内容正文:
四大平衡常数及其应用
[素养突破]
化学学科核心素养要求考生:“认识化学变化有一定的限度,是可以调控的。能多角度、动态地分析化学反应,运用化学反应原理解决实际问题”。平衡常数是定量研究可逆过程平衡移动的重要手段,有关各平衡常数的应用和求算是高考常考知识点,在理解上一定抓住,各平衡常数都只与电解质本身和温度有关,而与浓度、压强等外界条件无关。
核心素养
变化观念与平衡思想
在平衡体系中,通过改变平衡体系中的某一条件,平衡会随之移动,结合勒夏特列原理分析,它的影响不会消除
科学探究与创新意识
根据所学知识进行科学探究,利用平衡、守恒思想进行大胆创新,体验平衡体系中的移动
1.四大平衡常数对比
常数
符号
适用
体系
影响因素
表达式
水的离
子
积常数
Kw
任意水
溶液
温度升
高,Kw
增大
Kw=c(OH-)·c(H+)
电离
常数
酸Ka
弱酸溶液
升温,
K值增大
HAH++A-,
电离常数Ka=
碱Kb
弱碱溶液
BOHB++OH-,电离常数
Kb=
盐的水
解常数
Kh
盐溶液
升温,Kh
值增大
A-+H2OOH-+HA,水解
常数Kh=
溶度
积常数
Ksp
难溶电
解质溶液
升温,大
多数Ksp
值增大
MmAn的饱和溶液:
Ksp=cm(Mn+)·cn(Am-)
2.“四大常数”间的两大等式关系
(1)Ka(Kb)、Kw、Ksp、Kh之间的关系
①一元强碱弱酸盐:Kh=Kw/Ka
②一元强酸弱碱盐:Kh=Kw/Kb
③多元强酸弱碱盐,如氯化铁:Fe3+(aq)+3H2O(l) Fe(OH)3(s)+3H+(aq)
Kh=c3(H+)/c(Fe3+),将K=c3(H+)×c3(OH-)与Ksp=c(Fe3+)×c3(OH-)两式相除,消去c3(OH-)可得Kh=K/Ksp。
(2)M(OH)n悬浊液中Ksp/Kw、pH间关系,
M(OH)n(s) Mn+(aq)+nOH-(aq)
Ksp=c(Mn+)·cn(OH-)=c(OH-)/n×cn(OH-)=cn+1(OH-)/n=1/n×(Kw/10-pH)n+1。
3.应用
(1)判断平衡移动方向。
Q与K的关系
平衡移动方向
溶解平衡
Q>K
逆向
沉淀生成
Q=K
不移动
饱和溶液
Q<K
正向
不饱和溶液
(2)判断离子浓度比值的大小变化,如将NH3·H2O溶液加水稀释,c(OH-)减小,由于电离平衡常数为c(NH)· c(OH-)/c(NH3·H2O),此值不变,故c(NH)/c(NH3·H2O)的值增大。
[素养提升]
1.易错辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)(2022·海南卷)AgI悬浊液中滴加NaCl溶液至过量,黄色沉淀全部转化为白色沉淀( × )
(2)(2022·辽宁卷)因Ksp:Ag2CrO4<AgCl,所以溶解度:Ag2CrO4<AgCl( × )
(3)(2022·广东卷)因FeCl3水解可生成Fe(OH)3胶体,所以FeCl3可用作净水剂( × )
(4)(2020·天津卷)FeS溶于稀硫酸,而CuS不溶于稀硫酸,则Ksp(FeS)>Ksp(CuS)( √ )
(5)(2020·天津卷)相同浓度的HCOONa和NaF两溶液,前者的pH较大,则Ka(HCOOH)>Ka(HF)( × )
(6)常温下,pH=9的CH3COONa溶液中,水电离出的H+数为10-5NA( × )
(7)(2019·江苏卷)向浓度均为0.05 mol·L-1的NaI、NaCl混合溶液中滴加少量AgNO3溶液,有黄色沉淀生成,说明Ksp(AgI)>Ksp(AgCl)( × )
2.(2020·浙江7月选考)5 mL 0.1 mol·L-1KI溶液与1 mL 0.1 mol·L-1FeCl3溶液发生反应:
2Fe3+(aq)+2I-(aq) 2Fe2+(aq)+I2(aq),达到平衡。下列说法不正确的是( )
A.加入苯,振荡,平衡正向移动
B.经苯2次萃取分离后,在水溶液中加入KSCN,溶液呈血红色,表明该化学反应存在限度
C.加入FeSO4固体,平衡逆向移动
D.该反应的平衡常数K=
解析:D [A.加入苯振荡,苯将I2萃取到苯层,水溶液中c(I2)减小,平衡正向移动,A正确;B.将5 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液与1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液混合,参与反应的Fe3+与I-物质的量之比为1∶1,反应后I-一定过量,经苯2次萃取分离后,在水溶液中加入KSCN溶液呈血红色,说明水溶液中仍含有Fe3+,即Fe3+没有完全消耗,表明该化学反应存在限度,B正确;C.加入FeSO4固体溶于水电离