1、【 精品教育资源文库 】 增分补课 10 化学平衡常数运用于弱电解质的电离、盐类的水解及难溶电解质的溶解平衡等问题时，则分别称为电离常数、水解常数及溶度积常数，它是定量研究上述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。 知识查补 电离常数 (Ka、 Kb) 水的离子积常数(Kw) 难溶电解质的溶度积常数 (Ksp) 盐类的水解常数(Kh) 概念 在一定条件下达到电离平衡时，弱电解质电离形成的各种离子的浓度的乘积与 溶液中未电离的分子的浓度之比是一个常数，这个常数称为电离常数
2、一定温度下，水或稀的水溶液中 OH 与 H 的乘积 在一定温度下，在难溶电解质的饱和溶液中，各离子浓度幂之积为一个常数 在一定温度下，当盐类水解反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，这个常数就是该反应的盐类水解平衡常数 【 精品教育资源文库 】 表达式 (1)对于一元弱酸HA： HA H A ，电离常数 Ka H A HA (2)对于一元弱碱BOH： BOH B OH ，电离常数 Kb B OH BOH Kw OH H MmAn的饱和溶液； Ksp Mn mAm n 以 NH4 H2O NH3H 2O H 为例 Kh H NH3H 2ONH4 影响因素 只与
3、温度有关，升高温度， K值增大 只与温度有关，升高温度， Kw增大 只与难溶电解质的性质和温度有关 盐的水解程度随温度的升高而增大 ，Kh随温度的升高而增大 “ 四大常数 ” 间的两大等式关系 (1)CH3COONa、 CH3COOH 溶液中， Ka、 Kh、 Kw的关系是 Kw Ka Kh。 (2)M(OH)n悬浊液中 Ksp、 Kw、 pH间关系， M(OH)n(s) Mn (aq) nOH (aq) Ksp Mn OH n OH n OH n OH n 1n 1n(Kw10 pH)n 1。 增分点 1 电离平衡常 数 常考题型 1.直接求电离平衡常数。 2.由电离常数求弱酸 (或弱碱 )
4、的浓度。 3.由 Ka或 Kb求 pH。 对策 试题一般难度不 大，是在化学平衡基础上派生出来的。注意平衡体系中同种离子的浓度是同一个浓度，当两个量相加或相减时，若相差 100 倍以上，要舍弃小的等一些基本的近似处理能力。 【例 1】 草酸即乙二酸，是一种有机二元酸，在工业上有重要的作用。草酸在 100 开始【 精品教育资源文库 】 升华， 157 时大量升华，并开始分解。 电离方程式 电离常数 H2C2O4 H HC2O4 K1 5.410 2 HC2O4 H C2O24 K2 5.410 5 NH3H 2O NH4 OH K 1.810 5 (1)(NH4)2C2O4溶液的 pH_7(填
5、 “ ”“ ” 或 “ ”) 。 (2)用惰性电极电解饱和草酸溶液可制得乙醛酸 (OHC COOH)。阴极的电极反应 式为_ _。 (3)草酸钠是一种重要的还原剂。合成草酸钠的操作如下： 草酸 Na2CO3加热 75%酒精 过滤 草酸钠晶体 75% 酒精的作用是 _。 当草酸与碳酸钠的物质的量按 21 充分混合后，溶液中 pH 7。请将该溶液中离子浓度按由大到小的顺序排列 _ _。 解析 (1)由题中表格可知， H2C2O4、 HC2O4 、 NH3H 2O 的电离常数大小为 H2C2O4 HC2O4 NH3H 2O，故草酸铵溶液显酸性。 (2)阴极得电子发生还原反应： 2H HOOC COO
6、H 2e=HOOC CHO H2O。 (3) 加入酒精是为了降低草酸钠的溶解度，便于晶体析出。 二者反应后溶质为草酸氢钠，因为溶液显酸性，所以 HC2O4 的电离程度大于其水解程度，则离子浓度大小顺序为 Na HC2O4 H C2O24 OH 。 答案 (1) (2)2H HOOC COOH 2e =HOOC CHO H2O (3) 降低 草酸钠的溶解度，便于晶体析出 Na HC2O4 H C2O24 OH 增分点 2 水的离子积常数 常考题型 1.计算温度高于室温时的 Kw。 2.通过 KW的大小比较相应温度的高低。 【 精品教育资源文库 】 3.溶液中 H 与 OH 相互换 算。 4.酸
7、、碱、能水解的盐溶液中水电离出的 H 或 OH 的计算。 对策 Kw 只与温度有关，升高温度， Kw 增大；在稀溶液中， H OH Kw，其中 H 、 OH 是溶液中的 H 、 OH 浓度；水电离出 的 H 数目与 OH 数目相等。 【例 2】 下表是不同温度下水的离子积常数： 温度 / 25 t1 t2 水的离子积常数 (mol2L 2) 110 14 a 110 12 试回答以下问题： (1)若 25 t1 t2，则 a_110 14 mol2L 2(填 “ ” 、 “ ” 或 “ ”) ，做此判断的理由是 _ _。 (2)25 时，某 Na2SO4溶液中 SO24 510 4 mol/L
