高三化學二輪復習 第1部分 專題2 化學基本理論 突破點10 四大平衡常數(shù)
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突破點10四大平衡常數(shù)提煉1水的離子積常數(shù)1.水的離子積常數(shù)的含義H2OHOH表達式:25 時,Kwc(H)c(OH)1.01014。2對Kw的理解(1)Kw適用于純水、稀的電解質(zhì)(酸、堿、鹽)水溶液。(2)恒溫時,Kw不變;升溫時,電離程度增大(因為電離一般吸熱),Kw增大。提煉2電離平衡常數(shù)(Ka、Kb)1.電離平衡常數(shù)的含義如對于HAHA,Ka;BOHBOH,Kb。2K值大小的意義相同溫度下,K值越小表明電離程度越小,對應酸的酸性或堿的堿性越弱。3影響K值大小的外因同一電解質(zhì),K值只與溫度有關,一般情況下,溫度越高,K值越大;此外對于多元弱酸來說,其Ka1Ka2Ka3。提煉3水解平衡常數(shù)(Kh)1.水解平衡常數(shù)的含義AH2OHAOH,達到平衡時有Kh。同理,強酸弱堿鹽水解平衡常數(shù)與弱堿電離平衡常數(shù)Kb的關系為Kh。2影響Kh的因素Kh值的大小是由發(fā)生水解的離子的性質(zhì)與溫度共同決定的;溫度一定時,離子水解能力越強,Kh值越大;溫度升高時,Kh值增大;對于多元弱酸陰離子或多元弱堿陽離子來說,其Kh1Kh2Kh3。提煉4溶度積常數(shù)(Ksp)1.溶度積常數(shù)Ksp的表達式對于組成為AmBn的電解質(zhì),飽和溶液中存在平衡AmBn(s)mAn(aq)nBm(aq),Kspcm(An)cn(Bm)。2影響Ksp大小的因素對于確定的物質(zhì)來說,Ksp只與溫度有關;一般情況下,升高溫度,Ksp增大。3溶度積規(guī)則當QcKsp時,溶液過飽和,有沉淀析出,直至溶液飽和,達到新的平衡;當QcKsp時,溶液飽和,沉淀與溶解處于平衡狀態(tài);當Qc1D向AgCl、AgBr的飽和溶液中加入少量AgNO3,溶液中不變DA項,CH3COOHCH3COOH,K,則,加水稀釋,K不變,c(CH3COO)減小,故比值變大。B項,CH3COONa溶液中存在水解平衡:CH3COOH2OCH3COOHOH,K,升高溫度,水解平衡正向移動,K增大,則(1/K)減小。C項,溶液呈中性,則c(H)c(OH),根據(jù)電荷守恒可知,c(Cl)c(NH)。D項,向AgCl、AgBr 的飽和溶液中加入少量AgNO3,沉淀溶解平衡逆向移動,由于,Ksp僅與溫度有關,故不變。熱點題型1水的離子積常數(shù)的應用1(2016曲靖模擬)25 時,水的電離達到平衡:H2OHOHH0,下列敘述正確的是()A向水中加入稀氨水,平衡逆向移動,c(OH)降低B向水中加入少量固體硫酸氫鈉,c(H)增大,Kw不變C向水中加入少量鹽酸,平衡逆向移動,c(OH)增大D將水加熱,Kw增大,pH不變,呈中性B加入稀氨水后,c(OH)增大,A錯誤;Kw只與溫度有關,溫度不變,Kw不變,B正確;加入鹽酸后,c(H)增大,Kw不變,c(OH)減小,C錯誤;升高溫度Kw增大,c(H) 增大,pH減小,D錯誤。2水的電離平衡曲線如圖所示,下列說法正確的是()A圖中五點的Kw的關系:bcadeB若從a點到d點,可采用:溫度不變在水中加入少量的酸C若從a點到c點,可采用:溫度不變在水中加入適量的CH3COONa固體D處在b點時,將0.5 molL1的H2SO4溶液與1 molL1的KOH溶液等體積混合后,溶液顯酸性Ba、d、e三點所處溫度相同,因此Kw相同,A項錯誤;從a點變化到d點,溶液中c(H)增大,c(OH)減小,溫度不變時向水中加入少量的酸,溶液中c(H)增大,水的電離平衡向逆反應方向移動,c(OH)減小,B項正確;從a點變化到c點,c(H)、c(OH)均增大,而溫度不變時在水中加入適量CH3COONa固體,溶液中c(H)減小,水的電離平衡向正反應方向移動,c(OH)增大,故C項錯誤;b點處Kw1012,0.5 molL1的H2SO4溶液與1 molL1的KOH溶液等體積混合后溶液顯中性,pH6,D項錯誤。