水溶液中的离子平衡

[考点梳理]

考点一 化学平衡常数 1.概念

在一定温度下,当一个可逆反应达到平衡状态时,生成物浓度计量数次方的乘积与反应物浓度计量数次方的乘积的比值是一个常数,用符号K表示?

2.表达式

cp(C)cq(D)对于反应mA(g)+nB(g)?pC(g)+qD(g), K= .mnc(A)c(B)

3.平衡常数的注意事项

(1)K值越大,反应物的转化率越大,正反应进行的程度越高? (2)平衡常数只与温度有关,与与反应物或生成物的浓度无关?

(3)固体和纯液体的浓度通常看作常数“1”,不计入平衡常数表达式中，稀溶液中的H2O的浓度可不表达

(4)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数?若反应方向改变,则平衡常数改变?若方程式中各物质的系数等倍扩大或缩小,尽管是同一反应,平衡常数也会改变?

4、平衡常数的应用

(1)利用K可以推测可逆反应进行的程度?

K的大小表示可逆反应进行的程度,K大说明反应进行程度大,反应物的转化率大?K小说明反应进行的程度小,反应物的转化率小?

(2)借助平衡常数,可以判断一个化学反应是否达到化学平衡状态?

对于可逆反应aA(g)+bB(g)?cC(g)+dD(g),在一定温度下的任意时刻,反应物与生成物浓度有如下关系: 反应向正反应方向进行,v(正)?v(逆)??K cc(C)cd(D)?,Q= abQ反应处于化学平衡状态,v(正)?v(逆).??K c(A)c(B) ??K 反应向逆反应方向进行,v(正)?v(逆)?

(3)利用K可判断反应的热效应

若升高温度,K值增大,则正反应为吸热反应;若升高温度,K值减小,则正反应为放热反应? 随堂练习

1、在一密闭容器中，CO与H2O混合加热到800℃达到下列平衡： CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) K=1.00

若反应开始时CO和H2O的浓度分别为0.200 mol·L-1 和1.00mol·L-1，求达到平衡时CO转化为CO2转化率是多少？

2、高炉炼铁中发生的基本反应之一如下: FeO(s)+CO(g)?Fe(s)+CO2(g) ΔH>0

(1)下列可以判断该反应已经达到化学平衡状态的是________? a. 高炉内气体压强不变 b.混合气体中CO浓度不变 c.c(CO)=c(CO2) d.混合气体的密度不变 (2)此反应的平衡常数表达式为K=________?

(3)温度下降,则平衡常数K值________(填“增大”?“减小”或“不变”)?

(4)已知1100 ℃时,K=0.263,此时测得高炉中c(CO2)=0.025 mol/L,c(CO)=0.1 mol/L,在这种情况下,该反应________(填“是”或“没有”)处于化学平衡状态,此时化学反应速率是正反应速率________逆反应速率(填“>”?“<”或“=”),其原因是______ __________?

3.在25 ℃时,密闭容器中X?Y?Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表: 物质 初始浓度/mol·L-1 平衡浓度/mol·L-1 X 0.1 0.05 Y 0.2 0.05 Z 0.0 0.1 下列说法错误的是( )

A.反应达到平衡时,X的转化率为50%

B.反应可表示为X+3Y?2Z,其平衡常数为1600

C.增大压强使平衡向生成Z的方向移动,平衡常数增大 D.改变温度可以改变此反应的平衡常数

4.低脱硝技术可用于处理废气中的氮氧化物，发生的化学反应为： 2NH3(g) + NO(g)

2N2(g) + 3H2O(g) ΔH<0

在恒容的密闭容器中，下列有关说法正确的是

A.平衡时，其他条件不变，升高温度可使该反应的平衡常数增大

B.平衡时，其他条件不变，增加NH3的浓度，废气中氮氧化物的转化率减小 C.单位时间内消耗NO和N2的物质的量比为1∶2时，反应达到平衡 D.其他条件不变，使用高效催化剂，废气中氮氧化物的转化率增大

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5.在一定温度下，反应H2(g)+X2(g)

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HX(g)的平衡常数为10。若将1.0mol的HX(g)通入体积为1.0L

的密闭容器中，在该温度时HX(g)的最大分解率接近于

A．5% B．17% C．25% D．33%

6.铁和铝是两种重要的金属，它们的单质及化合物有着各自的性质。 在一定温度下，氧化铁可以与一氧化碳发生下列反应：Fe2O3(s)＋3CO(g)2Fe(s)＋3CO2(g) ①该反应的平衡常数表达式为：K= 。 ②该温度下，在2L盛有Fe2O3粉末的密闭容器中通入CO气体，10min后，生成了单质铁11.2g。则10min内CO的平均反应速率为 。

考点二 弱电解质的电离平衡电离平衡

（1）电解质与非电解质（注意CO2、SO2、NH3等水溶液可以导电但是非电解质）

（2）强弱电解质（注意KSCN等盐属于弱电解质，思考苯酚、水、乙醇、盐酸与钠反应的现象有什么不同）

（3）弱电解质的电离平衡（常见的H2CO3、NH3?H2O、CH3COOH等电离方程式的书写） （4）水的电离，影响水的电离因素（酸，碱、盐、温度等） （5）水的离子积常数（KW）

考点三 中和滴定

（1）用已知物质的量浓度的酸（或碱）来测定未知物质的量浓度的碱（或酸）的实验方法 （2）原理：n(OH)=n(H+)

（3）关键：准确测定标准液与待测液的体积，准确判断滴定的终点 （4）仪器与操作：准备、滴定 （5）误差分析与数据处理 （6）溶液中PH的计算：

考点四 溶液PH的计算

1．有关溶液混合稀释的计算

(1)不同物质的量浓度溶液的混合

稀释，抓住稀释前后溶质的物质的量不变，列方程式：c1·V1=c2·V2 ①如果忽略溶液体积变化，则c1·V1+c2·V2=c混·(V1+V2)

