1、高考化学试题中的五大常数 一、考查化学平衡常数一、考查化学平衡常数 1. 考点精析考点精析 (1)对于一般的可逆反应:mA(g)+ nB(g)pC(g)+qD(g),其中 m、n、p、q 分别表示 化学方程式中个反应物和生成物的化学计量数。 当在一定温度下达到化学平衡时, 这个反应 的平衡常数公式可以表示为:,各物质的浓度一定是平衡 时的浓度,而不是其 他时刻的。据此可判断反应进行的程度:K 值越大,正反应进行的程度越大,反应物的转换 率越高; K 值越小, 正反应进行的程度越下, 逆反应进行的程度越大, 反应物的转换率越低。 (2)在进行 K 值的计算时,固体和纯液体的浓度可视为“1”。例如
2、: Fe3O4(s)+4H2(g)3Fe(s)+4H2O(g),在一定温度下,化学平衡常数。 (3)利用 K 值可判断某状态是否处于平衡状态。例如,在某温度下,可逆反应 mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),平衡常数为 K。 ,在一定的温度下的任意时刻,反应物的浓 度和生成物的浓度有如下关系:,叫该反应的浓度商。则有以下结 论: K,V(正)V(逆),可逆反应向正反应方向进行; K,V(正)V(逆),可逆反应处于化学平衡状态; K,V(正)V(逆),可逆反应向逆反应方向进行。 (4)化学平衡常数是指某一具体化学反应的平衡常数,当化学反应方程式的计量数增倍 或减倍时,化学平衡常数也相应的
3、发生变化。 (5)当化学反应方程式的计量数一定时,化学平衡常数只与温度有关。 2考题例析考题例析 【例 1】(2011 福建高考题)25时,在含有 Pb2 、Sn2的某溶液中,加入过量金属 锡(Sn),发生反应:Sn(s)Pb2 (aq) Sn2 (aq)Pb(s),体系中 c(Pb2)和 c(Sn2)变化关系 如下图所示。 下列判断正确的是( ) A往平衡体系中加入金属铅后,c(Pb2+)增大 B往平衡体系中加入少量 Sn(NO3)2固体后,c(Pb2+)变小 C升高温度,平衡体系中 c(Pb2+)增大,说明该反应H0 D25时,该反应的平衡常数 K2.2 解析:此题是新情景,考查平衡移动原
4、理以及平衡常数计算等核心知识,只要基础扎实 都能顺利作答。分析如下: 由于铅是固体状态,往平衡体系中加入金属铅后,平衡不移动,c(Pb2 )不变;往平衡体 系中加入少量 Sn(NO3)2固体后,平衡向左移动,c(Pb2 )变大;升高温度,平衡体系中 c(Pb2 )增大,平衡向左移动,说明该反应是放热反应,即H0;25时,该反应的平衡常数 K )c(Pb )c(Sn 2 2 =0.22/0.10=2.2,故 D 项正确。答案为 D。 【例 2】 (2011 海南高考题)氯气在 298K、100kPa时,在 1L 水中可溶解 0.09mol,实 验测得溶于水的 Cl2约有三分之一与水反应。请回答下
5、列问题: (1)该反应的离子方程式为_; (2)估算该反应的平衡常数_(列式计算) (3)在上述平衡体系中加入少量 NaOH 固体,平衡将向_移动; (4) 如果增大氯气的压强, 氯气在水中的溶解度将_ (填“增大”、 “减小”或“不变”) , 平衡将向_移动。 解析:本题为化学平衡相关内容的综合考查,平衡题在近年的高考题中比较平和,但新 课标高考题今年引入了对过程呈现的考查,这是以后高考中应注意的。分析如下: 氯气与水反应是解题关键。题干中用“溶于水的 Cl2约有三分之一与水反应”给出可逆反 应(该反应在教材中通常没提及可逆) ;平衡常数的计算根 据题中要求列三行式求算;平衡移动是因为 H+
