高考化学总复习 第8章 专题讲座（八） 四种动态平衡及平衡常数

广义的化学平衡包括狭义的化学平衡、电离平衡、水广义的化学平衡包括狭义的化学平衡、电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡。四大平衡理论是中学化学知识结解平衡、沉淀溶解平衡。四大平衡理论是中学化学知识结构的核心内容之一。它与元素化合物知识、工农业生产、构的核心内容之一。它与元素化合物知识、工农业生产、人们的日常生活联系密切，是高考的必考点。与其相关的人们的日常生活联系密切，是高考的必考点。与其相关的平衡常数的考查也是高考命题的热点。平衡常数的考查也是高考命题的热点。学一技学一技1.四种动态平衡的比较四种动态平衡的比较比较项目比较项目化学平衡化学平衡电离平衡电离平衡水解平衡水解平衡沉淀溶沉淀溶解平衡解平衡平衡特征平衡特征逆、等、动、定、变逆、等、动、定、变v正正v 逆逆v电离电离v结合结合v水解水解v中和中和v沉淀沉淀v溶解溶解比较比较项目项目化学化学平衡平衡电离平衡电离平衡水解平衡水解平衡沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡存在存在条件条件一定条件一定条件下的可逆下的可逆反应反应一定条件下一定条件下弱电解质的弱电解质的水溶液水溶液一定条件下含一定条件下含“弱离子弱离子”的盐溶的盐溶液中液中一定条件下含微一定条件下含微溶、难溶电解质溶、难溶电解质的饱和溶液中的饱和溶液中影响影响因素因素温度；温度；浓度；浓度；压强压强温度；温度；浓度；浓度；同同离子酸、碱、离子酸、碱、盐和化学反盐和化学反应应温度；温度；浓度；浓度；外加电解质和外加电解质和化学反应化学反应温度；温度；浓度；浓度；酸、碱、盐酸、碱、盐比较项目比较项目化学平衡化学平衡电离平衡电离平衡水解平衡水解平衡沉淀溶解沉淀溶解平衡平衡平衡限度平衡限度平衡常数平衡常数K、Ka（Kb）、）、Kh、Ksp以及转化率以及转化率或电离度或水解率或电离度或水解率平衡移动平衡移动的判据的判据勒夏特列原理（向减弱条件改变的方向移动）勒夏特列原理（向减弱条件改变的方向移动）2.平衡常数平衡常数 有关平衡常数可从以下四个方面掌握：有关平衡常数可从以下四个方面掌握：（1）平衡常数的表达式书写形式，注意固体和纯液体不能）平衡常数的表达式书写形式，注意固体和纯液体不能 写入。写入。（2）平衡常数可以用来判断强弱关系（一般来说）：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；难溶电解质的小，水解能力越弱；难溶电解质的Ksp越小，代表溶越小，代表溶解度越小。解度越小。（3）平衡常数只受温度影响：温度改变，平衡常数改变，）平衡常数只受温度影响：温度改变，平衡常数改变，平衡将发生移动；其他外界条件可能影响平衡状态，平衡将发生移动；其他外界条件可能影响平衡状态，使平衡发生移动，但是不影响平衡常数。使平衡发生移动，但是不影响平衡常数。（4）平衡都有向着平衡常数较小的方向移动的趋势。如形）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。杂的重要依据。悟一题悟一题例例化学平衡常数（化学平衡常数（K）、电离常数（）、电离常数（Ka）、溶度积常）、溶度积常数（数（Ksp）是判断物质性质或变化的重要的常数。下列关于）是判断物质性质或变化的重要的常数。下列关于这些常数的说法中，正确的是这些常数的说法中，正确的是 （）（）A.化学平衡常数的大小与温度、浓度、压强、催化剂有关化学平衡常数的大小与温度、浓度、压强、催化剂有关B.CH3COONH4溶液几乎呈中性，说明溶液几乎呈中性，说明Ka（CH3COOH）与）与 Kb（NH3H2O）近似相等）近似相等C.Ksp（AgCl）Ksp（AgI）由此可以判断）由此可以判断AgCl（s）I =AgI（s）Cl不能够发生不能够发生D.Ka（HCN）Ka（CH3COOH）说明相同浓度时，氢氰酸）说明相同浓度时，氢氰酸 