(新課改省份專版)2020高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 7.8 系統(tǒng)歸納 四大平衡常數(shù)的相互關(guān)系及應(yīng)用學(xué)案(含解析).doc
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第8課時 系統(tǒng)歸納——四大平衡常數(shù)的相互關(guān)系及應(yīng)用 電解質(zhì)溶液中的電離常數(shù)、水的離子積常數(shù)、水解常數(shù)及溶度積常數(shù)是在化學(xué)平衡常數(shù)基礎(chǔ)上的延深和拓展,它是定量研究平衡移動的重要手段。各平衡常數(shù)的應(yīng)用和計(jì)算是高考的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。要想掌握此點(diǎn),在復(fù)習(xí)時就要以化學(xué)平衡原理為指導(dǎo),以判斷平衡移動的方向?yàn)榫€索,以勒夏特列原理和相關(guān)守恒定律為計(jì)算依據(jù),以各平衡常數(shù)之間的聯(lián)系為突破口,聯(lián)系元素及化合物知識,串點(diǎn)成線,結(jié)線成網(wǎng),形成完整的認(rèn)識結(jié)構(gòu)體系,就能勢如破竹,水到渠成。 [重難點(diǎn)撥] 1.四大平衡常數(shù)的比較 常數(shù) 符號 適用體系 影響因素 表達(dá)式 水的離子積常數(shù) KW 任意水溶液 溫度升高,KW增大 KW=c(OH-)c(H+) 電離常數(shù) 酸Ka 弱酸溶液 升溫,K值增大 HAH++A-,電離常數(shù)Ka= 堿Kb 弱堿溶液 BOHB++OH-,電離常數(shù)Kb= 鹽的水解常數(shù) Kh 鹽溶液 升溫,Kh值增大 A-+H2OOH-+HA,水解常數(shù)Kh= 溶度積常數(shù) Ksp 難溶電解質(zhì)溶液 升溫,大多數(shù)Ksp值增大 MmAn的飽和溶液:Ksp=cm(Mn+)cn(Am-) 2.四大平衡常數(shù)間的關(guān)系 (1)CH3COONa、CH3COOH溶液中,Ka、Kh、KW的關(guān)系是KW=KaKh。 (2)NH4Cl、NH3H2O溶液中,Kb、Kh、KW的關(guān)系是KW=KbKh。 (3)M(OH)n懸濁液中Ksp、KW、pH間的關(guān)系是Ksp=c(Mn+)cn(OH-)=cn(OH-)==n+1。 3.四大平衡常數(shù)的應(yīng)用 (1)判斷平衡移動方向 Qc與K的關(guān)系 平衡移動方向 溶解平衡 Qc>K 逆向 沉淀生成 Qc=K 不移動 飽和溶液 Qc<K 正向 不飽和溶液 (2)判斷離子濃度比值的大小變化 如將NH3H2O溶液加水稀釋,c(OH-)減小,由于電離常數(shù)為,此值不變,故的值增大。 (3)利用Ksp計(jì)算沉淀轉(zhuǎn)化時的平衡常數(shù) 如:AgCl+I(xiàn)-AgI+Cl-[已知:Ksp(AgCl)=1.810-10、Ksp(AgI)=8.510-17]反應(yīng)的平衡常數(shù)K====≈2.12106。 (4)利用四大平衡常數(shù)進(jìn)行有關(guān)計(jì)算 [考法精析] 考法一 電離平衡常數(shù)的應(yīng)用與計(jì)算 1.(1)(2016全國卷Ⅱ)聯(lián)氨為二元弱堿,在水中的電離方程式與氨相似,聯(lián)氨第一步電離反應(yīng)的平衡常數(shù)值為________(已知:N2H4+H+N2H的K=8.7107;KW=1.010-14)。 (2)(2016海南高考)已知:KW=1.010-14,Al(OH)3AlO+H++H2O K=2.010-13。Al(OH)3溶于NaOH溶液反應(yīng)的平衡常數(shù)等于________。 解析:(1)已知:N2H4+H+N2H的K=8.7107;KW=1.010-14;聯(lián)氨為二元弱堿,在水中的電離方程式為N2H4+H2ON2H+OH-,則平衡常數(shù)為==KKW=8.71071.010-14=8.710-7。 (2)Al(OH)3溶于NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式為Al(OH)3+OH-===AlO+2H2O,則Al(OH)3溶于NaOH溶液反應(yīng)的平衡常數(shù)為===20。 答案:(1)8.710-7 (2)20 2.下表是25 ℃時某些弱酸的電離常數(shù)。 