2021高考化学一轮复习第八章第8课时四大常数的相互关系及应用教案鲁科版

-1-第8课时四大常数的相互关系及应用[课型标签:题型课提能课]考点四大常数的相互关系及应用1.四大平衡常数的比较常数符号适用体系影响因素表达式水的离子积KW任何水溶液只与温度有关,升高温度,KW增大KW=[OH-][H+]电离常数Ka或Kb弱酸或弱碱溶液只与温度有关,升高温度,Ka或Kb增大(1)对于一元弱酸HA:HAH++A-,电离常数Ka=[H][A][HA](2)对于一元弱碱BOH:BOHB++OH-,电离常数Kb=[B][OH][BOH]盐的水解常数Kh盐溶液只与温度有关,升高温度,Kh增大M++H2OMOH+H+,水解常数Kh=[MOH][H][M]溶度积常数Ksp难溶电解质溶液升温,大多数Ksp增大MmAn的饱和溶液:Ksp=[Mn+]m[Am-]n2.四大平衡常数间的关系(1)Ka、KW、Kh的关系式①一元弱酸或弱碱离子的Kh=WaKK或WbKK。-2-②二元弱酸根离子的Kh1=Wa2KK,Kh2=Wa1KK。(2)Ksp、KW、Kh的关系氯化铁溶液中存在Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+Kh=33[H][Fe]=3333[H][OH][Fe][OH]=3WspKK,故Ksp=3WhKK。(3)M(OH)n悬浊液中Ksp、KW、pH间关系M(OH)n(s)Mn+(aq)+nOH-(aq)Ksp=[Mn+][OH-]n=[OH]n·[OH-]n=1[OH]nn=1n(WpH10K)n+1。3.四大平衡常数的应用(1)判断平衡移动方向①Q与K的关系两者表达式相同,若QK,平衡正向移动;若Q=K,平衡不移动;若QK,平衡逆向移动。②Q与Ksp的关系当QKsp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=Ksp时,溶液饱和,沉淀与溶解处于平衡状态;当QKsp时,溶液未饱和,无沉淀析出,若加入过量难溶电解质,难溶电解质溶解直至溶液饱和。(2)溶液中离子浓度比值大小的判断如将醋酸溶液加水稀释,在稀释过程中,c(H+)减小,由于电离平衡常数为33[H][CHCOO][CHCOOH],此值不变,故33CHCOOCHCOOHcc的值增大。(3)利用Ksp计算沉淀转化时的平衡常数AgCl(s)+Br-(aq)AgBr(s)+Cl-(aq)反应的平衡常数K=[Cl][Br]=spsp(AgCl)(AgBr)KK。(4)利用四大平衡常数进行有关的计算题型一Ka(或Kb)、KW、Kh的关系及应用-3-[典例1](1)(2016·全国Ⅱ卷节选)联氨为二元弱碱,在水中的电离方式与氨相似。联氨第一步电离反应的平衡常数值为(已知:N2H4+H+25NH的K=8.7×107;KW=1.0×10-14)。联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为。(2)(2019·山东临沂模拟节选)25℃时,H2SO3HS3O+H+的电离常数Ka=1×10-2mol·L-1,则该温度下NaHSO3水解反应的平衡常数Kh=,若向NaHSO3溶液中加入少量的I2,则溶液中233(HSO)(HSO)cc将(填“增大”“减小”或“不变”)。解析:(1)联氨为二元弱碱,在水中的电离方程式与氨相似,则联氨第一步电离的方程式为N2H4+H2O25NH+OH-,再根据已知:N2H4+H+25NH的K=8.7×107及KW=1.0×10-14,故联氨第一步电离的平衡常数为2524(NH)(OH)(NH)ccc=2524(NH)(OH)(H)(NH)(H)ccccc=K·KW=8.7×107×1.0×10-14=8.7×10-7;联氨为二元弱碱,酸碱发生中和反应生成盐,则联氨与硫酸形成酸式盐的化学式为N2H6(HSO4)2。解析:(2)Ka=323[H][HSO][HSO],Kh=233[OH][HSO][HSO]=233(H)(OH)(HSO)(H)(HSO)ccccc=WaKK=1×10-12mol·L-1。HS3O+H2OH2SO3+OH-,当加入少量I2时,发生反应:I2+HS3O+H2O2I-+3H++24SO。根据Kh=233[OH][HSO][HSO]可知,由于c(OH-)减小,而Kh不变,所以233(HSO)(HSO)cc增大。