3升高溫度,下列數(shù)據(jù)不一定增大的是()A化學反應速率vB水的離子積常數(shù)KwC化學平衡常數(shù)KD弱酸的電離平衡常數(shù)KaC升高溫度,活化分子的百分數(shù)增大,有效碰撞的次數(shù)增多,則反應速率加快;水的電離吸熱,升高溫度促進電離,水的離子積常數(shù)Kw增大;若化學反應為放熱反應,則升高溫度,平衡逆向移動,K減?。蝗跛岬碾婋x吸熱,升高溫度促進電離,弱酸的電離平衡常數(shù)Ka增大。4(1)水的電離平衡曲線如圖所示。若以A點表示25 時水的電離平衡的離子濃度,當溫度升高到100 時,水的電離平衡狀態(tài)移動到B點,則此時水的離子積從_變化到_。(2)已知AnBm的離子積為c(Am)nc(Bn)m,式中c(Am)n和c(Bn)m表示離子的物質(zhì)的量濃度。在某溫度下,Ca(OH)2的溶解度為0.74 g,其飽和溶液密度設為1 g/mL,其離子積約為_。解析(1)25 時純水中c(H)c(OH)107 mol/L,Kwc(H)c(OH)1014,當溫度升高到100 ,純水中c(H)c(OH)106 mol/L,Kwc(H)c(OH)1012。(2)由題意可知,100 g水中溶解0.74 g氫氧化鈣時其物質(zhì)的量濃度為0.1 mol/L, 氫氧化鈣是強電解質(zhì),所以cCa(OH)2c(Ca2)0.1 mol/L,c(OH)2cCa(OH)20.2 mol/L,其離子積為0.1 mol/L(0.2 mol/L)24103(mol/L)3。答案(1)10141012(2)4103熱點題型2電離平衡常數(shù)和水解平衡常數(shù)的應用1(2016山西四校聯(lián)考)常溫下,某酸HA的電離常數(shù)K1105。下列說法中正確的是() 【導學號:14942043】AHA溶液中加入NaA固體后,減小B常溫下,0.1 mol/L HA溶液中水電離出的c(H)為1013 mol/LCNaA溶液中加入鹽酸至恰好完全反應,存在關系:2c(Na)c(A)c(Cl)D常溫下,0.1 mol/L NaA溶液的水解常數(shù)為109DHA溶液中加入NaA固體后抑制HA的電離,Kh109,故比值不變,A錯誤、D正確;常溫下,0.1 mol/L的HA溶液中氫離子濃度約為(0.1105)1/2 mol/L0.001 mol/L,則水電離出的c(H)為1011 mol/L,B錯誤;NaA溶液中加入鹽酸至恰好完全反應,根據(jù)物料守恒:2c(Na)c(A)c(HA)c(Cl),C錯誤。2(2016棗莊期末)根據(jù)下表提供的數(shù)據(jù)可知,在溶液中能大量共存的粒子組是()化學式電離常數(shù)CH3COOHK1.7105HCNK4.91010H2CO3K14.3107,K25.61011A.H2CO3、HCO、CH3COO、CNBHCO、CH3COOH、CN、COCHCN、HCO、CN、CODHCN、HCO、CH3COO、CND根據(jù)表中電離常數(shù)可知,酸性:CH3COOHH2CO3HCNHCO。A項,H2CO3的酸性強于HCN,H2CO3和CN能夠反應生成HCO和HCN,在溶液中不能大量共存,故A錯誤;B項,CH3COOH的酸性強于H2CO3、HCN,CH3COOH能夠與HCO、CN、CO反應,在溶液中不能大量共存,故B錯誤;C項,HCN的酸性強于HCO,HCN與CO反應生成HCO,在溶液中不能大量共存,故C錯誤;D項,HCN、HCO、CH3COO、CN之間不反應,在溶液中能夠大量共存,故D正確。