2024全国卷高考化学复习专题《四大平衡常数》

2024年全国卷高考化学复习专题突破《四大平衡常数》

一、水的离子积常数

1．水的离子积常数的含义

H2O?H＋＋OH－ 表达式:25 ℃时,Kw＝c(H＋)·c(OH－)＝1.0×10－14. 2．对Kw的理解

(1)Kw适用于纯水、稀的电解质(酸、碱、盐)水溶液.

(2)恒温时,Kw不变;升温时,电离程度增大(因为电离一般吸热),Kw增大. 二、电离平衡常数(Ka、Kb) 1．电离平衡常数的含义

c(H?)?c(A?)c(B?)?c(OH?)＋－

如对于HA?H＋A,Ka＝;BOH?B＋OH,Kb＝.

c(HA)c(BOH)＋

－

2．K值大小的意义

相同温度下,K值越小表明电离程度越小,对应酸的酸性或碱的碱性越弱. 3．影响K值大小的外因

同一电解质,K值只与温度有关,一般情况下,温度越高,K值越大;此外对于多元弱酸来说,其Ka1?Ka2?Ka3.

三、水解平衡常数(Kh) 1．水解平衡常数的含义

?c(OH)?c(HA)Kw

A－＋H2O?HA＋OH－,达到平衡时有Kh＝＝.同理,强酸弱碱盐水解-Ka

c(A)平衡常数与弱碱电离平衡常数Kb的关系为Kh＝

Kw. Kb

2．影响Kh的因素

Kh值的大小是由发生水解的离子的性质与温度共同决定的;温度一定时,离子水解能力越强,Kh值越大;温度升高时,Kh值增大;对于多元弱酸阴离子或多元弱碱阳离子来说,其Kh1?Kh2?Kh3.

四、溶度积常数(Ksp)

1．溶度积常数Ksp的表达式

对于组成为AmBn的电解质,饱和溶液中存在平衡AmBn(s)?mAn＋(aq)＋nBm－(aq),Ksp＝cm(An＋)·cn(Bm－). 2．影响Ksp大小的因素

对于确定的物质来说,Ksp只与温度有关;一般情况下,升高温度,Ksp增大. 3．溶度积规则

当Qc>Ksp时,溶液过饱和,有沉淀析出,直至溶液饱和,达到新的平衡;当Qc＝Ksp时,溶液饱和,沉淀与溶解处于平衡状态;当Qc

4．Ksp与物质溶解度的关系

(1)对于组成形式相同的物质来说,Ksp越小,物质越难溶解或溶解度越小;组成形式(AmBn)不同的物质,Ksp越小且m＋n越小的物质越难溶.

(2)Ksp的大小与沉淀转化的关系:组成形式相同的难溶物质,Ksp较大的沉淀易转化为Ksp

较小的沉淀,但当二者Ksp相差不大时,反过来也可转化;对于组成形式(AmBn)不同的物质来说,一般情况下,Ksp较大且m＋n也较大的物质易转化为Ksp较小且m＋n也较小的物质。其他情况则需要通过计算才能确定.

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真题练习

考点1 水的离子积常数的应用 1．(2016·曲靖模拟)25 ℃时，水的电离达到平衡:H2O?H＋＋OH－ ΔH>0,下列叙述正确的是( )

A．向水中加入稀氨水,平衡逆向移动,c(OH－)降低 B．向水中加入少量固体硫酸氢钠,c(H＋)增大,Kw不变 C．向水中加入少量盐酸,平衡逆向移动,c(OH－)增大 D．将水加热,Kw增大,pH不变,呈中性

2．水的电离平衡曲线如图所示,下列说法正确的是( )

A．图中五点的Kw的关系:b>c>a>d>e

B．若从a点到d点,可采用:温度不变在水中加入少量的酸

C．若从a点到c点,可采用:温度不变在水中加入适量的CH3COONa固体 D．处在b点时,将0.5 mol·L－1的H2SO4溶液与1 mol·L－1的KOH溶液等体积混合后,溶液显酸性

3．升高温度,下列数据不一定增大的是( ) A．化学反应速率v B．水的离子积常数Kw C．化学平衡常数K

D．弱酸的电离平衡常数Ka

4．(1)水的电离平衡曲线如图所示。

若以A点表示25 ℃时水的电离平衡的离子浓度,当温度升高到100 ℃时,水的电离平衡状态移动到B点,则此时水的离子积从________变化到________.

