电离平衡常数.pdf

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1、电离平衡常数及相关计算 1表达式（1）对于一元弱酸 HA：HAH+A，电离常数K=。（2）对于一元弱碱 BOH：BOHB+OH，电离常数K=。（3）对于二元弱酸，如 H2CO3：H2CO3H+，K1=；H+，K2=；且K1K2。2意义：相同条件下，K越大越易电离酸(或碱)性越强 3 特点：多元弱酸是分步电离的，各级电离常数的大小关系是K1K2，所以其酸性主要决定于第一步电离。4影响因素 5电离常数的三大应用（1）判断弱酸(或弱碱)的相对强弱，电离常数越大，酸性(或碱性)越强。（2）判断盐溶液的酸性(或碱性)强弱，电离常数越大，对应的盐水解程度越小，碱性(或酸性)越弱。（3）判断复分解反应能否发

2、生，一般符合“强酸制弱酸”规律。6电离平衡常数相关计算(以弱酸 HX 为例)HAHAccc（）（）（）BOHBOHccc（）（）（）3HCO323HHCOH COccc（）（）（）3HCO23CO233HCOHCOccc（）（）（）（1）已知c(HX)和c(H+)，求电离常数 HX H+X 起始(molL 1)：c(HX)0 0 平衡(molL 1)：c(HX)c(H+)c(H+)c(H+)则：K=。由于弱酸只有极少一部分电离，c(H+)的数值很小，可做近似处理：c(HX)c(H+)c(HX)，则 K=，代入数值求解即可。（2）已知c(HX)和电离常数，求c(H+)HX H+X 起始：c(HX

3、)0 0 平衡：c(HX)c(H+)c(H+)c(H+)则：K=。由于K值很小，c(H+)的数值很小，可做近似处理：c(HX)c(H+)c(HX)，则：c(H+)=，代入数值求解即可。考向一电离平衡常数的影响因素及应用 典例 1 已知 25，醋酸、次氯酸、碳酸、亚硫酸的电离平衡常数如下表，下列叙述正确的是 HXHXccc（）（）（）2HHXHccc（）（）-（）2HHXcc（）（）HXHXccc（）（）（）2HHXHccc（）（）-（）HXK c（）酸 醋酸 次氯酸 碳酸 亚硫酸 电离平衡常数 Ka1.75105 Ka2.98108 Ka14.30107 Ka25.611011 Ka11.54

4、102 Ka21.02107 A25，等物质的量浓度的 CH3COONa、NaClO、Na2CO3和 Na2SO3四种溶液中，碱性最强的是 Na2CO3 B将 0.1molL1的醋酸不断加水稀释，所有离子浓度均减小 C少量 SO2通入 Ca(ClO)2溶液中反应的离子方程式为 SO2H2OCa22ClO=CaSO32HClO D 少量SO2通入CH3COONa溶液中反应的离子方程式为SO2H2O2CH3COO=2CH3COOH【答案】A 1已知下面三个数据：7.210 4、4.610 4、4.910 10分别是三种酸的电离平衡常数，若已知这些酸可发生如下反应：NaCN+HNO2HCN+NaNO

5、2，23SONaCN+HFHCN+NaF，NaNO2+HFHNO2+NaF。由此可判断下列叙述中，不正确的是 AHF 的电离平衡常数为 7.210 4 BHNO2的电离平衡常数为 4.910 10 C根据两个反应即可知三种酸的相对强弱 DHNO2的电离平衡常数比 HCN 大，比 HF 小 电离平衡常数的应用（1）判断弱酸(或弱碱)的相对强弱，电离平衡常数越大，酸性(或碱性)越强。（2）判断盐溶液的酸性(或碱性)强弱，电离平衡常数越大，对应的盐水解程度越小，碱性(或酸性)越弱。（3）判断复分解反应能否发生，一般符合“强酸制弱酸”规律。（4）判断微粒浓度比值的变化 弱电解质加水稀释时，能促进弱电解