3(1)常溫下,將a molL1 CH3COONa溶于水配成溶液,向其中滴加等體積的b molL1的鹽酸使溶液呈中性(不考慮鹽酸和醋酸的揮發(fā)),用含a和b的代數(shù)式表示醋酸的電離常數(shù)Ka_。(2)在一定條件下可用甲醇與CO反應生成醋酸消除CO污染。常溫下,將a molL1的醋酸與b molL1 Ba(OH)2 溶液等體積混合,充分反應后,溶液中存在2c(Ba2)c(CH3COO),則該混合溶液中醋酸的電離常數(shù)Ka_(用含a和b的代數(shù)式表示)。解析(1)所以c(CH3COOH)c(Cl)CH3COOHCH3COOH 107Ka。(2)根據(jù)2c(Ba2)c(H)c(OH)c(CH3COO)由于c(CH3COO)2c(Ba2)b molL1所以c(H)c(OH)溶液呈中性CH3COOHCH3COOHb b107Ka答案(1)(2)4(1)25 時,H2SO3HSOH的電離常數(shù)Ka1102 molL1,則該溫度下NaHSO3水解反應的平衡常數(shù)Kh_ molL1,若向NaHSO3溶液中加入少量的I2,則溶液中將_(填“增大”、“減小”或“不變”)。(2)已知25 時,NH3H2O的電離平衡常數(shù)Kb1.8105 molL1,該溫度下1 molL1的NH4Cl溶液中c(H)_ molL1。(已知2.36)(3)常溫下,用NaOH溶液吸收SO2得到pH9的Na2SO3溶液,吸收過程中水的電離平衡_移動(填“向左”、“向右”或“不”)。試計算溶液中_。(常溫下H2SO3的電離平衡常數(shù)Ka11.0102,Ka26.0108)解析(1)KaKh11012 molL1。HSOH2OH2SO3OH,當加入少量I2時,發(fā)生I2HSOH2O=2I3HSO。根據(jù)Kh,由于c(OH)減小,而Kh不變,所以增大。(2)Khc(H)c(NH3H2O),而c(NH)1 molL1,所以c(H)2.36105 molL1。(3)NaOH電離出的OH抑制水的電離平衡,Na2SO3電離出的SO水解促進水的電離平衡。SOH2OHSOOHKh所以60。答案(1)11012增大(2)2.36105(3)向右601電離平衡常數(shù)的拓展應用(1)根據(jù)電離常數(shù)判斷電離平衡移動方向弱酸(或弱堿)溶液稀釋時,平衡會向電離的方向移動,但為什么會向電離的方向移動卻很難解釋,應用電離常數(shù)就能很好地解決這個問題。如對CH3COOH溶液進行稀釋:CH3COOHHCH3COO原平衡: c(CH3COOH) c(H) c(CH3COO)假設稀釋至n倍后: Qc1)所以電離平衡向電離方向移動(2)計算弱酸(或弱堿)溶液中H(或OH)濃度已知25 時CH3COOH的電離常數(shù)Ka1.75105,則25 時0.1 molL1的CH3COOH溶液中H濃度是多少?解:CH3COOHHCH3COOKa由于水電離出的H濃度很小,可忽略不計,故c(H)c(CH3COO),而CH3COOH的電離程度很小,CH3COOH的平衡濃度與0.1 molL1很接近,故可進行近似計算。c2(H)0.1Ka,c(H) molL11.32103 molL1。2Kw、Ka、Kb、Ksp、Kh之間的關系(1)一元弱酸強堿鹽:KhKw/Ka;(2)一元弱堿強酸鹽:KhKw/Kb;(3)多元弱堿強酸鹽,如氯化鐵:Fe3(aq)3H2O(l)Fe(OH)3(s)3H(aq)Khc3(H)/c(Fe3)。將(Kw)3c3(H)c3(OH)與Kspc(Fe3)c3(OH)兩式相除,消去c3(OH)可得Kh(Kw)3/Ksp。