6、的减少向正反应方向移动;增大压强将增大 氯气的浓度,平衡向正反应方向移动。 答案为:(1); (2) (水视为纯液体) C起 0.09 0 0 0 C变 0.093 1 0.03 0.03 0.03 C平 0.06 0.03 0.03 0.03 ; (3)正反应方向; (4)增大,正反应方向 通过以上几个案例的分析,化学平衡常数在 无机化学的解题中占有非常重要的位置;其用途 之广,概括起来,无非是直接应用和综合应用两 个方面。通过平衡常数可以直接判断一个反应进 行的程度;通过平衡常数也可以很好的解释浓度、 压强和催化剂对平衡的影响;当然,平衡常数还可以应用于各种计算,求某些特定物质的转 换率和
7、浓度。 二、考查水的离子积常数二、考查水的离子积常数 1.考点精析考点精析 (1)水是一中很弱的电解质,它能微弱的电离成 H3O+和 OH,电离方程式为: 2H2O= H3O+OH-,可以简写为: H2O= H+ + OH-。水的电离与温度有关,温度越高, 电离度越大,但 c(H+)c(OH ),水仍然显中性。 (2)水的离子积常数:在 25时的纯水中,c(H+)=c(OH)=1 10-7mol/L,此时水的离子积 KW=c(H+).c(OH)=1 10-14。在 100时的纯水中,c(H+)=c(OH)=1 10-6mol/L,此时水的离 子积 KW= c(H+).c(OH)=1 10-12
8、。 注意:任何物质的水溶液中,在常温时,KW= c(H+).c(OH)=1 10-14,KW与溶液的酸碱性无 关,只与温度有关。 (3)水的电离不但受温度的影响,同时也受溶液酸碱性的强弱以及在水中溶解的不同电解质 的影响 酸碱溶液中水的电离程度:无论是强酸、弱酸还是强碱、弱碱溶液,由于酸电离出的 H+、碱电离出的 OH- 均能使 H2O OH- +H+平衡向左移动,即抑制了水的电离,故水 的电离程度将减小。 盐溶液中水的电离程度:a.强酸强碱盐溶液中水的电离程度与纯水的电离程度相同; b.NaHSO4溶液与酸溶液相似,能抑制水的电离,故该溶液中水的电离程度比纯水的电离程 度小;c.强酸弱碱盐、
9、强碱弱酸盐、弱酸弱碱盐都能发生水解反应,将促进水的电离,故使 水的电离程度增大。 溶液的酸碱性越强,水的电离程度不一定越大。酸、碱的电离抑制了水的电离,且溶 液的酸碱性越强,水的电离程度越小;盐类的水解促进了水的电离,且溶液的酸碱性越强, 水的电离程度越大。 (4)在酸、碱、盐溶液中水电离出的 c(H+)水和 c(OH ) 水 在酸性溶液中,c(OH ) 溶液c(OH ) 水c(H+)水 在碱性溶液中,c(H+)溶液c(H+)水c(OH ) 水 在水解显酸性的溶液中,c(H+)溶液c(H+)水c(OH ) 水,OH 部分与弱碱阳离子结合。 在水解显碱性的溶液中,c(OH ) 溶液c(OH )
10、水c(H+)水,H+部分与弱酸根离子结合。 2考题例析考题例析 【例 1】 (2011 安徽高考)室温下,将 1.000mol L 1 盐酸滴入 20.00mL 1.000mol L 1 氨 水中,溶液 pH 和温度随加入盐酸体积变化曲线如下图所示。下列有关说法正确的是( ). A. a 点由水电离出的 c(H+)1.0 10 14mol/L B. b 点:c(NH4+) + c(NH3 H2O)c(Cl-) C. c 点:c(Cl-)c(NH4+) D. d 点后,溶液温度略下降的主要原因是 NH3 H2O 电离吸热 解析:解析:氨水属于弱碱,因此在1.000mol L 1氨水中 OH的浓度
11、不会是1.000mol L1而是 要小于1.000mol L-1,由室温下水的离子积常数 KW= c(H+).c(OH)=1 10-14,可知溶液中 H+ 浓度应大于1.0 10-14mol/L,A 不正确;由图像可知 b 点溶液显碱性,说明此时氨水有剩余, 即溶液是由氨水和氯化铵组成的,因此有 c(NH4+) + c(NH3 H2O)c(Cl-),B 不正确;由图像 可知 c 点溶液显中性,由电荷守衡可知 c(H+)+ c(NH4+)c(OH-) +c(Cl-),所以 c(NH4+) c(Cl-),C 正确;由图像可知 d 点后溶液中主要物质是 NH4Cl,而 NH4Cl 要水解吸热,所以