6、质的电离，溶液中离子和分子的浓度会发生相应的变化，但电离平衡常数不变，题中经常利用电离平衡常数来判断溶液中微粒浓度比值的变化情况。如：0.1mol/LCH3COOH 溶液中加水稀释，=，酸溶液加水稀释，c(H+)减小，K值不变，则增大。考向二电离平衡常数的有关计算 典例 1（1）25时，若向amolL1的 HA 溶液中，滴加等体积的bmolL1的 NaOH 溶液，使溶液呈中性，用含a和b的代数式表示 HA 的电离平衡常数Ka_。（2）在25下，将amolL1的氨水与0.01molL1的盐酸等体积混合，反应完后溶液中 c()c(Cl)，则溶液显_性(填“酸”“碱”或“中”)；用含a的代数式表示

7、NH3H2O 的电离平衡常数Kb_。【答案】（1）（2）中 2 已 知25 时 弱 电 解 质 电 离 平 衡 常 数：Ka(CH3COOH)=1.810 5，Ka(HSCN)=0.13。（1）将 20mL、0.10molL 1CH3COOH 溶液和 20mL、0.10molL 1的HSCN 溶液分别与 0.10molL 1的 NaHCO3溶液反应，实验测得产生 CO233CH COOCH COOHcc 33CH COOHCH COOHHcccc HKc33CH COOCH COOHcc+4NH710 bab9100.01a气体体积(V)与时间(t)的关系如图。反应开始时，两种溶液产生 CO2

8、的速率明显不同的原因；反应结束后所得溶液中c(SCN)c(CH3COO)(填“”“=”或“Ka(HY)Ka(HZ)，则物质的量浓度相同的三种盐 NaX、NaY 和 NaZ 33CH COOHCH COOHccc溶液的 pH 由大到小的顺序是 ANaXNaYNaZ BNaXNaZNaY CNaYNaZNaX DNaZNaYNaX 5已知室温时，0.1molL1某一元酸 HA 在水中有 0.1%发生电离，下列叙述错误的是 A该溶液的 pH4 B升高温度，溶液的 pH 增大 C此酸的电离平衡常数约为 1107 D由 HA 电离出的c(H)约为由水电离出的c(H)的 106倍 6高氯酸、硫酸、硝酸和盐

9、酸都是强酸，其酸性在水溶液中差别不大。以下是某温度下这四种酸在冰醋酸中的电离常数:酸 HClO4 H2SO4 HCl HNO3 Ka 1.610-5 6.310-9 1.610-9 4.210-10 从以上表格判断以下说法不正确的是 A.在冰醋酸中这四种酸都没有完全电离 B.在冰醋酸中高氯酸是这四种酸中最强的酸 C.在冰醋酸中硫酸的电离方程式为 H2SO42H+D.水对于这四种酸的强弱没有区分能力，但醋酸可以区别这四种酸的强弱 7 已知:25时某些弱酸的电离平衡常数。下面图象表示常温下稀释 CH3COOH、HClO 两种酸的稀溶液时，溶液 pH 随加水量的变化，下列说法中正确的是 CH3COO

10、H HClO H2CO3 Ka=1.810-5 Ka=3.010-8 Ka1=4.110-7 Ka2=5.610-11 A.相同浓度 CH3COONa 和 NaClO 的混合液中，各离子浓度大小关系为 c(Na+)c(ClO-)c(CH3COO-)c(OH-)c(H+)B.向 NaClO 溶液中通少量 CO2的离子方程式为2ClO-+CO2+H2O2HClO+C.图象中a、c两点处的溶液中相等(HR 代表 CH3COOH 或 HClO)D.图象中a点酸的总浓度等于b点酸的总浓度 8常温下，用 0.1molL-1的 CH3COOH 溶液滴定 20mL0.1molL-1的 NaOH 溶24SO23

