-3

n(H2)/n(CO+CO2)=2.60 CH3OH（g）+H2O(g)

△H2

6 CO(g)+H2O(g)

△H3

4 a b 500 510 520 530 540 550 T/K

图1 2

反应①的化学平衡常数K的表达式为

；图中曲线a为反应①的平衡常数K随温度变化关系

，

则△H1______0（填“大于”、“小于”），

其判断理由是

0

。

训练4.(2016全国Ⅲ)27.（3）煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx，形成酸雨、污染大气，采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝，

4NO + 3ClO2—

+ 5OH—

=

4NO3—

+ 2H2O + 3Cl—

在不同温度下，NaClO2溶液脱硫、脱硝的

反

应

中，SO2和NO的平衡分压px如图所示。

①由图分析可知，反应温度升高，脱硫、脱硝反应的平衡常数均______________（填“增大”“不变”或“”）。

②反应ClO2−

+ 2SO32−===2SO42−

+ Cl−的平衡常数K表达式为______________

3、综合应用——反应程度的判断

（1）平衡移动方向的判断

例题3、已知水煤气的变换反应: CO(g)+H2O(g)

H2(g)+CO2(g)△H=-40.6 kJ/mol,800℃时,该反应的平衡常数K=1。在800℃发生变换反应,测得某时刻各物质的浓度如下表。

序号

C（CO）

C（H2O）

3 0 2 2 0.5 C（CO2）

0 3 1 1 1 C（H2）

0 2 1 1 1 a b c d e 3 1 2 0.5 0.5 ①其中已达到平衡状态的有______________ ②其中v(正)>v(逆)的有______________

Qc

（浓度商）

含义：以任意平衡常数表达式代入实时反应物生成物浓度计算而得的瞬时值。

特征：任意瞬间都有Qc（分母为0无意义。

用途：判断（此刻）反应进行的方向：

Qc＞K，则v(正)

v(逆)，平衡______移动

Qc=K，

则v(正)

v(逆)，化学平衡状态

Qc＜K，则v(正)

v(逆)，平衡______移动

方法总结：

训练5.（2017长沙市大联考20题）甲醇是一种重要的化工材料,合成甲醇的主要反应为

CO（g）+2H2（g）

CH3OH（g）

△H＜0 在一定条件下,反应达到平衡.在保证H2浓度不变的情况下,增大容器的体积,平衡移动方向为______________；做出此判断的依据是

___________________________

训练6.(2017年全国Ⅰ27)Li4Ti3O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿（主要成分为Fe TiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质）来制备，工艺流程如下：

（5）若“滤液②”中c(Mg2)0.02molL1，加入双氧水和磷酸（设溶液体积增加511倍），使Fe3恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3)1.010，此时是否有molLMg3(PO4)2沉淀生成？

（列式计算）。FePO4、Mg3(PO4)2的分别为22241.310、1.010

（2）有关于量的离子方程式的书写

原理：弱酸、弱碱的电离常数能够反应弱酸、弱碱酸碱性的相对强弱以及对应盐的水解程度。

电离常数越大，弱酸的酸性越

，弱碱的碱性越

，对应盐的水解程度越

。

解题方法：

例题4、

25℃时，弱酸的电离平衡常数如下表，下列离子方程式正确的是(

)

弱酸

K

CH3COOH HClO 1.8×10

-5H2CO3

-10H2SO3

4.9×10

K1=4.3×10-7KK1=1.5×10-2 2=5.6×10-11

K2=1.0×10-7

A.少量CO2通入NaClO溶液中：CO2+H2O+2ClO- ═CO32-+2HClO B.少量SO2通入Na2CO3溶液中：SO2+H2O+2CO32-═SO32-+2HCO3-

C.等浓度、体积的NaHCO3与NaHSO3混合：HSO3-+HCO3-

═ CO2↑+H2O

（3）弱酸的酸式盐溶液的酸、碱性判断

解题方法：弱酸的酸式盐溶液的酸碱性取决酸式根水解程度（Kh）与电离程度（Ka）对相对大小

例题5、

25℃时,亚碲酸(H2TeO3)的电离常数Ka1=1.0×10-3、Ka2=2.0×

10-8. Na2HTeO3溶液的pH

7(“>”或“<”或“=”)

（4）有关于沉淀转化

原理：难容电解质的溶度积常数能够反映难溶物的溶解程度。

在组成相似的前提下，Ksp越大，溶解度越_______，Ksp越小，溶解度越

______

。

解题方法：

例题6、（2016全国1卷27)（3）在化学分析中采用K2CrO4为指示剂，以AgNO3标准溶液滴定溶液中的Cl-，利用Ag+与CrO42-生成转红色沉淀，指示剂达滴定终点。（已知[Ksp(AgCl)=1.78×10-10，Ksp(Ag2CrO4)=2.00×10-12；Ag2CrO4为砖红色沉淀]）。

②当溶液中Cl-恰好沉淀完全（浓度等于1.0×10-5mol/L）时，溶液中C（Ag+）为__________，此时溶液中C（C rO42-）等于__________。