②如果考虑溶液混合后的体积改变，则c1·V1+c2·V2=c混·V混(V混=溶液的质量)

1000??(2)不同质量分数的两种溶液混合的计算

混合：抓住混合前后溶质的质量不变，列方程式：m1·w1+ m2·w2=(m1+m2)·w混

(3)两种同溶质溶液等质量混合、等体积混合时质量分数的判定 ①等质混：两种同溶质液体(或某溶液与水)等质量混合时：w混=

w1?w2； 2大

②等体混：两种同溶质液体(或某溶液与水)等体积混合时：w混∈［w1?w2，w (ρ

2)］。

2.物质的量浓度、溶解度、质量分数的相互换算 (1)溶质的质量分数w与物质的量浓度c

c?n溶质的质量M溶液的质量?w/M1000?w(密度的单位为g·cm-3或者g· mL-1) ???V溶液的质量/(1000?)溶液的质量/(1000?)MS×100%，c=1000?S(100?S)(100?S)M

(3)标准状况下求气体溶解于水后所得溶液的物质的量浓度的计算

(2)饱和溶液的质量分数与溶解度：w=

c=

1000?V ，式中V为标准状况下气体体积，V（H2O）为水的体积，ρ为溶液的密度(密度的MV?22400V(H2O)-3

-1

单位为g·cm或者g· mL)。

3．有关溶液pH的简单计算

(1)一种强酸或一种强碱的pH计算

++

强酸：先求c(H)，再求pH：如HnA，浓度为cmol/L，pH=-lgc(H)=-lgnc。

-+

强碱：先求c(OH)，然后由KW换算成c(H)，再求pH或直接求pOH，再根据关系式pH=14-pOH求。如

+

B(OH)n，浓度为cmol/L，pH=-lgc(H)=14+lgnc。

(2)关于两强(强酸或强碱)混合pH的计算

??++

①两强酸混合，先算c混(H)，再算pH，c混(H)=c(H)1V1?c2(H)V2

V1?V2②两强碱混合，先算c混(OH)，再算c混(H)，最后算pH，c混(OH)=c(OH?)1V1?c(OH?)2V2

V1?V2-+-

(3)强酸强碱混合，其中一种物质过量的pH的计算

??++

①酸过量时，先求c混(H)，再求pH，c混(H)=c(H)1V1?c(OH)2V2

V1?V2??-+-②碱过量，先算c混(OH),再算c混(H),最后算pH，c混(OH)=c2(OH)V2?c(H)1V1

V1?V2

(4)溶液稀释时pH的计算

+n①对于强酸溶液，c(H)每稀释10倍，pH增大n个单位，但不突破7。

-n②对于强碱溶液，c(OH)每稀释10倍，pH减小n个单位，但不突破7。

③对于pH相同的强酸与弱酸(或强碱与弱碱)稀释相同倍数时，pH变化程度不同，其结果是强酸(或强碱)pH变化大，而弱酸(或弱碱)pH变化小。 随堂练习

例1：20℃时，硫酸的密度和物质的量浓度对照表如下：

ρ／－3 g·cm1.01 0.10 1.07 1.10 1.14 2.33 1.22 3.73 1.30 5.30 1.40 7.14 1.50 9.18 1.61 1.73 1.81 1.84 11.50 14.12 16.62 18.40 c/mol·L－1 (1)将浓度为c1密度为ρ1和浓度为c2密度为ρ2(c1> c2)两种硫酸溶液混合，所得溶液的密度_______(选填序号)。

A．等于(ρ1+ρ2)/2 B．小于(ρ1+ρ2)/2 C．大于(ρ1+ρ2)/2 D．以上均可能

(2) 将18.4mol/L的浓硫酸100mL加水稀释成5.3mol/L，则稀释后稀硫酸的体积为_________，加入的

3

水的体积为______mL(所有数据均在20℃时测定，20℃时水的密度近似看成1g/cm)。 (3)现有H2SO4和Na2SO4的混合溶液200mL，其中的H2SO4的物质的量浓度为1 mol/L， Na2SO4的物质的量浓度为0.5 mol/L。若要使 H2SO4和Na2SO4 的物质的量浓度分别为2 mol/L 和0.2 mol/L ，应加入98％的浓硫酸________mL，再加入蒸馏水稀释至_______mL才能实现。 变式训练：

有两份溶液，其中所含溶质相同，设其摩尔质量为M g/mol。根据下表信息，回答有关问题： 溶质的质量分数 第一份溶液 第二份溶液 ω1 溶液的密度(g·cm) ρ1 －3ω2 ρ2 (1)第一份溶液中，溶质的物质的量浓度为__________。

(2)取等质量两份溶液混合，则所得混合液中溶质的质量分数ω3=______________。

(3)若有ω1＞ω2，取等体积的两份溶液混合，设所得混合液中溶质的质量分数为ω4，试比较ω3、ω4的相对大小？___________________________________________。 例2：下列说法不正确的是

A．25℃时，0.1mol/LHNO3和0.1mol/LCH3COOH的混合溶液的pH约为1

--4

B.25℃时，Mg(OH)2悬浊液中由Mg(OH)2电离出的c(OH)≈10mol/L，则Mg(OH)2悬浊液的pH约为10

--10

C.25℃时，Fe(OH)3悬浊液中由Fe(OH)3电离出的c(OH)≈10mol/L，则Fe(OH)3悬浊液的pH约为4 D.25℃时，1体积pH=2.5的盐酸与10体积某一元强碱溶液恰好完全反应，则该碱溶液的pH应为10.5