化學(xué)式 CH3COOH HClO H2CO3 H2C2O4 Ka Ka=1.8 10-5 Ka=3.0 10-8 Ka1=4.110-7 Ka2=5.610-11 Ka1=5.910-2 Ka2=6.410-5 (1)H2C2O4與含等物質(zhì)的量的KOH的溶液反應(yīng)后所得溶液呈酸性,該溶液中各離子濃度由大到小的順序?yàn)開_____________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)pH相同的NaClO和CH3COOK溶液,其溶液的物質(zhì)的量濃度的大小關(guān)系是:CH3COOK________NaClO,兩溶液中:[c(Na+)-c(ClO-)]______[c(K+)-c(CH3COO-)]。(填“>”“<”或“=”) (3)向0.1 molL-1 CH3COOH溶液中滴加NaOH溶液至c(CH3COOH)∶c(CH3COO-)=5∶9,此時溶液pH=____。 (4)碳酸鈉溶液中滴加少量氯水的離子方程式為________________________________ ________________________________________________________________________。 解析:(1)H2C2O4+KOH===KHC2O4+H2O,所得溶液呈酸性,說明HC2O以電離為主,水解為次。故c(K+)>c(HC2O)>c(H+)>c(C2O)>c(OH-)。(2)CH3COOH的電離常數(shù)大于HClO,故NaClO和CH3COOK溶液濃度相同時NaClO溶液的堿性較強(qiáng),pH較大,則pH相同時,NaClO溶液的濃度較小。根據(jù)電荷守恒可知,NaClO溶液中存在c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(ClO-),即c(Na+)-c(ClO-)=c(OH-)-c(H+),同理CH3COOK溶液中c(K+)-c(CH3COO-)=c(OH-)-c(H+),因?yàn)閮扇芤旱膒H相同,所以兩溶液中c(OH-)-c(H+)相等,即c(Na+)-c(ClO-)=c(K+)-c(CH3COO-)。(3)CH3COOHCH3COO-+H+,電離常數(shù)只與溫度有關(guān)。K===1.810-5,故c(H+)=110-5 molL-1,pH=5。(4)加入少量氯水時,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2CO+Cl2+H2O===Cl-+ClO-+2HCO。 答案:(1)c(K+)>c(HC2O)>c(H+)>c(C2O)>c(OH-) (2)>?。健?3)5 (4)2CO+Cl2+H2O===Cl-+ClO-+2HCO 考法二 水的離子積常數(shù)的應(yīng)用與計(jì)算 3.右圖表示水中c(H+)和c(OH-)的關(guān)系,下列判斷錯誤的是( ) A.兩條曲線間任意點(diǎn)均有c(H+)c(OH-)=KW B.M區(qū)域內(nèi)任意點(diǎn)均有c(H+)<c(OH-) C.圖中T1<T2 D.XZ線上任意點(diǎn)均有pH=7 解析:選D 根據(jù)水的離子積定義可知A項(xiàng)正確;XZ線上任意點(diǎn)都存在c(H+)=c(OH-),所以M區(qū)域內(nèi)任意點(diǎn)均有c(H+)<c(OH-),B項(xiàng)正確;因?yàn)閳D像顯示T1時水的離子積小于T2時水的離子積,而水的電離程度隨溫度升高而增大,則T1<T2,C項(xiàng)正確;XZ線上只有X點(diǎn)的pH=7,D項(xiàng)錯誤。 4.水的電離平衡曲線如右圖所示。 (1)若以A點(diǎn)表示25 ℃時水在電離平衡時的離子濃度,當(dāng)溫度升到100 ℃時,水的電離平衡狀態(tài)到B點(diǎn),則此時水的離子積從________增加到________。 (2)25 ℃時,在等體積的①pH=0的H2SO4溶液,②0.05 molL-1的Ba(OH)2溶液,③pH=10的Na2S溶液,④pH=5的NH4NO3溶液中,發(fā)生電離的水的物質(zhì)的量之比是____________________。 解析:(1)A點(diǎn),c(H+)=c(OH-)=10-7 molL-1,則此時水的離子積為10-14;B點(diǎn),c(H+)=c(OH-)=10-6 molL-1,則此時水的離子積為10-12,這說明水的離子積從10-14增加到10-12。 (2)25 ℃時,在等體積的①pH=0的H2SO4溶液中水電離出的c(H+)是10-14 molL-1;②0.05 molL-1的Ba(OH)2溶液中水電離出的c(H+)是10-13 molL-1;③pH=10的Na2S溶液中水電離出的c(H+)是10-4 molL-1;④pH=5的NH4NO3溶液中水電離出的c(H+)是10-5 molL-1,所以發(fā)生電離的水的物質(zhì)的量之比是1∶10∶1010∶109。 答案:(1)10-14 10-12 (2)1∶10∶1010∶109 考法三 水解常數(shù)、電離常數(shù)和離子積常數(shù)的綜合應(yīng)用 5.