1、素养提能四四大平衡常数的相互关系及应用素养提能四四大平衡常数的相互关系及应用导读导读:电解质溶液中的电离常数、水的离子积常数、水解常数及溶度积常电解质溶液中的电离常数、水的离子积常数、水解常数及溶度积常数是在化学平衡常数基础上的延伸和拓展数是在化学平衡常数基础上的延伸和拓展,它们是定量研究平衡移动的重它们是定量研究平衡移动的重要手段要手段,有关各平衡常数的应用和求算是高考常考知识点有关各平衡常数的应用和求算是高考常考知识点,在复习时就要以在复习时就要以化学平衡原理为指导化学平衡原理为指导,以判断平衡移动的方向为线索以判断平衡移动的方向为线索,以勒夏特列原理和相以勒夏特列原理和相关守恒定律为计算
2、依据关守恒定律为计算依据,以各平衡常数之间的联系为突破口以各平衡常数之间的联系为突破口,联系元素化合联系元素化合物知识物知识,串点成线串点成线,结线成网结线成网,形成完整的认识结构体系形成完整的认识结构体系,培养培养“变化观念与变化观念与平衡思想平衡思想”核心素养。核心素养。必备知识必备知识1.1.四大平衡常数对比四大平衡常数对比题型一四大平衡常数及其关系题型一四大平衡常数及其关系电离常数电离常数(K(Ka a、K Kb b)水的离子积水的离子积常数常数(K(KW W)难溶电解质的溶难溶电解质的溶度积常数度积常数(K(Kspsp)盐类的水解常数盐类的水解常数(K(Kh h)概念概念在一定条件下
3、达到电在一定条件下达到电离平衡时离平衡时,弱电解质弱电解质电离形成的各种离子电离形成的各种离子的浓度的浓度(幂次方幂次方)的乘的乘积与溶液中未电离的积与溶液中未电离的分子的浓度之比是一分子的浓度之比是一个常数个常数,这个常数称这个常数称为电离常数为电离常数一定一定温度下温度下,水或稀溶液水或稀溶液中中c(OHc(OH-)与与c(Hc(H+)的乘积的乘积为一个常数为一个常数在一定温度下在一定温度下,在难溶电解质的在难溶电解质的饱和溶液中饱和溶液中,各各离子浓度幂之积离子浓度幂之积为一个常数为一个常数在一定温度下在一定温度下,当盐当盐类水解反应达到化学类水解反应达到化学平衡时平衡时,生成物浓度生成
4、物浓度幂之积与反应物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个幂之积的比值是一个常数常数,这个常数就是这个常数就是该反应的盐类水解平该反应的盐类水解平衡常数衡常数典例导航典例导航考查情境考查情境:本题以溶度积常数、电离平衡常数和化学平衡常数的关系为载本题以溶度积常数、电离平衡常数和化学平衡常数的关系为载体体,在复杂、陌生的研究对象及问题情境下在复杂、陌生的研究对象及问题情境下,对电离平衡常数、溶度积常对电离平衡常数、溶度积常数、化学平衡常数的关系进行了基础性、综合性、应用性考查。数、化学平衡常数的关系进行了基础性、综合性、应用性考查。必备知识必备知识:主要考查的必备知识包括以下两个方面主要考查的
5、必备知识包括以下两个方面:一是电离平衡常数、一是电离平衡常数、溶度积常数、化学平衡常数概念的理解溶度积常数、化学平衡常数概念的理解;二是电离平衡常数、溶度积常数、二是电离平衡常数、溶度积常数、化学平衡常数的转化关系。化学平衡常数的转化关系。关键能力关键能力:本题考查的关键能力侧重于理解与辨析及归纳与论证能力本题考查的关键能力侧重于理解与辨析及归纳与论证能力,能能够对电离平衡常数、溶度积常数、化学平衡常数知识融会贯通够对电离平衡常数、溶度积常数、化学平衡常数知识融会贯通,有正确复有正确复述、再现、辨认的能力述、再现、辨认的能力;能够将所求化学平衡常数通过转化能够将所求化学平衡常数通过转化,与已有