熱點題型3溶度積常數(shù)的應用1(2016山西考前質(zhì)檢)室溫時,向含有AgCl和AgBr固體的懸濁液中加入少量NaBr固體,下列各項中增大的是() 【導學號:14942044】Ac(Ag)B. Cc(Cl) D. C向含有AgCl和AgBr固體的懸濁液中加入少量NaBr固體,溴離子濃度增大,使AgBr的溶解平衡逆向移動,c(Ag)減小,A錯誤;B項的比例式上下同乘c(Ag),則轉(zhuǎn)化為溶度積常數(shù)之比,溶度積常數(shù)只與溫度有關,B錯誤;c(Ag)減小,使AgCl的溶解平衡正向移動,c(Cl)增大,C正確;c(Ag)c(Br)不變,c(Cl)增大,D項減小。2.某溫度時,BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。下列說法中正確的是()A加入Na2SO4可以使溶液由A點變到B點B通過蒸發(fā)可以使溶液由D點變到C點CD點無BaSO4沉淀生成DA點對應的Ksp大于C點對應的KspC加入Na2SO4可以使溶液中的SO濃度增大,Ba2濃度降低,但溶液一定在溶解度曲線上移動,A選項錯誤;蒸發(fā)溶液,溶液中的SO、Ba2濃度均增大,而D點變到C點只增大了Ba2濃度,B選項錯誤;D點Ba2濃度小于溶解平衡時的,無BaSO4沉淀生成,C選項正確;溫度不變,Ksp為定值,D選項錯誤。3(2016河北石家莊質(zhì)量檢測)往含I和Cl的稀溶液中逐滴加入AgNO3溶液,產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量m(沉淀)與加入AgNO3溶液的體積V(AgNO3溶液)的關系如圖所示。已知:Ksp(AgCl)1.81010,Ksp(AgI)1.51016則原溶液中c(I)/c(Cl)的比值為()A(V2V1)/V1 B. V1/V2CV1/(V2V1) D. V2/V1C由AgCl、AgI的Ksp可知I先轉(zhuǎn)化為沉淀,消耗AgNO3溶液的體積為V1時沉淀完全;然后Cl再沉淀,消耗AgNO3溶液的體積為(V2V1),故原溶液中,。4已知K、Ka、Kw、Kh、Ksp分別表示化學平衡常數(shù)、弱酸的電離平衡常數(shù)、水的離子積常數(shù)、鹽的水解平衡常數(shù)、難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)。(1)有關上述常數(shù)的說法正確的是_。a它們都能反映一定條件下對應變化進行的程度b它們的大小都隨溫度的升高而增大c常溫下,CH3COOH在水中的Ka大于在飽和CH3COONa溶液中的Kad一定溫度下,在CH3COONa溶液中,KwKaKh(2)25 時,將a molL1的氨水與0.01 molL1的鹽酸等體積混合所得溶液中c(NH)c(Cl),則溶液顯_(填“酸”、“堿”或“中”)性;用含a的代數(shù)式表示NH3H2O的電離平衡常數(shù)Kb_。(3)25 時,H2SO3HSOH的電離常數(shù)Ka1102 molL1,則該溫度下pH3、c(HSO)0.1 molL1的NaHSO3溶液中c(H2SO3)_。(4)已知常溫下Fe(OH)3和Mg(OH)2的Ksp分別為8.01038、1.01011,向濃度均為0.1 mol/L的FeCl3、MgCl2的混合溶液中加入堿液,要使Fe3完全沉淀而Mg2不沉淀,應該調(diào)節(jié)溶液pH的范圍是_。(已知lg 20.3)解析本題考查了電解質(zhì)溶液知識,意在考查考生綜合運用所學知識的能力。(1)對于正反應為放熱反應的化學平衡,升高溫度,平衡逆向移動,平衡常數(shù)減小,b選項錯誤;溫度不變,CH3COOH的電離平衡常數(shù)不變,c選項錯誤。