2023届新高考化学选考一轮总复习学案-专题突破5　四大平衡常数的相互关系及应用.docxVIP

专题突破5四大平衡常数的相互关系及应用

一、四大平衡常数的比较

概念

表达式

影响因素

水的离子

积常数

(Kw)

一定温度下,水或稀溶液中H+和OH-的浓度积是一个常数

Kw=c(OH-)·c(H+)

只与温度有关,温度升高,Kw增大

电离常数

(Ka、Kb)

在一定条件下达到电离平衡时,弱电解质电离形成的各种离子浓度(幂)的乘积与溶液中未电离的分子的浓度之比是一个常数

(1)对于一元弱酸HA:HAH++A-,电离常数

Ka=c

(2)对于一元弱碱BOH:BOHB++OH-,电离常数

Kb=c

只与温度有关,温度升高,K增大

盐的水解

常数(Kh)

—

对于一般的可逆反应:A-+H2OHA+OH-,在一定温度下达到平衡时:

Kh=c

只与温度有关,温度升高,Kh增大

溶度积

常数

(Ksp)

在一定温度下,在难溶电解质的饱和溶液中,各离子浓度(幂)之积为一常数

MmAn的饱和溶液:Ksp=cm(Mn+)·cn(Am-)

只与难溶电解质的性质和温度有关

二、四大平衡常数的应用

1.判断平衡移动方向

(1)Q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。

(2)Q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c(H+

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=c(Cl

4.利用四大平衡常数进行有关的计算

类型一Ka(或Kb)、Kw、Kh的关系及应用

[典例1](2021·学军中学月考)25℃时,某混合溶液中c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.1mol/L,lgc(CH3COOH)、lgc(CH3COO-)、lgc(H+)和lgc(OH-)随pH变化的关系如图所示。Ka为CH3COOH的电离常数,下列说法正确的是()

A.O点时,c(CH3COOH)=c(CH3COO-)

B.N点时,pOH=14-lgKa

C.该体系中,c(CH3COOH)=0.

D.pH由7到14的变化过程中,CH3COO-的水解程度始终增大

解析:根据图像分析可知,随着pH的增大,氢氧根离子和醋酸根离子的浓度增大,氢离子和醋酸分子的浓度减小,又因pH=7时,氢氧根离子浓度等于氢离子浓度,故可推知,图中曲线1为lgc(CH3COO-)随pH的变化曲线,曲线2为lgc(H+)随pH的变化曲线,曲线3为lgc(OH-)随pH的变化曲线,曲线4为lgc(CH3COOH)随pH的变化曲线。

A.根据上述分析可知,O点为曲线2和曲线3的交点,对应的pH=7,得出结论为c(H+)=c(OH-),错误;B.N点为曲线1和曲线4的交点,lgc(CH3COO-)=lgc(CH3COOH),即c(CH3COO-)=c(CH3COOH),因Ka=c(CH3COO-)·c(H+)c(CH3COOH),代入等量关系并变形可知pH=-lgKa,可得pOH=14-(-lgKa)=14+lgKa,错误;C.c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=0.1mol/L,则c(CH3COO-)=0.1mol/L-c(CH

答案:C

Ka(或Kb)、Kw、Kh的关系式

1.一元弱酸酸根离子或弱碱阳离子的Kh=KwKa

2.二元弱酸酸根离子的Kh1=KwKa2,Kh2

[对点精练1]25℃时,向NaHCO3溶液中滴入盐酸,混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。下列叙述错误的是(B)

A.25℃时,H2CO3的一级电离常数Ka1(H2CO3)=1×10-6.4

B.图中M点时,2.6c(H2CO3)=c(HCO3

C.25℃时,HCO3-+H2OH2CO3+OH-的水解常数Kh=1×10

D.25℃时,当c(H2CO3)=c(

解析:A.H2CO3的一级电离常数Ka1=c(HCO3-)c(H+)c(H2CO3),据题图可知当lgc(HCO3-)c(H2CO3)=1时,pH=7.4,即c(HCO3-)c(H2CO3)=10时c(H+)=10-7.4mol/L,所以Ka1=1

KwKa1=1×10-141×10-6.4=1×10-7.6,正确;D.当c(H2CO3)=c(HCO3

类型二Ka、Kh、Kw、Ksp的关系及应用

[典例2](2021·全国乙卷)HA是一元弱酸,难溶盐MA的饱和溶液中c(M+)随c(H+)而变化,M+不发