在化学的学习中,学生会学习到很多的关于平衡的知识点,以下是人美心善的小编给大伙儿收集整理的2篇等效平衡的相关范文,仅供参考,希望对大家有所启发。
高中化学等效平衡的知识点 篇一
相同条件下,同一可逆反应体系中,不管从正反应开始,还是从逆反应开始,达到平衡时,任何物质的百分含量(浓度、质量分数、体积分数等)都保持不变的化学平衡互称等效平衡。
判断方法:使用极限转化的方法将各种情况变换成同一反应物或生成物,然后观察有关物质的数量是否相当。
在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压),对同一可逆反应,起始时加入物质的物质的量不同,达平衡时的状态规律如下:
2HI的反应前后气体体积不变且方程式的一边只有一种物质的反应,只要方程式的另一边的几种反应物质的物质的量与方程式的系数成正比,无论加入多少量的生成物(在方程式的这一侧只有这种物质);或只加入这种单一反应物质(如HI),而另几种反应物的量为0,都能使反应达到平衡时,各组分的体积百分含量恒定。
⑤在恒温、定容条件下,对于类似H2+I2 pC+qD。如果两次反应投入原料物质不同,而反应达到平衡时,指定物质的浓度相同,则经过配比转化后的原料不仅完全成比例,而且物质的量完全相同。
【典型例题
例1. 在一定温度下,把2摩SO2和1摩O2通入一个一定容积的密闭的容器里,发生如下反应:2SO2+O2解析:本题属于:反应前后气体分子总数发生变化的可逆反应在等温、等容条件下的等效平衡,此时只改变起始加入量,只要通过可逆反应化学计量数之比换算成方程式同一半边的物质的量与原平衡相同,则两平衡等效。根据反应式:
2SO2+O2例2. 在一个固定容积的密闭容器中,保持一定的温度进行以下反应:
已知加入1molH2和2molBr2时,达到平衡后生成a mol HBr。在相同条件下,若保持达到平衡时各组分的体积分数不变,根据下列编号的状态,填写表中空白。
解析:本题属于:反应前后气体分子总数没有发生变化的可逆反应在等温、等容条件下的等效平衡,此时,只要通过可逆反应化学计量数之比换算成方程式同一半边的反应物(或生成物)的物质的量的比值与原平衡状态相同,则两平衡等效。此时,达到平衡时各物质的百分含量保持不变,但浓度成比例变化。
例3. 将3molA和1molB放入恒温恒压的密闭容器中,发生如下反应:
3A(g)+B(g) 例4. 537℃、1.01×105Pa时,往体积可变的密闭容器中充入2molSO2和1molO2,此时容器的体积为200L。向容器中加入催化剂(固体)并保持恒温、恒压,发生反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)是一个反应前后气体体积减少的放热反应,增大压强,平衡正向移动,降低温度,平衡逆向移动。但工业生产中常采用常压而不是高压,主要是由于压强对平衡的转化影响不大,同时,增大压强对设备和动力的要求都很高,因此一般不采用高压,而是常压;同时升高温度平衡逆向移动,不利于SO2的转化,但催化剂在537℃左右时活性最大,反应速率快,因此,一般工业生产中采用高温条件。
(2)温度一定,体积可以改变,说明反应过程中压强保持不变,则本题是等温等压条件下的等效平衡问题,因此,只充入2molSO3时,换算成方程式左边与原平衡起始一致,说明是等效平衡,SO2的体积分数仍为0.91。此时:
2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)
反应起始物质的物质的量(mol) a b 0
反应过程中转化的物质的量(mol) 2y y 2y
平衡时各物质的物质的量(mol) a-2y b-y 2y
则有:a∶b=2∶1;2y/(a+b-y)=0.91;(V前/V后=n前/n后)a+b-y=3;
解上述三个方程组,可得:y=1.365mol,a=2.91mol;b=1.455mol。
答案:(1)由于压强对平衡的转化影响不大,同时,增大压强对设备和动力的要求都很高,因此一般不采用高压,而是常压。
(2)SO2的体积分数为0.91,达平衡时的体积为137.3L。
(3)a=2.91mol
【模拟试题
1. 在一固定体积的密闭容器中加入2 mol A和1 mol B发生反应2A(g)+B(g) N2O4,此时平衡混合气中NO2的体积分数为x%,若再充入1mol N2O4,在温度不变的情况下,达到新的平衡时,测得NO2的体积分数为y%,则x和y的大小关系正确的是( )
