水溶液中的离子平衡专项突破六

总纲目录考点详情栏目索引专项突破（六）四大平衡常数及其应用总纲目录考点详情栏目索引总纲目录类型一化学平衡常数类型二电离常数(Ka、Kb)和水解常数(Kh)总纲目录类型四难溶电解质的溶度积常数(Ksp)类型三水的离子积常数总纲目录考点详情栏目索引类型一类型一化学平衡常数常考点:(1)化学平衡常数表达式;(2)化学平衡常数的计算;(3)由化学平衡常数计算初始浓度或平衡浓度;(4)计算反应物的平衡转化率或生成物的产率;(5)用化学平衡常数K判断平衡移动的方向、反应的热效应等。总纲目录考点详情栏目索引类型一(1)化学平衡常数的含义:对于反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),K= 。(2)影响K的外界因素:温度。若升温K增大(或减小),则正反应吸热(或放热)。(3)方程式书写形式对化学平衡常数的影响:①同一反应,正反应与逆反应的化学平衡常数的乘积等于1,即K(正)·K(逆)=1。②对于同一反应,若(C)(D)(A)(B)pqmncccc总纲目录考点详情栏目索引类型四方程式中的化学计量数均扩大n倍或缩小为 ,则新平衡常数K'与原平衡常数K之间的关系:K'=Kn或K'= 。③若几个不同的可逆反应,其方程式存在如下关系:Ⅲ式=Ⅰ式+Ⅱ式,则KⅢ=KⅠ·KⅡ。(4)化学平衡常数的应用①判断任意时刻v(正)与v(逆)的大小关系:将某一时刻生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值(Qc)与K比较。1nnKK与Qc关系Qc=KQcKQcK速率关系v(正)=v(逆)v(正)v(逆)v(正)v(逆)总纲目录考点详情栏目索引类型一②判断可逆反应的ΔH的正负:a.若升高温度,K值减小,则正反应为放热反应(ΔH0)。b.若升高温度,K值增大,则正反应为吸热反应(ΔH0),此种条件下若对应反应具有自发性,则该反应一定是熵增的反应。总纲目录考点详情栏目索引类型一典例1一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应:C(s)+CO2(g) 2CO(g),平衡时,体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示: 总纲目录考点详情栏目索引类型一已知:气体分压(p分)=气体总压(p总)×体积分数。下列说法正确的是 (B)A.550℃时,若充入惰性气体,v正、v逆均减小,平衡不移动B.650℃时,反应达平衡后CO2的转化率为25.0%C.T℃时,若充入等体积的CO2和CO,平衡向逆反应方向移动D.925℃时,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=24.0p总总纲目录考点详情栏目索引类型一解析A项,反应容器为恒压密闭容器,充入惰性气体,相当于减小压强,v正、v逆均减小,平衡应向右移动,错误;B项,设起始时CO2的物质的量为1mol,达到平衡时转化了xmol,利用三段式:C(s)+CO2(g) 2CO(g)n始/mol10n转化/molx2xn平/mol1-x2x则有 ×100%=40.0%,解得x=0.25,CO2的转化率为 ×100%=212xxx0.25mol1mol总纲目录考点详情栏目索引类型一25.0%,正确;C项,因为是恒压体系,T℃时,CO2、CO的体积分数均为50%,故充入等体积的CO2和CO,平衡不移动,错误;D项,Kp= = =23.04p总,错误。22()(CO)pCOp2(96%)4%pp总总总纲目录考点详情栏目索引类型一1.在一定温度下,向2L密闭容器中充入3molCO2和2molH2,发生反应:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)。(1)已知温度为T℃时,该反应的平衡常数K1=0.25,则该温度下反应 CO(g)+ H2O(g)  CO2(g)+ H2(g)的平衡常数K2=。