化学平衡计算.docx
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化学平衡计算
龙文教育一对一个性化辅导教案
学生
王奕翔
学校
广大附中
年级
高三
次数
第3次
科目
化学
教师
陈澄升
日期
时段
课题
涉及平衡常数的计算
教学重点
化学平衡常数的表达式，水溶液中离子浓度关系
教学难点
化学平衡常数计算和不同反应化学平衡常数关系，离子浓度计算
教学目标
帮助学生掌握化学平衡计算的基本方法，掌握此类计算题的要点，能够举一反三
教
学
步
骤
及
教
学
内
容
1、温故知新：
上次课作业检查和错题讲解
二、查漏补缺：
化学反应四大平衡的概念和相关计算的回顾
三、培优提高
（一）根据物质转化率求化学平衡常数，或根据化学平衡常数求物质转化率
（二）根据弱酸弱碱电离平衡或盐类的水解平衡求pH值或离子浓度（反之亦可）
（三）根据沉淀溶解平衡求沉淀转化平衡，或离子浓度（或进而求出pH）
三、课堂总结：
四、课后作业：
管理人员签字：
日期：
年月日
作业布置
1、学生上次作业评价：
○好○较好○一般○差
备注：
2、本次课后作业：
课堂小结
家长签字：
日期：
年月日
涉及平衡常数的计算
化学四大平衡为：
化学平衡，电离平衡，水解平衡和沉淀溶解平衡
相关计算题也会围绕着这些内容进行考查
（一）根据物质转化率求化学平衡常数，或根据化学平衡常数求物质转化率
例一、H3BO3溶液中存在如下反应：
H3BO3（aq）+H2O（l）⇌[B（OH）4]-（aq）+H+（aq），已知0.70mol·L-1H3BO3溶液中，反应于298K达到平衡时，c平衡（H+）=2.0×10-5mol·L-1，
c平衡（H3BO3）≈c起始（H3BO3），水的电离可忽略不计，求此温度下该反应的平衡常数K（H2O的平衡浓度不列入K的表达式中，计算结果保留两位有效数字）
例二、用CaSO4代替O2与燃料CO反应，既可提高燃烧效率，又能得到高纯CO2，是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术，反应①为主反应，反应②和③为副反应。
11/4CaSO4（s）+CO（g）⇋1/4CaS（s）+CO2（g）∆H1=-47.3kJ∙mol-1
②CaSO4（s）+CO（g）⇋CaO（s）+CO2（g）+SO2（g）∆H2=+210.5kJ∙mol-1
③CO（g）⇋1/2C（s）+1/2CO2（g）∆H3=-86.2kJ∙mol-1
（1）反应2CaSO4（s）+7CO（g）⇋CaS（s）+CaO（s）+6CO2（g）+C（s）+SO2（g）的∆H＝___________（用∆H1、∆H2和∆H3表示）
（2）反应①－③的平衡常数的对数lgK随反应温度T的变化曲线见图18，结合各反应的∆H，归纳lgK-T曲线变化规律：
a）_______________________________；
b）____________________________。
（3）向盛有CaSO4的真空恒容密闭容器中充入CO，反应①于900℃达到平衡，c平衡（CO）=8.0X10-5mol∙L-1，计算CO的转化率（忽略副反应，结果保留两位有效数字）。
例三、COCl2的分解反应为COCl2（g）
Cl2（g）＋CO（g）△H=＋108kJ·mol－1。
反应体系达到平衡后，各物质的浓度在不同条件下的变化状况如下同所示（第10min到14min的COCl2浓度变化曲线未示出）：
①比较第2min反应温度T
（2）与第8min反应温度T（8）的高低：
T
（2）____T（8）（填“<”、“>”或“=”）
②比较反应物COCl2在5−6min和15−16min时平均反应速率的大小：
v（5−6）v（15−16）（填“<”、“>”或“=”），原因是。
③计算反应在第8min时的平衡常数K=；（列出计算过程，结果保留两位小数）
（二）根据弱酸弱碱电离平衡或盐类的水解平衡求pH值或离子浓度（反之亦可）
例一、某温度下测得浓度均为0.10mol/L的KF和HF混合液的PH=4，近似计算HF的电离平衡常数Ka（写出计算过程）。
例二、醋酸是中学常用的一种弱酸。
（1）取0.10molCH3COOH作导电性实验，
测得其导电率随加入的水量变化如图所示：
1开始时导电率为0说明：
。
②比较a、b点的相关性质（填“>”、“<”、“=”）：
n（H+）：
