資源簡介

(共44張PPT)
2024新高考化學二輪重點專題復習
專題十五-變與不變：四大平衡常數及其應用
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考點考向
知識重構
重溫經典
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目 錄
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模型構建
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教學策略
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考點考向
知識重構
重溫經典
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模型構建
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教學策略
目 錄
1.考點考向
【內容要求】認識化學平衡常數是表征反應限度的物理量，知道化學平衡常數的含義。了解濃度商和化學平衡常數的相對大小與反應方向間的聯系。
【學業要求】1.能書寫平衡常數表達式，能進行平衡常數、轉化率的簡單計算，能利用平衡常數和濃度商的關系判斷化學反應是否達到平衡及平衡移動的方向。
2.認識電解質在水溶液中存在電離平衡，了解電離平衡常數的含義。認識水的電離，了解水的離子積常數。
考查題型
【Ⅰ卷客觀題】在壓軸的水溶液離子平衡題，從定性和定量角度認識反應的限度。
【Ⅱ卷主觀題】在反應原理、化工生產綜合題目中通過平衡常數和轉化率計算定量認識實際生產中化學反應的限度問題。
《課程標準》對“平衡常數”內容要求與學業要求
1.考點考向
2023年高考卷中有關四大平衡常數主要考查內容統計
試卷來源 Kc（含Kp） Ka、Kb、Kw Kh Ksp
全國甲卷 √ √
全國乙卷 √ √
新課標卷 √ √
山東卷 √ √ √
湖南卷 √ √ √
湖北卷 √ √ √
浙江1月 √ √ √
浙江6月 √ √ √ √
1.考點考向
2023年高考卷中有關四大平衡常數主要考查內容統計（續上表）
試卷來源 Kc（含Kp） Ka、Kb、Kw Kh Ksp
北京卷 √
海南卷 √ √ √ √
江蘇卷 √ √ √
廣東卷 √ √
遼寧卷 √ √ √
上海卷 √ √ √
福建卷 √ √ √
重慶卷 √ √ √ √
1.考點考向
01
平衡常數表達式及變形式的書寫。
02
Kp 的計算，“三段式”通過K計算相關物質轉化率或平衡濃度。
03
綜合考查四大平衡常數的應用
通過Q、Ksp的關系調控化工生產中固體的溶解與析出。
04
解決復雜水溶液中體系中的離子平衡問題。
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考點考向
知識重構
重溫經典
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模型構建
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教學策略
目 錄
2.知識重構
符號 適用體系 平衡關系式（實例）及平衡常數表達式
化學平衡 常數
弱電解質電 離平衡常數 Ka Kb Kw 弱酸或弱堿溶液 水溶液

鹽的水解平 衡常數 含弱堿陽離子或弱 酸根離子的鹽溶液

溶度積常數 難溶電解質溶液

2.知識重構
（1）平衡常數的表達式與化學方程式的書寫有關。
例如 N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) K1=
（2）由蓋斯定律計算總反應時，反應熱是各分步反應熱加減的關系，而平衡常數是各分步平衡乘除的關系。
2.知識重構
（4）平衡常數都只與溫度有關，溫度不變，平衡常數不變。
（3） 與 的關系：
若 ，平衡正向移動；
若 ，平衡不移動；
若 ，平衡逆向移動。
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考點考向
知識重構
重溫經典
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教學策略
目 錄
3.重溫經典