(2)根據(jù)電荷守恒得c(H)c(NH)c(Cl)c(OH),因為c(NH)c(Cl),所以c(H)c(OH),故溶液顯中性。Kb。(3)由Ka,代入數(shù)據(jù)得c(H2SO3)0.01 mol/L。(4)KspFe(OH)3c(Fe3)c3(OH),F(xiàn)e3完全沉淀時c3(OH),得c(OH)21011 mol/L,pH3.3,Mg(OH)2開始沉淀時c2(OH)1.01010,得c(OH)1105 mol/L,pH9,調(diào)節(jié)pH范圍為3.3,9。答案(1)ad(2)中(3)0.01 mol/L(4)3.3,95(名師押題)根據(jù)表中提供的數(shù)據(jù)(25 ),判斷下列說法正確的是()化學式電離常數(shù)HClOKa3.0108H2CO3Ka14.3107Ka25.61011A.向氯水中加入硫酸,可增強殺菌效果B溫度升高,次氯酸的電離常數(shù)增大C25 時,ClO的水解常數(shù)為3.0106D要提高氯水中HClO的濃度,可加入適量的Na2CO3固體BA項,加入硫酸,使氯水中的平衡Cl2H2OHClHClO逆向移動,HClO的濃度降低,殺菌效果減弱,錯誤;B項,次氯酸的電離吸熱,溫度升高,平衡正向移動,電離常數(shù)增大,正確;C項,HClOHClO,H2OHOH,即得ClO的水解方程式:ClOH2OOHHClO,故ClO的水解常數(shù)KKw/Ka3.3107,錯誤;D項,從電離常數(shù)來看,酸性H2CO3HClOHCO,故Na2CO3可與HClO反應,錯誤。6(名師押題)已知:298 K時,物質(zhì)的溶度積如表所示。化學式CH3COOAgAgClAg2CrO4Ag2SKsp2.31031.5610101.1210126.71015下列說法正確的是()A將0.001 molL1的AgNO3溶液逐滴滴入0.001 molL1的KCl和0.001 molL1的K2CrO4的混合液中,則先產(chǎn)生Ag2CrO4沉淀B向2.0104 molL1的K2CrO4溶液中加入等體積的2.0104 molL1的AgNO3溶液,則有Ag2CrO4沉淀生成(忽略混合時溶液體積的變化)C向CH3COOAg懸濁液中加入鹽酸,發(fā)生反應的離子方程式為CH3COOAgHCl=CH3COOHAgClD向AgCl懸濁液中加入Ag2S固體,AgCl的溶解度增大CA項,根據(jù)Ksp(AgCl)、Ksp(Ag2CrO4)知,當Cl開始沉淀時,c(Ag)1.56107,當CrO開始沉淀時,c(Ag)3.35105,故先產(chǎn)生AgCl沉淀,錯誤;B項,Qc2(Ag)c(CrO)()21.01012Ksp(AgCl),向CH3COOAg懸濁液中加入鹽酸時CH3COOAg轉(zhuǎn)化為AgCl,離子方程式為CH3COOAgHCl=CH3COOHAgCl,正確;D項,根據(jù)同離子效應可知,加入Ag2S固體,AgCl的溶解度減小,錯誤。電離平衡常數(shù)、水的離子積常數(shù)、溶度積常數(shù)是溶液中的三大常數(shù),它們均只與溫度有關。電離平衡常數(shù)和水的離子積常數(shù)隨著溫度的升高而增大,因為弱電解質(zhì)的電離和水的電離均為吸熱反應。有關常數(shù)的計算,要緊緊圍繞它們只與溫度有關,而不隨其離子濃度的變化而變化來進行。(1)CH3COONa、CH3COOH溶液中,Ka、Kh、Kw的關系是KwKaKh。(2)M(OH)n懸濁液中Ksp、Kw、pH間關系M(OH)n(s)Mn(aq)nOH(aq)Kspc(Mn)cn(OH)cn(OH)()n1。- 配套講稿:
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