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1、1应用与实例应用与实例2.2.应用之二应用之二 判断可逆反应是否达到平衡状态判断可逆反应是否达到平衡状态处于平衡状态处于平衡状态反应向逆向进行反应向逆向进行反应向正向进行反应向正向进行例例4 4常温下，在常温下，在500mLPH500mLPH为为1 1、FeFe3+3+浓度为浓度为0.001mol/L0.001mol/L的的FeClFeCl3 3和盐酸的混合溶液中，加入烧碱固体，要使溶液产生沉淀，和盐酸的混合溶液中，加入烧碱固体，要使溶液产生沉淀，至少需要加入克烧碱？（溶液的体积变化忽略不计）至少需要加入克烧碱？（溶液的体积变化忽略不计）Fe(OH)Fe(OH)3 3的的KspKsp为为101
2、0-36-36 2解析：解析：根据平衡常数的性质，只要根据平衡常数的性质，只要QspKspQspKsp即可产生沉淀。即可产生沉淀。则有则有 C C(Fe(Fe3+3+)CC(OH(OH-)3 3 10 10-36-36；即即CC(OH(OH-)3 3 10 10-36-36/C/C(Fe(Fe3+3+)C C(OH(OH-)1010-11-11；那么；那么Kw/CKw/C(H(H+)10 10-11-11；也就是也就是 C C(H(H+)Kw/10Kw/10-11-11，即，即C C(H(H+)10 160Q=378160，即，即QKQK，故平衡向逆反应方向移动。，故平衡向逆反应方向移动。反应
3、前气体总物质的量为反应前气体总物质的量为5.5mol5.5mol，平衡时气体总物质，平衡时气体总物质的量约为的量约为5.6mol5.6mol，平衡向物质的量增多（逆）方向移动。，平衡向物质的量增多（逆）方向移动。50%50%12123.53.521214解析：解析：思路之一：根据思路之一：根据Q=CQ=C(SO(SO3 3)2 2/C/C(SO(SO2 2)2 2CC(O(O2 2)=(3/21)(3/21)2 2/(0.5/21)/(0.5/21)2 2(2/21)=213(2/21)=2132 2/0.5/0.52 2 2=378 1602=378 160即即QKQK，分子偏大，分子偏大，
4、C C(SO(SO3 3)偏大，所以平衡左移。偏大，所以平衡左移。思路之二：平衡状态时，平均分子量思路之二：平衡状态时，平均分子量6060，则其物质的量，则其物质的量=(0.564)(0.564)(232)(232)(380)/60=336/60=5.6mol(380)/60=336/60=5.6mol反应前，气体总物质的量反应前，气体总物质的量=0.5+2+3=5.5mol5.6mol=0.5+2+3=5.5mol5.6mol可见，反应平衡向气体物质的量增大的方向移动，即左移。可见，反应平衡向气体物质的量增大的方向移动，即左移。设设SOSO2 2消耗了消耗了x molx mol(假若不知道平
5、衡移动方向假若不知道平衡移动方向)：2SO 2SO2 2(g)+O(g)+O2 2(g)2SO(g)2SO3 3(g)(g)起始起始/mol 0.5 2 3/mol 0.5 2 3改变改变/mol -x -0.5x +x/mol -x -0.5x +x平衡平衡/mol 0.5-x 2-0.5x 3+x/mol 0.5-x 2-0.5x 3+xM=336/(0.5-x)+(2-0.5x)+(3+x)=336/(5.5-0.5x)=60M=336/(0.5-x)+(2-0.5x)+(3+x)=336/(5.5-0.5x)=60解之得：解之得：x=x=-0.20.2(警示：警示：SOSO2 2的量增
6、大，的量增大，SOSO3 3的量减少的量减少)则则V V(SO(SO3 3)/V/V(总总)=n=n(SO(SO3 3)/n/n(总总)=(3=(3-0.2)/(5.50.2)/(5.5+0.50.2)=0.50.50.2)=0.5即平衡时，即平衡时，SOSO3 3气体的体积分数为气体的体积分数为50%50%。5解析：解析：由于温度与压强都未必是标态，因此不能用气体摩由于温度与压强都未必是标态，因此不能用气体摩尔体积来求取气体的总体积；尔体积来求取气体的总体积；又由于本小题是恒压条件与前又由于本小题是恒压条件与前小题的恒容条件不同，也不能利用阿伏伽德罗定律（体积比小题的恒容条件不同，也不能利用
