高三化學二輪復習課件專題十五四大平衡常數(shù)及其應用

2024新高考化學二輪重點專題復習專題十五-變與不變：四大平衡常數(shù)及其應用123考點考向知識重構重溫經(jīng)典Prt目錄4模型構建5教學策略123考點考向知識重構重溫經(jīng)典4模型構建5教學策略目錄1.考點考向【內容要求】認識化學平衡常數(shù)是表征反應限度的物理量，知道化學平衡常數(shù)的含義。了解濃度商和化學平衡常數(shù)的相對大小與反應方向間的聯(lián)系?！緦W業(yè)要求】1.能書寫平衡常數(shù)表達式，能進行平衡常數(shù)、轉化率的簡單計算，能利用平衡常數(shù)和濃度商的關系判斷化學反應是否達到平衡及平衡移動的方向。

2.認識電解質在水溶液中存在電離平衡，了解電離平衡常數(shù)的含義。認識水的電離，了解水的離子積常數(shù)。

考查題型【Ⅰ卷客觀題】在壓軸的水溶液離子平衡題，從定性和定量角度認識反應的限度?！劲蚓碇饔^題】在反應原理、化工生產(chǎn)綜合題目中通過平衡常數(shù)和轉化率計算定量認識實際生產(chǎn)中化學反應的限度問題。

《課程標準》對“平衡常數(shù)”內容要求與學業(yè)要求1.考點考向2023年高考卷中有關四大平衡常數(shù)主要考查內容統(tǒng)計試卷來源Kc（含Kp）Ka、Kb、KwKhKsp全國甲卷√√全國乙卷√√新課標卷√√山東卷√√√湖南卷√√√湖北卷√√√浙江1月√√√浙江6月√√√√1.考點考向2023年高考卷中有關四大平衡常數(shù)主要考查內容統(tǒng)計（續(xù)上表）試卷來源Kc（含Kp）Ka、Kb、KwKhKsp北京卷√海南卷√√√√江蘇卷√√√廣東卷√√遼寧卷√√√上海卷√√√福建卷√√√重慶卷√√√√1.考點考向01平衡常數(shù)表達式及變形式的書寫。02Kp的計算，“三段式”通過K計算相關物質轉化率或平衡濃度。03綜合考查四大平衡常數(shù)的應用通過Q、Ksp的關系調控化工生產(chǎn)中固體的溶解與析出。04解決復雜水溶液中體系中的離子平衡問題。123考點考向知識重構重溫經(jīng)典Prt4模型構建5教學策略目錄2.知識重構符號適用體系平衡關系式（實例）及平衡常數(shù)表達式化學平衡常數(shù)

<m></m任意平衡體系K=</m>

弱電解質電離平衡常數(shù)KaKbKw

</m>

弱酸或弱堿溶液水溶液

<m></m>

<m>鹽的水解平衡常數(shù)

<m></m>

含弱堿陽離子或弱酸根離子的鹽溶液

<m></m>

<m></m>

溶度積常數(shù)

<m></m>

難溶電解質溶液

<m></m>

<m></m>

2.知識重構（1）平衡常數(shù)的表達式與化學方程式的書寫有關。例如N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)K1=（2）由蓋斯定律計算總反應時，反應熱是各分步反應熱加減的關系，而平衡常數(shù)是各分步平衡乘除的關系。2.知識重構（4）平衡常數(shù)都只與溫度有關，溫度不變，平衡常數(shù)不變。

123考點考向知識重構重溫經(jīng)典Prt4模型構建5教學策略目錄3.重溫經(jīng)典1.（2023年全國甲卷28題節(jié)選）甲烷選擇性氧化制備甲醇是一種原子利用率高的方法?；卮鹣铝袉栴}：（1）已知下列反應的熱化學方程式：①

3O2(g)=2O3(g)K1

△H1=+285kJ·mol-1②2CH4(g)+O2(g)=2CH3OH(l)

