高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 第8章 專題講座（八） 四種動(dòng)態(tài)平衡及平衡常數(shù)

廣義的化學(xué)平衡包括狹義的化學(xué)平衡、電離平衡、水廣義的化學(xué)平衡包括狹義的化學(xué)平衡、電離平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡。四大平衡理論是中學(xué)化學(xué)知識(shí)結(jié)解平衡、沉淀溶解平衡。四大平衡理論是中學(xué)化學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)的核心內(nèi)容之一。它與元素化合物知識(shí)、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、構(gòu)的核心內(nèi)容之一。它與元素化合物知識(shí)、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、人們的日常生活聯(lián)系密切，是高考的必考點(diǎn)。與其相關(guān)的人們的日常生活聯(lián)系密切，是高考的必考點(diǎn)。與其相關(guān)的平衡常數(shù)的考查也是高考命題的熱點(diǎn)。平衡常數(shù)的考查也是高考命題的熱點(diǎn)。學(xué)一技學(xué)一技1.四種動(dòng)態(tài)平衡的比較四種動(dòng)態(tài)平衡的比較比較項(xiàng)目比較項(xiàng)目化學(xué)平衡化學(xué)平衡電離平衡電離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、動(dòng)、定、變逆、等、動(dòng)、定、變v正正v 逆逆v電離電離v結(jié)合結(jié)合v水解水解v中和中和v沉淀沉淀v溶解溶解比較比較項(xiàng)目項(xiàng)目化學(xué)化學(xué)平衡平衡電離平衡電離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條件條件一定條件一定條件下的可逆下的可逆反應(yīng)反應(yīng)一定條件下一定條件下弱電解質(zhì)的弱電解質(zhì)的水溶液水溶液一定條件下含一定條件下含“弱離子弱離子”的鹽溶的鹽溶液中液中一定條件下含微一定條件下含微溶、難溶電解質(zhì)溶、難溶電解質(zhì)的飽和溶液中的飽和溶液中影響影響因素因素溫度；溫度；濃度；濃度；壓強(qiáng)壓強(qiáng)溫度；溫度；濃度；濃度；同同離子酸、堿、離子酸、堿、鹽和化學(xué)反鹽和化學(xué)反應(yīng)應(yīng)溫度；溫度；濃度；濃度；外加電解質(zhì)和外加電解質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)溫度；溫度；濃度；濃度；酸、堿、鹽酸、堿、鹽比較項(xiàng)目比較項(xiàng)目化學(xué)平衡化學(xué)平衡電離平衡電離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數(shù)平衡常數(shù)K、Ka（Kb）、）、Kh、Ksp以及轉(zhuǎn)化率以及轉(zhuǎn)化率或電離度或水解率或電離度或水解率平衡移動(dòng)平衡移動(dòng)的判據(jù)的判據(jù)勒夏特列原理（向減弱條件改變的方向移動(dòng)）勒夏特列原理（向減弱條件改變的方向移動(dòng)）2.平衡常數(shù)平衡常數(shù) 有關(guān)平衡常數(shù)可從以下四個(gè)方面掌握：有關(guān)平衡常數(shù)可從以下四個(gè)方面掌握：（1）平衡常數(shù)的表達(dá)式書寫形式，注意固體和純液體不能）平衡常數(shù)的表達(dá)式書寫形式，注意固體和純液體不能 寫入。寫入。（2）平衡常數(shù)可以用來判斷強(qiáng)弱關(guān)系（一般來說）：化學(xué)）平衡常數(shù)可以用來判斷強(qiáng)弱關(guān)系（一般來說）：化學(xué)平衡常數(shù)越小，越難轉(zhuǎn)化；電離平衡常數(shù)越小，說平衡常數(shù)越小，越難轉(zhuǎn)化；電離平衡常數(shù)越小，說明電離能力越弱（電解質(zhì)越弱）；水解平衡常數(shù)越明電離能力越弱（電解質(zhì)越弱）；水解平衡常數(shù)越小，水解能力越弱；難溶電解質(zhì)的小，水解能力越弱；難溶電解質(zhì)的Ksp越小，代表溶越小，代表溶解度越小。解度越小。