高三化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 第1部分 專題2 化學(xué)基本理論 突破點(diǎn)10 四大平衡常數(shù)-人教高三化學(xué)試題

突破點(diǎn)10四大平衡常數(shù)提煉1水的離子積常數(shù)1.水的離子積常數(shù)的含義H2OHOH表達(dá)式：25 時，Kwc(H)·c(OH)1.0×1014。2對Kw的理解(1)Kw適用于純水、稀的電解質(zhì)(酸、堿、鹽)水溶液。(2)恒溫時，Kw不變；升溫時，電離程度增大(因?yàn)殡婋x一般吸熱)，Kw增大。提煉2電離平衡常數(shù)(Ka、Kb)1.電離平衡常數(shù)的含義如對于HAHA，Ka；BOHBOH，Kb。2K值大小的意義相同溫度下，K值越小表明電離程度越小，對應(yīng)酸的酸性或堿的堿性越弱。3影響K值大小的外因同一電解質(zhì)，K值只與溫度有關(guān)，一般情況下，溫度越高，K值越大；此外對于多元弱酸來說，其Ka1Ka2Ka3。提煉3水解平衡常數(shù)(Kh)1.水解平衡常數(shù)的含義AH2OHAOH，達(dá)到平衡時有Kh。同理，強(qiáng)酸弱堿鹽水解平衡常數(shù)與弱堿電離平衡常數(shù)Kb的關(guān)系為Kh。2影響Kh的因素Kh值的大小是由發(fā)生水解的離子的性質(zhì)與溫度共同決定的；溫度一定時，離子水解能力越強(qiáng)，Kh值越大；溫度升高時，Kh值增大；對于多元弱酸陰離子或多元弱堿陽離子來說，其Kh1Kh2Kh3。提煉4溶度積常數(shù)(Ksp)1.溶度積常數(shù)Ksp的表達(dá)式對于組成為AmBn的電解質(zhì)，飽和溶液中存在平衡AmBn(s)mAn(aq)nBm(aq)，Kspcm(An)·cn(Bm)。2影響Ksp大小的因素對于確定的物質(zhì)來說，Ksp只與溫度有關(guān)；一般情況下，升高溫度，Ksp增大。3溶度積規(guī)則當(dāng)Qc>Ksp時，溶液過飽和，有沉淀析出，直至溶液飽和，達(dá)到新的平衡；當(dāng)QcKsp時，溶液飽和，沉淀與溶解處于平衡狀態(tài)；當(dāng)Qc<Ksp時，溶液未飽和，無沉淀析出，若加入過量難溶電解質(zhì)，難溶電解質(zhì)溶解直至溶液飽和。4Ksp與物質(zhì)溶解度的關(guān)系(1)對于組成形式相同的物質(zhì)來說，Ksp越小，物質(zhì)越難溶解或溶解度越小；組成形式(AmBn)不同的物質(zhì)，Ksp越小且mn越小的物質(zhì)越難溶。(2)Ksp的大小與沉淀轉(zhuǎn)化的關(guān)系：組成形式相同的難溶物質(zhì)，Ksp較大的沉淀易轉(zhuǎn)化為Ksp較小的沉淀，但當(dāng)二者Ksp相差不大時，反過來也可轉(zhuǎn)化；對于組成形式(AmBn)不同的物質(zhì)來說，一般情況下，Ksp較大且mn也較大的物質(zhì)易轉(zhuǎn)化為Ksp較小且mn也較小的物質(zhì)。其他情況則需要通過計(jì)算才能確定。(2016·全國丙卷)下列有關(guān)電解質(zhì)溶液的說法正確的是()A向0.1 mol·L1 CH3COOH溶液中加入少量水，溶液中減小B將CH3COONa溶液從20 升溫至30 ，溶液中增大C向鹽酸中加入氨水至中性，溶液中>1D向AgCl、AgBr的飽和溶液中加入少量AgNO3，溶液中不變DA項(xiàng)，CH3COOHCH3COOH，K，則，加水稀釋，K不變，c(CH3COO)減小，故比值變大。B項(xiàng)，CH3COONa溶液中存在水解平衡：CH3COOH2OCH3COOHOH，K，升高溫度，水解平衡正向移動，K增大，則(1/K)減小。