K2

△H2=-329kJ·mol-1反應③CH4(g)+O3(g)=CH3OH(l)+O2(g)

的

△H3=_____kJ·mol-1，平衡常數(shù)K3

=___________(用K1、K2表示)。-307【思路點撥】

由蓋斯定律計算總反應時，反應熱△H是各分步反應熱加減的關系，而平衡常數(shù)K是各分步反應平衡常數(shù)乘除的關系。3.重溫經(jīng)典2.（2023廣東T18.2節(jié)選)已知：氨性溶液由NH3·H2O、(NH4)2SO3和(NH4)2CO3配制；

lgKb(NH3·H2O)=-4.7。則常溫下，pH=9.9的氨性溶液中，c(NH3·H2O)

c(NH4+)(填“＞”“＜”或“=”)。分析：

？1＞【思路點撥】會正確、熟練書寫弱酸或弱堿的電離平衡常數(shù)表達式，并把情境中獲得的各粒子濃度與電離平衡常數(shù)表達式聯(lián)系起來。Kb=10-4.7c(OH-)=10-4.1mol/L3.重溫經(jīng)典3.（2023上海節(jié)選)（1）已知NH4F溶液呈酸性，則水解程度NH4+

F﹣（填“＞”、“＜”或“＝”），稀釋后

的值

（選填“增大”、“減小”或“不變”）。＞不變幾乎不變增大增大【思路點撥】會正確書寫常見弱堿陽離子或弱酸根離子的水解平衡常數(shù)表達式，并把情境中獲得的各粒子濃度與Kh表達式聯(lián)系起來。也可以通過Kw轉化成更熟悉的Ka、Kb來解決。3.重溫經(jīng)典4.(2023海南T14）25℃下，Na2CO3水溶液的pH隨其濃度的變化關系如圖所示。下列說法正確的是A.c(Na2CO3)=0.6mol·L-1時，溶液中c(OH?)<0.01mol·L-1B.Na2CO3水解程度隨其濃度增大而減小C.在水中H2CO3的Ka2<4×10-11D.0.02mol·L-1的Na2CO3溶液和0.03mol·L-1的NaHCO3溶液等體積混合，得到的溶液c(OH?)<2×10-4mol·L-1√當