(2)已知温度为(T+100)℃时,该反应的平衡常数K3=1.0,则该反应为反应(填“吸热”或“放热”)。12121212总纲目录考点详情栏目索引类型一(3)在温度为(T+100)℃时,某时刻CO2的物质的量为2.0mol,则该时刻v(正)(填“”“”或“=”)v(逆)。答案(1)2(2)吸热(3)总纲目录考点详情栏目索引类型一解析(1) CO2(g)+ H2(g)  CO(g)+ H2O(g)的平衡常数为 =0.5,由正、逆反应的平衡常数关系知K2=2。(2)升高温度,平衡常数增大,说明平衡向正反应方向移动,即正反应是吸热反应。(3)CO2的物质的量为2.0mol时,其物质的量浓度为1.0mol·L-1,由化学方程式易求出此刻H2的物质的量浓度为0.5mol·L-1,CO的物质的量浓度为0.5mol·L-1,H2O(g)的物质的量浓度为0.5mol·L-1,则Qc= =0.51.0,121212121K0.50.50.51.0该反应向正反应方向进行,此时v(正)v(逆)。总纲目录考点详情栏目索引类型二类型二电离常数(Ka、Kb)和水解常数(Kh)常考点:(1)直接计算电离平衡常数、水解平衡常数;(2)由电离平衡常数、水解平衡常数推断弱酸、弱碱的相对强弱或浓度;(3)由Ka、Kb或Kh计算pH;(4)Ka、Kb、Kh、KW之间的定量关系。总纲目录考点详情栏目索引类型二(1)电离常数①含义:如对于HA H++A-,Ka= 。②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影响因素: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 ≫ ≫ 。(2)水解平衡常数(H)(A)(HA)ccc1aK2aK3aK总纲目录考点详情栏目索引类型二①含义:A-+H2O HA+OH-,达到平衡时有Kh= = 。同理,强酸弱碱盐的水解平衡常数与弱碱的电离平衡常数Kb的关系为Kh= 。②影响因素: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来说,Kh1≫Kh2≫Kh3。(OH)(HA)(A)cccWaKKWbKK总纲目录考点详情栏目索引类型二典例2常温下,H2SO3的电离平衡常数 =1.0×10-2、 =1.0×10-7。(1)该温度下NaHSO3的水解平衡常数Kh=,NaHSO3溶液的pH(填“”“”或“=”)7;若向NaHSO3溶液中加入少量I2,则溶液中 将(填“增大”“减小”或“不变”)。(2)0.1mol/LNa2SO3溶液的pH=,从平衡移动的角度解释S 的  :。1aK2aK233(HO)(HSO)cSc23O1hK2hK总纲目录考点详情栏目索引类型二答案(1)1.0×10-12增大(2)10一级水解产生的OH-对二级水解有抑制作用总纲目录考点详情栏目索引类型二解析(1) = ,由HS +H2O H2SO3+OH-,可知Kh= = = =1.0×10-12 ,这说明常温下HS 的电离能力强于其水解能力,故溶液显酸性,pH7;当加入少量I2时,+4价的硫元素被氧化,溶液中有硫酸(强酸)生成,导致溶液的酸性增强,c(H+)增大,c(OH-)减小,但因温度不变,故Kh不变,则 增大。(2) = =1.0×10-7,Na2SO3溶液中的c(OH-)主要是由S 的一级水解产1aK323(HSO)(H)(HO)cccS3O233(HO)(OH)(HSO)cScc233(HO)(OH)(H)(HSO)(H)cScccc1WaKK2aK3O233(HO)(HSO)cSc1hK2WaKK23O总纲目录考点详情栏目索引类型二生的,设溶液中c(OH-)=xmol/L,则c(HS )≈xmol/L、c(S )=0.1mol/L-xmol/L≈0.1mol/L,利用水解平衡常数易求出x=1.0×10-4,pH=10。一级水解产生的OH-对二级水解有抑制作用,导致二级水解程度减小。