A. x>y B. x
3. 某温度下,在容积固定的密闭容器中发生可逆反应A(g)十2B(g)=2Q(g)平衡时,各物质的浓度比为c(A):c(B):c(Q)=1:1:2,保持温度不变,以1:1:2的体积比再充入A、B、Q,则下列叙述正确的是( )
A. 刚充入时反应速率v(正)减小,v(逆)增大
B. 达到新的平衡时,反应混合物中A、B的体积分数增加
C. 达到新的平衡时c(A):c(B):c(Q)仍为1:1:2
D. 达到新的平衡的过程中,体系压强先增大,后逐渐减小
4. 在密闭容器中,aA(气) bB(气)达平衡后,保持温度不变,将容器体积增加1倍,当达到新平衡时,B的浓度是原来的60%,下列说法正确的是:( )
A. 平衡向正反应方向移动了; B. 物质A的转化率减少了;
C. 物质B的质量分数增加了; D. a>b;
5. 某温度下,反应:H2(g)+I2(g) x C(g),达到平衡后,C的体积分数为W%。若维持容器中的容积和温度不变,按起始物质的量:A为0.6 mol,B为0.3 mol,C为1.4 mol充入容器,达到平衡后,C的体积分数仍为W%,则x的值为( )
A. 只能为2 B. 只能为3
C. 可能是2,也可能是3 D. 无法确定
7. 将1molCO和1molH2O(g)充入某固定容积的反应器中,在某条件下达到平衡:
CO+H2O(g) CO2+H2,此时有2/3的CO转化为CO2。
⑴该平衡混合物中CO2的体积分数为
⑵若在相同条件下,向容器中充入1molCO2、1molH2和1molH2O,则反应向 (填“正反应方向”、“逆反应方向”或“不”)进行。达到平衡时,混合物中CO2的体积分数可能是下列各值中的 (填编号)
A. 22.2% B. 27.55% C. 33.3% D. 36.8%
⑶结合⑵中的计算结果分析,若平衡向正方向移动时,则下列说法中正确的是( )
①生成物的产量一定增加;②生成物的体积分数一定增加;③反应物的转化率一定增大;④反应物的浓度一定降低;⑤正反应速率一定大于逆反应速率;⑥一定使用了催化剂
8. 某温度下,向某密闭容器中加入1 mol N2和3 mol H2,使之反应合成NH3,平衡后测得NH3的体积分数为m。若温度不变,只改变起始加入量,使之反应平衡后NH3的体积分数仍为m。假设N2、H2、 NH3的加入量(单位:mol)用x、y、z表示,应满足:
(1)恒定温度、体积:
①若x=0,y=0,则z =_________;
②若x=0.75,y=_________,则z =_________;
③x、y、z应满足的一般条件是_______________________________。
(2)恒定温度、压强:
①若x=0,y=0,则z=_________;
②若x=0.75,y=_________,则z =_________;
③x、y、z应满足的一般条件是______________________。
9. 有两只密闭容器A和B,A容器有一个移动的活塞,能使容器内保持恒压,B容器保持恒容,起始时向这两只容器中分别充入等量的体积比为1:2的SO2和O2的混合气体,并使A和B的容积相等。在保持400℃的条件下,使之发生反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),填写下列空格:
①达到平衡时所需的时间A比B ,A中SO2的转化率比B 。
②达到(1)所述的平衡后,若向两容器中通入数量不多的等量氩气,则A容器中化学平衡 移动,B容器中化学平衡 移动。
③达到(1)所述的平衡后,若向两容器中通入等量的原反应气体,再达到平衡时,A容器中SO3的体积分数 (填增大、减小或不变),B容器中SO3的体积分数 。
【试题答案】
1. D 2. A 3. D 4. AC 5. BC 6. C
7. ⑴33.3%; ⑵逆反应方向,D; ⑶①
8. ⑴:①z=2; ②y=2.25,z=0.5;③x+z/2=1;y+3z/2=3;
⑵:①z>0的任意值;②y=2.25,z≥0;③x/y=1/3,z≥0。
9. ①少 大
②逆向 不
③不变 增大
高中化学的沉淀溶解平衡的知识点 篇二
导入:根据溶解度的不同可将物质分为难溶、微溶、可溶、易溶。
CaCO3、FeS、Mg(OH)2等难溶电解质在水溶液中以何种形式存在?
