内容正文:
微课堂(31) 四大平衡常数的应用
一、四大平衡常数的表达式
符号
适用体系
平衡关系式(实例) 及平衡常数表达式
水的离子积常数
Kw
任意水溶液
H2OH++OH-
Kw=c(H+)·c(OH-)
弱电解质电离平衡常数
Ka或Kb
弱酸或弱碱溶液
HFH++F-
Ka=
盐的水解平衡常数
Kh
弱离子的盐溶液
CH3COO-+H2O
CH3COOH+OH-
Kh=
沉淀溶解平衡常数
Ksp
难溶电解质
Mg(OH)2(s)
Mg2+(aq)+2OH-(aq)
Ksp[Mg(OH)2]=
c(Mg2+)·c2(OH-)
二、相关规律
1.Qc与K的关系
二者表达式相同,若Qc<K,平衡正向移动;若Qc=K,平衡不移动;若Qc>K,平衡逆向移动。
2.平衡常数都只与温度有关,温度不变,平衡常数不变。升高温度,Ka、Kw、Kh均增大,而Ksp一般会增大。
3.Kw、Ka(Kb)、Ksp、Kh之间的关系
(1)一元弱酸一元强碱盐:Kh=Kw/Ka;
(2)一元强酸一元弱碱盐:Kh=Kw/Kb;
(3)多元弱碱一元强酸盐,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。
三、典题导悟,分类突破
1.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,也受盐的水解的影响
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
D [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。]
学生用书第209页
2.利用电离常数判断化学反应的正误
(双选)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 ( )
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
AD [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