6、数据与已有数据相结合相结合,通过运用相关知识通过运用相关知识,采用分析、推理、论证、综合的方法采用分析、推理、论证、综合的方法,解决化解决化学计算问题的能力。学计算问题的能力。答案答案:D D考向专练考向专练考向一四大平衡常数辨析考向一四大平衡常数辨析1.(20211.(2021安徽怀宁月考安徽怀宁月考)下列关于化学平衡常数下列关于化学平衡常数(K)(K)、电离平衡常数、电离平衡常数(K(Ka a或或K Kb b)、水解平衡常数水解平衡常数(K Kh h)、沉淀溶解平衡常数、沉淀溶解平衡常数(K Kspsp)、水的离子积常数、水的离子积常数(K(KW W)的叙述中错的叙述中错误的是误的是()A
7、.KA.K、K Ka a、K Kb b、K Kh h、K Kspsp和和K KW W都与温度有关都与温度有关,温度越高温度越高,常数值越大常数值越大B.B.比较比较K Kspsp与离子积与离子积Q Qc c的相对大小的相对大小,可判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生可判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解成或溶解C.KC.K值越大值越大,正反应进行的程度越大正反应进行的程度越大,一般地说一般地说,K10,K105 5时时,该反应就基本进行完该反应就基本进行完 全了全了D.D.弱酸弱酸HAHA的的K Ka a与与NaANaA的的K Kh h、水的离子积常数、水的离子积常数K KW W三者间
8、的关系可表示为三者间的关系可表示为K KW W=K Ka aKKh hA A考向二借助四大平衡常数的关系进行计算考向二借助四大平衡常数的关系进行计算2.2.已知已知:25:25 时时,K KspspZn(OH)Zn(OH)2 2=1.0=1.01010-18-18,K,Ka a(HCOOH)=1.0(HCOOH)=1.01010-4-4。该温度。该温度下下,下列说法错误的是下列说法错误的是()A.HCOOA.HCOO-的水解常数为的水解常数为1.01.01010-10-10B.ZnB.Zn(OH)(OH)2 2溶于水形成的饱和溶液中溶于水形成的饱和溶液中,c(Zn,c(Zn2+2+)1.0)1
9、.01010-6-6 molL molL-1-1C.C.向向Zn(OH)Zn(OH)2 2悬浊液中加入悬浊液中加入HCOOH,HCOOH,溶液中溶液中c(Znc(Zn2+2+)增大增大B B3.(1)3.(1)常温下常温下,测得测得CaSOCaSO3 3悬浊液的悬浊液的pH=9,pH=9,已知已知K Ka1a1(H(H2 2SOSO3 3)=1.3)=1.31010-2-2,K,Ka2a2(H(H2 2SOSO3 3)=)=6.36.31010-8-8,忽略第二步水解忽略第二步水解,则则CaSOCaSO3 3的第一步水解常数的第一步水解常数K Kh h约为约为 ,K Kspsp(CaSO(Ca
10、SO3 3)约为约为。答案答案:(1)1.6(1)1.61010-7-74.04.01010-7-7答案答案:(2)8(2)810101515题型二四大平衡常数的应用题型二四大平衡常数的应用必备知识必备知识1.1.判断平衡移动方向判断平衡移动方向(1)Q(1)Qc c与与K K的关系的关系两者表达式相同两者表达式相同,若若Q Qc cK,K,K,平衡逆平衡逆向移动。向移动。(2)Q(2)Qc c与与K Kspsp的关系的关系当当Q Qc c K Kspsp时时,溶液过饱和溶液过饱和,有沉淀析出有沉淀析出,直至溶液饱和直至溶液饱和,达到新的平衡达到新的平衡;当当Q Qc c=K Kspsp时时,
11、溶液饱和溶液饱和,沉淀与溶解处于平衡状态沉淀与溶解处于平衡状态;当当Q Qc c K Kspsp时时,溶液未饱和溶液未饱和,无沉淀无沉淀析出析出,若加入过量难溶电解质若加入过量难溶电解质,难溶电解质溶解直至溶液饱和。难溶电解质溶解直至溶液饱和。典例导航典例导航 典例典例2 2(2020(2020山东德州期末山东德州期末)已知已知:pNipNi=-=-lglg c(Ni c(Ni2+2+),),常温下常温下H H2 2S S的电离平的电离平衡常数衡常数:K:Ka1a1=1.3=1.31010-7-7,K,Ka2a2=7.1=7.11010-15-15。常温下。常温下,向向10 10 mLmL 0