（3）平衡常數(shù)只受溫度影響：溫度改變，平衡常數(shù)改變，）平衡常數(shù)只受溫度影響：溫度改變，平衡常數(shù)改變，平衡將發(fā)生移動(dòng)；其他外界條件可能影響平衡狀態(tài)，平衡將發(fā)生移動(dòng)；其他外界條件可能影響平衡狀態(tài)，使平衡發(fā)生移動(dòng)，但是不影響平衡常數(shù)。使平衡發(fā)生移動(dòng)，但是不影響平衡常數(shù)。（4）平衡都有向著平衡常數(shù)較小的方向移動(dòng)的趨勢(shì)。如形）平衡都有向著平衡常數(shù)較小的方向移動(dòng)的趨勢(shì)。如形成沉淀，當(dāng)溶液中有多種離子均能與所加試劑形成成沉淀，當(dāng)溶液中有多種離子均能與所加試劑形成沉淀時(shí)，則溶度積越小的先形成沉淀，這也成為除沉淀時(shí)，則溶度積越小的先形成沉淀，這也成為除雜的重要依據(jù)。雜的重要依據(jù)。悟一題悟一題例例化學(xué)平衡常數(shù)（化學(xué)平衡常數(shù)（K）、電離常數(shù)（）、電離常數(shù)（Ka）、溶度積常）、溶度積常數(shù)（數(shù)（Ksp）是判斷物質(zhì)性質(zhì)或變化的重要的常數(shù)。下列關(guān)于）是判斷物質(zhì)性質(zhì)或變化的重要的常數(shù)。下列關(guān)于這些常數(shù)的說法中，正確的是這些常數(shù)的說法中，正確的是 （）（）A.化學(xué)平衡常數(shù)的大小與溫度、濃度、壓強(qiáng)、催化劑有關(guān)化學(xué)平衡常數(shù)的大小與溫度、濃度、壓強(qiáng)、催化劑有關(guān)B.CH3COONH4溶液幾乎呈中性，說明溶液幾乎呈中性，說明Ka（CH3COOH）與）與 Kb（NH3H2O）近似相等）近似相等C.Ksp（AgCl）Ksp（AgI）由此可以判斷）由此可以判斷AgCl（s）I =AgI（s）Cl不能夠發(fā)生不能夠發(fā)生D.Ka（HCN）Ka（CH3COOH）說明相同濃度時(shí)，氫氰酸）說明相同濃度時(shí)，氫氰酸 的酸性比醋酸強(qiáng)的酸性比醋酸強(qiáng)解析解析化學(xué)平衡常數(shù)是一個(gè)溫度常數(shù)，與濃度、壓強(qiáng)、化學(xué)平衡常數(shù)是一個(gè)溫度常數(shù)，與濃度、壓強(qiáng)、催化劑無關(guān)，催化劑無關(guān)，A錯(cuò)誤；錯(cuò)誤；CH3COONH4溶液呈中性，說明溶液呈中性，說明NH和和CH3COO在相同情況下的水解程度相同，從而說明在在相同情況下的水解程度相同，從而說明在相同溫度時(shí)相同溫度時(shí)Ka（CH3COOH）和）和Kb（NH3H2O）近似相等，）近似相等，B正確；沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是由相對(duì)難溶解的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為更正確；沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是由相對(duì)難溶解的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為更難溶解的物質(zhì)，由難溶解的物質(zhì)，由Ksp（AgCl）Ksp（AgI）可知，）可知，AgI更更難溶于水，難溶于水，C錯(cuò)誤；錯(cuò)誤；Ka越大，說明該酸越易電離，酸性越越大，說明該酸越易電離，酸性越強(qiáng)，強(qiáng)，D錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。答案答案B(1)在在pH9時(shí)，時(shí)，H2CO3溶液中濃度最大的含碳元素離子溶液中濃度最大的含碳元素離子為為。(2)pH4時(shí)，溶液中時(shí)，溶液中H2CO3的的pC總是約等于總是約等于3的原因是的原因是。(3)一定濃度的一定濃度的NaHCO3和和Na2CO3混合溶液是一種混合溶液是一種“緩緩沖溶液沖溶液”，在這種溶液中加入少量的強(qiáng)酸或強(qiáng)堿，溶液的，在這種溶液中加入少量的強(qiáng)酸或強(qiáng)堿，溶液的pH變化都不大，請(qǐng)用離子方程式表示加入少量強(qiáng)堿后其變化都不大，請(qǐng)用離子方程式表示加入少量強(qiáng)堿后其pH變化不大的原因變化不大的原因。