已知:25 ℃,Ka(CH3COOH)=1.7510-5,Kb(NH3H2O)=1.7510-5,≈1.3,lg 1.3≈0.1 (1)25 ℃,0.1 molL-1 CH3COOH溶液的pH=________;將0.1 molL-1 CH3COOH溶液與0.1 molL-1的氨水等體積混合,所得溶液中離子濃度大小關(guān)系為___________________ ________________________________________________________________________。 (2)25 ℃,0.2 molL-1 NH4Cl溶液中NH水解反應(yīng)的平衡常數(shù)Kh=________(保留2位有效數(shù)字)。 (3)25 ℃,向0.1 molL-1氨水中加入少量NH4Cl固體,NH3H2ONH+OH-的電離平衡________(填“正”“逆”或者“不”)移;請用氨水和某種銨鹽(其他試劑與用品自選),設(shè)計(jì)一個實(shí)驗(yàn)證明NH3H2O是弱電解質(zhì)_________________________________________ ___________________________________________________________________________。 解析:(1)已知CH3COOHCH3COO-+H+,25 ℃,0.1 molL-1CH3COOH溶液中Ka(CH3COOH)==1.7510-5,則c(H+)2=1.7510-5c(CH3COOH)=1.7510-50.1 molL-1=1.7510-6,c(H+)=10-3 molL-1=1.310-3 molL-1,此時溶液的pH=3-lg 1.3=2.9;CH3COOH的電離能力和NH3H2O相同,則CH3COO-和NH水解能力也相同,則CH3COONH4溶液顯中性,等濃度等體積的CH3COOH溶液和氨水混合恰好生成CH3COONH4,結(jié)合電荷守恒式c(CH3COO-)+c(OH-)=c(NH)+c(H+),所得溶液中離子濃度大小關(guān)系為c(CH3COO-)=c(NH)>c(H+)=c(OH-)。 (2)已知NH+H2ONH3H2O+H+,此時Kh==110-14(1.7510-5)=5.710-10。 (3)25 ℃,向0.1 molL-1氨水中加入少量NH4Cl固體,溶液中NH濃度增大,NH3H2ONH+OH-的電離平衡逆向移動;欲證明NH3H2O是弱電解質(zhì),可取少量氨水于試管中,滴加2~3滴酚酞溶液,再加入少量醋酸銨固體,充分振蕩后溶液紅色變淺,即可證明NH3H2O是弱電解質(zhì)。 答案:(1)2.9 c(CH3COO-)=c(NH)>c(H+)=c(OH-) (2)5.710-10 (3)逆 取少量氨水于試管中,滴加2~3滴酚酞溶液,再加入少量醋酸銨固體,充分振蕩后溶液紅色變淺。證明NH3H2O是弱電解質(zhì)(其他合理答案均可) 6.(1)已知25 ℃時,NH3H2O的電離常數(shù)Kb=1.810-5,該溫度下1 molL-1的NH4Cl溶液中c(H+)=________ molL-1。(已知≈2.36) (2)常溫下,用NaOH溶液吸收SO2得到pH=9的Na2SO3溶液,吸收過程中水的電離平衡________(填“向左”“向右”或“不”)移動。試計(jì)算所得溶液中=________。(常溫下H2SO3的電離常數(shù)Ka1=1.010-2,Ka2=6.010-8) (3)25 ℃時,亞碲酸(H2TeO3)的Ka1=110-3,Ka2=210-8。該溫度下,0.1 molL-1 H2TeO3的電離度α約為________;NaHTeO3溶液的pH________(填“>”“<”或“=”)7。 解析:(1)Kh== c(H+)≈c(NH3H2O),而c(NH)≈1 molL-1, 所以c(H+)== ≈2.3610-5 molL-1。 (2)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。 SO+H2OHSO+OH- Kh=== 所以==60。 (3)亞碲酸(H2TeO3)為二元弱酸,以一級電離為主,H2TeO3的電離度為α, H2TeO3HTeO+H+ 起始/(molL-1) 0.1 0 0 電離/(molL-1) 0.1α 0.1α 0.1α 平衡/(molL-1) 0.1(1-α) 0.1α 0.1α Ka1=110-3=,解得:α≈10%; 已知Ka2=210-8,則HTeO的水解常數(shù)Kh==(110-14)(110-3)=110-11- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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