2018全国卷高考化学复习专题《四大平衡常数》

2018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

H 2O ?H ＋＋OH －

表达式:25 ℃时,K w ＝c (H ＋)·c (OH －)＝1.0×10－14.

2．对K w 的理解

(1)K w 适用于纯水、稀的电解质(酸、碱、盐)水溶液.

(2)恒温时,K w 不变;升温时,电离程度增大(因为电离一般吸热),K w 增大.

二、电离平衡常数(K a 、K b )

1．电离平衡常数的含义

如对于HA ?H ＋＋A －

,K a ＝)A (H )A ()(H c c c -+?;BOH ?B ＋＋OH －,K b ＝(BOH))(OH )(B c c c -+?. 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K a 1?K a 2?K a 3.

三、水解平衡常数(K h )

1．水解平衡常数的含义

A －＋H 2O ?HA ＋OH －,达到平衡时有K h ＝)

(A (HA))(OH -c c c ?-＝K w K a .同理,强酸弱碱盐水解平衡常数与弱碱电离平衡常数K b 的关系为K h ＝K w K b

. 2．影响K h 的因素

K h 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,K h 值越大;温度升高时,K h 值增大;对于多元弱酸阴离子或多元弱碱阳离子来说,其K h 1?K h 2?K h 3.

四、溶度积常数(K sp )

1．溶度积常数K sp 的表达式

对于组成为A m B n 的电解质,饱和溶液中存在平衡A m B n (s)?m A n ＋(aq)＋n B m －(aq),K sp ＝c m (A n ＋)·c n (B m －).

2．影响K sp 大小的因素 对于确定的物质来说,K sp 只与温度有关;一般情况下,升高温度,K sp 增大.

3．溶度积规则

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

4．K sp 与物质溶解度的关系

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

(2)K sp 的大小与沉淀转化的关系:组成形式相同的难溶物质,K sp 较大的沉淀易转化为K sp 较小的沉淀,但当二者K sp 相差不大时,反过来也可转化;对于组成形式(A m B n )不同的物质来说,一般情况下,K sp 较大且m ＋n 也较大的物质易转化为K sp 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.

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:H 2O ?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,K w 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,K w 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K w 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CH 3COONa 固体

D ．处在b 点时,将0.5 mol·L －1的H 2SO 4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K w

C ．化学平衡常数K

D ．弱酸的电离平衡常数K a

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A n B m 的离子积为c (A m ＋)n ·c (B n －)m ,式中c (A m ＋)n 和c (B n －)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

( )

A ．HA 溶液中加入NaA 固体后,)

(A )(OH (HA)-c c c -?减小 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

2．(2016·

( )

A ．H 2CO 333

B ．HCO －3、CH 3COOH 、CN －、CO 2－3

C ．HCN 、HCO －3、CN －、CO 2－3

D ．HCN 、HCO －3、CH 3COO －、CN －

3．(1)常温下,将a mol·L －1 CH 3COONa 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K a ＝________。

(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 (Ba 2＋)＝c (CH 3COO －),则该混合溶液中醋酸的电离常数K a ＝________(用含a 和b 的代数式表示)。

4．(1)25 ℃时，H 2SO 3?HSO －3＋H ＋的电离常数K a ＝1×

10－2 mol·L －1,则该温度下NaHSO 3水解反应的平衡常数K h ＝________ mol·L －1,若向NaHSO 3溶液中加入少量的I 2,则溶液中)

(HSO )SO (H 332-c c 将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。 (2)已知25 ℃时,NH 3·H 2O 的电离平衡常数K b ＝1.8×10－5 mol·L －1,该温度下1 mol·L －1的NH 4Cl 溶液中c (H ＋)＝________ mol·L －1。(已知 5.56≈2.36)

(3)常温下,用NaOH 溶液吸收SO 2得到pH ＝9的Na 2SO 3溶液,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)

(HSO )(SO 323--

c c ＝________。(常温下H 2SO 3的电离平衡常数K a 1＝1.0×10－2,K a 2＝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CH 3COOH 溶液进行稀释: CH 3COOH ? H ＋ ＋ CH 3COO －

原平衡: c (CH 3COOH) c (H ＋) c (CH 3COO －)

假设稀释 至n 倍后: n c C O O H )(C H 3 n c )(H + n

c )COO (CH 3- Q c ＝n

c n c n c H)COO (CH )COO (CH )(H 33-+?＝COOH)

(CH )COO (CH )(H 33c n c c ??-+＝K a n 1) 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CH 3COOH 的电离常数K a ＝1.75×10－5,则25 ℃时0.1 mol·L －1的CH 3COOH

溶液?H ＋＋CH 3COO －

,K a ＝COOH)(CH )COO (CH )(H 33c c c -?+ 由于水电离出的H ＋浓度很小,可忽略不计,故c (H ＋)＝c (CH 3COO －),而CH 3COOH 的电离程度很小,CH 3COOH 的平衡浓度与0.1 mol·L －1很接近,故可进行近似计算.

c 2(H ＋)＝0.1×K a ,c (H ＋)＝0.1×1.75×10－5 mol·L －1≈1.32×10－3 mol·L －1.

2．K w 、K a 、K b 、K sp 、K h 乊间的关系

(1)一元弱酸强碱盐:K h ＝K w /K a ;

(2)一元弱碱强酸盐:K h ＝K w /K b ;

(3)多元弱碱强酸盐,如氯化铁:

Fe 3＋(aq)＋3H 2O(l)?Fe(OH)3(s)＋3H ＋(aq)

K h ＝c 3(H ＋)/c (Fe 3＋).

将(K w )3＝c 3(H ＋)×c 3(OH －)与K sp ＝c (Fe 3＋)×c 3(OH －)两式相除,消去c 3(OH －)可得K h ＝(K w )3/K sp .

考点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( )

A ．c (Ag ＋)

B. )(Br )(Cl -c c - C ．c (Cl －) D. )

(Cl )(Br )(Ag --+?c c c 2．某温度时,BaSO 4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Na 2SO 4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

C ．

D 点无BaSO 4沉淀生成

D ．A 点对应的K sp 大于C 点对应的K sp

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AgNO 3溶液,产生沉

淀的质量m (沉淀)与加入AgNO 3溶液的体积V (AgNO 3溶液)的关系如图所示.已知:K sp (AgCl)＝1.8×10－10,K sp (AgI)＝1.5×10－16

则原溶液中c (I －)/c (Cl －)的比值为( )

A ．(V 2－V 1)/V 1 B. V 1/V 2

C ．V 1/(V 2－V 1) D. V 2/V 1

4．已知K 、K a 、K w 、K h 、K sp 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