(一)沉淀溶解平衡与溶度积
实验:PbI2固体的溶解平衡
仪器与药品:试管 胶头滴管 PbI2固体 0.1mol/LKI溶液
操作:课本P94
试分析,黄色沉淀是什么物质?它是怎样产生的?
结论与解释:上层清液中有Pb2 ,当加入 KI时,I-浓度增大,与Pb2 结合生成黄色PbI2沉淀。
Pb2 从何而来?
PbI2 (s) cC(g)+dD(g) 此可逆反应在一定温度下存在平衡常数K,K=[C]c×[D]d/[A]a×[B]b ,在沉淀溶解反应中,是否存在类似的常数关系?
PbI2 (s) 定义:达到沉淀溶解平衡时,难溶电解质电离出的离子浓度的系数次方的乘积为一常数,称为溶度积常数或溶度积。
表达式:AmBn(s) Mg2+(aq) 2OH-(aq),向饱和溶液中分别加入固体CH3COONa 、NH4Cl时,固体Mg(OH)2的质量有什么变化?加入固体Mg(OH)2,溶液中Mg2+、OH-的浓度有什么变化?
(解答:增大;减小;均不变。)
(二)沉淀溶解平衡的应用
1. 沉淀的溶解和生成
溶液中离子生成沉淀,直至沉淀溶解和离子生成沉淀达到平衡状态溶液中沉淀溶解和离子生成沉淀达到平衡状态 若体系中有足量的固体存在,固体溶解,直至达平衡状态讨论:1、BaCO3与盐酸在溶液中是怎样反应的?
2. BaCO3、BaSO4 均为难溶电解质,医学上用于X射线透视的内服造影剂只能用BaSO4不能用BaCO3,其原因何在?
平衡右移 ,完成 BaCO3与盐酸的反应。
胃酸中H+浓度较大,溶解BaCO3,使Ba2 浓度增大,造成重金属中毒。
误食可溶性钡盐造成钡中毒,可用5.0%的Na2SO4溶液洗胃。
【身边的化学】(1)溶洞景观
石灰岩的溶解:CaCO3(s) CO32-+CO2 +H2O CaCO3+CO2+H2O
(2)珊瑚的形成Ca2++2HCO3- Zn2+(aq)+S2-(aq) Ksp(ZnS)=1.6×10-24mol2/L2
CuS(s) Zn2+(aq)+S2-(aq)
+
平衡右移 Cu2+(aq)
CuS(s)
沉淀转化:由一种难溶物转化为另一难溶物的过程。
实质:沉淀溶解平衡的移动。一般为溶解能力小的沉淀转化为溶解能力更小的沉淀,溶解能力差距越大,沉淀转化的趋势越大。
思考:可以用FeS 、MnS等难溶物除去工业废水中的重金属离子Hg2+、 Pb2+、Cu2+等,原因是什么?