12、温度会略有降低,D 也不正确。答案为 C。 【例 2】(2011 四川)25时,在等体积的 pH=0 的 H2SO4溶液、0.05mol/L 的 Ba(OH)2溶液,pH=10 的 Na2S 溶液,pH=5 的 NH4NO3溶液中,发生电离的水的物 质的量之比是( ) A.1:10:1010:10 9 B.1:5:5 10 9 :5 10 8 C.1:20:1010:10 9 D.1:10:10 4 :10 9 解析解析:酸或碱是抑制水电离的,且酸性越强或碱性越强,抑制的程度就越大;能发生水 解的盐是促进水电离的。 由25时水的离子积常数KW= c(H+).c(OH)=1 10-14, 可知
13、中发生电离的水的物质的量分别是 10-14、10-13、10-4、10-5,所以选项 A 正确。答案为 A。 【例3】在 T时,某 NaOH 稀溶液中,c(H+) 10-a mol/L, c(OH )10-b mol/L,已知 a + b12。 向该溶液中逐滴加入 pHc 的盐酸 (T) , 测得混合溶液的部分 pH 如下表所示: 序号 NaOH 溶液的体积/mL HCl 溶液的体积/mL 溶液的 pH 20.00 0.00 8 20.00 20.00 6 假设溶液混合前后的体积变化忽略不计,则 c 为( ) A. 3 B. 4 C. 5 D. 6 解析:解析:解答本题的关键是:一审温度:有关
14、溶液 pH 的计算与 KW关系极为密切,只有 在给定的温度下的 KW才能用 c(H+)和 c(OH-)来和换算。二审数据:如本题中首先要审题干, 分析在 NaOH 溶液中 c(H+)、c(OH-)数据的作用(用 T时 KW的计算) ,结合表格数据根据 KW来判断溶液的 pH,据此来计算出 c(NaOH)、c(HCl),从而得出 c 的值。 根据题意可知在该温度下,水的离子积常数是1 10-12,而不是1 10-14,通过可知,此 NaOH 溶液中 c(OH-)1 10-4mol/L,由可知,加入20.00 mL 盐酸后溶液的 pH6,此时恰好 完全中和。则盐酸中 c(H+)0.020L 10-
15、4mol/L 0.020L1 10-4mol/L,则 c4。答案为 B。 三、三、考查电离平衡常数考查电离平衡常数 1.考点精析考点精析 (1)在一定温度下,弱电解质达到电离平衡时,各种离子浓度之积与溶液中未电离的分 子浓度之比是一个常数,该常数就叫电离平衡常数。如 CH3COOHCH3COO-+H+, Ka=c(CH3COO-)c(H+)/c(CH3COOH). (2)电离平衡常数是描述弱电解质的电离平衡的主要参数,也是弱酸、弱碱是否达到平 衡状态的标尺。它只受温度的影响,因电离过程是吸热过程,故它随温度的升高而增大。 (3)对于多元弱酸来说,由于上一级电离产生的 H+对下一级电离起到抑制作
16、用,一般是 K1K2K3,即第二步电离通常比第一步电离难得多,第三步电离又比第二步电离难得多, 因此在计算多元素弱酸溶液的 c(H+)或比较弱酸酸性相对强弱时,通常只考虑第一步电离。 2考题例析考题例析 【例 1】 (2011 山东高考)室温下向 10mL pH=3 的醋酸溶液中加入水稀释后,下列说法 正确的是( ) A.溶液中导电粒子的数目减少 B.溶液中 )()( )( 3 3 OHcCOOHCHc COOCHc 不变 C.醋酸的电离程度增大,c(H+)亦增大 D.再加入 10mlpH=11 的 NaOH 溶液,混合液 pH=7 解析解析:醋酸属于弱酸,加水稀释有利于醋酸的电离,所以醋酸的