11、CO(R)(HR)(OH)ccc液，当滴加VmLCH3COOH 溶液时，混合溶液的 pH=7。已知 CH3COOH 的电离平衡常数为Ka，忽略混合时溶液体积的变化，下列关系式正确是 A.Ka=B.V=C.Ka=D.Ka=9下表是几种常见弱酸的电离平衡常数(25)酸 电离方程式 电离平衡常数K CH3COOH CH3COOHCH3COOH 1.7610 5 H2CO3 H2CO3H H K1=4.410 7 K2=4.710 11 H2S H2SHHS HSHS2 K1=1.310 7 K2=7.110 15 72 100.12V7a2 100.12K72 1020V82 10V3HCO3HCO

12、23COH3PO4 H3PO4H H H K1=7.110 3 K2=6.310 8 K3=4.2010 13 回答下列问题：（1）当温度升高时，K值_(填“增大”“减小”或“不变)。（2）在温度相同时，各弱酸的K值不同，那么K值的大小与酸性的相对强弱有何关系？_。（3）若把 CH3COOH、H2CO3、H2S、HS、H3PO4、都看作是酸，其中酸性最强的是_，最弱的是_。（4）多元弱酸是分步电离的，每一步都有相应的电离平衡常数，对于同一种多元弱酸的K1、K2、K3之间存在着数量上的规律，此规律是_，产生此规律的原因是 _。10已知:24H PO24H PO24HPO24HPO34PO3HCO

13、24H PO24HPO酸 H2C2O4 HF H2CO3 H3BO3 电离平衡常数Ka Ka1=5.910-2 Ka2=6.410-5 未知 Ka1=4.210-7 Ka2=5.610-11 5.810-10（1）为了证明 HF 是弱酸，甲、乙、丙三位同学分别设计以下实验进行探究。甲同学取一定体积的 HF 溶液，滴入 2 滴紫色石蕊试液，显红色，再加入 NaF 固体观察到的现象是_，则证明 HF 为弱酸。乙同学取 10mL 未知浓度的 HF 溶液，测其 pH 为a，然后用蒸馏水稀释至 1000mL。再测其 pH 为b，若要认为 HF 为弱酸，则a、b应满足的关系是bKa(CH3COOH)，溶液

14、中c(H+)：HSCNCH3COOH，c(H+)大反应速率快 变式拓展（2）=410 4【解析】（1）电离平衡常数大的电离出的离子浓度大，反应开始时，两种溶液产生 CO2的速率明显不同的原因是Ka(HSCN)Ka(CH3COOH)，溶液中c(H+)：HSCNCH3COOH，c(H+)大，反应速率快。因酸性 HSCNCH3COOH，故CH3COO水解程度大于 SCN，故c(SCN)c(CH3COO)。（2）电离平衡常数Ka(HF)=410 4。1【答案】A【解析】A、相同条件下K越大，酸的电离程度越大，所以相同条件下，电离平衡常数越小，表示弱电解质的电离能力越弱，故 A 正确；B、电离平衡常数（

15、K）是温度的常数，随温度的增大而增大，故 B 错误；C、电离平衡常数（K）是温度的常数，随温度的增大而增大，不随浓度的变化而变化，所以对于 CH3COOHCH3COO+H+，当再加入冰醋酸时，（K）值不变，故 C 错误；D、多元弱酸分步电离，电离程度依次减小，所以多元弱酸各步电离平衡常数相互关系为K1K2K3，故 D 错误。HFHFccc4341 101.6 104.0 10 HFHFccc4341 101.6 104.0 10考点冲关 5【答案】B【解析】根据 HA 在水中的电离度可算出c(H)0.1%0.1molL1104molL1，所以 pH4，A 正确；因 HA 在水中存在电离平衡，升

