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(共44张PPT)
2024新高考化学二轮重点专题复习
专题十五-变与不变：四大平衡常数及其应用
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考点考向
知识重构
重温经典
Prt
目 录
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模型构建
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教学策略
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考点考向
知识重构
重温经典
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模型构建
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教学策略
目 录
1.考点考向
【内容要求】认识化学平衡常数是表征反应限度的物理量，知道化学平衡常数的含义。了解浓度商和化学平衡常数的相对大小与反应方向间的联系。
【学业要求】1.能书写平衡常数表达式，能进行平衡常数、转化率的简单计算，能利用平衡常数和浓度商的关系判断化学反应是否达到平衡及平衡移动的方向。
2.认识电解质在水溶液中存在电离平衡，了解电离平衡常数的含义。认识水的电离，了解水的离子积常数。
考查题型
【Ⅰ卷客观题】在压轴的水溶液离子平衡题，从定性和定量角度认识反应的限度。
【Ⅱ卷主观题】在反应原理、化工生产综合题目中通过平衡常数和转化率计算定量认识实际生产中化学反应的限度问题。
《课程标准》对“平衡常数”内容要求与学业要求
1.考点考向
2023年高考卷中有关四大平衡常数主要考查内容统计
试卷来源 Kc（含Kp） Ka、Kb、Kw Kh Ksp
全国甲卷 √ √
全国乙卷 √ √
新课标卷 √ √
山东卷 √ √ √
湖南卷 √ √ √
湖北卷 √ √ √
浙江1月 √ √ √
浙江6月 √ √ √ √
1.考点考向
2023年高考卷中有关四大平衡常数主要考查内容统计（续上表）
试卷来源 Kc（含Kp） Ka、Kb、Kw Kh Ksp
北京卷 √
海南卷 √ √ √ √
江苏卷 √ √ √
广东卷 √ √
辽宁卷 √ √ √
上海卷 √ √ √
福建卷 √ √ √
重庆卷 √ √ √ √
1.考点考向
01
平衡常数表达式及变形式的书写。
02
Kp 的计算，“三段式”通过K计算相关物质转化率或平衡浓度。
03
综合考查四大平衡常数的应用
通过Q、Ksp的关系调控化工生产中固体的溶解与析出。
04
解决复杂水溶液中体系中的离子平衡问题。
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考点考向
知识重构
重温经典
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模型构建
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教学策略
目 录
2.知识重构
符号 适用体系 平衡关系式（实例）及平衡常数表达式
化学平衡 常数
弱电解质电 离平衡常数 Ka Kb Kw 弱酸或弱碱溶液 水溶液

盐的水解平 衡常数 含弱碱阳离子或弱 酸根离子的盐溶液

溶度积常数 难溶电解质溶液

2.知识重构
（1）平衡常数的表达式与化学方程式的书写有关。
例如 N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) K1=
（2）由盖斯定律计算总反应时，反应热是各分步反应热加减的关系，而平衡常数是各分步平衡乘除的关系。
2.知识重构
（4）平衡常数都只与温度有关，温度不变，平衡常数不变。
（3） 与 的关系：
若 ，平衡正向移动；
若 ，平衡不移动；
若 ，平衡逆向移动。
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考点考向
知识重构
重温经典
Prt
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模型构建