3O23O总纲目录考点详情栏目索引类型二2.25℃时,用0.1mol·L-1CH3COOH溶液滴定20mL0.1mol·L-1NaOH溶液,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。下列关系式正确的是 (A)A.Ka= B.V= C.Ka= D.Ka= 72100.12V7a2100.12K721020V8210V总纲目录考点详情栏目索引类型二解析当pH=7时,溶液中c(CH3COO-)=c(Na+)= mol·L-1,由物料守恒知c(CH3COOH)= mol·L-1- mol·L-1= mol·L-1,再根据Ka= ,代入相关数据可得Ka= 。220V0.120VV220V0.1220VV33(H)(CHO)(CH)ccCOcCOOH72100.12V总纲目录考点详情栏目索引类型二3.已知草酸为二元弱酸:H2C2O4 HC2 +H+ ,HC2  C2 +H+ 。常温下,向某浓度的草酸溶液中逐滴加入一定物质的量浓度的KOH溶液,所得溶液中H2C2O4、HC2 、C2 三种微粒的物质的量分数(δ)与溶液pH的关系如图所示,下列说法不正确的是 ()4O1aK4O24O2aK4O24O总纲目录考点详情栏目索引类型二A.pH=1.2的溶液中:c(K+)+c(H+)=c(OH-)+c(H2C2O4)B.pH=2.7的溶液中: =1000224222424(CO)(HCO)(CO)cHccC.常温下,将相同物质的量的KHC2O4和K2C2O4固体完全溶于水所得混合液的pH为4.2D.向pH=1.2的溶液中加KOH溶液使pH增大至4.2的过程中水的电离度一直增大答案C总纲目录考点详情栏目索引类型二解析pH=1.2时,H2C2O4、HC2 的物质的量分数相等,均为0.5,且c(K+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2 ),则c(K+)+c(H+)=c(OH-)+c(H2C2O4),A正确;由图像可知pH=1.2时,c(HC2 )=c(H2C2O4),则 =c(H+)=10-1.2,pH=4.2时,HC2 和C2 的物质的量分数相等,均为0.5, =c(H+)=10-4.2, = =1000,故B正确;将相同物质的量的KHC2O4和K2C2O4固体完全溶于水,可配成不同浓度的溶液,pH不一定为4.2,故C错误;向pH=1.2的溶液中加KOH溶液使pH增大至4.2,溶液中由酸电离的氢离子浓度减小,则对水的电离的抑制程度减小,水的电离度一直增大,故D正确。4O4O4O1aK4O24O2aK224222424(CO)(HCO)(CO)cHcc12aaKK总纲目录考点详情栏目索引类型三类型三水的离子积常数常考点:(1)计算温度高于室温时的KW;(2)利用KW的大小比较温度的高低;(3)利用KW=c(H+)·c(OH-)进行c(H+)与c(OH-)的相互换算;(4)溶液pH、水电离的c(H+)或c(OH-)的计算。总纲目录考点详情栏目索引类型三(1)含义:KW=c(H+)·c(OH-);(2)影响因素:温度。升高温度,KW增大;(3)KW适用范围:纯水和电解质溶液。其中c(H+)、c(OH-)是溶液中的H+、OH-浓度,水电离出的c(OH-)=c(H+)。总纲目录考点详情栏目索引类型三典例3水的电离平衡曲线如下图所示,下列说法错误的是 () 总纲目录考点详情栏目索引类型三A.图中温度T1T2B.图中五点KW间的关系:BCA=D=EC.曲线a、b上的点均代表纯水的电离情况D.若处在B点时,将pH=2的硫酸溶液与pH=12的KOH溶液等体积混合后,溶液显碱性答案C总纲目录考点详情栏目索引类型三解析纯水电离产生的c(H+)=c(OH-),而曲线a、b上只有B、A两点上c(H+)=c(OH-),故C项错误。总纲目录考点详情栏目索引类型三4.在一定条件下,相同pH的硫酸和硫酸铁溶液中水电离出来的c(H+)分别是1.0×10-amol·L-1和1.0×10-bmol·L-1,在此温度下,则下列说法正确的是(