的酸性比醋酸强的酸性比醋酸强解析解析化学平衡常数是一个温度常数，与浓度、压强、化学平衡常数是一个温度常数，与浓度、压强、催化剂无关，催化剂无关，A错误；错误；CH3COONH4溶液呈中性，说明溶液呈中性，说明NH和和CH3COO在相同情况下的水解程度相同，从而说明在在相同情况下的水解程度相同，从而说明在相同温度时相同温度时Ka（CH3COOH）和）和Kb（NH3H2O）近似相等，）近似相等，B正确；沉淀转化的实质是由相对难溶解的物质转化为更正确；沉淀转化的实质是由相对难溶解的物质转化为更难溶解的物质，由难溶解的物质，由Ksp（AgCl）Ksp（AgI）可知，）可知，AgI更更难溶于水，难溶于水，C错误；错误；Ka越大，说明该酸越易电离，酸性越越大，说明该酸越易电离，酸性越强，强，D错误。错误。答案答案B(1)在在pH9时，时，H2CO3溶液中浓度最大的含碳元素离子溶液中浓度最大的含碳元素离子为为。(2)pH4时，溶液中时，溶液中H2CO3的的pC总是约等于总是约等于3的原因是的原因是。(3)一定浓度的一定浓度的NaHCO3和和Na2CO3混合溶液是一种混合溶液是一种“缓缓冲溶液冲溶液”，在这种溶液中加入少量的强酸或强碱，溶液的，在这种溶液中加入少量的强酸或强碱，溶液的pH变化都不大，请用离子方程式表示加入少量强碱后其变化都不大，请用离子方程式表示加入少量强碱后其pH变化不大的原因变化不大的原因。(4)已知已知M2CO3为难溶物，则其为难溶物，则其Ksp的表达式的表达式为为；现欲将某溶液中的；现欲将某溶液中的M以碳酸盐（以碳酸盐（Ksp11012）的形式沉淀完全，则最后溶液）的形式沉淀完全，则最后溶液中的中的CO的的pC最大值为最大值为（溶液中的离子浓度小（溶液中的离子浓度小于于1105 molL1时，沉淀完全）。时，沉淀完全）。2.运用化学反应原理研究卤族元素的性质具有重要意义。运用化学反应原理研究卤族元素的性质具有重要意义。（1）下列关于氯水的叙述正确的是）下列关于氯水的叙述正确的是（填写符号）。（填写符号）。a.氯水中存在两种电离平衡氯水中存在两种电离平衡b.向氯水中通入向氯水中通入SO2，其漂白性增强，其漂白性增强c.向氯水中通入氯气，向氯水中通入氯气，H/ClO减小减小d.加水稀释氯水，溶液中的所有离子浓度均减小加水稀释氯水，溶液中的所有离子浓度均减小e.加水稀释氯水，水的电离平衡向正反应方向移动加水稀释氯水，水的电离平衡向正反应方向移动f.向氯水中加入少量固体向氯水中加入少量固体NaOH，可能有，可能有NaClClO（2）常温下，已知）常温下，已知25时有关弱酸的电离平衡离数：时有关弱酸的电离平衡离数：弱酸化学式弱酸化学式HClOH2CO3电离平衡常数电离平衡常数4.7108K14.3107 K25.61011写出写出84消毒液露置在空气中发生反应的离子方程式消毒液露置在空气中发生反应的离子方程式_。（3）电解饱和食盐水可得到溶质为）电解饱和食盐水可得到溶质为M的碱溶液，常温下将的碱溶液，常温下将浓度为浓度为c1的的M溶液与溶液与0.1 molL1的一元酸的一元酸HA等体积混合，等体积混合，所得溶液所得溶液pH7，则，则c1 0.1 molL1（填（填“”、“”或或“”），溶液中离子浓度的大小关系为），溶液中离子浓度的大小关系为。若将上述若将上述“0.1 molL1的一元酸的一元酸HA”改为改为“pH1的一元酸的一元酸HA”，所得溶液的，所得溶液的pH仍为仍为7，则，则c10.1 molL1。（4）牙釉质对牙齿起着保护作用，其主要成分为羟基磷）牙釉质对牙齿起着保护作用，其主要成分为羟基磷灰石灰石Ca5（PO4）3OH，研究证实氟磷灰石，研究证实氟磷灰石Ca5（PO4）3F比它更能抵抗酸的侵蚀，故含氟牙膏已使全比它更能抵抗酸的侵蚀，故含氟牙膏已使全世界千百万人较少龋齿，请写出羟基磷灰石的溶度积常数世界千百万人较少龋齿，请写出羟基磷灰石的溶度积常数表达式表达式Ksp，氟离子与之反应转化的离子方程，氟离子与之反应转化的离子方程式为式为_。