c(Na2CO3)=0.5mol·L-1，pH=12，3.重溫經(jīng)典4.(2023海南T14）25℃下，Na2CO3水溶液的pH隨其濃度的變化關系如圖所示。下列說法正確的是A.c(Na2CO3)=0.6mol·L-1時，溶液中c(OH?)<0.01mol·L-1B.Na2CO3水解程度隨其濃度增大而減小C.在水中H2CO3的Ka2<4×10-11D.0.2mol·L-1的Na2CO3溶液和0.3mol·L-1的NaHCO3溶液等體積混合，得到的溶液c(OH?)<2×10-4mol·L-1√c(CO32?)=0.1mol/L，c(HCO3?)=0.15mol/Lc(OH?)=1.33×10-4mol·L-1<2×10-4mol·L-1，√BD3.重溫經(jīng)典5.(2023年浙江6月T15）草酸(H2C2O4)是二元弱酸。某小組做如下兩組實驗：實驗I：往20mL0.1mol?L?1NaHC2O4溶液中滴加0.1mol?L?1NaOH溶液。實驗Ⅱ：往20mL0.1mol?L?1NaHC2O4溶液中滴加0.10mol?L?1CaCl2溶液。[已知：H2C2O4的電離常數(shù)Ka1=5.4×10-2,Ka2=5.4×10-5,Ksp(CaC2O4)=2.4×10-9，溶液混合后體積變化忽略不計]，下列說法正確的是A.實驗I可選用甲基橙作指示劑，指示反應終點B.實驗I中V(NaOH)=10mL時，存在c(C2O42?)<c(HC2O4?)C.實驗Ⅱ中發(fā)生反應HC2O4?+Ca2+=CaC2O4↓+H+D.實驗Ⅱ中V(CaCl2)=80mL時，溶液中c(C2O42?)=4.0×10-8mol?L?1實驗I：NaHC2O4+NaOH=Na2C2O4+H2O酚酞NaHC2O4\Na2C2O42HC2O4?+Ca2+=CaC2O4↓+H2C2O43.重溫經(jīng)典5.(2023年浙江6月T15）草酸(H2C2O4)是二元弱酸。某小組做如下兩組實驗：實驗I：往20mL0.1mol?L?1NaHC2O4溶液中滴加0.1mol?L?1NaOH溶液。實驗Ⅱ：往20mL0.1mol?L?1NaHC2O4溶液中滴加0.10mol?L?1CaCl2溶液。[已知：H2C2O4的電離常數(shù)Ka1=5.4×10-2,Ka2=5.4×10-5,Ksp(CaC2O4)=2.4×10-9，溶液混合后體積變化忽略不計]，下列說法正確的是C.實驗Ⅱ中發(fā)生反應HC2O4?+Ca2+=CaC2O4↓+H+2HC2O4?+Ca2+=CaC2O4↓+H2C2O43.重溫經(jīng)典5.(2023年浙江6月T15）草酸(H2C2O4)是二元弱酸。某小組做如下兩組實驗：實驗I：往20mL0.1mol?L?1NaHC2O4溶液中滴加0.1mol?L?1NaOH溶液。實驗Ⅱ：往20mL0.1mol?L?1NaHC2O4溶液中滴加0.10mol?L?1CaCl2溶液。[已知：H2C2O4的電離常數(shù)Ka1=5.4×10-2,Ka2=5.4×10-5,Ksp(CaC2O4)=2.4×10-9，溶液混合后體積變化忽略不計]，下列說法正確的是D.實驗Ⅱ中V(CaCl2)=80mL時，溶液中c(C2O42?)=4.0×10-8mol?L?13.重溫經(jīng)典【思路點撥】

會正確、熟練書寫Ka、Kb或Kh的表達式及他們的關系，并把情境中獲得的各粒子濃度與平衡常數(shù)表達式聯(lián)系起來。會通過計算Ka、Kh的相對大小判斷溶液酸堿性、溶液中部分離子濃度大小關系。3.重溫經(jīng)典6.（2023年全國理綜乙卷T13題）一定溫度下，AgCl和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。下列說法正確的是A.a點條件下能生成Ag2CrO4沉淀，也能生成AgCl沉淀B.b點時，c(Cl?)=c(CrO42?)，Ksp(AgCl)=Ksp(Ag2CrO4)C.Ag2CrO4+2Cl??2AgCl+CrO42?的平衡常數(shù)K=107.9D.向NaCl、Na2CrO4均為0.1mol·L-1的混合溶液中滴加AgNO3溶液，先產(chǎn)生Ag2CrO4沉淀核心問題：（溶度積規(guī)則）Q、Ksp的大小關系Q<KspKsp(Ag2CrO4)=(10-5)2×10--1.7=10-11.7Ksp(AgCl)=10--5×10-4.8=10-9.8√沉淀的條件：Q>KspCl?沉淀時所需要的c(Ag+)CrO42?沉淀時所需要的c(Ag+)【C】3.重溫經(jīng)典7.（2023年北京等級考T14題）利用平衡移動原理，分析一定溫度下Mg2+在不同pH的Na2CO3體系中的可能產(chǎn)物。已知：i.圖1中曲線表示Na2CO3體系中各含碳粒子的物質的量分數(shù)與pH的關系。ii.圖2中曲線Ⅰ的離子濃度關系符合c(Mg2+)·c2(OH?)=Ksp[Mg(OH)2];曲線Ⅱ的離子濃度關系符合c(Mg2+)·c(CO32?)=Ksp(MgCO3)。[注：起始c(Na2CO3)=0.1mol·L-1，不同pH下c(CO32?)由圖1得到]。下列說法不正確的是A.由圖1，pH=10.25，c(HCO3?)=c(CO32?)B.由圖2，初始狀態(tài)pH=11，lg[c(Mg2+)]=-6，無沉淀生成C.由圖2，初始狀態(tài)pH=9、lg[c(Mg2+)]=-2，平衡后溶液中存在c(H2CO3)+c(HCO3?)+c(CO32?)=0.1mol·L-1D.由圖1和圖2，初始狀態(tài)pH=8、lg[c(Mg2+)]=-1，發(fā)生反應：Mg2++2HCO3?=MgCO3↓+CO2↑+H2O√核心問題：（溶度積規(guī)則）Q、Ksp的大小關系Q=c(Mg2+)·c2(OH?)<Ksp[Mg(OH)2]√Q=c(Mg2+)·c2(OH?)<Ksp[Mg(OH)2]c(H2CO3)+c(HCO3?)+c(CO32?)<0.1mol·L-1H++HCO3?=H2CO3=CO2↑+H2O√Q=c(Mg2+)·c(CO32?)>Ksp(MgCO3)該狀態(tài)下有MgCO3)沉淀，無Mg(OH)2沉淀。溶液中CO32?濃度因沉淀而減小HCO3??H++CO32?Mg2++CO32?=MgCO3↓3.重溫經(jīng)典【思路點撥】1.看清題意，抓住重點