(4)已知已知M2CO3為難溶物，則其為難溶物，則其Ksp的表達(dá)式的表達(dá)式為為；現(xiàn)欲將某溶液中的；現(xiàn)欲將某溶液中的M以碳酸鹽（以碳酸鹽（Ksp11012）的形式沉淀完全，則最后溶液）的形式沉淀完全，則最后溶液中的中的CO的的pC最大值為最大值為（溶液中的離子濃度小（溶液中的離子濃度小于于1105 molL1時(shí)，沉淀完全）。時(shí)，沉淀完全）。2.運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理研究鹵族元素的性質(zhì)具有重要意義。運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理研究鹵族元素的性質(zhì)具有重要意義。（1）下列關(guān)于氯水的敘述正確的是）下列關(guān)于氯水的敘述正確的是（填寫符號(hào)）。（填寫符號(hào)）。a.氯水中存在兩種電離平衡氯水中存在兩種電離平衡b.向氯水中通入向氯水中通入SO2，其漂白性增強(qiáng)，其漂白性增強(qiáng)c.向氯水中通入氯氣，向氯水中通入氯氣，H/ClO減小減小d.加水稀釋氯水，溶液中的所有離子濃度均減小加水稀釋氯水，溶液中的所有離子濃度均減小e.加水稀釋氯水，水的電離平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)加水稀釋氯水，水的電離平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)f.向氯水中加入少量固體向氯水中加入少量固體NaOH，可能有，可能有NaClClO（2）常溫下，已知）常溫下，已知25時(shí)有關(guān)弱酸的電離平衡離數(shù)：時(shí)有關(guān)弱酸的電離平衡離數(shù)：弱酸化學(xué)式弱酸化學(xué)式HClOH2CO3電離平衡常數(shù)電離平衡常數(shù)4.7108K14.3107 K25.61011寫出寫出84消毒液露置在空氣中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式消毒液露置在空氣中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式_。（3）電解飽和食鹽水可得到溶質(zhì)為）電解飽和食鹽水可得到溶質(zhì)為M的堿溶液，常溫下將的堿溶液，常溫下將濃度為濃度為c1的的M溶液與溶液與0.1 molL1的一元酸的一元酸HA等體積混合，等體積混合，所得溶液所得溶液pH7，則，則c1 0.1 molL1（填（填“”、“”或或“”），溶液中離子濃度的大小關(guān)系為），溶液中離子濃度的大小關(guān)系為。若將上述若將上述“0.1 molL1的一元酸的一元酸HA”改為改為“pH1的一元酸的一元酸HA”，所得溶液的，所得溶液的pH仍為仍為7，則，則c10.1 molL1。（4）牙釉質(zhì)對(duì)牙齒起著保護(hù)作用，其主要成分為羥基磷）牙釉質(zhì)對(duì)牙齒起著保護(hù)作用，其主要成分為羥基磷灰石灰石Ca5（PO4）3OH，研究證實(shí)氟磷灰石，研究證實(shí)氟磷灰石Ca5（PO4）3F比它更能抵抗酸的侵蝕，故含氟牙膏已使全比它更能抵抗酸的侵蝕，故含氟牙膏已使全世界千百萬人較少齲齒，請(qǐng)寫出羥基磷灰石的溶度積常數(shù)世界千百萬人較少齲齒，請(qǐng)寫出羥基磷灰石的溶度積常數(shù)表達(dá)式表達(dá)式Ksp，氟離子與之反應(yīng)轉(zhuǎn)化的離子方程，氟離子與之反應(yīng)轉(zhuǎn)化的離子方程式為式為_。解析：解析：（1）氯水中存在次氯酸的電離和水的電離兩種電）氯水中存在次氯酸的電離和水的電離兩種電離平衡；向氯水中通入離平衡；向氯水中通入SO2，二者反應(yīng)生成硫酸和鹽酸，二者反應(yīng)生成硫酸和鹽酸，其漂白性減弱；當(dāng)氯水飽和時(shí)再通氯氣，其漂白性減弱；當(dāng)氯水飽和時(shí)再通氯氣，H/ClO不變，若氯水不飽和再通氯氣酸性增強(qiáng)會(huì)抑制次氯酸的電不變，若氯水不飽和再通氯氣酸性增強(qiáng)會(huì)抑制次氯酸的電離，故比值增大；加水稀釋氯水，溶液中的離，故比值增大；加水稀釋氯水，溶液中的OH濃度增大；濃度增大；加水稀釋氯水，酸性減弱，對(duì)水的電離抑制作用減弱，故加水稀釋氯水，酸性減弱，對(duì)水的電離抑制作用減弱，故水的電離平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；向氯水中加入少量固體水的電離平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；向氯水中加入少量固體NaOH，當(dāng)溶液呈中性時(shí)，根據(jù)電荷守恒可推導(dǎo)出：，當(dāng)溶液呈中性時(shí)，根據(jù)電荷守恒可推導(dǎo)出：NaClClO。