四大平衡常数.pdf

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1、 1 突破点 10 四大平衡常数 提炼 1 水的离子积常数 1.水的离子积常数的含义 H2OHOH 表达式：25 时，Kwc(H)c(OH)1.01014。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。提炼 2 电离平衡常数(Ka、Kb)1.电离平衡常数的含义 如对于 HAHA，KacHcAcHA；BOHBOH，KbcBcOHcBOH。2K 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

2、越高，K 值越大；此外对于多元弱酸来说，其 Ka1Ka2Ka3。提炼 3 水解平衡常数(Kh)1.水解平衡常数的含义 AH2OHAOH，达到平衡时有 KhcOHcHAcAKwKa。同理，强酸弱碱盐水解平衡常数与弱碱电离平衡常数 Kb的关系为 KhKwKb。2 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 Kh1Kh2Kh3。提炼 4 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(a

3、q)nBm(aq)，Kspcm(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 QcKsp时，溶液过饱和，有沉淀析出，直至溶液饱和，达到新的平衡；当 QcKsp时，溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态；当 Qc1 D向 AgCl、AgBr 的饱和溶液中加入少量 AgNO3，溶液中cClcBr不变 D A 项，CH3COOHCH3COOH，KcCH3COOcHcCH3COOH，则cHcCH3COOHKcCH3COO，加水稀释，K 不变，c(CH3COO)减小，故比值变大。B 项，CH3COONa 溶液中存在水解

4、平衡：CH3COOH2OCH3COOHOH，KcCH3COOHcOHcCH3COO，升高温度，水解平衡正向移动，K 增大，则cCH3COOcCH3COOHcOH(1/K)减小。C 项，溶液呈中性，则c(H)c(OH)，根据电荷守恒可知，c(Cl)c(NH4)。D 项，向 AgCl、AgBr 的饱和溶液中加入少量 AgNO3，沉淀溶解平衡逆向移动，由于cClcBrcClcAgcBrcAgKspAgClKspAgBr，Ksp仅与温度有关，故cClcBr不变。热点题型 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：H2OHOH H0，下列叙述正确的是()A向水中加入稀氨

5、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 B 加入稀氨水后，c(OH)增大，A 错误；Kw只与温度有关，温度不变，Kw不变，B 正确；加入盐酸后，c(H)增大，Kw不变，c(OH)减小，C 错误；升高温度 Kw增大，c(H)增大，pH 减小，D 错误。2水的电离平衡曲线如图所示，下列说法正确的是()4 A图中五点的 Kw的关系：bcade 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

6、的 CH3COONa 固体 D处在 b 点时，将 0.5 molL1的 H2SO4溶液与 1 molL1的 KOH 溶液等体积混合后，溶液显酸性 B a、d、e 三点所处温度相同，因此 Kw相同，A 项错误；从 a 点变化到 d点，溶液中 c(H)增大，c(OH)减小，温度不变时向水中加入少量的酸，溶液中c(H)增大，水的电离平衡向逆反应方向移动，c(OH)减小，B 项正确；从 a 点变化到 c 点，c(H)、c(OH)均增大，而温度不变时在水中加入适量 CH3COONa固体，溶液中 c(H)减小，水的电离平衡向正反应方向移动，c(OH)增大，故 C项错误；b 点处 Kw1012,0.5 mo

7、lL1的 H2SO4溶液与 1 molL1的 KOH 溶液等体积混合后溶液显中性，pH6，D 项错误。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 C 升高温度，活化分子的百分数增大，有效碰撞的次数增多，则反应速率加快；水的电离吸热，升高温度促进电离，水的离子积常数 Kw增大；若化学反应为放热反应，则升高温度，平衡逆向移动，K 减小；弱酸的电离吸热，升高温度促进电离，弱酸的电离平衡常数 Ka增大。4(1)水的电离平衡曲线如图所示。5 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

8、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)nc(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_。解析(1)25 时纯水中 c(H)c(OH)107 mol/L，Kwc(H)c(OH)1014，当温度升高到 100，纯水中 c(H)c(OH)106 mol/L，Kwc(H)c(OH)1012。(2)由题意可知，100 g 水中溶解 0.74 g 氢氧化钙时其物质的量浓度为 0.74 g74 g/mol100 g0.74