1.（2023年全國甲卷28題節選）甲烷選擇性氧化制備甲醇是一種原子利用率高的方法。回答下列問題：
（1）已知下列反應的熱化學方程式：
① 3O2(g)=2O3(g) K1 △H1=+285kJ·mol-1
② 2CH4(g)+O2(g)=2CH3OH(l) K2 △H2=-329kJ·mol-1
反應③CH4(g)+O3(g)=CH3OH(l)+O2(g) 的 △H3=_____kJ·mol-1，平衡常數K3
=___________(用K1、K2表示)。
-307
【思路點撥】
由蓋斯定律計算總反應時，反應熱△H是各分步反應熱加減的關系，而平衡常數K是各分步反應平衡常數乘除的關系。
3.重溫經典
2. （2023廣東T18.2節選)已知：氨性溶液由NH3·H2O、(NH4)2 SO3和 (NH4)2 CO3配制； lgKb(NH3·H2O)= - 4.7。則常溫下，pH = 9.9的氨性溶液中，c(NH3·H2O) c(NH4+) (填“＞” “＜”或“=”)。
分析： ？1
＞
【思路點撥】會正確、熟練書寫弱酸或弱堿的電離平衡常數表達式，并把情境中獲得的各粒子濃度與電離平衡常數表達式聯系起來。
Kb=10-4.7
c(OH-)=10-4.1mol/L
3.重溫經典
3.（2023上海T24.III.1節選)（1）已知NH4F溶液呈酸性，則水解程度NH4+　 　F﹣（填“＞”、“＜”或“＝”），稀釋后 的值 　　（選填“增大”、“減小”或“不變”）。
＞
不變
幾乎不變
增大
增大
【思路點撥】會正確書寫常見弱堿陽離子或弱酸根離子的水解平衡常數表達式，并把情境中獲得的各粒子濃度與Kh表達式聯系起來。也可以通過Kw轉化成更熟悉的Ka、Kb來解決。
3.重溫經典
4.(2023海南T14）25℃下，Na2CO3水溶液的pH隨其濃度的變化關系如圖所示。下列說法正確的是
A. c(Na2CO3)=0.6mol·L-1時，溶液中c(OH )<0.01mol·L-1
B. Na2CO3水解程度隨其濃度增大而減小
C. 在水中H2CO3的Ka2<4×10-11
D. 0.02mol·L-1的Na2CO3溶液和0.03mol·L-1的NaHCO3溶液
等體積混合，得到的溶液c(OH )<2×10-4mol·L-1
√
當 c(Na2CO3)=0.5mol·L-1，pH=12，
3.重溫經典
4.(2023海南T14）25℃下，Na2CO3水溶液的pH隨其濃度的變化關系如圖所示。下列說法正確的是
A. c(Na2CO3)=0.6mol·L-1時，溶液中c(OH )<0.01mol·L-1
B. Na2CO3水解程度隨其濃度增大而減小
C. 在水中H2CO3的Ka2<4×10-11
D. 0.2mol·L-1的Na2CO3溶液和0.3mol·L-1的NaHCO3溶液
等體積混合，得到的溶液c(OH )<2×10-4mol·L-1
√
c(CO32 )=0.1mol/L，c(HCO3 )=0.15mol/L
c(OH )=1.33×10-4mol·L-1<2×10-4mol·L-1，
√
BD
3.重溫經典
5. (2023年浙江6月T15）草酸(H2C2O4)是二元弱酸。某小組做如下兩組實驗：
實驗I：往20mL0.1mol L 1NaHC2O4溶液中滴加0.1mol L 1NaOH溶液。
實驗Ⅱ：往20mL0.1mol L 1NaHC2O4溶液中滴加0.10mol L 1CaCl2溶液。
[已知：H2C2O4的電離常數Ka1=5.4×10-2,Ka2=5.4×10-5,Ksp(CaC2O4)=2.4×10-9，溶液混合后體積變化忽略不計]，下列說法正確的是
A. 實驗I可選用甲基橙作指示劑，指示反應終點
B. 實驗I中V(NaOH)=10mL時，存在c(C2O42 )C. 實驗Ⅱ中發生反應HC2O4 +Ca2+= CaC2O4↓+H+
D. 實驗Ⅱ中V(CaCl2)=80mL時，溶液中c(C2O42 )=4.0×10-8mol L 1
實驗I：NaHC2O4+NaOH = Na2C2O4 + H2O
酚酞
NaHC2O4\ Na2C2O4
2HC2O4 +Ca2+= CaC2O4↓+H2C2O4
3.重溫經典
5. (2023年浙江6月T15）草酸(H2C2O4)是二元弱酸。某小組做如下兩組實驗：
實驗I：往20mL0.1mol L 1NaHC2O4溶液中滴加0.1mol L 1NaOH溶液。
實驗Ⅱ：往20mL0.1mol L 1NaHC2O4溶液中滴加0.10mol L 1CaCl2溶液。