C項(xiàng)，溶液呈中性，則c(H)c(OH)，根據(jù)電荷守恒可知，c(Cl)c(NH)。D項(xiàng)，向AgCl、AgBr 的飽和溶液中加入少量AgNO3，沉淀溶解平衡逆向移動，由于，Ksp僅與溫度有關(guān)，故不變。熱點(diǎn)題型1水的離子積常數(shù)的應(yīng)用1(2016·曲靖模擬)25 時，水的電離達(dá)到平衡：H2OHOHH>0，下列敘述正確的是()A向水中加入稀氨水，平衡逆向移動，c(OH)降低B向水中加入少量固體硫酸氫鈉，c(H)增大，Kw不變C向水中加入少量鹽酸，平衡逆向移動，c(OH)增大D將水加熱，Kw增大，pH不變，呈中性B加入稀氨水后，c(OH)增大，A錯誤；Kw只與溫度有關(guān)，溫度不變，Kw不變，B正確；加入鹽酸后，c(H)增大，Kw不變，c(OH)減小，C錯誤；升高溫度Kw增大，c(H) 增大，pH減小，D錯誤。2水的電離平衡曲線如圖所示，下列說法正確的是()A圖中五點(diǎn)的Kw的關(guān)系：b>c>a>d>eB若從a點(diǎn)到d點(diǎn)，可采用：溫度不變在水中加入少量的酸C若從a點(diǎn)到c點(diǎn)，可采用：溫度不變在水中加入適量的CH3COONa固體D處在b點(diǎn)時，將0.5 mol·L1的H2SO4溶液與1 mol·L1的KOH溶液等體積混合后，溶液顯酸性Ba、d、e三點(diǎn)所處溫度相同，因此Kw相同，A項(xiàng)錯誤；從a點(diǎn)變化到d點(diǎn)，溶液中c(H)增大，c(OH)減小，溫度不變時向水中加入少量的酸，溶液中c(H)增大，水的電離平衡向逆反應(yīng)方向移動，c(OH)減小，B項(xiàng)正確；從a點(diǎn)變化到c點(diǎn)，c(H)、c(OH)均增大，而溫度不變時在水中加入適量CH3COONa固體，溶液中c(H)減小，水的電離平衡向正反應(yīng)方向移動，c(OH)增大，故C項(xiàng)錯誤；b點(diǎn)處Kw1012,0.5 mol·L1的H2SO4溶液與1 mol·L1的KOH溶液等體積混合后溶液顯中性，pH6，D項(xiàng)錯誤。3升高溫度，下列數(shù)據(jù)不一定增大的是()A化學(xué)反應(yīng)速率vB水的離子積常數(shù)KwC化學(xué)平衡常數(shù)KD弱酸的電離平衡常數(shù)KaC升高溫度，活化分子的百分?jǐn)?shù)增大，有效碰撞的次數(shù)增多，則反應(yīng)速率加快；水的電離吸熱，升高溫度促進(jìn)電離，水的離子積常數(shù)Kw增大；若化學(xué)反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則升高溫度，平衡逆向移動，K減??；弱酸的電離吸熱，升高溫度促進(jìn)電離，弱酸的電離平衡常數(shù)Ka增大。4(1)水的電離平衡曲線如圖所示。若以A點(diǎn)表示25 時水的電離平衡的離子濃度，當(dāng)溫度升高到100 時，水的電離平衡狀態(tài)移動到B點(diǎn)，則此時水的離子積從_變化到_。(2)已知AnBm的離子積為c(Am)n·c(Bn)m，式中c(Am)n和c(Bn)m表示離子的物質(zhì)的量濃度。在某溫度下，Ca(OH)2的溶解度為0.74 g，其飽和溶液密度設(shè)為1 g/mL，其離子積約為_。解析(1)25 時純水中c(H)c(OH)107 mol/L，Kwc(H)·c(OH)1014，當(dāng)溫度升高到100 ，純水中c(H)c(OH)106 mol/L，Kwc(H)·c(OH)1012。