答案:(1)8.7×10-7N2H6(HSO4)2(2)1×10-12mol·L-1增大[对点精练1](1)在25℃下,将amol·L-1的氨水与0.01mol·L-1的盐酸等体积混合,反应平衡时溶液中c(4NH)=c(Cl-),则溶液显(填“酸”“碱”或“中”)性;用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb=。(2)已知:0.10mol·L-1的Na2CO3溶液的pH为11.6,H2CO3的电离平衡常数Ka1远远大于Ka2,则Ka2约为。解析:(1)根据c(4NH)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)和c(4NH)=c(Cl-)推知c(H+)=c(OH-),溶液呈中性。NH3·H2O4NH+OH-0.012a0.012Kb=432[NH][OH][NHHO]=70.011020.0122amol·L-1=9100.01amol·L-1。-4-(2)解法一:因为H2CO3的电离平衡常数Ka1远远大于Ka2,Na2CO3的水溶液中以23CO的第一步水解为主,第二步忽略不计,23CO+H2OHC3O+OH-,c(HC3O)≈c(OH-),0.1mol·L-1的Na2CO3溶液中pH=11.6,c(H+)=10-11.6mol·L-1,c(OH-)=10-2.4mol·L-1,c(23CO)=0.1mol·L-1-10-2.4mol·L-1≈0.1mol·L-1,则Ka2=233[CO][H][HCO]=11.62.40.11010mol·L-1=1.0×10-10.2mol·L-1。解法二:Kh1=323[OH][HCO][CO]=2.42.410100.1mol·L-1=10-3.8mol·L-1Ka2·Kh1=KW,Ka2=143.81010mol·L-1=10-10.2mol·L-1。答案:(1)中9100.01amol·L-1(2)1.0×10-10.2mol·L-1题型二Ka、Kh、KW、Ksp的关系及应用[典例2]将CuCl先水解再加热分解可得到纳米Cu2O。CuCl水解的反应为CuCl(s)+H2O(l)CuOH(s)+Cl-(aq)+H+(aq),该反应的平衡常数K与此温度下KW、Ksp(CuOH)、Ksp(CuCl)的关系为K=。解析:CuCl水解的反应为CuCl(s)+H2O(l)CuOH(s)+Cl-(aq)+H+(aq),该反应的平衡常数K=[H+][Cl-]=(H)(OH)(OH)ccc×(Cu)(Cl)(Cu)ccc=Wspsp(CuCl)(CuOH)KKK。答案:Wspsp(CuCl)(CuOH)KKK[对点精练2](1)常温下,测得CaSO3悬浊液的pH=9,已知Ka1(H2SO3)=1.3×10-2mol·L-1,Ka2(H2SO3)=6.3×10-8mol·L-1,忽略第二步水解,则CaSO3的第一步水解常数Kh约为,Ksp(CaSO3)约为。(2)反应H2S(aq)+2Cu(aq)CuS(s)+2H+(aq)的平衡常数为。[已知Ksp(CuS)=1.25×10-36mol2·L-2,H2S的Ka1=1×10-7mol·L-1,Ka2=1×10-13mol·L-1]解析:(1)Kh=Wa2KK=1481.0106.310mol·L-1≈1.6×10-7mol·L-1;23SO+H2OHS3O+OH-Kh=323[OH][HSO][SO]=55231010(SO)cmol·L-1=1.6×10-7mol·L-1,所以c(23SO)=6.25×410mol·L-1,所以Ksp=[2Ca][23SO]≈4.0×10-7mol2·L-2。(2)H2S(aq)+2Cu(aq)CuS(s)+2H+(aq)-5-K=22[H][HS][Cu]CuS(s)2Cu(aq)+2S(aq)Ksp(CuS)=[2Cu][2S]H2S(aq)H+(aq)+HS-(aq)Ka1=2[H][HS][HS]HS-(aq)H+(aq)+2S(aq)Ka2=2[S][H][HS]K=a1a2sp(CuS)KKK=713361101101.2510=8×1015。答案:(1)1.6×10-7mol·L-14.0×10-7mol2·L-2(2)8×1015