9、 g1 g/mL0.1 mol/L,氢氧化钙是强电解质，所以 cCa(OH)2c(Ca2)0.1 mol/L，c(OH)2cCa(OH)20.2 mol/L，其离子积为 0.1 mol/L(0.2 mol/L)24103(mol/L)3。答案(1)1014 1012(2)4103 热点题型 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 K1105。下列说法中正确的是()【导学号：14942043】AHA 溶液中加入 NaA 固体后，cHAcOHcA减小 B常温下，0.1 mol/L HA 溶液中水电离出的 c(H)为 1013 mol/L C

10、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 109 6 D HA 溶液中加入 NaA 固体后抑制 HA 的电离，cHAcOHcAcHAcOHcHcAcHKwKaKh10141105109，故比值不变，A 错误、D 正确；常温下，0.1 mol/L 的 HA 溶液中氢离子浓度约为(0.1105)1/2 mol/L0.001 mol/L，则水电离出的 c(H)为 1011 mol/L，B 错误；NaA 溶液中加入盐酸至恰好完全反应，根据物料守恒：2c(Na)c(A)c(HA)c(Cl)，C 错误。2(2016

11、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 电离常数 CH3COOH K1.7105 HCN K4.91010 H2CO3 K14.3107，K25.61011 A.H2CO3、HCO3、CH3COO、CN BHCO3、CH3COOH、CN、CO23 CHCN、HCO3、CN、CO23 DHCN、HCO3、CH3COO、CN D 根据表中电离常数可知，酸性：CH3COOHH2CO3HCNHCO3。A 项，H2CO3的酸性强于 HCN，H2CO3和 CN能够反应生成 HCO3和 HCN，在溶液中不能大量共存，故 A 错误；B 项，CH3COOH 的酸性强于 H2CO

12、3、HCN，CH3COOH能够与 HCO3、CN、CO23反应，在溶液中不能大量共存，故 B 错误；C 项，HCN 的酸性强于 HCO3，HCN 与 CO23反应生成 HCO3，在溶液中不能大量共存，故 C 错误；D 项，HCN、HCO3、CH3COO、CN之间不反应，在溶液中能够大量共存，故 D 正确。3(1)常温下，将 a molL1 CH3COONa溶于水配成溶液，向其中滴加等体积的 b molL1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 7 mol

13、L1的醋酸与 b molL1 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)。解析(1)cNacHcClcOHcCH3COOcNacCH3COOHcCH3COO 所以 c(CH3COOH)c(Cl)CH3COOH CH3COO H b2 a2b2 107 Ka107a2b2b2107abb。(2)根据 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 CH3COOHCH3COOH a2b b 1

14、07 Ka107ba2b2b107a2b 答案(1)107abb(2)2b107a2b 4(1)25 时，H2SO3HSO3H的电离常数 Ka1102 molL1，则该温度下 NaHSO3水解反应的平衡常数 Kh_ molL1，若向 NaHSO3溶液中加入少量的 I2，则溶液中cH2SO3cHSO3将_(填“增大”、“减小”或“不变”)。(2)已知 25 时，NH3H2O 的电离平衡常数 Kb1.8105 molL1，该温度下 1 molL1的 NH4Cl 溶液中 c(H)_ molL1。(已知 5.562.36)8(3)常温下，用 NaOH 溶液吸收 SO2得到 pH9 的 Na2SO3溶液

15、，吸收过程中水的电离平衡_移动(填“向左”、“向右”或“不”)。试计算溶液中cSO23cHSO3_。(常温下 H2SO3的电离平衡常数 Ka11.0102，Ka26.0108)解析(1)KacHcHSO3cH2SO3 KhcOHcH2SO3cHSO3KwcHcH2SO3cHSO3 KwcH2SO3cHcHSO3KwKa11012 molL1。HSO3H2OH2SO3OH，当加入少量 I2时，发生 I2HSO3H2O=2I3HSO24。根据 KhcOHcH2SO3cHSO3，由于 c(OH)减小，而 Kh不变，所以cH2SO3cHSO3增大。(2)KhcHcNH3H2OcNH4KwKb c(H)

16、c(NH3H2O)，而 c(NH4)1 molL1，所以 c(H)Kh10141.81052.36105 molL1。(3)NaOH 电离出的 OH抑制水的电离平衡，Na2SO3电离出的 SO23水解促进水的电离平衡。SO23H2OHSO3OH KhcHSO3cOHcSO23KwKa210146.0108 所以cSO23cHSO310510146.010860。答案(1)11012 增大(2)2.36105(3)向右 60 9 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

17、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 至 n 倍后：cCH3COOHn cHn cCH3COOn QccHncCH3COOncCH3COOHncHcCH3COOncCH3COOHKan1)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 Ka1.75105，则 25 时 0.1 molL1的 CH3COOH 溶液中 H浓度是多少？解：CH3COOHHCH3COO KacHcCH3COOcCH3COOH 由于水电