(解答:由于相同条件下FeS 、MnS的Ksp远远大于HgS、PbS、CuS的Ksp。)
【追根寻源】:水垢中的Mg(OH)2是怎样产生的?
天然硬水的成分:Ca2+ 、HCO3-、Mg2+ 等
加热煮沸时发生的反应是:Ca(HCO3)2= CaCO3↓+CO2↑+H2O
Mg(HCO3)2= MgCO3↓+CO2↑+H2O
难溶的MgCO3在水溶液中存在的沉淀溶解平衡:
MgCO3 HCO3-+OH-
Mg(OH)2 Ksp[Fe(OH)3 ]=1.1×10-36 (mol.L-1)4
Ksp[Fe(OH)2]=1.64×10-14 (mol.L-1)3
(提示:当某离子浓度小于10-5 mol.L-1时可以认为该离子沉淀完全了)
解析:Fe3 沉淀完全时,其浓度为1×10-5 mol.L-1,根据 Ksp[Fe(OH)3 ]可算出溶液中[OH-],求出此时pH,再通过 Ksp[Fe(OH)2]求出Fe2 为0.050 mol.L-1时,OH- 的最大浓度,换算出pH即可求出满足要求的pH。
答案:Fe3 沉淀完全时,[Fe3 ]为1×10-5 mol.L-1,则Fe3 沉淀完全时所需的[OH-] 为:
[OH-]={ Ksp[Fe(OH)3 ]/ [Fe3 ]}1/3
=(1.1×10-36 / 1×10-5)1/3 mol.L-1
=4.8×10-11 mol.L-1
pH = 14-pH[OH-] =14-10.3 = 3.7
Fe2 开始沉淀时所需 [OH-] 为:
[OH-] ={ Ksp[Fe(OH)2]/ [Fe2 ]}1/2
=(1.64×10-14 / 0.050)1/2 mol.L-1
=5.7×10-7 mol.L-1
pH = 14-pH[OH-] =14-6.2 = 7.8
因此,溶液的pH控制在3.7-7.8之间,可使Fe3 沉淀完全而Fe2 不沉淀。
点评:本题灵活考查溶度积和pH的综合运算。
例2. 根据Mg(OH)2溶度积Ksp[Mg(OH)2]=1.2×10-11计算:
(1)Mg(OH)2饱和溶液中的[OH-] 和[Mg2 ] ,并换算出Mg(OH)2的浓度。
(2)换算Mg(OH)2在0.010 mol.L-1 NaOH 溶液中的最大浓度。
(3)换算Mg(OH)2在0.010 mol.L-1 MgCl2 溶液中的最大浓度。
解析:根据各物质的Ksp,即可算出各离子的浓度,并进一步求出溶质的浓度。
因Mg(OH)2的溶解度很小,溶液中[OH-]主要是NaOH 提供的,由[OH-] 和Ksp可求[Mg2 ],并进一步换算出Mg(OH)2的浓度。
MgCl2 的浓度近似等于溶液中[Mg2 ],再结合Ksp求出[OH-],最后换算出Mg(OH)2的浓度。
答案:⑴ Mg(OH)2 (s) 由Ksp[Mg(OH)2]= [Mg2 ][OH-]2,且[OH-]=2 [Mg2 ]得:
4 [Mg2 ]3= Ksp[Mg(OH)2]
则:[Mg2 ]= {Ksp[Mg(OH)2]/4}1/3 =(1.2×10-11/4)1/3 mol.L-1 = 1.44×10-4 mol.L-1
Mg(OH)2饱和溶液中:[Mg2 ]=1.44×10-4 mol.L-1
[OH-]=2 [Mg2 ] =2.88×10-4 mol.L-1
c[Mg(OH)2]= [Mg2 ]=1.44×10-4 mol.L-1
(2)通过溶液的[Mg2 ]可以换算出Mg(OH)2 在0.010 mol.L-1 的NaOH溶液中的最大浓度:[OH-]= 0.010 2 [Mg2 ] ≈ 0.010 mol.L-1
c[Mg(OH)2]= [Mg2 ]= Ksp[Mg(OH)2] / [OH-]2
= 1.2×10-11/0.0102 mol.L-1 = 1.2×10-7 mol.L-1
(3)通过溶液中[OH-] 可以换算出Mg(OH)2 在0.010 mol.L-1 的MgCl2 溶液中的最大浓度。已知[Mg2 ] ≈0.010 mol.L-1 ,则
[OH-]={ Ksp[Mg(OH)2] /[Mg2 ] }1/2
=(1.2×10-11/0.010)1/2 mol.L-1
=3.5×10-5 mol.L-1
c[Mg(OH)2]= 1/2[OH-] = 1.75×10-5 mol.L-1
点评:本题考查溶度积的概念理解。
例3. 已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10mol2.L-2 ,将0.001 mol.L-1 的NaCl溶液 和0.001 mol.L-1 的AgNO3溶液等体积混合,是否有AgCl沉淀生成?
