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专题——高中化学中的“四大平衡”

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注意:同一个反应中,反应物可以是多种,但不同反应物的
转化率可能不同;增大一种反应物的浓度,可以提高其他反 应物的转化率,自身转化率一般减小.工业生产中常常提高 廉价原料的比例,从而增大其他原料的利用率.
恒温下在一恒容容器中充入NO2,反应至平衡 后再向其中充入NO2达新平衡,则该过程中 NO2转化率变化是?
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2011 考纲展示 1.了解电解质、强电解质及弱电解 质的概念。 2.了解电解质在水溶液中的电离, 以及电解质溶液的导电性。
2012 高考导视
1.掌握强电解质、弱电解 质等基本概念。
2.溶液的导电性、弱酸的 酸性相对强弱比较、电 3.了解弱电解质在水溶液中的电离 离常数的计算、水的电 平衡。 离平衡、pH的计算、中 和滴定等是重要的考点。 4.了解水的电离、离子积常数。 3.离子浓度大小比较、离 5.了解溶液 pH 的定义,掌握测定 子守恒关系是高频考点。 溶液pH 的方法,能进行 pH 的简 单计算。 返回
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(3)电离平衡常数
只与温度有关
+ - ①对于一元弱酸HA:HA H +A ,平衡常数K=
cH · cA . cHA
+ -
例题(1)
②对于一元弱酸BOH:BOH B++OH-,平衡常数
cOH-· - cB K= . cBOH
NH4Cl
碱性
CH3COONa CH3COOH NaCl 无
强酸强
碱盐 影响盐类水解的主要因素是温度和浓度。温度越高,越利于水
中性
解,所以温度高的碳酸钠溶液比温度低的碳酸钠溶液碱性强;盐的
浓度越小,水解程度越大,加水稀释有利于盐类水解反应的进行.
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盐类的水解规律可概括为“不弱不水解,有弱才水解,都弱 都水解,越弱越水解,谁强显谁性”。其中“越弱越水解”可以 从三角度理解: ①由于多元弱酸逐级电离平衡常数越来越弱,故其正盐酸根水 解较其酸式盐中酸式酸根强,或其酸根多级水解逐级减弱, 如:PO43->HPO42->H2PO4②同类型离子水解,比较电离出该离子的分子或离子电离程度 强弱(酸性或碱性强弱),如:CO32- > C6H5O->HCO3③不同类型的离子水解,比较其对应电离出该离子的分子或离 子电离程度强弱,如:醋酸和氨水电离常数几乎相等,故醋 酸铵显中性,而碳酸铵则显碱性(碳酸氢根酸性比醋酸弱)。 (4)沉淀溶解平衡 难溶电解质在水溶液中并不是完全不溶,其溶解产生的离子 脱离难溶物进入溶液,溶液中的离子又会结合成难溶电解 质.影响沉淀溶解平衡的因素主要是浓度(同离子效应)、 温度和能与难溶电解质相应离子反应的其他离子. 16
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3.描述方法不同
(1)化学平衡常数
只与温度有关
对于一般可逆反应:mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),在
cpC·qD c 一温度下达到平衡时,K= m . n c A· B c (2)平衡转化率 对于一般的化学反应: aA+bB cC+dD, 达到平衡时反应 A的初始浓度-A的平衡浓度 物 A 的 转 化 率 为 : α(A) = A的初始浓度 c0A-cA ×100%= ×100%. c0A
电离平衡造成了影响,即促进了水的电离平衡,使水的 电离平衡向正反应方向移动,导致溶液中的氢离子浓度、 氢氧根离子浓度发生变化.盐类水解的规律如下:
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盐的 类别 强酸弱 碱盐 强碱弱 酸盐
水溶液的 酸碱性 酸性
举例
溶液中的弱 c(H+)与c(OH-) 电解质 NH3· 2O H 比较 c(H+)>c(OH-) c(H+)<c(OH-) c(H+)=c(OH-)
成氨 氨水等 醋酸铵等
2.产生原因及影响因素不同
中学化学中的四种平衡产生的原因不同,影响它们的因素也
不完全相同. (1)化学平衡 可逆反应中,正反应和逆反应同时进行,只是在达到平衡前, 正反应速率大于逆反应速率,当这个可逆反应进行到正反应
速率与逆反应速率相等时,反应物与生成物浓度不再改变,
达到表面上静止的一种“平衡状态”,这就是化学反应所能达 到的限度(同条件下,反应物的转化率最大).影响这种平衡
浓度、压强等),平衡就向减弱这个改变的方向移动.