7、阿伏伽德罗定律（体积比等于物质的量之比）进行对比换算；等于物质的量之比）进行对比换算；只能抓住温度不变，只能抓住温度不变，K K值值没有改变来推算，而没有改变来推算，而K K恰好与恰好与平衡浓度平衡浓度相关、浓度与相关、浓度与体积体积相关。相关。设设SOSO2 2反应了反应了x molx mol：2SO 2SO2 2(g)+O(g)+O2 2(g)2SO(g)2SO3 3(g)(g)起始起始/mol 2 2 0/mol 2 2 0改变改变/mol -x -0.5x +x/mol -x -0.5x +x平衡平衡/mol 2-x 2-0.5x x/mol 2-x 2-0.5x x平衡时：平衡时：m
8、 m(总总)=264+232=192(g)=264+232=192(g)；n n(总总)=192/60=3.2(mol)=192/60=3.2(mol)则有：则有：(2-x)+(2-0.5x)+x=3.2(2-x)+(2-0.5x)+x=3.2，解得：，解得：x=1.6(mol)x=1.6(mol)那么：那么：K=(1.6/V)K=(1.6/V)2 2/(0.4/V)(0.4/V)2 2(1.2/V)(1.2/V)=160=160，V=12(L)V=12(L)所以达到平衡时，容器的体积变为所以达到平衡时，容器的体积变为12L12L，并不再改变。，并不再改变。6解析：解析：若根据题意若根据题意“
9、达到平衡状态时，容器内各气体的体积分数达到平衡状态时，容器内各气体的体积分数与与的平衡态相同的平衡态相同”，可见，可见与与属于等效平衡；又因为该属于等效平衡；又因为该反应在恒压的条件下反应，具备反应在恒压的条件下反应，具备“等比等效等比等效”的条件，由于的条件，由于两者反应起点不同（本反应自左边开始），先对两者反应起点不同（本反应自左边开始），先对的投料进的投料进行极端转化：行极端转化：0.5molSO0.5molSO2 2、2molO2molO2 2、3molSO3molSO3 3相当于相当于3.5molSO3.5molSO2 2、3.5molO3.5molO2 2。令。令中中O O2 2为
10、为xmolxmol，根据等比等效的特点则有：，根据等比等效的特点则有：n n(SO(SO2 2)/n/n(O(O2 2)=n=n(SO(SO2 2)/n/n(O(O2 2)；3.5/3.5=3.5/x3.5/3.5=3.5/x；所以所以x=3.5molx=3.5mol，即两者是等比等效中最最特殊的一类，即两者是等比等效中最最特殊的一类等等量等效，两者属于等同平衡！平衡时一切都完全相同，那么量等效，两者属于等同平衡！平衡时一切都完全相同，那么平衡时容器的体积与平衡时容器的体积与相同，为相同，为2121升。（也可以通过平衡升。（也可以通过平衡常数常数K K相同，加入推算得出，过程与相同，加入推算得
11、出，过程与小题相似。小题相似。7理解与应用理解与应用例例6.6.人体血液内的血红蛋白人体血液内的血红蛋白(Hb)(Hb)易与易与O O2 2结合生成结合生成HbOHbO2 2,因此具有输氧能力，因此具有输氧能力，COCO吸入肺中发生反应：吸入肺中发生反应：CO+HbOCO+HbO2 2 O O2 2+HbCO+HbCO，3737时，该反应的平衡常时，该反应的平衡常数数K K=220=220。HbCOHbCO的浓度达到的浓度达到HbOHbO2 2浓度的浓度的0.020.02倍，会倍，会使人失去正常思维能力而导致昏迷甚至死亡。假使人失去正常思维能力而导致昏迷甚至死亡。假设肺部血液中设肺部血液中O
12、O2 2和和COCO的浓度比，和空气中的浓度比，和空气中O O2 2和和COCO的的浓度比相同，那么空气中浓度比相同，那么空气中COCO的体积分数达到多少的体积分数达到多少时，就对人健康造成危险？（氧气占时，就对人健康造成危险？（氧气占空气空气21%21%）解析：解析：根据平衡常数的表达式，可以得出血液中根据平衡常数的表达式，可以得出血液中O O2 2与与COCO浓度浓度的比；根据题目信息，该比例等于空气中的比；根据题目信息，该比例等于空气中O O2 2和和COCO的浓度比，的浓度比，空气中空气中O O2 2的体积分数是的体积分数是21%21%，为定值。有此可以推知，为定值。有此可以推知COC