(2)由題意可知，100 g水中溶解0.74 g氫氧化鈣時其物質(zhì)的量濃度為0.1 mol/L, 氫氧化鈣是強(qiáng)電解質(zhì)，所以cCa(OH)2c(Ca2)0.1 mol/L，c(OH)2cCa(OH)20.2 mol/L，其離子積為0.1 mol/L×(0.2 mol/L)24×103(mol/L)3。答案(1)10141012(2)4×103熱點(diǎn)題型2電離平衡常數(shù)和水解平衡常數(shù)的應(yīng)用1(2016·山西四校聯(lián)考)常溫下，某酸HA的電離常數(shù)K1×105。下列說法中正確的是() 【導(dǎo)學(xué)號：14942043】AHA溶液中加入NaA固體后，減小B常溫下，0.1 mol/L HA溶液中水電離出的c(H)為1013 mol/LCNaA溶液中加入鹽酸至恰好完全反應(yīng)，存在關(guān)系：2c(Na)c(A)c(Cl)D常溫下，0.1 mol/L NaA溶液的水解常數(shù)為109DHA溶液中加入NaA固體后抑制HA的電離，Kh109，故比值不變，A錯誤、D正確；常溫下，0.1 mol/L的HA溶液中氫離子濃度約為(0.1×105)1/2 mol/L0.001 mol/L，則水電離出的c(H)為1011 mol/L，B錯誤；NaA溶液中加入鹽酸至恰好完全反應(yīng)，根據(jù)物料守恒：2c(Na)c(A)c(HA)c(Cl)，C錯誤。2(2016·棗莊期末)根據(jù)下表提供的數(shù)據(jù)可知，在溶液中能大量共存的粒子組是()化學(xué)式電離常數(shù)CH3COOHK1.7×105HCNK4.9×1010H2CO3K14.3×107，K25.6×1011A.H2CO3、HCO、CH3COO、CNBHCO、CH3COOH、CN、COCHCN、HCO、CN、CODHCN、HCO、CH3COO、CND根據(jù)表中電離常數(shù)可知，酸性：CH3COOH>H2CO3>HCN>HCO。A項(xiàng)，H2CO3的酸性強(qiáng)于HCN，H2CO3和CN能夠反應(yīng)生成HCO和HCN，在溶液中不能大量共存，故A錯誤；B項(xiàng)，CH3COOH的酸性強(qiáng)于H2CO3、HCN，CH3COOH能夠與HCO、CN、CO反應(yīng)，在溶液中不能大量共存，故B錯誤；C項(xiàng)，HCN的酸性強(qiáng)于HCO，HCN與CO反應(yīng)生成HCO，在溶液中不能大量共存，故C錯誤；D項(xiàng)，HCN、HCO、CH3COO、CN之間不反應(yīng)，在溶液中能夠大量共存，故D正確。3(1)常溫下，將a mol·L1 CH3COONa溶于水配成溶液，向其中滴加等體積的b mol·L1的鹽酸使溶液呈中性(不考慮鹽酸和醋酸的揮發(fā))，用含a和b的代數(shù)式表示醋酸的電離常數(shù)Ka_。(2)在一定條件下可用甲醇與CO反應(yīng)生成醋酸消除CO污染。常溫下，將a mol·L1的醋酸與b mol·L1 Ba(OH)2 溶液等體積混合，充分反應(yīng)后，溶液中存在2c(Ba2)c(CH3COO)，則該混合溶液中醋酸的電離常數(shù)Ka_(用含a和b的代數(shù)式表示)。解析(1)所以c(CH3COOH)c(Cl)CH3COOHCH3COOH 107Ka。(2)根據(jù)2c(Ba2)c(H)c(OH)c(CH3COO)由于c(CH3COO)2c(Ba2)b mol·L1所以c(H)c(OH)溶液呈中性CH3COOHCH3COOHb b107Ka答案(1)(2)4(1)25 時，H2SO3HSOH的電離常數(shù)Ka1×102 mol·L1，則該溫度下NaHSO3水解反應(yīng)的平衡常數(shù)Kh_ mol·L1，若向NaHSO3溶液中加入少量的I2，則溶液中將_(填“增大”、“減小”或“不變”)。