2018届一轮复习人教版四大平衡常数的比较和应用学案

2018届一轮复习人教版四大平衡常数的比较和应用学案

专题讲座(八)　四大平衡常数的比较和应用 弱电解质的电离平衡常数、水的离子积常数、盐类的水解常数以及溶度积常数这四大常数，均只与温度有关。掌握了四大平衡常数，就握住了一把解决化学反应原理的金钥匙。常见的命题角度有：‎ ‎(1)利用电离常数确定离子浓度比值的变化；‎ ‎(2)利用电离常数判断化学反应的正误；‎ ‎(3)平衡常数间关系的综合应用。‎ ‎[答题必备]‎ ‎1．弱电解质的电离常数 ‎(1)表达式：对于一元弱酸HA：HAH＋＋A－，电离常数Ka＝。‎ ‎(2)特点 ‎①电离常数只与电解质的性质和温度有关，升温，Ka增大。‎ ‎②相同条件下，Ka越大，表示该弱电解质越易电离，所对应的酸性相对越强。‎ ‎③多元弱酸的各级电离常数的大小关系是Ka1>Ka2>Ka3，故多元弱酸的酸性取决于其第一步电离常数。‎ ‎2．水的离子积常数 在一定温度下，纯水或水溶液中的c(H＋)·c(OH－)是个常数，通常用KW表示，称为水的离子积常数，简称离子积。其表达式为KW＝c(H＋)·c(OH－)，25 ℃时该常数为1×10－14。‎ 特点：①KW只受温度的影响，温度升高，KW增大。‎ ‎②在任何情况下，无论是把酸还是把碱加到水中，水电离出的c(H＋)＝c(OH－)。‎ ‎3．水解平衡常数 如醋酸钠溶液：CH3COO－(aq)＋H2O(l) CH3COOH(aq)＋OH－(aq)‎ Kh＝＝ 特点：①Kh只与盐的性质和温度有关，升温，Kh增大。‎ ‎②相同条件下，Kh越大，表示该盐越易水解，所对应的酸或碱相对越弱。‎ ‎4．溶度积常数 对于沉淀溶解平衡：MmAn(s) mMn＋(aq)＋nAm－(aq)‎ Ksp＝cm(Mn＋)·cn(Am－)‎ 溶度积(Ksp)反映了物质在水中的溶解能力。溶度积常数只与难溶性电解质的性质和温度有关，而与沉淀的量和溶液中离子的浓度无关。‎ ‎[典题示例]‎ 角度一　利用电离常数确定离子浓度比值的变化 已知某温度下CH3COOH和NH3·H2O的电离常数相等①，现向10 mL浓度为0.1 mol/L的CH3COOH溶液中滴加相同浓度的氨水，在滴加过程中(　　)‎ A．水的电离程度始终增大②‎ B．c(NH)/c(NH3·H2O)③先增大再减小 C．c(CH3COOH)与c(CH3COO－)之和④始终保持不变 D．当加入氨水的体积为10 mL时，c(NH)＝c(CH3COO－)⑤‎ 典题剖析：　抽丝剥茧　溯本求源 关键信息 信息分析与迁移 信息①‎ 电离常数相等，则其对应离子的水解程度相等 信息②‎ 水的电离程度受溶液酸碱性的影响，也受能够水解的盐的影响 信息③‎ 需利用电离平衡常数分析 信息④‎ 从原子守恒和溶液体积的变化上分析 信息⑤‎ 由CH3COOH与NH3·H2O的电离程度相等分析 尝试解答：　酸碱均抑制水的电离，向CH3COOH溶液中滴加氨水，水的电离程度先增大，当恰好完全反应后，再滴加氨水，水的电离程度减小，A错误；因为氨水的电离常数Kb＝，所以＝，因为温度不变Kb不变，随氨水的加入c(H＋)减小，不断减小，B错误；加入氨水，体积变大，c(CH3COOH)与c(CH3COO－)之和变小，C错误；当加入氨水的体积为10 mL时，氨水与CH3COOH恰好反应，CH3COOH和NH3·H2O的电离常数相等，故CH3COO－和NH的水解程度相同，溶液呈中性，由电荷守恒可得c(NH)＝c(CH3COO－)，D正确。‎ 答案：　D 角度二　利用电离常数判断化学反应的正误 部分弱酸的电离平衡常数如下表：‎ 弱酸 HCOOH HCN H2CO3‎ 电离平 衡常数①(25 ℃)‎ Ka＝1.77×10－4‎ Ka＝4.9×10－10‎ Ka1＝4.3×10－7‎ Ka2＝5.6×10－11‎ 下列选项错误的是(双选)(　　)‎ A．2CN－＋H2O＋CO2―→2HCN＋CO2－ B．2HCOOH＋CO―→2HCOO－＋H2O＋CO2↑‎ C．