解析：解析：（1）氯水中存在次氯酸的电离和水的电离两种电）氯水中存在次氯酸的电离和水的电离两种电离平衡；向氯水中通入离平衡；向氯水中通入SO2，二者反应生成硫酸和盐酸，二者反应生成硫酸和盐酸，其漂白性减弱；当氯水饱和时再通氯气，其漂白性减弱；当氯水饱和时再通氯气，H/ClO不变，若氯水不饱和再通氯气酸性增强会抑制次氯酸的电不变，若氯水不饱和再通氯气酸性增强会抑制次氯酸的电离，故比值增大；加水稀释氯水，溶液中的离，故比值增大；加水稀释氯水，溶液中的OH浓度增大；浓度增大；加水稀释氯水，酸性减弱，对水的电离抑制作用减弱，故加水稀释氯水，酸性减弱，对水的电离抑制作用减弱，故水的电离平衡向正反应方向移动；向氯水中加入少量固体水的电离平衡向正反应方向移动；向氯水中加入少量固体NaOH，当溶液呈中性时，根据电荷守恒可推导出：，当溶液呈中性时，根据电荷守恒可推导出：NaClClO。(2)由于次氯酸的酸性介于碳酸的两级电离常数之间，因由于次氯酸的酸性介于碳酸的两级电离常数之间，因此此84消毒液露置在空气中与二氧化碳反应只能生成碳酸消毒液露置在空气中与二氧化碳反应只能生成碳酸氢钠。氢钠。(3)当当HA为强酸时二者浓度相等，为弱酸时由于生成为强酸时二者浓度相等，为弱酸时由于生成的盐因水解显碱性，则酸要稍过量。离子浓度大小比较的盐因水解显碱性，则酸要稍过量。离子浓度大小比较时可根据电荷守恒进行推导。时可根据电荷守恒进行推导。(4)沉淀转化的实质是由难溶物质转化为更难溶的物质。沉淀转化的实质是由难溶物质转化为更难溶的物质。3.已知二元酸已知二元酸H2A在水中存在以下电离：在水中存在以下电离：H2A=HHA，HAHA2，试回答下列问题：，试回答下列问题：（1）NaHA溶液呈溶液呈（填（填“酸酸”、“碱碱”或或“中中”）性，理由是性，理由是_。（2）某温度下，向）某温度下，向10 mL 0.1 mol/L NaHA溶液中溶液中加入加入0.1 mol/L KOH溶液溶液V mL至中性，此时溶液中至中性，此时溶液中以下关系一定正确的是以下关系一定正确的是（填写字母）。（填写字母）。A.溶液溶液pH7B.水的离子积水的离子积KWc2（OH）C.V10D.c（K）c（Na）（3）已知难溶物）已知难溶物CaA在水中存在溶解平衡；在水中存在溶解平衡；CaA（s）Ca2A2H0，一定温度下，一定温度下CaA饱和溶液中饱和溶液中c（Ca2）c（A2）为常数，记作）为常数，记作Kspc（Ca2）c（A2），），Ksp只与温度有关。只与温度有关。温度升高时，温度升高时，Ksp（填（填“增大增大”、“减小减小”或或“不不变变”，下同）。，下同）。向浊液中通入向浊液中通入HCl气体，气体，c（Ca2），原，原因是因是。（4）测得）测得25时，时，CaA的的Ksp为为2.01011，常温下将，常温下将10 g CaA固体投入固体投入100 mL CaCl2溶液中，充分搅拌后仍有固溶液中，充分搅拌后仍有固体剩余，测得溶液中体剩余，测得溶液中c（Ca2）0.1 mol/L，则溶液中，则溶液中c（A2）。解析：解析： （1）由于）由于H2A的第一步电离完全，所以在的第一步电离完全，所以在NaHA溶溶液中，液中，HA不能发生水解，只能电离产生不能发生水解，只能电离产生H，所以，所以NaHA溶液呈酸性。溶液呈酸性。（2）选项）选项A，该反应不一定是在，该反应不一定是在25下进行的，所以溶液下进行的，所以溶液呈中性时，呈中性时，pH不一定为不一定为7。选项。选项B，KWc（H）c（OH），因），因c（H）c（OH），故），故KWc2（OH）。选）。选项项C，V10说明说明NaHA与与KOH刚好完全反应，生成的刚好完全反应，生成的A2水解导致溶液呈碱性。选项水解导致溶液呈碱性。选项D，由于，由于A2水解导致溶液呈水解导致溶液呈碱性，碱性， NaHA溶液呈酸性，要使溶液呈中性，则溶液呈酸性，要使溶液呈中性，则NaHA需需过量，故过量，故c（Na）c（K）。）。（3）温度升高，溶解平衡向右移动，温度升高，溶解平衡向右移动，Ksp增大。增大。通入通入HCl气体，气体，A2与与H结合生成结合生成HA，促使，促使CaA溶解平衡正溶解平衡正向移动，向移动，c（Ca2）增大。）增大。（4）c（Ca2）c（A2）2.01011，c（A2）2.010110.12.01010 mol/L。答案：答案：（1）酸）酸HA只电离不水解只电离不水解（2）BD（3）增大增大增大增大H与与A2结合为结合为HA，使平衡右移，使平衡右移，c（Ca2）增大）增大（4）2.01010 mol/L