解析:两溶液等体积混合后,Ag 和Cl- 的浓度都等于原来浓度的1/2:
[ Ag ]=[Cl-]=1/2 ×0.001= 0.0005 mol.L-1
在混合溶液中,Q=[ Ag ]。[Cl-]=( 0.0005 mol.L-1 ) 2
= 2.5×10-7mol2.L-2
已知AgCl 的Ksp=1.8×10-10mol2.L-2 ,因为Q>Ksp ,所以有AgCl沉淀生成。
答案:有AgCl沉淀生成。
点评:本题考查溶度积的直接运算。
例4 . 如果BaCO 3 沉淀中尚有0.010 mol BaSO4 ,在1.0L此份沉淀的饱和溶液中加入多少摩尔Na2CO 3才能使0.010 mol BaSO4 完全转化为BaCO 3?
解析:设需要Na2CO 3的物质的量为X
Ksp(BaCO 3)=5.1×10-9mol2.L-2 Ksp(BaSO4)=1.1×10-10mol2.L-2
BaSO4 CO32-= BaCO 3 SO42-
平衡浓度/ mol.L-1: x-0.010 0.010
K= [SO42-]/ [CO32-]
=[SO42-]/ [CO32-] ×[Ba2 ]/[Ba2 ]
= Ksp(BaSO4)/ Ksp(BaCO 3)
= 1.1×10-10/5.1×10-9
= 2.16×10-2
0.010 / ( x-0.010 )= 2.16×10-2
x= 0.47mol
答案:加入0.47 mol Na2CO 3 于该饱和溶液中便能实现沉淀的转化。
点评:平衡问题综合考,本题涉及平衡问题的通常处理方法。
【模拟试题】
一。 选择题
1. 已知在Ca3(PO4)2 的饱和溶液中,[Ca2 ]=2.0×10-6mol.L-1,[PO43-]=1.58×10-6mol.L-1,则Ca3(PO4)2 的Ksp为()
A. 2.0×10-29mol.L-5 B. 3.2×10-12mol5.L-5
C. 6.3×10-18mol5.L-5 D. 5.1×10-27mol5.L-5
2. 已知Mg(OH)2的溶度积Ksp = 1.8×10-11mol3.L-3,则其饱和溶液中的pH为( )
A. 3.48 B. 3.78 C. 10.52 D. 10.22
3. 向AgCl饱和溶液中加水,下列叙述正确的是( )
A. AgCl 的溶解度增大 B. AgCl 的溶解度、Ksp均不变
C. AgCl 的Ksp 增大 D. AgCl 的溶解度、Ksp增大
4. AgCl 和Ag2CrO4 的溶度积分别为1.8×10-10mol2?L-2和2.0×10-12mol3?L-3,若用难溶盐在溶液中的浓度来表示其溶解度,则下面的叙述中正确的是()
A. AgCl 和Ag2CrO4 的溶解度相等
B. 由Ksp 的相对大小可以直接判断出AgCl的溶解度大于 Ag2CrO4
C. 两者类型不同,不能由Ksp 的大小直接判断溶解能力的大小
D. 都是难溶盐,溶解度无意义
5. 在下列溶液中,BaSO4 的溶解度最大的是()
A. 1mol?L-1的H2SO4溶液 B. 2mol?L-1的H2SO4溶液
C. 纯水 D. 0.1 mol?L-1的H2SO4溶液
6. 已知Sr3(PO4)2饱和溶液的浓度为1.0×10-6mol?L-1,则该化合物的溶度积常数为( )