[已知：H2C2O4的電離常數Ka1=5.4×10-2,Ka2=5.4×10-5,Ksp(CaC2O4)=2.4×10-9，溶液混合后體積變化忽略不計]，下列說法正確的是
C. 實驗Ⅱ中發生反應HC2O4 +Ca2+= CaC2O4↓+H+
2HC2O4 +Ca2+= CaC2O4↓+H2C2O4
3.重溫經典
5. (2023年浙江6月T15）草酸(H2C2O4)是二元弱酸。某小組做如下兩組實驗：
實驗I：往20mL0.1mol L 1NaHC2O4溶液中滴加0.1mol L 1NaOH溶液。
實驗Ⅱ：往20mL0.1mol L 1NaHC2O4溶液中滴加0.10mol L 1CaCl2溶液。
[已知：H2C2O4的電離常數Ka1=5.4×10-2,Ka2=5.4×10-5,Ksp(CaC2O4)=2.4×10-9，溶液混合后體積變化忽略不計]，下列說法正確的是
D. 實驗Ⅱ中V(CaCl2)=80mL時，溶液中c(C2O42 )=4.0×10-8mol L 1
3.重溫經典
【思路點撥】
會正確、熟練書寫Ka、Kb或Kh的表達式及他們的關系，并把情境中獲得的各粒子濃度與平衡常數表達式聯系起來。會通過計算Ka、Kh的相對大小判斷溶液酸堿性、溶液中部分離子濃度大小關系。
3.重溫經典
6. （2023年全國理綜乙卷T13題）一定溫度下，AgCl和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。下列說法正確的是
A. a點條件下能生成Ag2CrO4沉淀，也能生成AgCl沉淀
B. b點時，c(Cl )=c(CrO42 )，Ksp(AgCl)=Ksp(Ag2CrO4)
C. Ag2CrO4+2Cl 2AgCl+CrO42 的平衡常數K=107.9
D. 向NaCl、Na2CrO4均為0.1mol·L-1的混合溶液中滴加AgNO3溶液，先產生Ag2CrO4沉淀
核心問題：（溶度積規則）
Q、Ksp的大小關系
QKsp(Ag2CrO4)=(10-5)2×10--1.7=10-11.7
Ksp(AgCl)=10--5×10-4.8=10-9.8
√
沉淀的條件：Q>Ksp
Cl 沉淀時所需要的c(Ag+)
CrO42 沉淀時所需要的c(Ag+)
【 C】
3.重溫經典
7.（2023年北京等級考T14題）利用平衡移動原理，分析一定溫度下Mg2+在不同pH的Na2CO3體系中的可能產物。
已知：i.圖1中曲線表示Na2CO3體系中各含碳粒子的物質的量分數與pH的關系。
ii.圖2中曲線Ⅰ的離子濃度關系符合c(Mg2+)·c2(OH )=Ksp[Mg(OH)2];曲線Ⅱ的離子濃度關系符合c(Mg2+)·c(CO32 )=Ksp(MgCO3)。
[注：起始c(Na2CO3)=0.1mol·L-1，不同pH下c(CO32 )由圖1得到]。
下列說法不正確的是
A. 由圖1，pH=10.25，c(HCO3 )=c(CO32 )
B. 由圖2，初始狀態pH=11，lg[c(Mg2+)]=-6，無沉淀生成
C. 由圖2，初始狀態pH=9、lg[c(Mg2+)]=-2，平衡后溶液中存在
c(H2CO3)+c(HCO3 )+c(CO32 )=0.1mol·L-1
D.由圖1和圖2，初始狀態pH=8、lg[c(Mg2+)]=-1，發生反應：
Mg2++2HCO3 =MgCO3↓+CO2↑+H2O
√
核心問題：
（溶度積規則）
Q、Ksp的大小關系
Q=c(Mg2+)·c2(OH )√
Q=c(Mg2+)·c2(OH )c(H2CO3)+c(HCO3 )+c(CO32 )<0.1mol·L-1
H++HCO3 =H2CO3=CO2↑+H2O
√
Q=c(Mg2+)·c(CO32 )>Ksp(MgCO3)
該狀態下有MgCO3)沉淀，無Mg(OH)2沉淀。
溶液中CO32 濃度因沉淀而減小
HCO3 H+ + CO32
Mg2+ + CO32 =MgCO3↓
3.重溫經典
【思路點撥】
1.看清題意，抓住重點
從情境中快速捕捉關鍵的化學信息，如發生的反應、涉及到的平衡等。
2.看懂圖像，理解坐標
仔細研究圖像，重點了解坐標的含義，特別是分析隨著橫坐標的變化，縱坐標如何變化，為什么這樣變化，找出圖像對應的化學原理。同時，需要抓住圖像的拐點和特殊的坐標點，進行分析，充分挖掘圖像背后的隱含信息,在變量和不變量之間建立聯系。
3.分析選項，正確選擇
在理解題意，看懂圖像之后，逐項分析，先定性后定量，解決問題。