8、，取该溶液 1 mL 加水稀释至 10 mL，则稀释后溶液中 Na OH _。 (3)t2 时，将 pH 11 的苛性钠溶液 V1 L 与 pH 1 的稀硫酸 V2 L 混合 (设混合后溶液的体积为原两溶液体积之和 )，所得混合溶液的 pH 2，则 V1 V2 _。此溶液中各种离子的浓度由大到小的顺序是 _。 解析 (1)25 t1 t2，温度升高，促进水的电离， H OH 110 7 mol/L，所以 KW 110 14 mol2L 2。 (2)Na2SO4溶液中 Na 2510 4 mol/L 110 3 mol/L，稀释 10倍后， Na 110 4 mol/L，此时溶液为中性， OH
9、110 7 mol/L，所以 Na OH 10 4 mol/L10 7 mol/L 1 000。 (3)根据酸、碱中和原理及 pH 计算式： V20.1 mol/L V10.1 mol/LV2 V1 10 2 mol/L，解得V1 V2 911 ，根据 Na2SO4的化学组成及反应后溶液呈酸性，推知该溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为 Na SO24 H OH 。 答案 (1) 温度升 高，水的电离程度增大，所以水的离子积增大 (2)1 0001 【 精品教育资源文库 】 (3)911 Na SO24 H OH 增分点 3 Ka(Kb)与 Kw的结合 盐类的水解常数 Kh 说明： Kh在做题
10、过程中往往通过 Ka(Kb)、 Kw的数据通过转换完成解答。 【例 3】 室温下， 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 _， NaHSO3溶液的 pH_(填 “ ” 、“ ” 或 “ ”)7 ；若向 NaHSO3 溶液中加入少量 I2，则溶液中 H2SO3HSO3 将 _(填 “ 增大 ” 、 “ 减小 ” 或 “ 不变 ”) 。 (2)0.1 mol/L Na2SO3 溶液的 pH _，从平衡移动的角度解释 SO23 的 Kh1 Kh2。_。 解析 (1)Ka1 HSO3 H H2SO3 ，由 HSO
11、3 H2O H2SO3 OH ， KhH2SO3OH HSO3 H2SO3OH H HSO3 H KwKa1 1.010 12 Ka2，这说明 HSO3 的电离能力强于水解能力，故溶液显酸性， pH 7；当加入少量 I2时， 4 价的硫元素被氧化，溶液中有硫酸 (强酸 )生成，导致溶液的酸性增强， H 增大， OH 减小，但因温度不变，故 Kh不变，则 H2SO3HSO3 增大。(2)同理可求出 Kh1 KwKa2 1.010 7， Na2SO3溶液的碱性主要由 SO23 的一级水解决定，设溶液中 OH x mol/L，则 HSO3 x mol/L、 SO23 0.1 mol/L x mol/
12、L0.1 mol/L ，利用水解平衡常数易求出 x 1.010 4 mol/L， pH 10。一级水解产生的 OH 对二级水解有抑制作用，导致二级水解程 度降低。 答案 (1)1.010 12 增大 (2)10 一级水解产生的 OH 对二级水解有抑制作用 增分点 4 难溶电解质的溶度积常数 常考题型 1.溶解度与 Ksp的相关转化与比较。 2.沉淀先后的计算与判断。 3.沉淀转化相关计算 。 4.金属阳离子沉淀完全的 pH及沉淀分离的相关计算。 5.与其他平衡 (如氧化还原平衡、配位平衡 )综合的计算。 6.数形结合的相关计算等。 【 精品教育资源文库 】 对策 应用 Kap 数值大小比较物
13、质的溶解度大小时，一定是在组成上属于同一类型的难溶电解质才能进行比较，否则，不能比较；在判断沉淀的生成或 转化时，把离子浓度数值代入 Ksp表达式，若数值大于 Ksp，沉淀可生成或转化为相应难溶物质；利用 Ksp可计算某些沉淀转化反 应的化学平衡常数。 【例 4】 (2018 南阳模拟 ) 已知 t 时 AgCl的 Ksp 210 10； 在 t 时 Ag2CrO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是 ( ) A.在 t 时， Ag2CrO4的 Ksp为 110 9 B.在饱和 Ag2CrO4溶液中加入 K2CrO4可使溶液由 Y点到 X点 C.在 t 时，以 0.01 molL 1 AgNO3溶液滴定 20 mL 0.01 molL 1 KCl和 0.01 molL 1 K2CrO4的混合溶液， CrO24 先沉淀 D.在 t 时，反应 Ag2CrO4(s) 2Cl (aq) 2AgCl(s) CrO24 (aq)的平衡常数 K2.510 7 解析 依据图像曲线上的数据，结合溶度积常数概念计算即可得到，曲线上的点是沉淀溶解平衡， Ag2CrO4 的沉淀溶解平衡为 Ag2CrO4(s) 2Ag (aq) CrO24 (aq)； Ksp Ag 2Cr O24 (10 3)210 6 10 12，故 A 错