從情境中快速捕捉關鍵的化學信息，如發(fā)生的反應、涉及到的平衡等。2.看懂圖像，理解坐標

仔細研究圖像，重點了解坐標的含義，特別是分析隨著橫坐標的變化，縱坐標如何變化，為什么這樣變化，找出圖像對應的化學原理。同時，需要抓住圖像的拐點和特殊的坐標點，進行分析，充分挖掘圖像背后的隱含信息,在變量和不變量之間建立聯(lián)系。3.分析選項，正確選擇

在理解題意，看懂圖像之后，逐項分析，先定性后定量，解決問題。3.重溫經(jīng)典8.(全國乙卷27題節(jié)選）LiMn2O4作為一種新型鋰電池正極材料受到廣泛關注。由菱錳礦（MnCO3，含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素）制備LiMn2O4的流程如下：已知：Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39，Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33，Ksp[Ni(OH)2]=5.5×10-16?；卮鹣铝袉栴}：（3）溶礦反應完成后，反應器中溶液pH=4，此時c(Fe3+)=_______mol·L-1；用石灰乳調節(jié)至pH≈7，除去的金屬離子是_______。c(OH-)=1.0×10-10mol·L-12.8×10-9c(OH-)=1.0×10-7mol·L-1此時，溶液中c(Al3+)=1.3×10-12mol·L-1，c(Ni2+)=5.5×10-4mol·L-1，Al3+3.重溫經(jīng)典【思路點撥】1.在明確流程的原料和產(chǎn)品的基礎上，分析每一步的作用和目的。2.基于Q、Ksp關系，通過調節(jié)pH等手段來實現(xiàn)沉淀的生成與轉化，來達到除雜、物質分離等目的。3.重溫經(jīng)典

3.重溫經(jīng)典①圖中壓強由小到大的順序為_______，判斷的依據(jù)是_______________________。②進料組成中含有情性氣體Ar的圖是______________。

p1

<p2

<

p3合成氨的反應為氣體分子數(shù)減少的反應，壓強越大平衡時氨的摩爾分數(shù)越大圖4

3.重溫經(jīng)典3.重溫經(jīng)典3.重溫經(jīng)典【思路點撥】1.結合已知條件，通過“三段式”計算各物質的平衡濃度。2.再代入數(shù)據(jù)，求解轉化率和平衡常數(shù)。3.若要求Kp，需先根據(jù)三段式結果，求解各物質平衡時的物質的量分數(shù)，進而求出各物質的平衡分壓，再代入Kp的表達式。3.重溫經(jīng)典