(2)已知AnBm的离子积为c(Am＋)n·c(Bn－)m,式中c(Am＋)n和c(Bn－)m表示离子的物质的量浓度。在某温度下,Ca(OH)2的溶解度为0.74 g,其饱和溶液密度设为1 g/mL,其离子积约为________.

考点2 电离平衡常数和水解平衡 常数的应用 1．(2016·山西四校联考)常温下,某酸HA的电离常数K＝1×10－5.下列说法中正确的是( )

c(HA)?c(OH?)A．HA溶液中加入NaA固体后,减小 -c(A)B．常温下,0.1 mol/L HA溶液中水电离出的c(H＋)为10－13 mol/L C．NaA溶液中加入盐酸至恰好完全反应,存在关系: 2c(Na＋)＝c(A－)＋c(Cl－)

D．常温下,0.1 mol/L NaA溶液的水解常数为10－9

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2．(2016·枣庄期末)根据下表提供的数据可知,在溶液中能大量共存的粒子组是( )

化学式 CH3COOH HCN H2CO3 电离常数 K＝1.7×10－5 K＝4.9×10－10 K1＝4.3×10－7,K2＝5.6×10－11 －－A．H2CO3、HCO－3、CH3COO、CN 2－－

B．HCO－3、CH3COOH、CN、CO3

2－－

C．HCN、HCO－3、CN、CO3

－－

D．HCN、HCO－3、CH3COO、CN 3．(1)常温下,将a mol·L－1 CH3COONa溶于水配成溶液,向其中滴加等体积的b mol·L－1

的盐酸使溶液呈中性(不考虑盐酸和醋酸的挥发),用含a和b的代数式表示醋酸的电离常数Ka＝________。

(2)在一定条件下可用甲醇与CO反应生成醋酸消除CO污染。常温下,将a mol·L－1的醋酸与b mol·L－1 Ba(OH)2 溶液等体积混合,充分反应后,溶液中存在2c(Ba2＋)＝c(CH3COO－),则该混合溶液中醋酸的电离常数Ka＝________(用含a和b的代数式表示)。

＋

4．(1)25 ℃时，H2SO3?HSO－10－2 mol·L－1,则该温度下3＋H的电离常数Ka＝1×NaHSO3水解反应的平衡常数Kh＝________ mol·L－1,若向NaHSO3溶液中加入少量的I2,则溶

液中

c(H2SO3)将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。 ?c(HSO3)(2)已知25 ℃时,NH3·H2O的电离平衡常数Kb＝1.8×10－5 mol·L－1,该温度下1 mol·L－1的NH4Cl溶液中c(H＋)＝________ mol·L－1。(已知5.56≈2.36)

(3)常温下,用NaOH溶液吸收SO2得到pH＝9的Na2SO3溶液,吸收过程中水的电离平衡

c(SO3)________移动(填“向左”、“向右”或“不”)。试计算溶液中＝________。(常温下?c(HSO3)H2SO3的电离平衡常数Ka1＝1.0×10－2,Ka2＝6.0×10－8)

归纳总结

1．电离平衡常数的拓展应用

(1)根据电离常数判断电离平衡移动方向

弱酸(或弱碱)溶液稀释时,平衡会向电离的方向移动,但为什么会向电离的方向移动却很难解释,应用电离常数就能很好地解决这个问题.如对CH3COOH溶液进行稀释:

CH3COOH ? H＋ ＋ CH3COO－

原平衡: c(CH3COOH) c(H＋) c(CH3COO－) 假设稀释

2?c(CHc(CH3COO?)c(H?)3COOH)至n倍后:

nnn??c(H)c(CH3COO)?c(H?)?c(CH3COO?)KannQc＝＝＝1)

nc(CH3COOH)n?c(CH3COOH)n所以电离平衡向电离方向移动

(2)计算弱酸(或弱碱)溶液中H＋(或OH－)浓度 已知25 ℃时CH3COOH的电离常数Ka＝1.75×10－5,则25 ℃时0.1 mol·L－1的CH3COOH

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