12、.1 molL 0.1 molL-1-1 Ni(NONi(NO3 3)2 2溶液中滴加溶液中滴加0.1 molL0.1 molL-1-1 Na Na2 2S S溶液溶液,滴加过程中滴加过程中pNipNi与与NaNa2 2S S溶液体积溶液体积的关系如图所示。下列说法错误的是的关系如图所示。下列说法错误的是()A.EA.E、F F、G G三点中三点中,F,F点对应溶液的水电离程度最小点对应溶液的水电离程度最小B.B.常温下常温下,K Kspsp(NiSNiS)=1)=11010-21-21C.NaC.Na2 2S S溶液中溶液中,c(S,c(S2-2-)+c(HS)+c(HS-)+c(H)+c(
13、H2 2S)=c(NaS)=c(Na+)考查情境考查情境:本题以沉淀溶解平衡图像为载体本题以沉淀溶解平衡图像为载体,在复杂、陌生的研究对象及问题在复杂、陌生的研究对象及问题情境下情境下,对沉淀溶解平衡、弱电解质的电离平衡、盐类水解平衡等电解质在水对沉淀溶解平衡、弱电解质的电离平衡、盐类水解平衡等电解质在水溶液中的行为进行了基础性、综合性、应用性考查。溶液中的行为进行了基础性、综合性、应用性考查。必备知识必备知识:主要考查的必备知识包括以下四方面主要考查的必备知识包括以下四方面:一是电解质溶液中一是电解质溶液中,水的电离水的电离程度的比较程度的比较;二是根据图像信息求算二是根据图像信息求算K K
14、spsp;三是电解质溶液中粒子浓度大小关系三是电解质溶液中粒子浓度大小关系判断判断;四是根据图像信息和各平衡常数之间的关系求算水解常数。四是根据图像信息和各平衡常数之间的关系求算水解常数。关键能力关键能力:本题考查的关键能力侧重于理解与辨析、归纳与论证及分析与推测本题考查的关键能力侧重于理解与辨析、归纳与论证及分析与推测能力。能够通过对能力。能够通过对pNipNi与与NaNa2 2S S溶液体积的关系图像的观察溶液体积的关系图像的观察,获取有关的电解质溶获取有关的电解质溶液中的平衡知识液中的平衡知识,并进行加工、吸收、转化的能力并进行加工、吸收、转化的能力;能够从试题提供的新信息能够从试题提供
15、的新信息中中,准确地提取与解题有关的反应过程、解题数据准确地提取与解题有关的反应过程、解题数据,并与已有知识块整合、重并与已有知识块整合、重组为新知识块的能力组为新知识块的能力;能够将实际问题分解能够将实际问题分解,通过运用相关知识通过运用相关知识,采用分析、综采用分析、综合的方法合的方法,解决简单化学问题的能力。解决简单化学问题的能力。答案答案:C C考向专练考向专练考向一考向一K Ka a(K(Kb b)、K KW W、K Kh h之间的关系及应用之间的关系及应用答案答案:(2)5.7(2)5.71010-10-10答案答案:(3)10%(3)10%(1)1.251.251010-3-3(
16、2)(2)已知已知K KspspMg(OH)Mg(OH)2 2=2=21010-11-11,在某在某MgSOMgSO4 4溶液里溶液里c(Mgc(Mg2+2+)=0.002 molL)=0.002 molL-1-1,如果生成如果生成Mg(OH)Mg(OH)2 2沉淀沉淀,应调整溶液应调整溶液pH,pH,使之大于使之大于;在在0.20 L0.20 L的的0.002 molL0.002 molL-1-1 MgSO MgSO4 4溶液中加入等体积的溶液中加入等体积的0.10 molL0.10 molL-1-1的氨水的氨水,电离常数电离常数K Kb b(NH(NH3 3HH2 2O)=2O)=21010-5-5,试计算试计算推断推断(填填“有有”或或“无无”)Mg(OH)Mg(OH)2 2沉淀生成。沉淀生成。答案答案:(2)10(2)10有有答案答案:(3)5.76(3)5.7610103030答案答案:(4)4.1(4)4.1