17、电离程度增大,同时溶 液中导电粒子的数目会增大,由于溶液体积变化更大,所以溶液的酸性会降低,即 c(H )、 c(CH3COO )、c(CH 3COOH)均会降低,因此选项 A、C 均不正确;由水的离子积常数 )()( OHcHcKW知 )( )( Hc K OHc W , 所 以 )()( )( 3 3 OHcCOOHCHc COOCHc W a W K K KCOOHCHc COOCHcHc )( )()( 3 3 其中 a K表示醋酸的电离平衡常数,由于水的离子积常数和 醋酸的电离平衡常数均只与温度有关,所以选项 B 正确;pH=3 的醋酸说明醋酸的浓度大于 0.001mol/L,pH=
18、11 的 NaOH 溶液说明氢氧化钠的浓度等于 0.001mol/L,因为在稀释过程中 醋酸的物质的量是不变的,因此加入等体积的 pH=11 的 NaOH 溶液时,醋酸会过量,因此 溶液显酸性,D 不正确。答案为 B。 四、考查沉淀溶解平衡常数四、考查沉淀溶解平衡常数 1.考点精析考点精析 (1)沉淀溶解平衡中的常数()沉淀溶解平衡中的常数(Ksp)溶度积溶度积 定义:在一定温度下,难溶电解质的饱和溶液中,存在沉淀溶解平衡,其平衡常数 叫做溶度积常数(或溶度积) 表示方法: 以 MmAn(s) mMn+(aq) + nAm (aq)为例 (固体物质不列入平衡常数) , Kspc(Mn+)m c
19、(Am ) n,如 AgCl(s) Ag+(aq) + Cl (aq),K spc(Ag +) c(Cl)。 影响溶度积(Ksp)的因素:Ksp只与难容电解质的性质、温度有关,而与沉淀的量 无关,并且溶液中的离子浓度的变化只能使平衡移动,并不改变溶度积。 意义:Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力,当化学式所表示的阴、阳离子个 数比相同时,Ksp数值越大的难溶电解质在水中的溶解能力相对越强;可以用 Ksp来计算 饱和溶液中某种离子的浓度。 (2)判断沉淀生成与否的原则)判断沉淀生成与否的原则溶度积规则溶度积规则 通过比较溶度积与溶液中有关离子浓度幂的乘积离子积(Qc)的相对大小,可以判 断难
20、溶电解质在给的条件下沉淀能否生成或溶解: .QcKsp,溶液过饱和,既有沉淀析出,直到溶液饱和,达到新的平衡; .QcKsp,溶液饱和,沉淀与溶解处于平衡状态; .QcKsp,溶液未饱和无沉淀析出,若加入过量难溶电解质,难溶电解质溶解直至溶 液饱和。 (3)对溶度积的理解)对溶度积的理解 溶度积和溶解度都可以用来表示物质的溶解能力。 用溶度积直接比较不同物质的溶解性时,物质的类型应相同。对于化学式中阴、阳离 子个数比不同的难溶电解质,不能通过直接比较 Ksp的大小来确定其溶解能力的大小。 溶液中的各离子浓度的变化只能使沉淀溶解平衡移动,并不改变溶度积。 (4)影响沉淀平衡的因素)影响沉淀平衡的
21、因素 内因:难溶电解质本身的性质。 外因:浓度,加水稀释沉淀平衡向溶解的方向移动,但 Ksp不变。温度,升高温 度沉淀溶解平衡向吸热的方向移动,同时 Ksp随温度的变化而变化。同离子效应,向沉淀 平衡体系中加入相同的离子,使平衡向沉淀方向移动,但 Ksp不变。向沉淀平衡体系中加 入可与体系中某些离子反应生成更难溶物质或气体的分子, 使平衡体向溶解的方向移动, 但 Ksp不变。 2考题例析考题例析 【例 1】 (2011 浙江高考)海水中含有丰富的镁资源。某同学设计了从模拟海水中制备 MgO 的实验方案: 注:溶液中某种离子的浓度小于 1.0 10-5 mol/L,可认为该离子不存在;实验过程中