(2)已知25 時，NH3·H2O的電離平衡常數(shù)Kb1.8×105 mol·L1，該溫度下1 mol·L1的NH4Cl溶液中c(H)_ mol·L1。(已知2.36)(3)常溫下，用NaOH溶液吸收SO2得到pH9的Na2SO3溶液，吸收過程中水的電離平衡_移動(填“向左”、“向右”或“不”)。試計(jì)算溶液中_。(常溫下H2SO3的電離平衡常數(shù)Ka11.0×102，Ka26.0×108)解析(1)KaKh1×1012 mol·L1。HSOH2OH2SO3OH，當(dāng)加入少量I2時，發(fā)生I2HSOH2O=2I3HSO。根據(jù)Kh，由于c(OH)減小，而Kh不變，所以增大。(2)Khc(H)c(NH3·H2O)，而c(NH)1 mol·L1，所以c(H)2.36×105 mol·L1。(3)NaOH電離出的OH抑制水的電離平衡，Na2SO3電離出的SO水解促進(jìn)水的電離平衡。SOH2OHSOOHKh所以60。答案(1)1×1012增大(2)2.36×105(3)向右601電離平衡常數(shù)的拓展應(yīng)用(1)根據(jù)電離常數(shù)判斷電離平衡移動方向弱酸(或弱堿)溶液稀釋時，平衡會向電離的方向移動，但為什么會向電離的方向移動卻很難解釋，應(yīng)用電離常數(shù)就能很好地解決這個問題。如對CH3COOH溶液進(jìn)行稀釋：CH3COOHHCH3COO原平衡： c(CH3COOH) c(H) c(CH3COO)假設(shè)稀釋至n倍后： Qc<Ka(n>1)所以電離平衡向電離方向移動(2)計(jì)算弱酸(或弱堿)溶液中H(或OH)濃度已知25 時CH3COOH的電離常數(shù)Ka1.75×105，則25 時0.1 mol·L1的CH3COOH溶液中H濃度是多少？解：CH3COOHHCH3COOKa由于水電離出的H濃度很小，可忽略不計(jì)，故c(H)c(CH3COO)，而CH3COOH的電離程度很小，CH3COOH的平衡濃度與0.1 mol·L1很接近，故可進(jìn)行近似計(jì)算。c2(H)0.1×Ka，c(H) mol·L11.32×103 mol·L1。2Kw、Ka、Kb、Ksp、Kh之間的關(guān)系(1)一元弱酸強(qiáng)堿鹽：KhKw/Ka；(2)一元弱堿強(qiáng)酸鹽：KhKw/Kb；(3)多元弱堿強(qiáng)酸鹽，如氯化鐵：Fe3(aq)3H2O(l)Fe(OH)3(s)3H(aq)Khc3(H)/c(Fe3)。將(Kw)3c3(H)×c3(OH)與Kspc(Fe3)×c3(OH)兩式相除，消去c3(OH)可得Kh(Kw)3/Ksp。熱點(diǎn)題型3溶度積常數(shù)的應(yīng)用1(2016·山西考前質(zhì)檢)室溫時，向含有AgCl和AgBr固體的懸濁液中加入少量NaBr固體，下列各項(xiàng)中增大的是() 【導(dǎo)學(xué)號：14942044】Ac(Ag)B. Cc(Cl) D. C向含有AgCl和AgBr固體的懸濁液中加入少量NaBr固體，溴離子濃度增大，使AgBr的溶解平衡逆向移動，c(Ag)減小，A錯誤；B項(xiàng)的比例式上下同乘c(Ag)，則轉(zhuǎn)化為溶度積常數(shù)之比，溶度積常數(shù)只與溫度有關(guān)，B錯誤；c(Ag)減小，使AgCl的溶解平衡正向移動，c(Cl)增大，C正確；c(Ag)·c(Br)不變，c(Cl)增大，D項(xiàng)減小。2.某溫度時，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。