5
教学策略
目 录
3.重温经典
1.（2023年全国甲卷28题节选）甲烷选择性氧化制备甲醇是一种原子利用率高的方法。回答下列问题：
（1）已知下列反应的热化学方程式：
① 3O2(g)=2O3(g) K1 △H1=+285kJ·mol-1
② 2CH4(g)+O2(g)=2CH3OH(l) K2 △H2=-329kJ·mol-1
反应③CH4(g)+O3(g)=CH3OH(l)+O2(g) 的 △H3=_____kJ·mol-1，平衡常数K3
=___________(用K1、K2表示)。
-307
【思路点拨】
由盖斯定律计算总反应时，反应热△H是各分步反应热加减的关系，而平衡常数K是各分步反应平衡常数乘除的关系。
3.重温经典
2. （2023广东T18.2节选)已知：氨性溶液由NH3·H2O、(NH4)2 SO3和 (NH4)2 CO3配制； lgKb(NH3·H2O)= - 4.7。则常温下，pH = 9.9的氨性溶液中，c(NH3·H2O) c(NH4+) (填“＞” “＜”或“=”)。
分析： ？1
＞
【思路点拨】会正确、熟练书写弱酸或弱碱的电离平衡常数表达式，并把情境中获得的各粒子浓度与电离平衡常数表达式联系起来。
Kb=10-4.7
c(OH-)=10-4.1mol/L
3.重温经典
3.（2023上海T24.III.1节选)（1）已知NH4F溶液呈酸性，则水解程度NH4+　 　F﹣（填“＞”、“＜”或“＝”），稀释后 的值 　　（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
＞
不变
几乎不变
增大
增大
【思路点拨】会正确书写常见弱碱阳离子或弱酸根离子的水解平衡常数表达式，并把情境中获得的各粒子浓度与Kh表达式联系起来。也可以通过Kw转化成更熟悉的Ka、Kb来解决。
3.重温经典
4.(2023海南T14）25℃下，Na2CO3水溶液的pH随其浓度的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A. c(Na2CO3)=0.6mol·L-1时，溶液中c(OH )<0.01mol·L-1
B. Na2CO3水解程度随其浓度增大而减小
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
等体积混合，得到的溶液c(OH )<2×10-4mol·L-1
√
当 c(Na2CO3)=0.5mol·L-1，pH=12，
3.重温经典
4.(2023海南T14）25℃下，Na2CO3水溶液的pH随其浓度的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A. c(Na2CO3)=0.6mol·L-1时，溶液中c(OH )<0.01mol·L-1
B. Na2CO3水解程度随其浓度增大而减小
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
等体积混合，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.重温经典
5. (2023年浙江6月T15）草酸(H2C2O4)是二元弱酸。某小组做如下两组实验：
实验I：往20mL0.1mol L 1NaHC2O4溶液中滴加0.1mol L 1NaOH溶液。
实验Ⅱ：往20mL0.1mol L 1NaHC2O4溶液中滴加0.10mol L 1CaCl2溶液。
[已知：H2C2O4的电离常数Ka1=5.4×10-2,Ka2=5.4×10-5,Ksp(CaC2O4)=2.4×10-9，溶液混合后体积变化忽略不计]，下列说法正确的是
A. 实验I可选用甲基橙作指示剂，指示反应终点
B. 实验I中V(NaOH)=10mL时，存在c(C2O42 )C. 实验Ⅱ中发生反应HC2O4 +Ca2+= CaC2O4↓+H+
D. 实验Ⅱ中V(CaCl2)=80mL时，溶液中c(C2O42 )=4.0×10-8mol L 1
实验I：NaHC2O4+NaOH = Na2C2O4 + H2O
酚酞
NaHC2O4\ Na2C2O4
2HC2O4 +Ca2+= CaC2O4↓+H2C2O4
3.重温经典
5. (2023年浙江6月T15）草酸(H2C2O4)是二元弱酸。某小组做如下两组实验：