中和等体积、等pH的HCOOH和HCN消耗NaOH的量前者小于后者③‎ D．等体积、等浓度的HCOONa和NaCN溶液中所含离子总数前者小于后者④‎ 典题剖析：　抽丝剥茧　溯本求源 关键信息 信息分析与迁移 信息①‎ 根据电离平衡常数的大小可知，酸性：HCOOH>H2CO3>HCN>HCO 信息②‎ 利用“相对强的酸能制取相对弱的酸”原理分析 信息③‎ 弱酸的强弱程度不同，中和碱的能力也不相同 信息④‎ 根据电荷守恒和水解程度大小进行分析 尝试解答：　根据电离平衡常数，HCN的电离程度介于H2CO3的一级电离和二级电离之间，因此A中反应错误，应为CN－＋H2O＋CO2―→HCN＋HCO；HCOOH的电离程度大于H2CO3的一级电离，因此B正确；等pH的HCOOH和HCN，HCN溶液的浓度大，中和等体积、等pH的HCOOH和HCN，后者消耗NaOH的量大，C正确；在HCOONa和NaCN溶液中分别存在电荷守恒：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCOO－)＋c(OH－)，c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CN－)＋c(OH－)。等浓度的HCOONa和NaCN溶液，NaCN水解程度大，溶液中OH－浓度大，H＋浓度小。根据电荷守恒，两溶液中离子总浓度为2[c(Na＋)＋c(H＋)]，而Na＋浓度相同，H＋浓度后者小，因此等体积、等浓度的两溶液中离子总数前者大于后者，D错误。‎ 答案：　AD 角度三　利用水的离子积常数判断溶液的酸碱性 如图表示水中c(H＋)和c(OH－)的关系，下列判断错误的是(　　)‎ A．两条曲线间任意点均有c(H＋)×c(OH－)＝KW B．M区域内任意点均有c(H＋)”“<”或“＝”)，平衡常数K2__________(填“增大”“减小”或“不变”)②。若要使K2减小③，可采取的措施是____________。‎ ‎(3)实验室可用NaOH溶液吸收NO2，反应为2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O。含0.2 mol NaOH的水溶液与0.2 mol NO2恰好完全反应得1 L溶液A，溶液B为0.1 mol·L－1的CH3COONa溶液，则两溶液中c(NO)、c(NO)和c(CH3COO－)由大到小的顺序④为__________。(已知HNO2的电离常数Ka＝7.1×10－4 mol·L－1，CH3COOH的电离常数Ka＝1.7×10－5 mol·L－1)‎ 可使溶液A和溶液B的pH相等⑤的方法是________。‎ a．向溶液A中加适量水 b．向溶液A中加适量NaOH c．向溶液B中加适量水 d．向溶液B中加适量NaOH 典题剖析：　抽丝剥茧　溯本求源 关键信息 信息分析与迁移 信息①‎ 反应(Ⅰ)×2－反应(Ⅱ)即得到新反应，利用平衡常数定义可得该反应的平衡常数 信息②‎ 平衡常数只受温度的影响 信息③‎ 根据反应的焓变分析 信息④‎ 据盐类水解规律，越弱越水解分析 信息⑤‎ 由“越弱越水解”可知，A溶液的碱性比B溶液的碱性弱，pHAα1；因为温度不变，平衡常数K2不变；反应(Ⅱ)的ΔH<0，升温会使平衡左移，K2减小；(3)不考虑水解与电离可得溶液A中c(NaNO3)＝c(NaNO2)＝0.1 mol·L－1，又知HNO2的电离常数Ka＝7.1×10－4 mol·L－1大于CH3COOH的电离常数Ka＝1.7×10－5 mol·L－1，HNO2的酸性大于CH3COOH，根据越弱越水解规律，CH3COO－的水解程度大于NO，故c(NO)>c(NO)>c(CH3COO－)；溶液A、B显碱性且溶液A的pH小于溶液B，向溶液A中加适量NaOH或者向溶液B中加适量水可使溶液A和溶液B的pH相等。‎ 答案：　(1) ‎(2)2.5×10－2　75%　>　不变　升高温度 ‎(3)c(NO)>c(NO)>c(CH3COO－)　bc