只减弱,一般不消除,不逆转。
(1)浓度的改变.增大反应物浓度或减小生成物浓度,平衡 向正反应方向移动;减小反应物浓度或增大生成物浓度,
平衡向逆反应方向移动.一般“增谁谁多,减谁谁少”
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(2)温度的改变.升高温度,平衡向吸热的方向移动,如合成氨
反应的平衡向逆反应方向移动;降低温度,平衡向放热的方向 移动,如合成氨反应的平衡向正反应方向移动. (3)压强的改变.增大压强,平衡向气态物质体积减小的方向进 行,如合成氨反应的平衡向正反应方向移动;减小压强,平
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一、四大平衡的共同点 1. 所有的平衡都建立在可逆“反应”的基础上
平衡类别 化学平衡 电离平衡 水解平衡 溶解平衡
研究对象
可逆反应
溶质与其 盐中的“弱” 弱电解质 饱和溶液的 离子 共存体系 逆、等、定、动、变
平衡特点
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2. 都能用勒夏特列原理解释平衡的移动
勒夏特列原理:如果改变影响化学平衡的一个条件(如温度、
注意区分几个概念:
中和 中性 溶液浓度 离子浓度 试剂原始浓度 反应起始浓度 电离平衡 水解平衡
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3. 用平衡移动理论解释相关现象。 “看到” “找到” “想到”
粒子 平衡 列平衡,说移动,得结论。
解释
(1)接触法制硫酸中通入过量的空气 (2)合成氨工业高压(20MPa-50MPa)
移动
(3)金属钠从熔化的氯化钾中置换金属钾Na + KCl (4)草木灰和铵态氮肥不能混合使用 (5)配置三氯化铁溶液应在浓盐酸中进行
四大平衡22Fra bibliotek2011 考纲展示
2012 高考导视
1.了解化学反应的可逆性。 2.了解化学平衡建立的过程。 化学平衡是高频考点,尤其 理解化学平衡常数的含, 是平衡常数、转化率等的计算, 能够利用化学平衡常数进 平衡移动原理的应用。 行简单的计算。 考查形式方面,平衡常数常 3.理解外界条件(浓度、温度、常是以新的化工生产、科研领 压强、催化剂等)对反应速 域最新报道等为载体,直接考 率和化学平衡的影响,认 查;也常常考查利用速率、平 识其一般规律。 衡理论进行物质的提纯和分离; 4.了解化学反应速率和化学 还会结合速率——时间、浓 平衡的调控在生活、生产 度——时间等曲线来考查化学 和科学研究领域中的重要 反应速率、化学平衡等理论。 作用。 返回
只与温度有关 附:常见弱电 只与温度有关 解质电离常数
(7)溶解度S 一定条件下每100g溶剂所能溶解溶质的最大质量,单位g。 难溶电解质在纯水中的溶解度和溶度积可以互相换算。也可以 根据溶度积计算难溶电解质在特定溶液中的溶解度。 例题 20
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三、考查重点
(1)平衡的本质:v正=v逆。 ①单位时间内某化学键断裂的条数与单位时间内生成该化学键(或 另外的化学键)的条数关系; ②单位时间内消耗某物质的物质的量与生成该物质(或其他物质) (2)利用化学平衡状态的特点来判断 的物质的量关系; 处于平衡状态的化学反应,其特点表现为“三定”,即: 反应物的转化率一定、反应混合体系中各物质的百分含量一定、 ③给出在同一反应的同一时间内用不同物质表示的反应速率等等。 反应混合体系中各物质的浓度一定。上述中的任一种都能说明 这类判断可总结为一句话“双向同时,符合比例”。 反应已达平衡状态。即“特征量一定,达到平衡”。 (3)利用“变量恒定,达到平衡”与“不变量”来判断 选定反应中“变量”,即随反应进行而变化的量,当变量不 再变化时,反应已达平衡。常见的可能变量有:气体的颜色; 容器压强(恒容);容器体积(恒压);密度;相对分子质量 等。把握条件(恒容或恒压),认清变量,反应过程中变量不 变,说明反应达到平衡。
只与温度有关
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(5)水解平衡常数Kh 对于一元弱酸根或弱碱阳离子,其水解Kh=Kw/Ka或Kh=Kw/Kb, 对于多元弱酸根如CO32-,其第一步水解Kh1=Kw/Ka2;第二步水解 即HCO3-水解Kh2=Kw/Ka1。其中Ka1、Ka2分别为碳酸的第一、二 步电离平衡常数。本质上讲同条件同浓度下不同离子水解程度大 小( 或pH大小)取决于Kh,酸式盐显什么性取决于其Kh和Ka。 (6)
NaCl + K↑
(6)用热的纯碱水洗油污或对金属进行表面处 理
(7)碳酸型饮料打开瓶盖倒入玻璃杯时会泛起大量泡沫
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4. 勒夏特列原理的综合应用
物质的状态 反应的特点 反应体积变化 吸、放热
浓度 质量、物质的量 条件的改变 温度 压强 转化率、产率 催化剂 体积、压强 物质的量浓度 物理量 质量分数、体积分数 变化 平均相对分子质量 密度等
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二、四大平衡不同点的比较
1.研究对象不同
平衡 化学
类型
研究
平衡
可逆的 化学反 应
电离平衡
水解平衡 能够水解的盐类,
沉淀溶解平衡
溶液中的 包括强碱弱酸盐、 溶液中的难溶电
对象
弱电解质 强酸弱碱盐及弱
酸弱碱盐
解质
溶液中的氯化银、 硫酸钡、氢氧化 铁等
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举例
工业合 醋酸溶液、碳酸钠、氯化铁、
1. 平衡的建立和平衡判据
例题(5)
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2. 溶液中离子浓度的比较 例:向0.1mol/L NaOH溶液中逐滴滴加0.1mol/L CH3COOH溶液,比较各种离子浓度的大小。
抓住主要过程,有反应先考虑反应,再考虑电离、水解(一 般水解和弱电解质电离是微弱的,且以第一步水解或电离为 主,弱酸酸式盐要把握其电离为主还是水解为主),充分利 离子浓度 用守恒。 三守恒
衡向气态物质体积增大的方向移动,如合成氨反应的平衡向
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