3.重溫經典
8. (全國乙卷27題節選）LiMn2O4作為一種新型鋰電池正極材料受到廣泛關注。由菱錳礦（MnCO3，含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素）制備LiMn2O4的流程如下：
已知：Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39，Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33，Ksp[Ni(OH)2]=5.5×10-16。
回答下列問題：
（3）溶礦反應完成后，反應器中溶液pH=4，此時c(Fe3+)=_______mol·L-1；用石灰乳調節至pH≈7，除去的金屬離子是_______。
c(OH-)=1.0×10-10mol·L-1
2.8×10-9
c(OH-)=1.0×10-7mol·L-1
此時，溶液中c(Al3+)=1.3×10-12mol·L-1，c(Ni2+)=5.5×10-4mol·L-1，
Al3+
3.重溫經典
【思路點撥】
1.在明確流程的原料和產品的基礎上，分析每一步的作用和目的。
2.基于Q、Ksp 關系，通過調節pH等手段來實現沉淀的生成與轉化，來達到除雜、物質分離等目的。
3.重溫經典
9. (2023新課標29.4節選）氨是最重要的化學品之一，我國目前氨的生產能力位居世界首位。工業合成氨的反應 N2(g) + H2(g) NH3(g)的△H2= - 45kJ·mol-1。回答下列問題：
（4）在不同壓強下，以兩種不同組成進料，反應達平衡時氨的摩爾分數與溫度的計算結果如下圖所示。其中一種進料組成為=0.75、=0.75，另一
種為=0.675、=0.225、=0.225。(物質i的摩爾分數： ）
3.重溫經典
①圖中壓強由小到大的順序為_______，判斷的依據是__ _____________________。
②進料組成中含有情性氣體
Ar的圖是______________。
③圖3中，當=20MPa、=0.20時，氮氣的轉化率α=_______。
該溫度時，反應 N2(g) + H2(g) NH3(g)的平衡常數Kp=_______(化為最簡式)
p1 合成氨的反應為氣體分子數減少的反應，壓強越大平衡時氨的摩爾分數越大
圖4
3.重溫經典
3.重溫經典
3.重溫經典
【思路點撥】
1.結合已知條件，通過“三段式”計算各物質的平衡濃度。
2.再代入數據，求解轉化率和平衡常數。
3.若要求Kp，需先根據三段式結果，求解各物質平衡時的物質的量分數，進而求出各物質的平衡分壓，再代入Kp的表達式。
3.重溫經典
I．HCOOH CO＋H2O（快）
II．HCOOH CO2＋H2（慢）
研究發現，在反應I，II中，H+僅對反應I有催化加速作用；反應I速率遠大于反應II，近似認為反應I建立平衡后始終處于平衡狀態。忽略水的電離，其濃度視為常數。
回答下列問題：
（1）一定條件下，反應I、II的焓變分別為 H1、 H2，則該條件下水氣變換反應的焓變ΔH＝ （用含 H1、 H2的代數式表示）。
H2- H1
10．（2023年山東卷20題）一定條件下，水氣變換反應CO＋H2O CO2＋H2的中間產物是HCOOH。為探究該反應過程，研究HCOOH水溶液在密封石英管中的分解反應：
根據蓋斯定律，水氣變換反應=反應II-反應I，故 H= H2- H1
3.重溫經典
（2）反應I正反應速率方程為：v＝kc(H+)c(HCOOH)，k為反應速率常數。T1溫度下，HCOOH電離平衡常數為Ka，當HCOOH平衡濃度為xmol·L-1時，H+濃度為＿＿＿＿ mol·L-1，此時反應I正反應速率v＝ mol·L-1·h-1（用含Ka，x和k的代數式表示）。
T1溫度下，HCOOH建立電離平衡：
HCOOH HCOO— + H+ Ka，
平衡時， xmol·L-1 c(HCOO—) c(H+)
（3）T1溫度下，在密封石黃管內完全充滿1.0mol·L-1HCOOH水溶液，使HCOOH分解，分解產物均完全溶于水。含碳物種濃度與反應時間的變化關系如圖所示（忽略碳元素的其他存在形式）。t1時刻測得CO、CO2的濃度分別為0.70mol·L-1，
0.16mol·L-1，反應達平衡時，測得H2的濃度為ymol·L-1”。體系達平衡后 =＿＿＿＿（用含y的代數式表示，下同），反應II的平衡常數為＿＿＿＿.