(2)由于次氯酸的酸性介于碳酸的兩級(jí)電離常數(shù)之間，因由于次氯酸的酸性介于碳酸的兩級(jí)電離常數(shù)之間，因此此84消毒液露置在空氣中與二氧化碳反應(yīng)只能生成碳酸消毒液露置在空氣中與二氧化碳反應(yīng)只能生成碳酸氫鈉。氫鈉。(3)當(dāng)當(dāng)HA為強(qiáng)酸時(shí)二者濃度相等，為弱酸時(shí)由于生成為強(qiáng)酸時(shí)二者濃度相等，為弱酸時(shí)由于生成的鹽因水解顯堿性，則酸要稍過量。離子濃度大小比較的鹽因水解顯堿性，則酸要稍過量。離子濃度大小比較時(shí)可根據(jù)電荷守恒進(jìn)行推導(dǎo)。時(shí)可根據(jù)電荷守恒進(jìn)行推導(dǎo)。(4)沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是由難溶物質(zhì)轉(zhuǎn)化為更難溶的物質(zhì)。沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是由難溶物質(zhì)轉(zhuǎn)化為更難溶的物質(zhì)。3.已知二元酸已知二元酸H2A在水中存在以下電離：在水中存在以下電離：H2A=HHA，HAHA2，試回答下列問題：，試回答下列問題：（1）NaHA溶液呈溶液呈（填（填“酸酸”、“堿堿”或或“中中”）性，理由是性，理由是_。（2）某溫度下，向）某溫度下，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，此時(shí)溶液中至中性，此時(shí)溶液中以下關(guān)系一定正確的是以下關(guān)系一定正確的是（填寫字母）。（填寫字母）。A.溶液溶液pH7B.水的離子積水的離子積KWc2（OH）C.V10D.c（K）c（Na）（3）已知難溶物）已知難溶物CaA在水中存在溶解平衡；在水中存在溶解平衡；CaA（s）Ca2A2H0，一定溫度下，一定溫度下CaA飽和溶液中飽和溶液中c（Ca2）c（A2）為常數(shù)，記作）為常數(shù)，記作Kspc（Ca2）c（A2），），Ksp只與溫度有關(guān)。只與溫度有關(guān)。溫度升高時(shí)，溫度升高時(shí)，Ksp（填（填“增大增大”、“減小減小”或或“不不變變”，下同）。，下同）。向濁液中通入向濁液中通入HCl氣體，氣體，c（Ca2），原，原因是因是。（4）測(cè)得）測(cè)得25時(shí)，時(shí)，CaA的的Ksp為為2.01011，常溫下將，常溫下將10 g CaA固體投入固體投入100 mL CaCl2溶液中，充分?jǐn)嚢韬笕杂泄倘芤褐?，充分?jǐn)嚢韬笕杂泄腆w剩余，測(cè)得溶液中體剩余，測(cè)得溶液中c（Ca2）0.1 mol/L，則溶液中，則溶液中c（A2）。解析：解析： （1）由于）由于H2A的第一步電離完全，所以在的第一步電離完全，所以在NaHA溶溶液中，液中，HA不能發(fā)生水解，只能電離產(chǎn)生不能發(fā)生水解，只能電離產(chǎn)生H，所以，所以NaHA溶液呈酸性。溶液呈酸性。（2）選項(xiàng)）選項(xiàng)A，該反應(yīng)不一定是在，該反應(yīng)不一定是在25下進(jìn)行的，所以溶液下進(jìn)行的，所以溶液呈中性時(shí)，呈中性時(shí)，pH不一定為不一定為7。選項(xiàng)。選項(xiàng)B，KWc（H）c（OH），因），因c（H）c（OH），故），故KWc2（OH）。選）。選項(xiàng)項(xiàng)C，V10說明說明NaHA與與KOH剛好完全反應(yīng)，生成的剛好完全反應(yīng)，生成的A2水解導(dǎo)致溶液呈堿性。選項(xiàng)水解導(dǎo)致溶液呈堿性。選項(xiàng)D，由于，由于A2水解導(dǎo)致溶液呈水解導(dǎo)致溶液呈堿性，堿性， NaHA溶液呈酸性，要使溶液呈中性，則溶液呈酸性，要使溶液呈中性，則NaHA需需過量，故過量，故c（Na）c（K）。）。（3）溫度升高，溶解平衡向右移動(dòng)，溫度升高，溶解平衡向右移動(dòng)，Ksp增大。增大。通入通入HCl氣體，氣體，A2與與H結(jié)合生成結(jié)合生成HA，促使，促使CaA溶解平衡正溶解平衡正向移動(dòng)，向移動(dòng)，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只電離不水解只電離不水解（2）BD（3）增大增大增大增大H與與A2結(jié)合為結(jié)合為HA，使平衡右移，使平衡右移，c（Ca2）增大）增大（4）2.01010 mol/L