下列說法中正確的是()A加入Na2SO4可以使溶液由A點(diǎn)變到B點(diǎn)B通過蒸發(fā)可以使溶液由D點(diǎn)變到C點(diǎn)CD點(diǎn)無BaSO4沉淀生成DA點(diǎn)對應(yīng)的Ksp大于C點(diǎn)對應(yīng)的KspC加入Na2SO4可以使溶液中的SO濃度增大，Ba2濃度降低，但溶液一定在溶解度曲線上移動，A選項(xiàng)錯誤；蒸發(fā)溶液，溶液中的SO、Ba2濃度均增大，而D點(diǎn)變到C點(diǎn)只增大了Ba2濃度，B選項(xiàng)錯誤；D點(diǎn)Ba2濃度小于溶解平衡時的，無BaSO4沉淀生成，C選項(xiàng)正確；溫度不變，Ksp為定值，D選項(xiàng)錯誤。3(2016·河北石家莊質(zhì)量檢測)往含I和Cl的稀溶液中逐滴加入AgNO3溶液，產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量m(沉淀)與加入AgNO3溶液的體積V(AgNO3溶液)的關(guān)系如圖所示。已知：Ksp(AgCl)1.8×1010，Ksp(AgI)1.5×1016則原溶液中c(I)/c(Cl)的比值為()A(V2V1)/V1 B. V1/V2CV1/(V2V1) D. V2/V1C由AgCl、AgI的Ksp可知I先轉(zhuǎn)化為沉淀，消耗AgNO3溶液的體積為V1時沉淀完全；然后Cl再沉淀，消耗AgNO3溶液的體積為(V2V1)，故原溶液中，。4已知K、Ka、Kw、Kh、Ksp分別表示化學(xué)平衡常數(shù)、弱酸的電離平衡常數(shù)、水的離子積常數(shù)、鹽的水解平衡常數(shù)、難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)。(1)有關(guān)上述常數(shù)的說法正確的是_。a它們都能反映一定條件下對應(yīng)變化進(jìn)行的程度b它們的大小都隨溫度的升高而增大c常溫下，CH3COOH在水中的Ka大于在飽和CH3COONa溶液中的Kad一定溫度下，在CH3COONa溶液中，KwKa·Kh(2)25 時，將a mol·L1的氨水與0.01 mol·L1的鹽酸等體積混合所得溶液中c(NH)c(Cl)，則溶液顯_(填“酸”、“堿”或“中”)性；用含a的代數(shù)式表示NH3·H2O的電離平衡常數(shù)Kb_。(3)25 時，H2SO3HSOH的電離常數(shù)Ka1×102 mol·L1，則該溫度下pH3、c(HSO)0.1 mol·L1的NaHSO3溶液中c(H2SO3)_。(4)已知常溫下Fe(OH)3和Mg(OH)2的Ksp分別為8.0×1038、1.0×1011，向濃度均為0.1 mol/L的FeCl3、MgCl2的混合溶液中加入堿液，要使Fe3完全沉淀而Mg2不沉淀，應(yīng)該調(diào)節(jié)溶液pH的范圍是_。(已知lg 20.3)解析本題考查了電解質(zhì)溶液知識，意在考查考生綜合運(yùn)用所學(xué)知識的能力。(1)對于正反應(yīng)為放熱反應(yīng)的化學(xué)平衡，升高溫度，平衡逆向移動，平衡常數(shù)減小，b選項(xiàng)錯誤；溫度不變，CH3COOH的電離平衡常數(shù)不變，c選項(xiàng)錯誤。(2)根據(jù)電荷守恒得c(H)c(NH)c(Cl)c(OH)，因?yàn)閏(NH)c(Cl)，所以c(H)c(OH)，故溶液顯中性。Kb。(3)由Ka，代入數(shù)據(jù)得c(H2SO3)0.01 mol/L。(4)KspFe(OH)3c(Fe3)·c3(OH)，F(xiàn)e3完全沉淀時c3(OH)，得c(OH)2×1011 mol/L，pH3.3，Mg(OH)2開始沉淀時c2(OH)1.0×1010，得c(OH)1×105 mol/L，pH9，調(diào)節(jié)pH范圍為3.3,9。