A. 1.0×10-30mol5?L-5 B. 1.1×10-28mol5?L-5
C. 5.0×10-30mol5?L-5 D 1.0×10-12mol5?L-5
7. CaF2 的Ksp = 5.3×10-9mol3?L-3,在[F-]为3.0mol?L-1的溶液中Ca2 可能的最高浓度是()
A. 1.8×10-9mol.L-1 B. 1.8×10-10mol?L-1
C. 5.9×10-10mol?L-1 D. 5.9×10-9mol?L-1
8. SrCO3 在下列物质中溶解度最大的是( )
A. 0.10mol?L-1 CH3COOH溶液 B. 0.10mol?L-1SrSO4溶液
C. 纯水 D. 1.0 mol?L-1 Na2CO3溶液
9. 下列叙述中,正确的是( )
A. 溶度积大的化合物溶解度肯定大
B. 向含有AgCl 固体的溶液中加入适量的水使AgCl 溶解又达到平衡时,AgCl的溶度积不变,其溶解度也不变
C. 将难溶电解质放入纯水中,溶解达平衡时,电解质离子的浓度的乘积就是该物质的溶度积
D. AgCl 水溶液的导电性很弱,所以AgCl 为弱电解质
10. 下列说法中,正确的是( )
A. 两种难溶盐电解质,其中Ksp 小的溶解度一定小
B. 溶液中存在两种可以与同一沉淀剂生成沉淀的离子,则Ksp 小的一定先生成沉淀
C. 难溶盐电解质的Ksp 与温度有关
D. 同离子效应使难溶盐电解质的溶解度变小,也使Ksp 变小
二。 填空题
11. 已知Ksp (PbCrO4)=2.8×10-13mol2?L-2,Ksp (CaCrO4)=7.1×10-4mol2?L-2,向Pb2 、Ca2 的混合溶液(Pb2 、Ca2 的浓度均为0.10 mol?L-1)中滴加K2CrO4溶液,则出现沉淀的次序为_________________________.
12. 在CaCO3(Ksp =4.9×10-9mol2?L-2)、CaF2(Ksp =1.5×10-10mol3?L-3)、Ca3(PO4)2(Ksp =2.1×10-33mol5?L-5)这些物质的饱和溶液中,Ca2 浓度由大到小的顺序为___________________.
13. 向含有AgI的饱和溶液中:
(1)加入固体AgNO3,则[I-]___________。(填“变大”“变小”或“不变”下同)
(2)若改加更多的AgI,则[Ag ]将____________。
(3)若改加AgBr固体,则[I-]___________,而[Ag ]____________。
14. 判断下列反应的方向_____________。(用“左”或“右”表示)
Na2S Ag2CrO4?D Ag2S Na2CrO4
[已知:Ksp(Ag2CrO4)=1.2×10-12mol3?L-3
Ksp(Ag2S)=1.6×10-49mol3?L-3]
15. 混合溶液中NaCl和K2CrO4 的浓度均为0.010 mol?L-1,向其中逐滴加入AgNO3溶液时,先与Ag 生成沉淀的离子是_______________.
[已知:Ksp(AgCl)=1.8×10-10mol2?L-2
Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10-12mol3?L-3]
14. 右
15. Cl-