13、O在空在空气中的体积分数。气中的体积分数。8解答：解答：由由K=C(OK=C(O2 2)C(HbCO)/C(CO)C(HbO)C(HbCO)/C(CO)C(HbO2 2)=220)=220，则有：，则有：C(O C(O2 2)/C(CO)0.02=220)/C(CO)0.02=220，C(O C(O2 2)/C(CO)=11000)/C(CO)=11000又因为又因为 C(O C(O2 2)/C(CO)=)/C(CO)=n(O =n(O2 2)/n(CO)=V(O)/n(CO)=V(O2 2)/V(CO)/V(CO)，所以所以 V(O V(O2 2)/V(CO)=11000)/V(CO)=11
14、000即有即有V(CO)=V(OV(CO)=V(O2 2)/11000)/11000那么那么V(CO)/VV(CO)/V(空气空气)=V(O=V(O2 2)/11000V)/11000V(空气空气)=(21/11000)%=(21/11000)%=0.002%=0.002%答：当空气中答：当空气中COCO的体积分数大于的体积分数大于0.002%0.002%时，时，就会危及人类的生命。就会危及人类的生命。n(On(O2 2)/V)/V(总总)n(CO)/Vn(CO)/V(总总)平衡常数的表达平衡常数的表达式，隐含比例关系。式，隐含比例关系。浓度基本概念。浓度基本概念。阿伏伽德罗定律。阿伏伽德罗定
15、律。体积分数的本质体积分数的本质就是体积比。就是体积比。9挑战与变通挑战与变通例例7.7.在一定温度下，将在一定温度下，将VL1mol/LVL1mol/L的醋酸的醋酸(HAc)(HAc)加水加水稀释到稀释到0.1mol/L0.1mol/L。在加水稀释后，以下数值中会。在加水稀释后，以下数值中会增大的有增大的有（填写序号，以下同）（填写序号，以下同）；依然；依然保持不变的有保持不变的有 。(C(C表示平衡状态下浓度表示平衡状态下浓度)n(H n(H+)C(HC(H+)C(OH)C(OH-)C C(HAc)(HAc)+C+C(Ac(Ac-)C(Ac C(Ac-)C(HAc)C(HAc)C(HAc)
16、C(OH C(HAc)C(OH-)C(Ac C(Ac-)n n(H(H+)V(V(溶液溶液)C(H C(H+)C(OHC(OH-)C(Ac C(Ac-)+C(OH)+C(OH-)C(H C(H+)C(Ac C(Ac-)C(HAc)+C(Ac C(HAc)+C(Ac-)10解析：解析：稀释时稀释时 HAc+H HAc+H2 2O AcO Ac-+H+H3 3O O+的电离平衡向电离的电离平衡向电离的方向移动，故的方向移动，故H H+的物质的量增大，即的物质的量增大，即n(Hn(H+)增大。增大。n(Hn(H+)/V)/V(溶液溶液)=C(H=C(H+),),稀释时，除稀释时，除C(OHC(OH-
17、)增大，其余溶质微粒增大，其余溶质微粒浓度均减小；加水，溶液体积增大是平衡移动的浓度均减小；加水，溶液体积增大是平衡移动的“因因”，n(Hn(H+)增大是平衡移动的增大是平衡移动的“果果”，前者增大程度大，后者增大，前者增大程度大，后者增大程度小，小除以大，比值变小，即程度小，小除以大，比值变小，即n(Hn(H+)/V)/V(溶液溶液)减小。减小。C C(Ac(Ac-)/C/C(HAc)(HAc)+C+C(Ac(Ac-)=C C(Ac(Ac-)V V/C/C(HAc)(HAc)+C+C(Ac(Ac-)V V =n=n(Ac(Ac-)/n/n(总酸）总酸）=电离度；稀释电离平衡右移，电离度；稀释
18、电离平衡右移，n n(Ac(Ac-)增大，增大，醋酸总物质的量不变，故比值增大，即稀释时，电离度增大。醋酸总物质的量不变，故比值增大，即稀释时，电离度增大。C(HC(H+)C(OH)C(OH-)=Kw=Kw；温度不变，水的离子积常数不变。；温度不变，水的离子积常数不变。对于酸溶液，稀释时，对于酸溶液，稀释时，C C(H(H+)减小，减小，C C(OH(OH-)增大，比值减小。增大，比值减小。电荷守恒，溶液显电中性。分子表示溶液阴离子的负电荷总电荷守恒，溶液显电中性。分子表示溶液阴离子的负电荷总量，分母表示溶液阳离子的正电荷总量，比值为量，分母表示溶液阳离子的正电荷总量，比值为1 1，不变。，不