18、离出的 H浓度很小，可忽略不计，故 c(H)c(CH3COO)，而CH3COOH 的电离程度很小，CH3COOH 的平衡浓度与 0.1 molL1很接近，故可进行近似计算。c2(H)0.1Ka，c(H)0.11.75105 molL11.32103 molL1。2Kw、Ka、Kb、Ksp、Kh之间的关系(1)一元弱酸强碱盐：KhKw/Ka；(2)一元弱碱强酸盐：KhKw/Kb；(3)多元弱碱强酸盐，如氯化铁：Fe3(aq)3H2O(l)Fe(OH)3(s)3H(aq)10 Khc3(H)/c(Fe3)。将(Kw)3c3(H)c3(OH)与 Kspc(Fe3)c3(OH)两式相除，消去 c3(O

19、H)可得 Kh(Kw)3/Ksp。热点题型 3 溶度积常数的应用 1(2016山西考前质检)室温时，向含有 AgCl 和 AgBr 固体的悬浊液中加入少量 NaBr 固体，下列各项中增大的是()【导学号：14942044】Ac(Ag)B.cClcBr Cc(Cl)D.cAgcBrcCl C 向含有 AgCl 和 AgBr 固体的悬浊液中加入少量 NaBr 固体，溴离子浓度增大，使 AgBr 的溶解平衡逆向移动，c(Ag)减小，A 错误；B 项的比例式上下同乘 c(Ag)，则转化为溶度积常数之比，溶度积常数只与温度有关，B 错误；c(Ag)减小，使 AgCl 的溶解平衡正向移动，c(Cl)增大，

20、C 正确；c(Ag)c(Br)不变，c(Cl)增大，D 项减小。2.某温度时，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法中正确的是()A加入 Na2SO4可以使溶液由 A 点变到 B 点 B通过蒸发可以使溶液由 D 点变到 C 点 CD 点无 BaSO4沉淀生成 DA 点对应的 Ksp大于 C 点对应的 Ksp C 加入 Na2SO4可以使溶液中的 SO24浓度增大，Ba2浓度降低，但溶液一定在溶解度曲线上移动，A 选项错误；蒸发溶液，溶液中的 SO24、Ba2浓度均增大，而 D 点变到 C 点只增大了 Ba2浓度，B 选项错误；D 点 Ba2浓度小于溶解平衡时的，无 BaSO4沉淀

21、生成，C 选项正确；温度不变，Ksp为定值，D 选项 11 错误。3(2016河北石家庄质量检测)往含 I和 Cl的稀溶液中逐滴加入 AgNO3溶液，产生沉淀的质量 m(沉淀)与加入 AgNO3溶液的体积 V(AgNO3溶液)的关系如图所示。已知：Ksp(AgCl)1.81010，Ksp(AgI)1.51016 则原溶液中 c(I)/c(Cl)的比值为()A(V2V1)/V1 B.V1/V2 CV1/(V2V1)D.V2/V1 C 由 AgCl、AgI 的 Ksp可知 I先转化为沉淀，消耗 AgNO3溶液的体积为V1时沉淀完全；然后 Cl再沉淀，消耗 AgNO3溶液的体积为(V2V1)，故原溶

22、液中，cIcClV1V2V1。4已知 K、Ka、Kw、Kh、Ksp分别表示化学平衡常数、弱酸的电离平衡常数、水的离子积常数、盐的水解平衡常数、难溶电解质的溶度积常数。(1)有关上述常数的说法正确的是_。a它们都能反映一定条件下对应变化进行的程度 b它们的大小都随温度的升高而增大 c常温下，CH3COOH 在水中的 Ka大于在饱和 CH3COONa 溶液中的 Ka d一定温度下，在 CH3COONa 溶液中，KwKaKh(2)25 时，将 a molL1的氨水与 0.01 molL1的盐酸等体积混合所得溶液中 c(NH4)c(Cl)，则溶液显_(填“酸”、“碱”或“中”)性；用含 a的代数式表示

