1、必备知识 整合 关键能力 突破 微专题微专题9 9四大平衡常数及其应用四大平衡常数及其应用 必备知识 整合 关键能力 突破 四大平衡常数为KW、Ka或Kb、Kh、Ksp,是高考的高频考点。Ksp每年必考,一般 在选择题的沉淀溶解平衡曲线题中出现或者在工艺流程题中出现;KW、Ka或 Kb一般在选择题电解质溶液曲线题中出现,但近两年有弱化的迹象;Kh计算在 天津卷中常见,值得课标卷和新高考卷借鉴,需引起重视。有关它们的计算,应 当熟练理解并掌握以下知识: 1.平衡常数都只与温度有关,温度不变,平衡常数不变。 2.Ka(或Kb)、Kh、KW三者的关系式为Kh=(或Kh=)。 W a K K W b
2、K K 必备知识 整合 关键能力 突破 典型案例典型案例 例例常温下,H2SO3的电离平衡常数Ka1=1.010-2、Ka2=1.010-7。 (1)该温度下NaHSO3的水解平衡常数Kh=1.010-12,NaHSO3溶液的pH”“Kh2: 一级水解产生的OH-对二级水解有抑制作用。 23 3 (HO ) (HSO ) cS c 2 3 O 必备知识 整合 关键能力 突破 解析解析(1)Ka1=,由HS+H2OH2SO3+OH-,可知Kh= =1.010-12Ka2,这说明常温下HS 的电离能力强于其水解能力,故NaHSO3溶液显酸性,pHKh2。 2 3 O 必备知识 整合 关键能力 突破
3、 规律方法规律方法 这类题只要将水解的表达式写出来,然后上下同时乘以c(H+)或c(OH-),那么 Kh和Ka之间的关系就出来了,然后利用已知的数据加以计算解出。 必备知识 整合 关键能力 突破 1.室温下,用0.10molL-1NaOH溶液滴定20mL0.10molL-1HA溶液,测得混合 溶液的pH与lg的关系如图所示。下列叙述正确的是() (A ) (HA) c c A.HA为弱酸,Ka的数量级为10-3 B.b点时消耗NaOH溶液的体积大于20mL C.溶液的导电能力:ba D.b点溶液中:c(Na+)=c(A-)=(H+)=c(OH-)=10-7molL-1 C 必备知识 整合 关键
4、能力 突破 解析解析根据题图可知溶液pH为7时溶液中同时存在HA和A-,说明NaA溶液显 碱性,存在A-的水解,所以HA为弱酸,根据a点可知当lg=2时pH=5.8,即 =102时c(H+)=10-5.8,Ka=10-3.8,所以Ka的数量级为10-4,故A错 误;当NaOH溶液为20mL时,溶液中的溶质为NaA,HA为弱酸,A-水解使溶液显 碱性,所以当溶液pH=7时加入的NaOH溶液体积小于20mL,故B错误;a点和b 点溶液中均存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-),所以溶液中总离子浓 度均为2c(A-)+c(OH-),b点c(A-)和c(OH-)均更大,所以b
5、点溶液中总离子浓度 更大,离子所带电荷数相同,所以b点溶液导电能力更强,故C正确;b点溶液中 (A ) (HA) c c (A ) (HA) c c (A )(H ) (HA) cc c 必备知识 整合 关键能力 突破 溶质为NaA和HA,存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-),溶液pH=7,c(H+)= c(OH-),所以c(Na+)=c(A-),弱电解质的电离和弱酸根离子的水解都是微弱的,所 以b点溶液中:c(Na+)=c(A-)c(H+)=c(OH-)=10-7molL-1,故D错误。 必备知识 整合 关键能力 突破 2.(2020河北衡水模拟)25,在0.1m
6、olL-1的CH3COOH溶液中滴加NaOH溶液, 溶液中c(CH3COOH)、c(CH3COO-)与pH的关系如图所示。下列叙述正确的 是() A.曲线表示混合溶液中c(CH3COO-)随pH变 化的关系 B.a点溶液的导电能力比b点的强 C.25时,CH3COOH的电离平衡常数为10-4.75 D.pH=5.5的溶液中:c(Na+)c(CH3COO-)c(CH3COOH) C 必备知识 整合 关键能力 突破 解析解析根据题图可知,曲线表示混合溶液中c(CH3COO-)随pH变化的关系, 故A错误;a、b点均在曲线上,从a到b溶液中的c(CH3COO-)浓度增大, c(CH3COOH)逐渐减