19、变。C C(Ac(Ac-)/C/C(HAc)(HAc)=C=C(Ac(Ac-)VV/C/C(HAc)(HAc)VV=n=n(Ac(Ac-)/n/n(HAc)(HAc)；稀释时，平；稀释时，平衡右移，衡右移，n n(Ac(Ac-)增大，增大，n n(HAc)(HAc)减小，比值增大。减小，比值增大。C C(Ac(Ac-)+C+C(HAc)(HAc)=C C(总酸总酸)，稀释时，醋酸总浓度会减小。若是稀释时，醋酸总浓度会减小。若是n n(Ac(Ac-)+n+n(HAc)(HAc)=n=n(总酸总酸)，则保持不变。，则保持不变。11解析：解析：注意观察，表达式中出现注意观察，表达式中出现浓度积浓度积
20、的选项，除了的选项，除了之外，就是之外，就是第第C(HC(H+)C(OH)C(OH-)=Kw=Kw；水的离子积常数，本质上也是一种化学；水的离子积常数，本质上也是一种化学平衡常数。有此可见，一旦表达式中出现平衡常数。有此可见，一旦表达式中出现浓度积浓度积，就应该从平，就应该从平衡常数中寻找线索。衡常数中寻找线索。根据醋酸的电离平衡：根据醋酸的电离平衡：HAc AcHAc Ac-+H+H+，写出其平衡常数的，写出其平衡常数的表达式：表达式：Ka=CKa=C(Ac(Ac-)C C(H(H+)/C/C(HAc)(HAc)并与并与式对比。式对比。可以发现：可以发现：KaKaC C(HAc)(HAc)C
21、 C(OH(OH-)/C/C(Ac(Ac-)=C=C(H+)(H+)C C(OH(OH-)=Kw=Kw！即即式为定值！也就是说式为定值！也就是说式可以变形为：式可以变形为：C C(HAc)(HAc)CC(OH(OH-)C C(Ac(Ac-)C C(H(H+)C C(H(H+)=C C(HAc)(HAc)C C(Ac(Ac-)C C(H(H+)CC(OH(OH-)C C(H(H+)=1 1 Ka KaKw=Kw=定值定值 12专题特训 化学平衡常数及其应用（之三）化学平衡常数及其应用（之三）温州十四中温州十四中 潘敦陆潘敦陆13例例8.8.密闭容器中，密闭容器中，进行某反应，已进行某反应，已知知
22、X X、Y Y、Z Z均为均为气态物质。右图气态物质。右图是该反应各气体是该反应各气体浓度随时间变化浓度随时间变化的坐标图（其中的坐标图（其中时间坐标不具有时间坐标不具有等距性，即等距横坐标的时间段不一定相同）。简答：等距性，即等距横坐标的时间段不一定相同）。简答：该反应方程式可表示为该反应方程式可表示为 。在在t t2 2至至t t3 3内，该反应的化学平衡常数为内，该反应的化学平衡常数为 。在在t t3 3时刻，若只改变一个条件，改变的条件是时刻，若只改变一个条件，改变的条件是 ：A.A.催化剂；催化剂；B.B.温度；温度；C.C.压强；压强；D.D.浓度。浓度。在在t t1 1时刻，若只
23、改变一个条件，改变的是时刻，若只改变一个条件，改变的是 。理解与应用理解与应用X 2Y+ZX 2Y+Z20/720/7B B催化剂催化剂14挑战与变通挑战与变通例例9.9.密闭容器中，密闭容器中，进行某反应，已进行某反应，已知知X X、Y Y、Z Z均为均为气态物质。右图气态物质。右图是该反应各气体是该反应各气体浓度随时间变化浓度随时间变化的坐标图（其中的坐标图（其中时间坐标不具有时间坐标不具有等距性，即等距横坐标的时间段不一定相同）。简答：等距性，即等距横坐标的时间段不一定相同）。简答：该反应方程式可表示为该反应方程式可表示为 。在在t t3 3时刻，若只改变一个条件，改变的条件是时刻，若只改变一个条件，改变的条件是 ：A.A.催化剂；催化剂；B.B.温度；温度；C.C.压强；压强；D.D.浓度。浓度。在在t t4 4后，该反应的化学平衡常数为后，该反应的化学平衡常数为 。在在t t1 1时刻，若只改变一个条件，改变的是时刻，若只改变一个条件，改变的是 。X+Y ZX+Y Z2 2C C温度温度15应用与实例应用与实例B16理解与应用理解与应用C17理解与应用理解与应用18挑战与变通挑战与变通19