23、 NH3H2O 的电离平衡常数 Kb_。(3)25 时，H2SO3HSO3H的电离常数 Ka1102 molL1，则该温度下 pH3、c(HSO3)0.1 molL1的 NaHSO3溶液中 c(H2SO3)_。(4)已知常温下 Fe(OH)3和 Mg(OH)2的 Ksp分别为 8.01038、1.01011，向浓度均为 0.1 mol/L 的 FeCl3、MgCl2的混合溶液中加入碱液，要使 Fe3完全沉淀而 Mg2不沉淀，应该调节溶液 pH 的范围是_。(已知 lg 20.3)12 解析 本题考查了电解质溶液知识，意在考查考生综合运用所学知识的能力。(1)对于正反应为放热反应的化学平衡，升高

24、温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，b 选项错误；温度不变，CH3COOH 的电离平衡常数不变，c 选项错误。(2)根据电荷守恒得 c(H)c(NH4)c(Cl)c(OH)，因为 c(NH4)c(Cl)，所以 c(H)c(OH)，故溶液显中性。KbcNH4cOHcNH3H2O120.01107a2120.01109a0.01。(3)由 KacHcHSO3cH2SO3，代入数据得 c(H2SO3)0.01 mol/L。(4)KspFe(OH)3c(Fe3)c3(OH)，Fe3完全沉淀时 c3(OH)8.01038105，得 c(OH)21011 mol/L，pH3.3，Mg(OH)2开始沉淀时 c

25、2(OH)1.010110.11.01010，得 c(OH)1105 mol/L，pH9，调节 pH 范围为3.3,9。答案(1)ad(2)中 109a0.01(3)0.01 mol/L(4)3.3,9 5(名师押题)根据表中提供的数据(25)，判断下列说法正确的是()化学式 电离常数 HClO Ka3.0108 H2CO3 Ka14.3107 Ka25.61011 A.向氯水中加入硫酸，可增强杀菌效果 B温度升高，次氯酸的电离常数增大 C25 时，ClO的水解常数为 3.0106 D要提高氯水中 HClO 的浓度，可加入适量的 Na2CO3固体 B A 项，加入硫酸，使氯水中的平衡 Cl2H

26、2OHClHClO 逆向移动，HClO 的浓度降低，杀菌效果减弱，错误；B 项，次氯酸的电离吸热，温度升高，平衡正向移动，电离常数增大，正确；C 项，HClOHClO，H2OHOH，即得 ClO的水解方程式：ClOH2OOHHClO，故 ClO的水解常数 KKw/Ka3.3107，错误；D 项，从电离常数来看，酸性 H2CO3HClOHCO3，故 Na2CO3可与 HClO 反应，错误。13 6(名师押题)已知：298 K 时，物质的溶度积如表所示。化学式 CH3COOAg AgCl Ag2CrO4 Ag2S Ksp 2.3103 1.561010 1.121012 6.71015 下列说法正

27、确的是()A将 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，则先产生 Ag2CrO4沉淀 B向 2.0104 molL1的 K2CrO4溶液中加入等体积的 2.0104 molL1的 AgNO3溶液，则有 Ag2CrO4沉淀生成(忽略混合时溶液体积的变化)C 向 CH3COOAg 悬浊液中加入盐酸，发生反应的离子方程式为 CH3COOAgHCl=CH3COOHAgCl D向 AgCl 悬浊液中加入 Ag2S 固体，AgCl 的溶解度增大 C A 项，根据 Ksp(AgCl)、Ksp(Ag2CrO4)知

28、，当 Cl开始沉淀时，c(Ag)KspAgClcCl1.56107，当 CrO24开始沉淀时，c(Ag)KspAg2CrO4cCrO243.35105，故先产生 AgCl 沉淀，错误；B 项，Qc2(Ag)c(CrO24)(2.01042)22.010421.01012Ksp(AgCl)，向 CH3COOAg 悬浊液中加入盐酸时 CH3COOAg 转化为 AgCl，离子方程式为 CH3COOAgHCl=CH3COOHAgCl，正确；D 项，根据同离子效应可知，加入 Ag2S 固体，AgCl 的溶解度减小，错误。电离平衡常数、水的离子积常数、溶度积常数是溶液中的三大常数，它们均只与温度有关。电离平衡常数和水的离子积常数随着温度的升高而增大，因为弱电解质的电离和水的电离均为吸热反应。有关常数的计算，要紧紧围绕它们只与温度有关，而不随其离子浓度的变化而变化来进行。(1)CH3COONa、CH3COOH 溶液中，Ka、Kh、Kw的关系是 KwKaKh。(2)M(OH)n悬浊液中 Ksp、Kw、pH 间关系 M(OH)n(s)Mn(aq)nOH(aq)Kspc(Mn)cn(OH)cOHncn(OH)cn1OHn1n(Kw10pH)n1。