实验I：往20mL0.1mol L 1NaHC2O4溶液中滴加0.1mol L 1NaOH溶液。
实验Ⅱ：往20mL0.1mol L 1NaHC2O4溶液中滴加0.10mol L 1CaCl2溶液。
[已知：H2C2O4的电离常数Ka1=5.4×10-2,Ka2=5.4×10-5,Ksp(CaC2O4)=2.4×10-9，溶液混合后体积变化忽略不计]，下列说法正确的是
C. 实验Ⅱ中发生反应HC2O4 +Ca2+= CaC2O4↓+H+
2HC2O4 +Ca2+= CaC2O4↓+H2C2O4
3.重温经典
5. (2023年浙江6月T15）草酸(H2C2O4)是二元弱酸。某小组做如下两组实验：
实验I：往20mL0.1mol L 1NaHC2O4溶液中滴加0.1mol L 1NaOH溶液。
实验Ⅱ：往20mL0.1mol L 1NaHC2O4溶液中滴加0.10mol L 1CaCl2溶液。
[已知：H2C2O4的电离常数Ka1=5.4×10-2,Ka2=5.4×10-5,Ksp(CaC2O4)=2.4×10-9，溶液混合后体积变化忽略不计]，下列说法正确的是
D. 实验Ⅱ中V(CaCl2)=80mL时，溶液中c(C2O42 )=4.0×10-8mol L 1
3.重温经典
【思路点拨】
会正确、熟练书写Ka、Kb或Kh的表达式及他们的关系，并把情境中获得的各粒子浓度与平衡常数表达式联系起来。会通过计算Ka、Kh的相对大小判断溶液酸碱性、溶液中部分离子浓度大小关系。
3.重温经典
6. （2023年全国理综乙卷T13题）一定温度下，AgCl和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是
A. a点条件下能生成Ag2CrO4沉淀，也能生成AgCl沉淀
B. b点时，c(Cl )=c(CrO42 )，Ksp(AgCl)=Ksp(Ag2CrO4)
C. Ag2CrO4+2Cl 2AgCl+CrO42 的平衡常数K=107.9
D. 向NaCl、Na2CrO4均为0.1mol·L-1的混合溶液中滴加AgNO3溶液，先产生Ag2CrO4沉淀
核心问题：（溶度积规则）
Q、Ksp的大小关系
QKsp(Ag2CrO4)=(10-5)2×10--1.7=10-11.7
Ksp(AgCl)=10--5×10-4.8=10-9.8
√
沉淀的条件：Q>Ksp
Cl 沉淀时所需要的c(Ag+)
CrO42 沉淀时所需要的c(Ag+)
【 C】
3.重温经典
7.（2023年北京等级考T14题）利用平衡移动原理，分析一定温度下Mg2+在不同pH的Na2CO3体系中的可能产物。
已知：i.图1中曲线表示Na2CO3体系中各含碳粒子的物质的量分数与pH的关系。
ii.图2中曲线Ⅰ的离子浓度关系符合c(Mg2+)·c2(OH )=Ksp[Mg(OH)2];曲线Ⅱ的离子浓度关系符合c(Mg2+)·c(CO32 )=Ksp(MgCO3)。
[注：起始c(Na2CO3)=0.1mol·L-1，不同pH下c(CO32 )由图1得到]。
下列说法不正确的是
A. 由图1，pH=10.25，c(HCO3 )=c(CO32 )
B. 由图2，初始状态pH=11，lg[c(Mg2+)]=-6，无沉淀生成
C. 由图2，初始状态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.由图1和图2，初始状态pH=8、lg[c(Mg2+)]=-1，发生反应：
Mg2++2HCO3 =MgCO3↓+CO2↑+H2O
√
核心问题：
（溶度积规则）
Q、Ksp的大小关系
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)
该状态下有MgCO3)沉淀，无Mg(OH)2沉淀。
溶液中CO32 浓度因沉淀而减小
HCO3 H+ + CO32
Mg2+ + CO32 =MgCO3↓
3.重温经典
【思路点拨】
1.看清题意，抓住重点
从情境中快速捕捉关键的化学信息，如发生的反应、涉及到的平衡等。
2.看懂图像，理解坐标
仔细研究图像，重点了解坐标的含义，特别是分析随着横坐标的变化，纵坐标如何变化，为什么这样变化，找出图像对应的化学原理。同时，需要抓住图像的拐点和特殊的坐标点，进行分析，充分挖掘图像背后的隐含信息,在变量和不变量之间建立联系。