ab；c（CH3COO-）：
ab；
完全中和时消耗NaOH的物质的量：
ab；
③若b点时，溶液中c（CH3COOH）=0.10mol/L，c（H+）=1.3×10-3mol/L，则此时c（CH3COO-）约为
mol/L；计算b点时醋酸的电离平衡常数，写出计算过程。
例三、假设25℃条件下测得0.1mol·L–1的Na3pO4溶液的pH＝12，近似计算出Na3PO4的第一步水解的水解常数Kh（写出计算过程，忽略Na3PO4的第二、第三步水解，结果保留两位有效数字）。
例四、常温下NH4＋（aq）+H2O（l）
NH3•H2O（aq）+H＋（aq）的化学平衡常数为5.55×10－10mol·L-1，则NH3•H2O的电离平衡常数K=（保留三位有效数字）。
例五、已知常温下，NH4+的水解常数为1.0×10―9，则0.1mol/LNH4Cl溶液pH=。
（忽略NH4+水解对NH4+浓度的影响）
例六、工业上还可用Na2SO3溶液吸收烟气中的SO2：
Na2SO3+SO2+H2O＝2NaHSO3。
某温度下用1.0mol•L-1的Na2SO3溶液吸收纯净的SO2，当溶液中c（SO32-）的浓度降至0.2mol•L-1时，吸收能力显著下降应更换吸收剂。
①此时溶液中c（HSO3-）约为______________mol•L-1；
②此时溶液pH＝____。
（已知该温度下SO32-+H+
HSO3-的平衡常数K＝8×106L•mol-1，计算时SO2、H2SO3的浓度忽略不计）
（三）根据沉淀溶解平衡求沉淀转化平衡，或离子浓度（或进而求出pH）
例一、有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂，则溶浸过程中会发生：
CaSO4（s）+CO32—
CaCO3（s）+SO42—
已知298K时，Ksp（CaCO3）=2.80×10—9，Ksp（CaSO3）=4.90×10—5，求此温度下该反应的平衡常数K（计算结果保留三位的效数字）。
例二、若过滤I的滤液中的Ca2+浓度低于1.0×10－5mol·L－1时可认为被沉淀完全。
若要使Ca2+沉淀完全，则滤液中CO32－离子的物质的量浓度不得低于。
（已知：
Ksp（CaCO3）=5.0×10－9）
沉淀物
Fe（OH）3
Al（OH）3
Zn（OH）2
开始沉淀pH
2.3
4.0
5.4
完全沉淀pH
4.1
5.2
8.0
例三、要调节pH使Fe3+和Al3+完全转化为Fe（OH）3、Al（OH）3沉淀除去，调节的pH范围是（pH数据见右表）。
例四、现有0.20molBaSO4，加入1.0L2.0mol/L的饱和Na2CO3溶液处理，假设起始的c（SO42－）≈0，平衡时，K=4.0×10－2，求达到平衡时发生转化的BaSO4的物质的量。
（写出计算过程，计算结果保留2位有效数字）
（2015全国二卷）28、
（2）上述浓缩液中含有I-、Cl-等离子。
取一定量的浓缩液，向其中滴加AgNO3溶液，当AgCl开始沉淀时，溶液中
为，已知Ksp（AgCl）=1.8×10-10，Ksp（AgI）=8.5×10-17。
（2015全国I卷）28、（4）Bodensteins研究了下列反应：
2HI（g）
H2（g）+I2（g）
在716K时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数x（HI）与反应时间t的关系如下表：
t/min
0
20
40
60
80
120
x（HI）
1
0.91
0.85
0.815
0.795
0.784
x（HI）
0
0.60
0.73
0.773
0.780
0.784
根据上述实验结果，该反应的平衡常数K的计算式为___________。
上述反应中，正反应速率为v正=k正x2（HI），逆反应速率为v逆=k逆x（H2）x（I2），其中k正、k逆为速率常数，则k逆为________（以K和k正表示）。
若k正=0.0027min-1，在t=40min时，v正=__________min-1
（2014全国I卷）28（3）下图为气相直接水合法C2H4（g）＋H2O（g）＝C2H5OH（g）中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系[其中n（H2O）︰n（C2H4）=1︰1]