t1時,c(HCOOH)=1-0.70-0.16=0.14mol/L，
反應I的平衡常數 =5
當反應II達平衡時，c(H2)=ymol/L,c(CO2)=ymol/L,
c(CO)=5c(HCOOH)= mol/L,
c(HCOOH)= mol/L,
,
3.重溫經典
相同條件下，若反應起始時溶液中同時還含有0.10mol·L-1鹽酸，則圖示點a．b，c，d中，CO新的濃度峰值點可能是＿＿＿（填標號）。與不含鹽酸相比，CO達濃度峰值時，CO2濃度 （填“增大”“減小”或“不變”）。
減小
a
不變
的值 （填“增大”“減小”或“不變”）。
若含鹽酸，則反應I的速率加快，反應II幾乎沒影響，于是CO濃度峰值點必然提前。
此時HCOOH的消耗量少于相同時間內不含鹽酸時的消耗量，剩余的HCOOH也比原來多。
3.重溫經典
【思路點撥】
在復雜體系中，要找出聯系多個反應的變量與不變量，結合各種守恒關系、圖像圖表等深入情境中涉及的化學基本原理，靈活處理各個變量與不變量的關系，切忌不顧條件的變化僵化地套結論、套公式。
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教學策略
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4.模型構建
審題
Step -01
析題
Step -02
解題
Step -03
解——所求目標
準確得出大小
審—所給物質類別
判斷出用哪個K？
析——所求目標
分析“變量與不變量”的關系
定性與定量分析相結合
1.判斷反應進行方向
2.認識反應限度
3.溶液酸堿性判斷
4.離子濃度大小比較
計算Q和K 的相對大小
計算Kp 和轉化率α
思維
模型
解題
方法
模型
1.化學平衡體系——K
2.弱酸、弱堿、水——Ka、Kb、Kw
3.弱酸根、弱堿陽離子——Kh
4.難溶電解質——Ksp
計算Ka和Kh的相對大小
變化K的表達形式
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5.教學策略
01 明確考查內容與要求
【能力、素養要求】相關題型能夠很好的考查學生應用平衡常數定量認識化學反應限度的水平，從粒子間相互作用的視角考查復雜反應體系中各個變量與不變量的關系，還考查審題能力和嚴謹的思維品質，主要考查“宏觀辨識與微觀探析”、“變化觀念與平衡思想”學科核心素養水平。
四大平衡常數一直是高考的必考點，常出現為選擇題的水溶液離子平衡圖像題、化工生的分析、反應原理分析。
【內容要求】1.能書寫平衡常數表達式，能進行平衡常數、轉化率的簡單計算，能利用平衡常數和濃度商的關系判斷化學反應是否達到平衡及平衡移動的方向。
2.認識電解質在水溶液中存在電離平衡，了解電離平衡常數的含義。認識水的電離，了解水的離子積常數。
5.教學策略
【命題趨勢】設置情境可能更復雜，特別是水溶液平衡體系出現多個平衡常數反復應用；結合各種守恒關系、圖像圖表、循環流程圖等深入考查基本概念、基本反應、
基本原理，相對弱化計算的要求，更加突出學科本質的考查，綜合考查“理解與分析”、“推理與判斷”理性的科學思維能力。
考題主要圍繞平衡常數為核心展開考查。
【命題規律】一個中心（平衡常數），二個方向（定性方向、定量方向），多個角
度考查“變與不變”的辯證關系。
02 研究命題規律與趨勢
5.教學策略
【注重理解與運用】提升學生分析和解決問題能力 。
關注學生學習活動，引導學生總結思路和方法，培養關鍵能力，提升學科素養水平。
【注重認知與整合】引領學生自主構建必備知識體系。
03 優化教學策略與方法
【注重實踐與創新】培養學生信息獲取與加工能力。
【注重建模與探究】構建思維模型和解題方法模型。
謝 謝！

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