答案(1)ad(2)中(3)0.01 mol/L(4)3.3,95(名師押題)根據(jù)表中提供的數(shù)據(jù)(25 )，判斷下列說法正確的是()化學(xué)式電離常數(shù)HClOKa3.0×108H2CO3Ka14.3×107Ka25.6×1011A.向氯水中加入硫酸，可增強(qiáng)殺菌效果B溫度升高，次氯酸的電離常數(shù)增大C25 時，ClO的水解常數(shù)為3.0×106D要提高氯水中HClO的濃度，可加入適量的Na2CO3固體BA項(xiàng)，加入硫酸，使氯水中的平衡Cl2H2OHClHClO逆向移動，HClO的濃度降低，殺菌效果減弱，錯誤；B項(xiàng)，次氯酸的電離吸熱，溫度升高，平衡正向移動，電離常數(shù)增大，正確；C項(xiàng)，HClOHClO，H2OHOH，即得ClO的水解方程式：ClOH2OOHHClO，故ClO的水解常數(shù)KKw/Ka3.3×107，錯誤；D項(xiàng)，從電離常數(shù)來看，酸性H2CO3>HClO>HCO，故Na2CO3可與HClO反應(yīng)，錯誤。6(名師押題)已知：298 K時，物質(zhì)的溶度積如表所示?；瘜W(xué)式CH3COOAgAgClAg2CrO4Ag2SKsp2.3×1031.56×10101.12×10126.7×1015下列說法正確的是()A將0.001 mol·L1的AgNO3溶液逐滴滴入0.001 mol·L1的KCl和0.001 mol·L1的K2CrO4的混合液中，則先產(chǎn)生Ag2CrO4沉淀B向2.0×104 mol·L1的K2CrO4溶液中加入等體積的2.0×104 mol·L1的AgNO3溶液，則有Ag2CrO4沉淀生成(忽略混合時溶液體積的變化)C向CH3COOAg懸濁液中加入鹽酸，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為CH3COOAgHCl=CH3COOHAgClD向AgCl懸濁液中加入Ag2S固體，AgCl的溶解度增大CA項(xiàng)，根據(jù)Ksp(AgCl)、Ksp(Ag2CrO4)知，當(dāng)Cl開始沉淀時，c(Ag)1.56×107，當(dāng)CrO開始沉淀時，c(Ag)3.35×105，故先產(chǎn)生AgCl沉淀，錯誤；B項(xiàng)，Qc2(Ag)×c(CrO)()2×1.0×1012<1.12×1012，沒有沉淀生成，錯誤；C項(xiàng)，Ksp(CH3COOAg)>Ksp(AgCl)，向CH3COOAg懸濁液中加入鹽酸時CH3COOAg轉(zhuǎn)化為AgCl，離子方程式為CH3COOAgHCl=CH3COOHAgCl，正確；D項(xiàng)，根據(jù)同離子效應(yīng)可知，加入Ag2S固體，AgCl的溶解度減小，錯誤。電離平衡常數(shù)、水的離子積常數(shù)、溶度積常數(shù)是溶液中的三大常數(shù)，它們均只與溫度有關(guān)。電離平衡常數(shù)和水的離子積常數(shù)隨著溫度的升高而增大，因?yàn)槿蹼娊赓|(zhì)的電離和水的電離均為吸熱反應(yīng)。有關(guān)常數(shù)的計(jì)算，要緊緊圍繞它們只與溫度有關(guān)，而不隨其離子濃度的變化而變化來進(jìn)行。(1)CH3COONa、CH3COOH溶液中，Ka、Kh、Kw的關(guān)系是KwKa·Kh。(2)M(OH)n懸濁液中Ksp、Kw、pH間關(guān)系M(OH)n(s)Mn(aq)nOH(aq)Kspc(Mn)·cn(OH)·cn(OH)()n1。