22、, 假设溶液体积不变。 已知:Ksp(CaCO3)4.96 10 9;K sp(MgCO3)6.82 10 6;K spCa(OH)24.68 10 -6; KspMg(OH)25.61 10 -12。下列说法正确的是( ) A沉淀物 X 为 CaCO3 B滤液 M 中存在 Mg2+,不存在 Ca2+ C滤液 N 中存在 Mg2+、Ca2+ D步骤中若改为加入 4.2 g NaOH 固体,沉淀物 Y 为 Ca(OH)2和 Mg(OH)2的混合物 解析:解析:本题通过图表结合,考察方式很新颖,主要考察溶度积的计算和分析。解题时要 能结合溶度积计算,分析推断沉淀是否产生。分析如下: 步骤发生 Ca
23、2+OH-+ HCO3-= CaCO3H2O;步骤:KspMg(OH)2c(Mg2+) (10-3)2 5.6 10-12,c(Mg2+)5.6 10 6。QCa(OH) 2c(Ca 2+) (10-3)210-8K sp,无 Ca(OH)2析出。 A 选项正确,生成 0001 mol CaCO3。B 选项错误,剩余 c(Ca2+)0.001 mol/L。C 选项错误, 模拟海水中的离 子浓度(mol/L) Na+ Mg2+ Ca2+ Cl- HCO3- 0.439 0.050 0.011 0.560 0.001 c(Mg2+)5.6 10-610-5,无剩余,D 选项错误,生成 0.05 m
24、ol Mg(OH)2,余 0.005 mol OH-, QCa(OH)20.01 0.00522.5 10-7Ksp,无 Ca(OH)2析出。答案为 A。 【例2】(2010年浙江高考)已知:25时弱电解质电离平衡数:Ka(CH3COOH) 1.8 10-5,Ka(HSCN)0.13;难溶电解质的溶度积常数:Ksp(CaF2)1.5 10-10;25时, 2.0 10-3mol L 1氢氟酸水溶液中,调节溶液 pH(忽略体积变化)得到 c(HF) 、c(F-)与溶 液 pH 的变化关系,如下图所示: 请根据以下信息回答下列问题: (1)25时,将20mL 0.10 mol L-1CH3COOH
25、 溶液和20mL 0.10 mol L-1HSCN 溶液分别 与20mL 0.10 mol L-1NaHCO3溶液混合,实验测得产生的气体体积(V)随时间(t)变化的 示意图为: 反应初始阶段, 两种溶液产生 CO2气体的速率存在明显差异的原因是 , 反应结束后所 得两溶液中,c(CH3COO ) c(SCN) (填“”、“”或“”) (2)25时,HF 电离平衡常数的数值 Ka ,列式并说明得出该常数的理由 。 (3)4.0 10-3 mol L-1HF 溶液与4.0 10-4mol L-1 CaCl2溶液等体积混合,调节混合液 pH 为4.0(忽略调节混合液体积的变化) ,通过列式计算说明
26、是否有沉淀产生。 解析:解析:本题给出的信息多,先对信息进行初步分析,也可以根据问题再去取舍信息。比 较全面地考察了电离平衡常数与溶解平衡常数的知识内容。 要求会读图, 掌握平衡常数的表 达式和含义:达到饱和溶液时的最大值,大于则沉淀析出,小于则不析出。明确平衡常数是 随温度变化的,不随溶液中的离子浓度的实际值而发生变化。 信息分析:HSCN 比 CH3COOH 易电离,CaF2难溶。pH6时以 F- 存在,pH0 时以 HF 存在。F- 与 HF 总量不变。(1)相同的起始条件,只能是因为两种酸的电离度不同导 致溶液中起始反应时 H+浓度不同引起反应速率的不同。反应结束后,溶质为 CH3CO
27、ONa 和 NaSCN,因 CH3COOH 酸性弱于 HSCN,故 CH3COONa 水解程度大,c(CH3COO- )c(SCN- )。 (2)HF 电离平衡常数 Kac(H+) c (F-)/ c(HF),其中 c(H+)、c (F-)、c(HF)都是电离达到平衡 时的浓度,选择中间段图像求解。根据图像:pH4时,c(H+)10-4mol L-1,c (F-)1.6 10-3 mol L-1、 c(HF)4.0 10-4mol L-1。Ka 0.4 10-3。 (3)pH4.0,则 c(H+)10-4mol L-1, 此时:根据 HF 电离,产生的 c (F-)1.6 10-3mol L-
