善用平衡常数——释疑难点

石乾坤

摘 要：判断一个反应的程度有多大或者能不能发生，可以从反应动力学的角度，用平衡常数来衡量：即一般地认为：K>1×105 时，该反应进行得就基本完全了.K<1×10-5 时，该反应不能发生.以教材上的问题为情境，探讨了如何运用平衡常数，释疑难点.并结合高考考查，洞悉工艺流程操作中加入NH4HCO3与金属离子的反应规律.

关键词：动力学;平衡常数;释疑难点;高中化学

中图分类号：G632文献标识码：A文章编号：1008-0333（2021）04-0099-02

问题情境：人教版选修5第32页图2-6：“乙炔的实验室制取及性质检验”装置图中，产生的气体先通入CuSO4溶液，其目的主要是除去H2S和PH3气体…

发生的反应之一是：

CuSO4 + H2SCuS↓ +H2SO4

很学生提出该反应违背了“强酸制弱酸”的原理，能发生吗？

分析问题 反应进行的程度与平衡常数（K）有关.一般地认为：K>1×105 时，该反应进行得就基本完全了.K<1×10-5 时，该反应不能发生.那么可以从这个角度来分析：

解决问题 该反应的离子方程式为：Cu2++H2SCuS↓+2H+ K

根据平衡常数表达式可知：

K=c2（H+）c（Cu2+）·c（H2S）

=c（H+）·c（HS-）c（H2S）×c（H+）·c（S2-）c（HS-）

×1c（Cu2+）·c（S2-）

=Ka1·Ka2·1Ksp（CuS）

=1.3×10-7×7.1×10-11×16.3×10-36

=1.47×10181×105

因此，该反应可以彻底完成.

拓展与思考 一定温度下反应

Cu2++H2SCuS↓+2H+ K=1.47×1018

由此可知该反应的逆反应K1=11.47×10-181×10-5，则逆向反应程度就非常小，能否说明金属硫化物就都不能溶于非氧化性强酸呢？

事实上实验室制H2S的原理是：

FeS+H2SO4FeSO4+H2S↑

经过推导演算，该反应的平衡常数为K=Ksp（FeS）Ka1·Ka2=1×10-191×10-7×1×10-15=1×103

规律 1.金属硫化物能否溶于非氧化性酸，关键是看Ksp是否足够小.

若Ksp<1×10-27，则不溶于非氧化性强酸（如H2SO4，HCl等）.

2.判断一个反应的程度有多大或者能不能发生，可以用平衡常数来衡量：即一般地认为：K>1×105 时，该反应进行得就基本完全了.K<1×10-5 时，该反应……