3.分析选项，正确选择
在理解题意，看懂图像之后，逐项分析，先定性后定量，解决问题。
3.重温经典
8. (全国乙卷27题节选）LiMn2O4作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱锰矿（MnCO3，含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素）制备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。
回答下列问题：
（3）溶矿反应完成后，反应器中溶液pH=4，此时c(Fe3+)=_______mol·L-1；用石灰乳调节至pH≈7，除去的金属离子是_______。
c(OH-)=1.0×10-10mol·L-1
2.8×10-9
c(OH-)=1.0×10-7mol·L-1
此时，溶液中c(Al3+)=1.3×10-12mol·L-1，c(Ni2+)=5.5×10-4mol·L-1，
Al3+
3.重温经典
【思路点拨】
1.在明确流程的原料和产品的基础上，分析每一步的作用和目的。
2.基于Q、Ksp 关系，通过调节pH等手段来实现沉淀的生成与转化，来达到除杂、物质分离等目的。
3.重温经典
9. (2023新课标29.4节选）氨是最重要的化学品之一，我国目前氨的生产能力位居世界首位。工业合成氨的反应 N2(g) + H2(g) NH3(g)的△H2= - 45kJ·mol-1。回答下列问题：
（4）在不同压强下，以两种不同组成进料，反应达平衡时氨的摩尔分数与温度的计算结果如下图所示。其中一种进料组成为=0.75、=0.75，另一
种为=0.675、=0.225、=0.225。(物质i的摩尔分数： ）
3.重温经典
①图中压强由小到大的顺序为_______，判断的依据是__ _____________________。
②进料组成中含有情性气体
Ar的图是______________。
③图3中，当=20MPa、=0.20时，氮气的转化率α=_______。
该温度时，反应 N2(g) + H2(g) NH3(g)的平衡常数Kp=_______(化为最简式)
p1 合成氨的反应为气体分子数减少的反应，压强越大平衡时氨的摩尔分数越大
图4
3.重温经典
3.重温经典
3.重温经典
【思路点拨】
1.结合已知条件，通过“三段式”计算各物质的平衡浓度。
2.再代入数据，求解转化率和平衡常数。
3.若要求Kp，需先根据三段式结果，求解各物质平衡时的物质的量分数，进而求出各物质的平衡分压，再代入Kp的表达式。
3.重温经典
I．HCOOH CO＋H2O（快）
II．HCOOH CO2＋H2（慢）
研究发现，在反应I，II中，H+仅对反应I有催化加速作用；反应I速率远大于反应II，近似认为反应I建立平衡后始终处于平衡状态。忽略水的电离，其浓度视为常数。
回答下列问题：
（1）一定条件下，反应I、II的焓变分别为 H1、 H2，则该条件下水气变换反应的焓变ΔH＝ （用含 H1、 H2的代数式表示）。
H2- H1
10．（2023年山东卷20题）一定条件下，水气变换反应CO＋H2O CO2＋H2的中间产物是HCOOH。为探究该反应过程，研究HCOOH水溶液在密封石英管中的分解反应：
根据盖斯定律，水气变换反应=反应II-反应I，故 H= H2- H1
3.重温经典
（2）反应I正反应速率方程为：v＝kc(H+)c(HCOOH)，k为反应速率常数。T1温度下，HCOOH电离平衡常数为Ka，当HCOOH平衡浓度为xmol·L-1时，H+浓度为＿＿＿＿ mol·L-1，此时反应I正反应速率v＝ mol·L-1·h-1（用含Ka，x和k的代数式表示）。
T1温度下，HCOOH建立电离平衡：
HCOOH HCOO— + H+ Ka，
平衡时， xmol·L-1 c(HCOO—) c(H+)
（3）T1温度下，在密封石黄管内完全充满1.0mol·L-1HCOOH水溶液，使HCOOH分解，分解产物均完全溶于水。含碳物种浓度与反应时间的变化关系如图所示（忽略碳元素的其他存在形式）。t1时刻测得CO、CO2的浓度分别为0.70mol·L-1，
0.16mol·L-1，反应达平衡时，测得H2的浓度为ymol·L-1”。体系达平衡后 =＿＿＿＿（用含y的代数式表示，下同），反应II的平衡常数为＿＿＿＿.