28、1,而溶液中的 c(Ca2+)2.0 10-4mol L-1。 c2 (F-) c(Ca2+)5.12 10-10,5.12 10-10大于 Ksp(CaF2)1.5 10-10,有少量沉淀产生。 【例 3】(2011 福建高考)四氯化钛(TiCl4)是制取航天航空工业材料钛合金的 重要原料,由钛铁矿(主要成分是 FeTiO3)制备 TiCl4等产品的一种工艺流程示意如下: 回答下列问题: (1)往中加入铁屑至浸出液显紫色,此时溶液仍呈强酸性。该过程中有如下反应发生。 2Fe3 Fe = 3Fe2 2TiO2 (无色) Fe4H = 2Ti3(紫色) Fe22H 2O Ti3 (紫色) Fe3
29、H 2O = TiO 2(无色) Fe22H 加入铁屑的作用是_。 (2)在工艺中需要控制条件以形成 TiO2 n H2O 溶胶,该分散质颗粒直径大小在 _范围。 (3) 若把中制得的固体 TiO2 n H2O 用酸清洗除去其中的 Fe (OH)3杂质, 还可制得钛白粉。 已知 25时,KspFe(OH)32.79 10-39,该温度下反应 Fe (OH)33H Fe3 H 2O 的平 衡常数 K=_。 (4)已知:TiO2 (s) 2 Cl2 (g)= TiCl4(l) O2(g) H=+140KJ mol-1 2C(s) O2(g)= 2CO(g) H=221KJ mol-1 写出中TiO
30、2和焦炭、 氯气反应生成液态TiCl4和CO气体的热化学方程式: _。 (5)上述工艺具有成本低、可用低品位矿物为原料等优点。依据绿色化学理念,该工艺流 程中存在的不足之处是_(只要求写出一项)。 (6)依据右表信息,要精制含少量 SiCl4杂质的 TiCl4 ,可采用_方法。 TiCl4 SiCl4 熔点/ 25.0 68.8 沸点/ 136.4 57.6 解析解析:本题是典型的化工流程题,问题设置不难。但第(3)小问设计精妙!利用数学 关系巧妙代换求出反应的平衡常数, 机智灵活地考查了沉淀溶解平衡常数与水的离子积常数 之间的关系,命题者可谓独具匠心。分析如下: (1)根据题意给出方程式分析
31、铁屑的作用就是作为还原剂的,即:将 Fe3 还原为 Fe2,另 外浸出液显紫色,说明含有 Ti3 ,防止 Ti3被 Fe3氧化成 TiO2。参考答案中“生成 Ti3保 护 Fe2 不被氧化。”有点让人费解,能不能说成“防止 Ti3被 Fe3氧化成 TiO2”或者说“将 TiO2 还原成 Ti3”。 (2)形成 TiO2 n H2O 溶胶,说明得到胶体,其分散质颗粒直径大小为 10 910 7m(或 1nm100nm); (3)KspFe(OH)3=c(Fe3+) c3(OH)2.79 1039,25时,c(H+) c(OH)Kw1 1014; 反应 Fe (OH)33H Fe3 H 2O 的平
32、衡常数 K= )( )c( 3 3 Hc Fe 42 -33 10 )()c( OHcFe 42 -39 10 102.79 2.79 103。 (4)涉及盖斯定律计算,比较常规,按要求写出方程式相加即可得出答案: TiO2(s) 2C(s)2Cl2 (g)TiCl4(l)2CO(g) H=-81KJ mol-1 (5)依据绿色化学理念,该工艺流程中存在的不足之处产生了废气,废液,废渣等。 (6) 右表信息可以看出, SiCl4, TiCl4两者的沸点相差较大, 要精制含少量 SiCl4杂质的 TiCl4 可用蒸馏(或分馏)等方法。 五五、考查考查水解常数水解常数 1.考点精析考点精析 (1)