7、小,溶液中离子的含量越多,导电能力越强,则a点溶液的导电 能力比b点的弱,故B错误;25时,CH3COOH的电离平衡常数表达式为Ka= ,c点时,c(CH3COO-)=c(CH3COOH),溶液pH=4.75,即溶液中 c(H+)=10-4.75molL-1,则Ka=c(H+)=10-4.75,故C正确;由题图可知,pH=5.5的溶液中, c(CH3COO-)c(CH3COOH),溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+ c(OH-),溶液显酸性,c(H+)c(OH-),则c(Na+)bc C.若将上述NaCl溶液浓度改为0.2molL-1, 则a1点会平移至a2点
8、 D.用AgNO3标准溶液滴定NaCl溶液时,可用K2CrO4溶液作指示剂 B 必备知识 整合 关键能力 突破 解析解析向10mL0.1molL-1NaCl溶液和10mL0.1molL-1K2CrO4溶液中分别 滴加0.1molL-1AgNO3溶液,当滴加10mL0.1molL-1AgNO3溶液时,NaCl恰好 完全反应,滴加20mL0.1molL-1AgNO3溶液时,K2CrO4恰好完全反应,因此a1 所在曲线表示NaCl溶液中的变化曲线,b、c所在曲线表示K2CrO4溶液中的变 化曲线。由题图可知,b点时恰好反应生成Ag2CrO4,-lgc(Cr)=4.0,c(Cr)= 10-4molL-
9、1,则c(Ag+)=210-4molL-1,该温度下,Ksp(Ag2CrO4)=c(Cr)c2(Ag+)= 410-12,故A正确。a1点恰好反应,-lgc(Cl-)=4.9,c(Cl-)=10-4.9molL-1,则c(Ag+)= 10-4.9molL-1;b点,c(Ag+)=210-4molL-1;c点,K2CrO4过量,充分反应后溶液中c(Cr) 约为原来的,则c(Cr)=0.025molL-1,则c(Ag+)=molL-1= 2 4 O 2 4 O 2 4 O 2 4 O 1 4 2 4 O 12 4 10 0.025 1.6 必备知识 整合 关键能力 突破 10-5molL-1,a1
10、、b、c三点所示溶液中b点的c(Ag+)最大,故B错误。温度不变,氯 化银的溶度积不变,若将题述NaCl溶液浓度改为0.2molL-1,平衡时,-lgc(Cl-)= 4.9,但需要的硝酸银溶液的体积变成原来的2倍,因此a1点会平移至a2点,故 C正确。根据上述分析,当溶液中同时存在Cl-和Cr时,加入硝酸银溶液, Cl-先沉淀,则用AgNO3标准溶液滴定NaCl溶液时,可用K2CrO4溶液作指示剂, 滴定至终点时,会生成Ag2CrO4红棕色沉淀,故D正确。 2 4 O 必备知识 整合 关键能力 突破 4.(2020天津月考)常温下在20mL0.1molL-1Na2CO3溶液中逐滴加入0.1mo
11、l L-1HCl溶液40mL,溶液中含碳元素的各种微粒(CO2因逸出未画出)物质的量 分数(纵轴)随溶液pH变化的部分情况如图所示。回答下列问题: 必备知识 整合 关键能力 突破 (1)在同一溶液中H2CO3和C不能(填“能”或“不能”)大量共存。 (2)当pH=7时,溶液中含碳元素的主要微粒为HC、H2CO3,溶液中各种离 子的物质的量浓度的大小关系为c(Na+)c(Cl-)c(HC)c(OH-)=c(H+)。 (3)已知在25时,C水解反应的平衡常数Kh=2.010-4,当 溶液中c(HC) c(C)=2 1时,溶液的pH=10。 2 3 O 3 O 3 O 2 3 O 3 2 3 (HC
12、O )(OH ) (CO ) cc c 3 O 2 3 O 必备知识 整合 关键能力 突破 解析解析(1)由题图可知,H2CO3存在于pH8的溶液 中,二者不能大量共存。 (2)由题图可知,pH=7时溶液中c(OH-)=c(H+),溶液中含碳元素的主要微粒为 HC和H2CO3,此时溶液中溶质为NaCl、NaHCO3和H2CO3,由电荷守恒: c(Na+)+c(H+)=c(Cl-)+c(HC)+c(OH-)可知,溶液中c(Na+)c(Cl-),由反应Na2CO3+ HClNaCl+NaHCO3和NaHCO3+HClNaCl+H2CO3可知,溶液中c(Cl-) c(HC),则溶液中各种离子的物质的量浓度的大小关系为c(Na+)c(Cl-) c(HC)c(OH-)=c(H+)。 (3)由C的水解常数Kh=2.010-4可知,当溶液中c(HC) 2 3 O 3 O 3 O 3 O 3 O 2 3 O 3 2 3 (HCO )(OH ) (CO ) cc c 3 O 必备知识 整合 关键能力 突破 c(C)=2 1时,溶液中c(OH-)=1.010-4molL-1,则溶液中c(H+)= molL-1=10-10molL-1,溶液的pH=10。 2 3 O W (OH ) K c 14 4 1 10 1.0 10