①列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数Kp＝ （用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数）
（2014全国II卷）26、在容积为1.00L的容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4（g）
2NO2（g），随温度升高，混合气体的颜色变深。
（1）100℃时，体系中各物质浓度随时间变化如上图所示。
反应的平衡常数K1为
（2）100℃时达到平衡后，改变反应温度为T，c（N2O4）以0.0020mol·L-1·s-1的平均速率降低，经10s又达到平衡。
②列式计算温度T时反应的平衡常数K2
（2013全国II卷）28、在1.0L密闭容器中放入0.10molA（g），在一定温度进行如下反应：
A（g）
B（g）+C（g） △H=+85.1kJ·mol-1
反应时间（t）与容器内气体总压强（p）的数据见下表：
时间t/h
0
1
2
4
8
16
20
25
30
总压强p/100kPa
4.91
5.58
6.32
7.31
8.54
9.50
9.52
9.53
9.53
回答下列问题：
（2）由总压强p和起始压强p0计算反应物A的转化率α（A）的表达式为 ，
平衡时A的转化率为 ，列式并计算反应的平衡常数K
（3）①由总压强p和起始压强p0表示反应体系的总物质的量n总和反应物A的物质的
量n（A）,n总= mol，n（A）＝ mol。
②下表为反应物A浓度与反应时间的数据，计算：
α＝ 。
反应时间t/h
0
4
8
16
c（A）/（mol·L-1）
0.10
a
0.026
0.0065
课后作业
1、某温度下，将0.1molCO和0.3molH2充入10L的密闭容器内发生反应CO（g）+3H2（g）
CH4（g）+H2O（g），平衡时H2的转化率为80%，求此温度下该反应的平衡常数K。
（写出计算过程，计算结果保留两位有效数字）
2、25℃时，CaFeO4的Ksp=4.536×10-9，若要使100mL，1.0×10-3mol·L-1的K2FeO4溶液中的c（FeO42-）完全沉淀，理论上至少要加入的Ca（OH）2的物质的量为mol，完全沉淀后溶液中残留的c（FeO42-）为______________。
3、该温度下，吸收液中c（Ca2＋）一直保持为0.70mol/L，已知Ksp（CaSO4）＝1.4X10-7，则吸收后溶液中的SO32－的浓度。
（写出计算过程，结果保留2位有效数字）
4、在2.00L的密闭容器中，反应2A（g）
B（g）+C（g）分别在三种不同实验条件下进行，但起始浓度相同，均为c（A）＝0.100mol/L、c（B）＝0.020mol/L及c（C）＝0.020mol/L。
反应物A的浓度随时间的变化如下图所示：
请回答下列问题：
（1）以下说法能说明该反应已达到平衡状态的是：
（填序号）
①c（A）:
c（B）:
c（C）=2:
1:
1
②v（A）=2v（B）
③体系的压强不再改变
④A的质量分数不再改变
⑤混合气体的密度不再改变
（2）根据实验③回答：
反应开始到4.0min时反应物A的转化率为，
B平均反应速率为。
（3）与①比较，②和③分别仅改变一种反应条件。
所改变的条件是：
②；③。
（4）实验①条件下该反应的化学平衡常数值是。
若实验①到达平衡后，维持体系温度不变，往容器中再投入0.028molB和0.028molC，求新平衡时体系中A的物质的量浓度。
（写出计算过程）
5、（2014茂名二模32）当离子浓度≤1×10—5mol•L-1认为沉淀完全，若要使Cr3+完全沉淀则要保持C（OH—）≥。
已知：
Ksp[Cr（OH）3]=6.3×10-31，
）
6、（2013肇庆二模32）（5）若滤液中Ba2+ 浓度为1×10-5mol/L，
依右表数据推算出滤液中Sr2+物质的量浓度不大于
mol/L。
7、（2013深圳一模32）（3）“除钙、镁”的原理反应为：
MgSO4＋2NaF＝MgF2↓＋Na2SO4；CaSO4＋2NaF＝CaF2↓＋Na2SO4
已知KSP（CaF2）＝1.11×10-10，KSP（MgF2）＝7.40×10-11，加入过量NaF溶液反应完全后过滤，则滤液中
。
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