33、在一定温度下,能水解的盐(强碱弱酸盐、强酸弱碱盐或弱酸弱碱盐)在水溶液中达 到水解平衡时,生成的弱酸(或弱碱)浓度与氢氧根离子(或氢离子)浓度之积与溶液中未 水解的弱酸根阴离子(或弱碱的阳离子)浓度之比是一个常数,该常数就叫水解平衡常数。 强碱弱酸盐:如:CH3COONa 溶液:CH3COO-+H2OCH3COOH+OH- Kh=c(CH3COOH)c(OH-)/c(CH3COO-)= c(CH3COOH)c(OH-)c(H+)/c(CH3COO-)c(H+) =c(OH-)c(H+)/c(CH3COO-)c(H+)/c(CH3COOH)= Kw / Ka 强酸弱碱盐:如:NH4Cl 溶液:N
34、H4 H 2O NH3.H2O + H Kh=c(NH3.H2O)c(H+)/c(NH4+)= c(NH3.H2O)c(H+) c(OH-)/c(NH4+) c(OH-) = c(H+) c(OH-)/c(NH4+) c(OH-)/ c(NH3.H2O)= Kw / Kb 其中:Kh为水解平衡常数、Ka(Kb)为弱酸(或弱碱)的电离平衡常、Kw 为水的离子积常数 (2)水解平衡常数是描述能水解的盐的能水解平衡的主要参数。它只受温度的影响,因水 解过程是吸热过程,故它随温度的升高而增大。 (3)对于多元弱酸盐来说,多元弱酸的酸根离子水解是分步进行的,例如 Na3PO4的水解: 第一步:PO43-
35、+ H2OHPO42-+ OH-、第二步:HPO42-+ H2OH2PO4- + OH-。第三步: H2PO4-+ H2OH3PO4 + OH-。由于上一级水解产生的 OH-对下一级水解起到抑制作用, 一般是 K1K2K3,即第二步水解通常比第一步水解难得多,第三步水解又比第二步水解 难得多, 因此在计算多元弱酸盐溶液的 c(OH-)或比较弱酸盐溶液的碱性相对强弱时, 通常只 考虑第一步水解。 2考题例析考题例析 【例 1】 (09 年福建理综)在一定条件下,Na2CO3溶液存在水解平衡: CO32 H 2O HCO3 OH。下列说法正确的是( ) A稀释溶液,水解平衡常数增大 B通入 CO2
36、,平衡朝正反应方向移动 C升高温度, 3 2 3 () () c HCO c CO 减小 D加入 NaOH 固体,溶液 pH 减小 解析解析:因平衡常数仅与温度有关,故稀释时是不变的,A 项错误;CO2通入水中,相当 于生成 H2CO3,可以与 OH 反应,而促进平衡正向移动,B 项正确;因水解过程是吸热过 程,升温,促进水解,平衡正向移动,故表达式的结果是增大的,C 项错误;D 项,加入 NaOH,碱性肯定增强,pH 增大,故 D 项错误。答案为 B。 【例 2】(原创题)已知:25时醋酸的电离平衡数:Ka(CH3COOH)1.8 10 5,水 的离子积常数:Kwc(H+).c(OH) =
37、1 10 14。则 25时,0.1mol L1CH 3COONa 水溶液中, c(OH )约为( ) (已知:1.8 =1.34) A. 1 10-7mol/L B. 1.8 10-6mol/L C. 7.5 10-6mol/L D. 7.5 10-5mol/L 解析解析: 本题设计的意图是利用数学关系巧妙代换求出水解平衡常数, 灵活地考查了水解 平衡常数与电离平衡数、水的离子积常数之间的关系。分析如下: CH3COO-+H2OCH3COOH+OH- 起始: 0.1 0 0 改变: x x x 平衡:(0.1-x) x x Kh=c(CH3COOH)c(OH-)/c(CH3COO-)= Kw / Ka 即:x2/(0.1-x)= 1 10 14/(1.8 105) 因 CH3COONa 的水解程度很小,则(0.1-x) 0.1,上式可变为: x2/0.1 = 1 10 14/(1.8 105) x=1 10 5/(1.8 )= 7.510-6 故本题答案选 C。