16、高温度促进平衡向电离的方向移动，所以c(H)将增大，pH 会减小，B 错误；可由电离平衡常数表达式算出Ka1107，C 正确；溶液中c(H)c酸(H)104molL1，所以c水(H)c(OH)1010molL1，c酸(H)约是c水(H)的 106倍，D 正确。6【答案】C【解析】由电离常数知，在冰醋酸中这四种酸都没有完全电离，高氯酸的Ka最大，是这四种酸中最强的酸，A、B 正确；硫酸在冰醋酸中电离受到抑制，分步电离，并非完全电离，并且是可逆的，C 错误；在水中，四种酸都是强酸，但在醋酸中电离程度不同，D 正确。7【答案】C【解析】酸性强弱顺序为 CH3COOHH2CO3HClO，A 选项，Cl

17、O-的水解+(A)(H)(HA)ccc2(0.1 0.1%)0.13HCO程度大，所以c(ClO-)小于c(CH3COO-)，错误；B 选项应该生成，错误；依据 HRH+R-可知电离平衡常数Ka=，即=，温度不变，Ka、KW是常数，所以温度相同时，相等，C 选项正确；D 选项，曲线的酸性强于曲线，当 pH 相同时曲线的酸浓度大，稀释相同倍数时，还是b点浓度大，错误。9【答案】（1）增大（2）K值越大，电离出的氢离子浓度越大，所以酸性越强（3）H3PO4HS（4）K1K2K3上一级电离产生的 H对下一级电离起抑制作用【解析】（1）弱电解质的电离过程为吸热过程，所以升高温度，电离平衡向右移动，c(

18、H)、c(A)增大，c(HA)减小，所以K值增大；（2）K值越大，电离出的氢离子浓度越大，酸性越强；3HCO+(R)(H)(HR)ccc+(R)(H)(OH)(HR)(OH)cccccw(R)(HR)(OH)cKcc(R)(HR)(OH)cccawKK(R)(HR)(OH)ccc（3）比较这几种粒子的电离常数可知，H3PO4酸性最强，HS酸性最弱；（4）由于上一级电离对下一级电离有抑制作用，使得上一级电离常数远大于下一级的电离常数。10【答案】（1）红色变浅 a+2 1.010-3（2）11 4.010-4(取 pH=4 时，查图中数据计算得到)【解析】（1）HF 在溶液中电离出氢离子和氟离子

19、，溶液显酸性，滴入2 滴紫色石蕊试液，显红色，再加入 NaF 固体，HF 的电离平衡向逆方向移动，氢离子浓度减小，溶液的红色变浅，证明 HF 存在电离平衡，即 HF为弱酸；乙同学取 10mL 未知浓度的 HF 溶液，测其 pH 为a，然后用蒸馏水稀释至 1000mL，体积增大 102倍，弱酸加水稀释会促进弱酸的电离，稀释 102倍，pH 变化小于 2 个单位，所以稀释后 pH=ba+2；用 pH 试纸测得室温下 0.10molL-1的 HF 溶液的 pH 为 2，则c(H+)=0.01molL-1，则Ka=1.010-3；（2）HF 电离方程式为 HFF-+H+，因此平衡常数的表达式:Ka=。

20、由图象可知，当pH=4时，c(H+)=1.010-4molL-1，c(HF)=4.010-3molL-1，c(F-)=1.610-3molL-1，则Ka(HF)=4.010-4。室温下，向HF溶液中滴加NaOH溶液至pH=3.4时，氢离子浓度是10-3.4molL-1，HFHFccc HFHFccc0.01 0.010.10.01 HFHFccc HFHFccc4341 101.6 104.0 10则根据电离常数可知c(F-)c(HF)=11。1【答案】B【解析】根据题给电离常数分析醋酸和一氯醋酸均为弱电解质且在相同温度、相同浓度时，醋酸的电离度小于一氯醋酸，即甲的电离度小于乙；弱电解质的浓度越大，电离度越小，B 与图像相符，正确。43.44 1010直通高考