t1时,c(HCOOH)=1-0.70-0.16=0.14mol/L，
反应I的平衡常数 =5
当反应II达平衡时，c(H2)=ymol/L,c(CO2)=ymol/L,
c(CO)=5c(HCOOH)= mol/L,
c(HCOOH)= mol/L,
,
3.重温经典
相同条件下，若反应起始时溶液中同时还含有0.10mol·L-1盐酸，则图示点a．b，c，d中，CO新的浓度峰值点可能是＿＿＿（填标号）。与不含盐酸相比，CO达浓度峰值时，CO2浓度 （填“增大”“减小”或“不变”）。
减小
a
不变
的值 （填“增大”“减小”或“不变”）。
若含盐酸，则反应I的速率加快，反应II几乎没影响，于是CO浓度峰值点必然提前。
此时HCOOH的消耗量少于相同时间内不含盐酸时的消耗量，剩余的HCOOH也比原来多。
3.重温经典
【思路点拨】
在复杂体系中，要找出联系多个反应的变量与不变量，结合各种守恒关系、图像图表等深入情境中涉及的化学基本原理，灵活处理各个变量与不变量的关系，切忌不顾条件的变化僵化地套结论、套公式。
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考点考向
知识重构
重温经典
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模型构建
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教学策略
目 录
4.模型构建
审题
Step -01
析题
Step -02
解题
Step -03
解——所求目标
准确得出大小
审—所给物质类别
判断出用哪个K？
析——所求目标
分析“变量与不变量”的关系
定性与定量分析相结合
1.判断反应进行方向
2.认识反应限度
3.溶液酸碱性判断
4.离子浓度大小比较
计算Q和K 的相对大小
计算Kp 和转化率α
思维
模型
解题
方法
模型
1.化学平衡体系——K
2.弱酸、弱碱、水——Ka、Kb、Kw
3.弱酸根、弱碱阳离子——Kh
4.难溶电解质——Ksp
计算Ka和Kh的相对大小
变化K的表达形式
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考点考向
知识重构
重温经典
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模型构建
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教学策略
目 录
5.教学策略
01 明确考查内容与要求
【能力、素养要求】相关题型能够很好的考查学生应用平衡常数定量认识化学反应限度的水平，从粒子间相互作用的视角考查复杂反应体系中各个变量与不变量的关系，还考查审题能力和严谨的思维品质，主要考查“宏观辨识与微观探析”、“变化观念与平衡思想”学科核心素养水平。
四大平衡常数一直是高考的必考点，常出现为选择题的水溶液离子平衡图像题、化工生的分析、反应原理分析。
【内容要求】1.能书写平衡常数表达式，能进行平衡常数、转化率的简单计算，能利用平衡常数和浓度商的关系判断化学反应是否达到平衡及平衡移动的方向。
2.认识电解质在水溶液中存在电离平衡，了解电离平衡常数的含义。认识水的电离，了解水的离子积常数。
5.教学策略
【命题趋势】设置情境可能更复杂，特别是水溶液平衡体系出现多个平衡常数反复应用；结合各种守恒关系、图像图表、循环流程图等深入考查基本概念、基本反应、
基本原理，相对弱化计算的要求，更加突出学科本质的考查，综合考查“理解与分析”、“推理与判断”理性的科学思维能力。
考题主要围绕平衡常数为核心展开考查。
【命题规律】一个中心（平衡常数），二个方向（定性方向、定量方向），多个角
度考查“变与不变”的辩证关系。
02 研究命题规律与趋势
5.教学策略
【注重理解与运用】提升学生分析和解决问题能力 。
关注学生学习活动，引导学生总结思路和方法，培养关键能力，提升学科素养水平。
【注重认知与整合】引领学生自主构建必备知识体系。
03 优化教学策略与方法
【注重实践与创新】培养学生信息获取与加工能力。
【注重建模与探究】构建思维模型和解题方法模型。
谢 谢！

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