I．HCOOHCO＋H2O（快）II．HCOOHCO2＋H2（慢）研究發(fā)現(xiàn)，在反應I，II中，H+僅對反應I有催化加速作用；反應I速率遠大于反應II，近似認為反應I建立平衡后始終處于平衡狀態(tài)。忽略水的電離，其濃度視為常數(shù)?；卮鹣铝袉栴}：（1）一定條件下，反應I、II的焓變分別為?H1、?H2，則該條件下水氣變換反應的焓變ΔH＝

（用含?H1、?H2的代數(shù)式表示）。?H2-?H110．（2023年山東卷20題）一定條件下，水氣變換反應CO＋H2OCO2＋H2的中間產(chǎn)物是HCOOH。為探究該反應過程，研究HCOOH水溶液在密封石英管中的分解反應：

根據(jù)蓋斯定律，水氣變換反應=反應II-反應I，故?H=?H2-?H13.重溫經(jīng)典（2）反應I正反應速率方程為：v＝kc(H+)c(HCOOH)，k為反應速率常數(shù)。T1溫度下，HCOOH電離平衡常數(shù)為Ka，當HCOOH平衡濃度為xmol·L-1時，H+濃度為＿＿＿＿

mol·L-1，此時反應I正反應速率v＝

mol·L-1·h-1（用含Ka，x和k的代數(shù)式表示）。T1溫度下，HCOOH建立電離平衡：HCOOH?

HCOO—+H+

Ka，平衡時，

xmol·L-1c(HCOO—)

c(H+)（3）T1溫度下，在密封石黃管內完全充滿1.0mol·L-1HCOOH水溶液，使HCOOH分解，分解產(chǎn)物均完全溶于水。含碳物種濃度與反應時間的變化關系如圖所示（忽略碳元素的其他存在形式）。t1時刻測得CO、CO2的濃度分別為0.70mol·L-1，0.16mol·L-1，反應達平衡時，測得H2的濃度為ymol·L-1”。體系達平衡后

=＿＿＿＿（用含y的代數(shù)式表示，下同），反應II的平衡常數(shù)為＿＿＿＿.

t1時,c(HCOOH)=1-0.70-0.16=0.14mol/L，反應I的平衡常數(shù)

=5當反應II達平衡時，c(H2)=ymol/L,c(CO2)=ymol/L,c(CO)=5c(HCOOH)=mol/L,c(HCOOH)=mol/L,,3.重溫經(jīng)典相同條件下，若反應起始時溶液中同時還含有0.10mol·L-1鹽酸，則圖示點a．b，c，d中，CO新的濃度峰值點可能是＿＿＿（填標號）。與不含鹽酸相比，CO達濃度峰值時，CO2濃度

（填“增大”“減小”或“不變”）。減小a不變

的值

（填“增大”“減小”或“不變”）。若含鹽酸，則反應I的速率加快，反應II幾乎沒影響，于是CO濃度峰值點必然提前。此時HCOOH的消耗量少于相同時間內不含鹽酸時的消耗量，剩余的HCOOH也比原來多。3.重溫經(jīng)典【思路點撥】

在復雜體系中，要找出聯(lián)系多個反應的變量與不變量，結合各種守恒關系、圖像圖表等深入情境中涉及的化學基本原理，靈活處理各個變量與不變量的關系，切忌不顧條件的變化僵化地套結論、套公式。123考點考向知識重構重溫經(jīng)典Prt4模型構建5教學策略目錄4.模型構建審題Step-01析題Step-02解題Step-03解——所求目標準確得出大小審—所給物質類別判斷出用哪個K？析——所求目標分析“變量與不變量”的關系定性與定量分析相結合1.判斷反應進行方向2.認識反應限度3.溶液酸堿